CN109695735A - 一种控制球阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制球阀，包括阀体、阀杆、阀球、节流套以及降压套，所述节流套包括若干个节流通道，所述降压套包括若干个降压通道，所述降压通道包括若干个降压单元，所述降压单元的形状为“波”状，所述节流套及所述降压套均与所述阀体相匹配，首先通过节流套及节流通道降低阀门内的介质流量，然后通过降压套及降压通道降低阀门内的介质压力，通过降低介质流量和介质压力，减少了阀门闭合瞬间介质流量的突变量，进而降低了阀门的噪音和振动，另外还可根据流量条件、压降、噪声级别和所需的介质输出口流速等条件选择节流通道/降压通道数量以及分布方式。

Description

一种控制球阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，涉及一种控制球阀。

背景技术

球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90°的操作和很小的转动力矩就能关闭严密，因此球阀最适宜做开关、切断阀使用。当球阀作为控制阀使用时，使用量程范围较小，而且在阀门开启或者关闭的瞬间对介质产生较大的扰流，尤其是在高压差工况的条件下，阀门会产生较大的振动和噪音，影响阀门的使用寿命和可靠性。

现有技术中，有时会采用直线行程调节阀作为控制阀，然而直线行程调节阀由于自身结构限制，存在可调比小、精度低、压力及流速控制能力差等缺点，并且直线行程调节阀的体积较大，不利于安装调试。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种控制球阀，用于解决现有技术中的球阀在控制介质流量及开关阀门时存在的噪音和振动较大的问题，提高了压力及流量调节的精确性，达到提高阀门可调比的目的，同时增加了阀门的使用可靠性和寿命。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种控制球阀，包括阀体、阀杆、阀球，所述阀体包括介质输入口和介质输出口，所述阀球具有一用于介质流通的阀道，所述控制球阀还包括：一用于降低介质流速的节流套和一用于降低介质压力的降压套，所述节流套包括若干个用于引导介质流动的节流通道，所述降压套包括若干个用于引导介质流动并降低介质压力的降压通道，所述降压通道包括若干个降压单元，所述降压单元的形状为“波”状，所述节流套及所述降压套均与所述阀体相匹配，按照介质的流向依次设置所述介质输入口、所述阀道、所述节流通道、所述降压通道以及所述介质输出口。

可选的，所述节流通道与所述降压通道一一对应。

可选的，所述节流套靠近所述阀球的一侧具有一开口方向朝向所述阀球的“弧”形凹槽，所述凹槽的形状与所述阀球的形状相匹配。

可选的，所述降压单元的形状为“矩形波”状、“V形波”状、“S形波”状或者“正余弦波”状。

可选的，所述节流通道在所述节流套上均匀分布。

可选的，所述节流套包括节流区和非节流区，所述节流通道设置在所述节流区并均匀分布在所述节流区上。

可选的，在垂直于所述节流通道延伸方向的平面内，所述节流区投影面积的大小为所述节流套投影面积大小的20％至80％。

可选的，所述降压通道在所述降压套上均匀分布。

可选的，所述降压套包括降压区和非降压区，所述降压通道设置在所述降压区并均匀分布在所述降压区上。

可选的，在垂直于所述降压通道延伸方向的平面内，所述降压区投影面积的大小为所述降压套投影面积大小的20％至80％。

如上所述，本发明提供的一种控制球阀，具有以下有益效果：

1、通过设置节流套和降压套，有效地降低了流通介质的压力及流速，能够有效地控制并减少阀门开关时所产生的噪音及振动；

2、通过对节流套及降压套进行优化设计，灵活设置节流套上节流通道的数量、分布方式以及降压套上降压通道的数量、分布方式，达到了精确控制介质压力和介质流量的目的；

3、简化了阀门的结构，减小了阀门的尺寸，使得阀门具有更小的安装空间，便于安装调试。

附图说明

图1显示为本发明实施例一提供的控制球阀结构示意图。

图2显示为本发明实施例一提供的降压通道结构示意图。

图3显示为图1中节流套的结构示意图。

图4显示为图1中节流套的立体结构示意图。

图5显示为图1中降压套的结构示意图。

图6显示为图1中降压套的立体结构示意图。

图7显示为本发明实施例二的节流通道或者降压通道结构示意图。

图8显示为本发明实施例三的第一种降压通道结构示意图。

图9显示为本发明实施例三的第二种降压通道结构示意图。

图10显示为本发明实施例三的第三种降压通道结构示意图。

零件标号说明

1 阀体

11 介质输入口

12 介质输出口

2 阀杆

3 阀球

31 阀道

4 节流套

41 节流通道

42 凹槽

5 降压套

51 降压通道

511 降压单元

52 降压区

53 非降压区

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图10。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。发明人发现在现有的球阀作为控制阀使用时，在控制介质流量及开关阀门时存在的噪音和振动较大的问题。

实施例一

请参阅图1，发明人提供一种控制球阀，包括阀体1、阀杆2、阀球3，所述阀体1包括介质输入口11和介质输出口12，所述阀球3具有一用于介质流通的阀道31，所述控制球阀还包括：一用于降低介质流速的节流套4和一用于降低介质压力的降压套5，所述节流套4包括若干个用于引导介质流动的节流通道41，所述降压套5包括若干个用于引导介质流动并降低介质压力的降压通道51，所述降压通道51包括若干个降压单元511，所述降压单元511的形状为“波”状，请参阅图2，介质在降压单元511中的介质流向如图2中的箭头方向所示，所述节流套4及所述降压套5均与所述阀体1相匹配，进一步的，所述节流通道41与所述降压通道51一一对应，按照介质的流向依次设置所述介质输入口11、所述阀道31、所述节流通道41、所述降压通道51以及所述介质输出口12，发明人发现现有技术中的球阀在作为控制阀开关时产生噪音和振动的原因为：在开关瞬间球阀内的流量瞬间改变量较大，因此介质在阀门以及介质管道中瞬时的压力和扩张力骤升，进一步的，介质将动能传递给阀门以及介质管道产生噪声和振动，为此发明人首先设计处一套与阀球3相匹配的节流套4，在节流套4上设有引导介质流动的节流通道41，降低了介质的流量；然后设计一套与节流套4配合使用的降压套5，在降压套5上设有降低介质流动速度及介质压力的降压通道51，通过节流套4与降压套5配合使用在降低介质流量的同时降低了介质流速及介质压力，进而在开关所述阀门时介质动能显著降低，因此产生的振动和噪音显著减少。

请参阅图3和图4，所述节流套4靠近所述阀球3的一侧具有一开口方向朝向所述阀球3的“弧”形凹槽42，所述凹槽42的形状与所述阀球3的形状相匹配，采用此设计，当阀球3转动到阀门开启的位置时，所述凹槽42能够缓和介质流速并引导介质流入所述节流通道41中，当阀球3转动到阀门闭合的位置时，所述凹槽42的形状与所述阀球3相匹配，增加了阀门结构的紧凑性。

优选的，所述降压单元511的形状为“矩形波”状、“V形波”状、“S形波”状或者“正余弦波”状，可视具体情况，按照介质密度、介质类型来选取降压单元的形状，请参阅图5和图6，本实施例提供的降压单元511设置为“矩形波”状，不仅在显著地降低了介质的流速，而且便于降压套5、降压通道51以及降压单元511的加工和制造，亦可根据实际情况的需要，灵活选择降压单元511的数量，发明人在实际制造过程中最多制成具有24级降压单元的降压套，降压单元在每一级都适当扩张，给介质膨胀留出余量，控制介质流速的增量，由于压差越大，需要的级数越多，进而在流道中会有不同的降压级数特征，以便更好地控制流速，而且便于控制介质速度、噪声、振动、侵蚀。

实施例二

请参阅7，在本实施例中，所述节流通道41在所述节流套4上均匀分布，同时降压通道51在所述降压套5上均匀分布。采用均匀分布的方式，使得每一个节流通道41和每一个降压通道51中介质流速、压力参数相同，更加均衡地对介质流速和压力进行控制。

实施例三

请结合图8、图9和图10，因为节流通道41和降压通道51的一一对应，因此图8、图9和图10中以降压套5以及降压通道51为例进行陈述说明。所述节流套4包括节流区42和非节流区43，所述节流通道41设置在所述节流区42并均匀分布在所述节流区42上；所述降压套5包括降压区52和非降压区53，所述降压通道51设置在所述降压区52并均匀分布在所述降压区52上。进一步的，在垂直于所述节流通道41延伸方向的平面内，所述节流区42投影面积的大小为所述节流套4投影面积大小的20％至80％，在垂直于所述降压通道51延伸方向的平面内，所述降压区52投影面积的大小为所述降压套5投影面积大小的20％至80％。其中，图8为第一种降压通道的结构示意图，降压区52投影面积大小为降压套5投影面积大小的30％；图9为第二种降压通道的结构示意图，降压区52投影面积大小为降压套5投影面积大小的50％；图10为第三种降压通道的结构示意图，降压区52投影面积大小为降压套5投影面积大小的70％，可视具体情况而定，根据流量条件、压降、噪声级别和所需的介质输出口流速等条件选择节流通道/降压通道数量以及分布方式。

综上所述的控制球阀，包括阀体、阀杆、阀球、节流套以及降压套，所述节流套包括若干个用于引导介质流动的节流通道，所述降压套包括若干个用于引导介质流动并降低介质压力的降压通道，所述降压通道包括若干个降压单元，所述降压单元的形状为“波”状，所述节流套及所述降压套均与所述阀体相匹配，首先通过节流套及节流通道降低阀门内的介质流量，然后通过降压套及降压通道降低阀门内的介质压力，通过降低介质流量和介质压力，减少了阀门闭合瞬间介质流量的突变量，进而降低了阀门的噪音和振动，另外还可根据流量条件、压降、噪声级别和所需的介质输出口流速等条件选择节流通道/降压通道数量以及分布方式。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种控制球阀，包括阀体、阀杆、阀球，所述阀体包括介质输入口和介质输出口，所述阀球具有一用于介质流通的阀道，其特征在于，所述控制球阀还包括：一用于降低介质流速的节流套和一用于降低介质压力的降压套，所述节流套包括若干个用于引导介质流动的节流通道，所述降压套包括若干个用于引导介质流动并降低介质压力的降压通道，所述降压通道包括若干个降压单元，每个所述降压单元的形状为“波”状，所述节流套及所述降压套均与所述阀体相匹配，按照介质的流向依次设置所述介质输入口、所述阀道、所述节流通道、所述降压通道以及所述介质输出口。

2.根据权利要求1所述的控制球阀，其特征在于：所述节流通道与所述降压通道一一对应。

3.根据权利要求1所述的控制球阀，其特征在于：所述节流套靠近所述阀球的一侧具有一开口方向朝向所述阀球的“弧”形凹槽，所述凹槽的形状与所述阀球的形状相匹配。

4.根据权利要求1所述的控制球阀，其特征在于：所述降压单元的形状为“矩形波”状、“V形波”状、“S形波”状或者“正余弦波”状。

5.根据权利要求1所述的控制球阀，其特征在于：所述节流通道在所述节流套上均匀分布。

6.根据权利要求1所述的控制球阀，其特征在于：所述节流套包括节流区和非节流区，所述节流通道设置在所述节流区并均匀分布在所述节流区上。

7.根据权利要求6所述的控制球阀，其特征在于：在垂直于所述节流通道延伸方向的平面内，所述节流区投影面积的大小为所述节流套投影面积大小的20％至80％。

8.根据权利要求1所述的控制球阀，其特征在于：所述降压通道在所述降压套上均匀分布。

9.根据权利要求1所述的控制球阀，其特征在于：所述降压套包括降压区和非降压区，所述降压通道设置在所述降压区并均匀分布在所述降压区上。

10.根据权利要求9所述的控制球阀，其特征在于：在垂直于所述降压通道延伸方向的平面内，所述降压区投影面积的大小为所述降压套投影面积大小的20％至80％。