CN109723858B - 一种球阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种球阀，包括阀体、阀盖、阀芯、阀杆组件和手轮，其中：所述阀盖与所述阀体固定连接，且所述阀盖与所述阀体配合形成容置所述阀芯的容置腔；所述阀芯包括阀芯本体、齿轮传动组件和阀瓣，所述齿轮传动组件和所述阀瓣设于所述阀芯本体上；所述手轮通过所述阀杆组件分别与阀芯本体和所述齿轮传动组件连接形成驱动配合，且所述手轮可通过所述阀杆组件驱动所述齿轮传动组件带动所述阀瓣移动，所述手轮还可通过所述阀杆组件驱动阀芯本体转动。这样可以提升扭矩传递的可靠性。

Description

一种球阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种球阀。

背景技术

随着阀门技术的飞速发展，以及生产工艺和产品结构的不断改进，球阀已经迅速发展成为一种主要的阀类，并广泛用于石油炼制、长输管线、化工、制药、水利、市政和钢铁等行业。尤其是强制性密封球阀，目前市场上的强制性密封球阀，由于其出众的密封性能，在密封性要求较高的应用场景得到了广泛的应用。

在对强制性密封球阀进行检索的过程中，检索到申请公布号为CN105927750A及申请号为201610355492.5的中国专利。该专利的技术方案主要是采用扭力弹簧实现阀杆带动球形阀芯作90度旋转，并在球形阀芯旋转90度后受限位约束停止转动后；使扭力弹簧进一步压缩实现阀杆向阀杆齿轮进一步传递扭矩，从而驱动小齿轮，进而带动螺柱齿轮，并通过阀瓣与螺柱齿轮螺旋约束顶起阀瓣，并使阀瓣与阀座的抱合，最终实现对球阀的强制密封的操作控制。

然而，使用扭力弹簧带动球形阀芯旋转的过程中，尤其是当球阀处于关闭位置后，需要进一步压缩扭力弹簧，以使阀杆带动阀杆齿轮旋转；当球阀经多次开启或者关闭操作后，容易使扭力弹簧的扭矩可靠性下降，进而影响球阀的性能。

可见，现有的球阀存在扭矩可靠性较低的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种球阀，以解决现有的球阀存在扭矩可靠性较低的问题。

本发明实施例提供了一种球阀，包括阀体、阀盖、阀芯、阀杆组件和手轮，其中：

所述阀盖与所述阀体固定连接，且所述阀盖与所述阀体配合形成容置所述阀芯的容置腔；

所述阀芯包括阀芯本体、齿轮传动组件和阀瓣，所述齿轮传动组件和所述阀瓣设于所述阀芯本体上；

所述手轮通过所述阀杆组件分别与阀芯本体和所述齿轮传动组件连接形成驱动配合，且所述手轮可通过所述阀杆组件驱动所述齿轮传动组件带动所述阀瓣移动，所述手轮还可通过所述阀杆组件驱动阀芯本体转动。

可选的，所述阀杆组件包括阀杆和阀杆齿轮，所述阀杆的第一端与所述阀杆齿轮连接形成驱动配合，且所述阀杆齿轮还与所述齿轮传动组件啮合。

可选的，所述阀芯还包括阀芯盖盘，所述阀芯盖盘固定在所述阀芯本体上，所述阀芯盖盘设有第一通孔，所述第一通孔内设有第一梭式销；

所述阀杆的第二端与所述手轮连接形成驱动配合，所述阀杆齿轮位于所述阀芯盖盘与所述阀芯本体之间；

所述阀盖对应所述第一通孔设有第一孔，所述阀杆齿轮对应所述第一通孔设有第二孔，所述第一梭式销可在所述第一通孔内移动，以位于所述第一通孔和所述第一孔内，或者位于所述第一通孔和所述第二孔内。

可选的，所述阀芯本体设有第一限位部，所述阀体设有限位槽，所述第一限位部可在所述限位槽内转动。

可选的，所述第一梭式销包括第一销本体、及设于所述第一销本体两端的第一端部和第二端部，其中，所述第一销本体位于所述第一通孔内，所述第一端部可容置于所述第一孔内，所述第二端部可容置于所述第二孔内。

可选的，所述第一通孔的深度小于所述第一梭式销的长度，且所述第一通孔的深度大于等于所述第一销本体与所述第一端部的长度和，或者，所述第一通孔的深度大于等于所述第一销本体与所述第二端部的长度和。

可选的，所述阀杆包括内阀杆和外阀杆，所述外阀杆套设于所述内阀杆外，所述外阀杆的第一端与所述阀芯本体连接形成驱动配合，所述外阀杆的第二端设有转柄，所述转柄与所述外阀杆的第二端连接形成驱动配合，所述转柄上设有第二通孔，所述第二通孔内设有第二梭式销，所述内阀杆的第一端与所述阀杆齿轮连接形成驱动配合，所述内阀杆的第二端与所述手轮连接形成驱动配合；

所述手轮对应所述第二通孔设有第三孔，所述球阀还包括阀杆盖盘，所述阀杆盖盘固定在所述阀盖上，所述阀杆盖盘对应所述第二通孔设有第四孔，所述第二梭式销可在所述第二通孔内移动，以位于所述第二通孔和所述第三孔内，或者位于所述第二通孔和所述第四孔内。

可选的，所述转柄包括转柄本体和设于所述转柄本体上的第二限位部，所述阀杆盖盘设有呈夹角分布的第一限位块和第二限位块，所述第二限位部可在所述第一限位块和所述第二限位块之间转动。

可选的，所述第二梭式销包括第二销本体、及设于所述第二销本体两端的第三端部和第四端部，其中，所述第二销本体位于所述第二通孔内，所述第三端部可容置于所述第三孔内，所述第四端部可容置于所述第四孔内。

可选的，所述第二通孔的深度小于所述第二梭式销的长度，且所述第二通孔的深度大于等于所述第二销本体与所述第三端部的长度和，或者，所述第二通孔的深度大于等于所述第二销本体与所述第四端部的长度和。

在本发明实施例中，通过采用刚性连接的驱动形式，相对于现有技术中的扭力弹簧结构，不仅可以克服使用扭力弹簧结构存在的容错低的问题；而且，当球阀达到关闭位置后，由于无需消耗进一步压缩扭力弹簧的扭矩，还可以减小带动阀瓣实现强制密封的关闭扭矩，使得球阀的开启或者关闭操作更为简单实用。而且，通过刚性结构传递扭矩，相对于使用扭力弹簧传递扭矩，还可以有效提升扭矩传递的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的球阀的爆炸示意图；

图2是本发明第一实施例提供的阀芯的爆炸示意图；

图3是本发明第一实施例提供的球阀的结构示意图之一；

图4是图3中A区域的局部放大图；

图5是本发明第一实施例提供的阀体的结构示意图；

图6是本发明第一实施例提供的球阀的结构示意图之二；

图7是本发明第一实施例提供的球阀的结构示意图之三；

图8是本发明第一实施例提供的球阀的结构示意图之四；

图9是本发明第二实施例提供的球阀的爆炸示意图；

图10是本发明第二实施例提供的阀芯的爆炸示意图；

图11是本发明第二实施例提供的球阀的结构示意图之一；

图12是本发明第二实施例提供的阀芯本体的结构示意图；

图13是本发明第二实施例提供的球阀的结构示意图之二；

图14是本发明第二实施例提供的球阀的结构示意图之三；

图15是本发明第二实施例提供的球阀的驱动部件的爆炸示意图之一；

图16是本发明第二实施例提供的球阀的驱动部件的爆炸示意图之二；

图17是本发明第二实施例提供的球阀的驱动部件的剖视图；

图18是本发明第二实施例提供的球阀的结构示意图之四；

图19是本发明第二实施例提供的球阀的结构示意图之五；

图20是图19中B区域的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

如图1至图8所示，本发明实施例提供一种球阀，包括阀体110、阀盖120、阀芯130、阀杆组件140和手轮150，其中：

所述阀盖120与所述阀体110固定连接，且所述阀盖120与所述阀体110配合形成容置所述阀芯130的容置腔111；

所述阀芯130包括阀芯本体131、齿轮传动组件132和阀瓣133，所述齿轮传动组件132和所述阀瓣133设于所述阀芯本体131上；

所述阀杆组件140包括阀杆141和阀杆齿轮142，所述阀杆141的第一端与所述阀杆齿轮142连接形成驱动配合，且所述阀杆齿轮142还与所述齿轮传动组件132啮合；

所述阀芯130还包括阀芯盖盘134，所述阀芯盖盘134固定在所述阀芯本体131上，所述阀芯盖盘134设有第一通孔1341，所述第一通孔1341内设有第一梭式销160；

所述阀杆141的第二端与所述手轮150连接形成驱动配合，所述阀杆齿轮142位于所述阀芯盖盘134和所述阀芯本体131之间；

所述阀盖120对应所述第一通孔1341设有第一孔121，所述阀杆齿轮142对应所述第一通孔1341设有第二孔1421，所述第一梭式销160可在所述第一通孔1341内移动，以位于所述第一通孔1341和所述第一孔121内，或者位于所述第一通孔1341和所述第二孔1421内。

在本发明实施例中，所述阀体110还包括与所述容置腔111连通的进口和出口，为了进一步提升球阀的密封性能，还可以在所述阀体110上设置用于和所述阀瓣133匹配的阀座112，且所述阀座112具备高强度、高耐磨性等性能，以保证在与所述阀瓣133抱合过程中的密封效果。而且，所述阀芯本体131设有第一限位部1311，所述阀体110设有限位槽113，所述第一限位部1311可在所述限位槽113内转动；优选的，所述第一限位部1311可在所述限位槽113内做90度夹角旋转。

本发明实施例的工作原理是，当所述第一梭式销160位于所述第一通孔1341和所述第一孔121内时，此时所述阀芯本体131与所述阀杆齿轮142处在离合状态，这样通过转动所述手轮150，驱动所述阀杆141可以带动所述阀杆齿轮142转动，进而带动所述齿轮传动组件132转动，所述齿轮传动组件132的转动可以带动所述阀瓣133做直线运动，以实现所述阀瓣133与所述阀座112的抱合，或者将所述阀瓣133收紧在所述阀芯本体131上；当所述第一梭式销160位于所述第一通孔1341和所述第二孔1421内时，此时所述阀芯本体131与所述阀杆齿轮142可实现联动，这样通过转动手轮150，驱动所述阀杆141，所述阀芯本体131与所述阀杆齿轮142可实现同步转动。

在所述球阀的工作过程中，当所述第一梭式销160的第二端插入所述第二孔1421内时，所述阀盖120朝向所述第一梭式销160的端面使所述第一梭式销160不能上移，这样所述阀芯本体131的运动与所述阀杆齿轮142的运动同步，因此所述阀芯本体131可以和所述阀杆齿轮142一起完成90度旋转。当所述阀芯本体131旋转到关闭位置时，由于所述限位槽113与所述第一限位部1311之间存在的限位关系，所述阀芯本体131停止转动，此时，所述第一孔121与所述第一通孔1341对齐，所述第一梭式销160受到所述第二孔1421内壁施加的推力会朝所述第一孔121的方向移动，所述第一梭式销160的第一端会逐渐插入所述第一孔121内；且由于此时所述阀芯本体131的所述第一限位部1311被所述限位槽113卡住，所述阀芯本体131被锁定在关位；当继续转动所述手轮150时，所述阀杆齿轮142将相对所述阀芯本体131继续旋转，并带动所述齿轮传动组件132，使所述阀瓣133顶起，并与所述阀座112抱合，实现所述球阀的强制密封。开阀时，所述阀芯本体131仍然被锁定在关位，直至所述阀瓣133完全收紧在所述阀芯本体131上；此时，所述第二孔1421与所述第一通孔1341对齐，所述第一梭式销160受到所述第一孔121内壁施加的推力会朝所述第二孔1421的方向移动，所述第一梭式销160的第二端会逐渐插入所述第二孔1421内；此时，继续转动所述手轮150，驱动所述阀杆141，所述阀芯本体131与所述阀杆齿轮142可实现同步转动，直至全开。

这样，在本发明实施例中，通过采用刚性连接的驱动形式，相对于现有技术中的扭力弹簧结构，不仅可以克服使用扭力弹簧结构存在的容错低的问题；而且，当球阀达到关闭位置后，由于无需消耗进一步压缩扭力弹簧的扭矩，还可以减小带动阀瓣实现强制密封的关闭扭矩，使得球阀的开启或者关闭操作更为简单实用。而且，通过刚性结构传递扭矩，相对于使用扭力弹簧传递扭矩，还可以有效提升扭矩传递的可靠性。

本发明实施例的具体实施方式中，所述阀盖120可通过螺栓连接的方式固定在所述阀体110上，如图1所示，可通过第一螺栓171将所述阀盖120固定在所述阀体110上；其中，第一螺栓171的数量优选为6个，这样可以使所述阀盖120与所述阀体110的连接更加稳固。

可选的，所述第一孔121为设于所述阀盖120朝向所述第一梭式销160一侧的端面上的盲孔，所述第二孔1421为设于所述阀杆齿轮142朝向所述第一梭式销160一侧的端面上的盲孔。

所述阀芯盖盘134也可以通过螺栓连接的方式固定在所述阀芯本体131上，如图1所示，可通过第二螺栓172将所述阀芯盖盘134固定在所述阀芯本体131上；其中，第二螺栓172的数量优选为8个，这样可以使所述阀芯盖盘134与所述阀芯本体131的连接更加稳固。

所述阀芯本体131上设有第一转动枢轴1312、第二转动枢轴1313和第三转动枢轴1314；优选的，所述第一转动枢轴1312与所述第二转动枢轴1313呈45度夹角设置，所述第一转动枢轴1312与所述第三转动枢轴1314呈90度夹角设置。所述齿轮传动组件132包括传动齿轮1321、螺柱齿轮1322、滚柱1323及滚柱保持架1324。其中，所述阀杆齿轮142套设在所述第一转动枢轴1312上，且可绕所述第一转动枢轴1312转动；所述传动齿轮1321套设在所述第二转动枢轴1313上，且可绕所述第二转动枢轴1313转动；所述螺柱齿轮1322套设在所述第三转动枢轴1314上，且可绕所述第三转动枢轴1314转动。而且，所述阀杆齿轮142与所述传动齿轮1321啮合，所述传动齿轮1321还与所述螺柱齿轮1322啮合，并形成齿轮传动系。

其中，为维护所述齿轮传动系的工作环境的洁净，可以给所述传动齿轮1321设置齿轮压盖13211，给所述螺柱齿轮1322设置齿轮压环13221。

螺柱齿轮1322包括齿轮本体和螺柱，所述齿轮本体与所述螺柱一体成型，所述齿轮本体与所述传动齿轮1321啮合连接；所述阀瓣133的一侧为球面形状，用于与所述阀座112对接，实现强制密封，所述阀瓣133的另一侧设有螺纹孔，且所述螺柱的螺纹与所述螺纹孔的螺纹牙形相同，螺距相等。

在本实施方式中，所述阀瓣133的传动，可以通过设于所述螺柱与所述螺纹孔之间的滚柱1323，所述滚柱1323也设有牙形与所述螺柱的螺纹相同的环槽，且所述滚柱1323的环槽的间距与所述螺柱的螺纹间距相同。其中，本实施例中，滚柱1323的数量为8个，并通过滚柱保持架1324将所述滚柱1323隔开设置，且所述滚柱1323同时啮合所述螺柱的螺纹和所述螺纹孔的螺纹。当所述螺柱齿轮1322转动时，滚柱1323将同时随所述螺柱转动轴线公转并自传，并将所述螺柱齿轮1322的旋转运动转换成推动所述阀瓣133往复运动的直线运动。而且，由于螺柱齿轮1322自身的转动运动，将螺纹间配合的滑动摩擦转变为滚动摩擦，还可以提升传动效率。

而且，阀瓣133设有棱形柱，所述第三转动枢轴1314设有棱形孔，通过棱形孔与棱形柱之间的约束，可以约束阀瓣133不会随着螺柱齿轮1322一起转动，其中阀瓣133还可以通过花键连接的方式约束在所述第三转动枢轴1314上。这样阀杆齿轮142、传动齿轮1321、螺柱齿轮1322及阀瓣133一起形成传动系，当阀杆齿轮142转动时，将带动阀瓣133做顶起或者收回的直线运动，以实现阀瓣133与阀座112的抱合，或者将阀瓣133收紧在阀芯本体131上。

可选的，所述第一梭式销160包括第一销本体161、及设于所述第一销本体161两端的第一端部162和第二端部163，其中，所述第一销本体161位于所述第一通孔1341内，所述第一端部162可容置于所述第一孔121内，所述第二端部163可容置于所述第二孔1421内。

本实施方式中，所述第一销本体161可以是圆柱形，也可以是棱柱形，且所述第一销本体161的形状需与所述第一通孔1341适配，并可在所述第一通孔1341内移动；所述第一通孔1341的深度小于所述第一梭式销160的长度，且所述第一通孔1341的深度大于等于所述第一销本体161与所述第一端部162的长度和，或者，所述第一通孔1341的深度大于等于所述第一销本体161与所述第二端部163的长度和。

优选的，所述第一通孔1341的深度等于所述第一销本体161与所述第一端部162的长度和；或者，所述第一通孔1341的深度等于所述第一销本体161与所述第二端部163的长度和。这样，当所述第一梭式销160的一端部与所述阀芯盖盘134的一端面平齐时，另一端部可正好突出于所述阀芯盖盘134的另一端面，并可全部进入对应孔洞内。这样可以提升整体结构的刚性强度，并提升扭转在传动过程中的可靠性。

需要说明的是，本实施方式中，所述第一端部162与所述第二端部163可完全对称设置于所述第一销本体161的两端。其中，所述第一端部162为圆台形端部、圆锥形端部或者棱台形端部；所述第二端部163为圆台形端部、圆锥形端部或者棱台形端部。这样可以使所述第一梭式销160在转动过程中，能够产生一个水平方向的力和竖直方向的力，从而使所述第一梭式销160可以在所述第一通孔1341内进行移动。

可选的，所述球阀还包括阀杆上盖122，所述阀杆上盖122用于保护阀杆141，所述阀杆上盖122可通过螺栓连接的方式固定在所述阀盖120上；具体的，可通过第三螺栓173将所述阀杆上盖122固定在所述阀盖120上。其中，所述第三螺栓173优选为4个。

可选的，所述阀杆齿轮142设有第一安装孔，所述阀杆141的第一端与所述第一安装孔连接形成驱动配合；所述手轮150设有第二安装孔，所述阀杆141的第二端与所述第二安装孔连接形成驱动配合。

本实施方式中，所述第一安装孔和所述第二安装孔可以是棱形孔，所述阀杆141的两端为可与棱形孔相匹配的棱形柱。而且，本实施方式中，还可以通过花键连接的形式，实现所述阀杆141的两端分别连接所述阀杆齿轮142和所述手轮150。而且，为了方便用户操控手轮150，还可以在手轮150上设置手柄；为了更好的将所述手轮150固定在所述阀杆141上，还可以通过螺纹连接的方式，实现所述手轮150与所述阀杆141的固定连接。

第二实施例

如图9至图20所示，本发明实施例提供一种球阀，包括阀体210、阀盖220、阀芯230、阀杆组件240和手轮250，其中：

所述阀盖220与所述阀体210固定连接，且所述阀盖220与所述阀体210配合形成容置所述阀芯230的容置腔211；

所述阀芯230包括阀芯本体231、齿轮传动组件232和阀瓣233，所述齿轮传动组件232和所述阀瓣233设于所述阀芯本体231上；

所述阀杆组件240包括阀杆241和阀杆齿轮242，所述阀杆241包括内阀杆2411和外阀杆2412，所述外阀杆2412套设于所述内阀杆2411外，所述外阀杆2412的第一端与所述阀芯本体231连接形成驱动配合，所述外阀杆2412的第二端设有转柄243，所述转柄243与所述外阀杆2412的第二端连接形成驱动配合，所述转柄243上设有第二通孔2431，所述第二通孔2431内设有第二梭式销260，所述内阀杆2411的第一端与所述阀杆齿轮242连接形成驱动配合，所述内阀杆2411的第二端与所述手轮250连接形成驱动配合；

所述手轮250对应所述第二通孔2431设有第三孔251，所述球阀还包括阀杆盖盘270，所述阀杆盖盘270固定在所述阀盖220上，所述阀杆盖盘270对应所述第二通孔2431设有第四孔271，所述第二梭式销260可在所述第二通孔2431内移动，以位于所述第二通孔2431和所述第三孔251内，或者位于所述第二通孔2431和所述第四孔271内。

本发明实施例中，所述阀体210还包括与所述容置腔211连通的进口和出口，为了进一步提升球阀的密封性能，还可以在所述阀体210上设置用于和所述阀瓣233匹配的阀座212，且所述阀座212具备高强度、高耐磨性等性能，以保证在于所述阀瓣233抱合过程中的密封效果。而且，转柄243包括转柄本体2432和设于所述转柄本体2432上的第二限位部2433，所述阀杆盖盘270设有呈夹角分布的第一限位块272和第二限位块273，且所述第二限位部2433可在所述第一限位块272和所述第二限位块273之间转动；优选的，所述第一限位块272和所述第二限位块273呈90度夹角分布在所述阀杆盖盘270上。

其中，可以通过螺栓连接的方式，将所述阀杆盖盘270固定在所述阀盖220上；可选的，所述阀杆盖盘270与所述阀盖220之间还有保护阀杆241的阀杆上盖221，可以通过螺栓依次穿过设于所述阀杆盖盘270上的螺孔及设于所述阀杆上盖221上的螺孔，并最终与设于所述阀盖220上的内螺纹孔配合，实现将所述阀杆盖盘270和所述阀杆上盖221固定在所述阀盖220上。

本发明实施例的工作原理是，所述内阀杆2411和所述外阀杆2412同轴设置，其中所述外阀杆2412用于驱动所述阀芯本体231转动，实现所述球阀的开启或者关闭；所述内阀杆2411用于驱动所述阀杆齿轮242转动，进而带动所述齿轮传动组件232转动，所述齿轮传动组件232的转动可以带动所述阀瓣233做直线运动，以实现所述阀瓣233与所述阀座212的抱合，或者将所述阀瓣233收紧在所述阀芯本体131上。当所述第二梭式销260位于所述第二通孔2431和所述第三孔251内时，所述外阀杆2412可与所述内阀杆2411同步转动，即所述阀芯本体231与所述阀杆齿轮242可实现同步转动；当所述第二梭式销260位于所述第二通孔2431和所述第四孔271内时，所述外阀杆2412与所述内阀杆2411处于离合状态；此时转动手轮250，只会驱动阀杆齿轮242转动，进而带动所述阀瓣233做直线运动，所述阀芯本体231处于锁定状态。

具体的，在关闭球阀的过程中，通过转动手轮250，同时驱动所述内阀杆2411和所述外阀杆2412完成90度旋转；而当所述阀芯本体231达到90度关闭位置后，将被锁定在关闭位置；此时，手轮250继续带动所述内阀杆2411转动，从而驱动所述阀杆齿轮242转动，进而带动所述齿轮传动组件232转动，所述齿轮传动组件232的转动可以带动所述阀瓣233朝向所述阀座212移动，以实现所述阀瓣233与所述阀座212的抱合，实现所述球阀的强制密封。在开启球阀的过程中，反向转动手轮250，驱动所述内阀杆2411转动，所述内阀杆2411带动所述阀杆齿轮242转动，所述阀杆齿轮242带动所述齿轮传动组件232转动，进而带动所述阀瓣233朝向所述阀芯本体231移动，最终收紧在所述阀芯本体231上。当所述阀瓣233完全收紧在所述阀芯本体231上，将解锁所述外阀杆2412，进而可驱动所述阀芯本体231完成90度开阀动作。

这样，在本发明实施例中，通过采用刚性连接的驱动形式，相对于现有技术中的扭力弹簧结构，不仅可以克服使用扭力弹簧结构存在的容错低的问题；而且，当球阀达到关闭位置后，由于无需消耗进一步压缩扭力弹簧的扭矩，还可以减小带动阀瓣实现强制密封的关闭扭矩，使得球阀的开启或者关闭操作更为简单实用。而且，通过刚性结构传递扭矩，相对于使用扭力弹簧传递扭矩，还可以有效提升扭矩传递的可靠性。

本发明实施例的具体实施方式中，所述阀盖220可通过螺栓连接的方式固定在所述阀体210上，如图9所示，可通过第三螺栓281将所述阀盖220固定在所述阀体210上；其中，第三螺栓281的数量优选为6个，这样可以使所述阀盖220与所述阀体210的连接更加稳固。

所述阀芯本体231上设有第一转动枢轴2311、第二转动枢轴2312和第三转动枢轴2313；优选的，所述第一转动枢轴2311与所述第二转动枢轴2312呈45度夹角设置，所述第一转动枢轴2311与所述第三转动枢轴2313呈90度夹角设置。所述齿轮传动组件232包括传动齿轮2321、螺柱齿轮2322、滚柱2323及滚柱保持架2324。其中，所述阀杆齿轮242套设在所述第一转动枢轴2311上，且可绕所述第一转动枢轴2311转动；所述传动齿轮2321套设在所述第二转动枢轴2312上，且可绕所述第二转动枢轴2312转动；所述螺柱齿轮2322套设在所述第三转动枢轴2313上，且可绕所述第三转动枢轴2313转动。而且，所述阀杆齿轮242与所述传动齿轮2321啮合，所述传动齿轮2321还与所述螺柱齿轮2322啮合，并形成齿轮传动系。

其中，为维护所述齿轮传动系的工作环境的洁净，可以给所述传动齿轮2321设置齿轮压盖23211，给所述螺柱齿轮2322设置齿轮压环23221。

螺柱齿轮2322包括齿轮本体和螺柱，所述齿轮本体与所述螺柱一体成型，所述齿轮本体与所述传动齿轮2321啮合连接；所述阀瓣233的一侧为球面形状，用于与所述阀座212对接，实现强制密封，所述阀瓣233的另一侧设有螺纹孔，且所述螺柱的螺纹与所述螺纹孔的螺纹牙形相同，螺距相等。

在本实施方式中，所述阀瓣233的传动，可以通过设于所述螺柱与所述螺纹孔之间的滚柱2323实现，所述滚柱2323也设有牙形与所述螺柱的螺纹相同的环槽，且所述滚柱2323的环槽的间距与所述螺柱的螺纹间距相同。其中，本实施例中，滚柱2323的数量为8个，并通过滚柱保持架2324将所述滚柱2323隔开设置，且所述滚柱2323同时啮合所述螺柱的螺纹和所述螺纹孔的螺纹。当所述螺柱齿轮2322转动时，滚柱2323将同时随所述螺柱转动轴线公转并自传，并将所述螺柱齿轮2322的旋转运动转换成推动所述阀瓣233往复运动的直线运动。而且，由于螺柱齿轮2322自身的转动运动，将螺纹间配合的滑动摩擦转变为滚动摩擦，还可以提升传动效率。

而且，阀瓣233设有棱形柱，所述第三转动枢轴2313设有棱形孔，通过棱形孔与棱形柱之间的约束，可以约束阀瓣233不会随着螺柱齿轮2322一起转动，其中阀瓣233还可以通过花键连接的方式约束在所述第三转动枢轴2313上。这样阀杆齿轮242、传动齿轮2321、螺柱齿轮2322及阀瓣233一起形成传动系，当阀杆齿轮242转动时，将带动阀瓣233做顶起或者收回的直线运动，以实现阀瓣233与阀座212的抱合，或者将阀瓣233收紧在阀芯本体231上。

所述阀芯230还包括阀芯盖盘234，所述阀芯盖盘234固定在所述阀芯本体231上，且所述阀杆齿轮242位于所述阀芯本体231与所述阀芯盖盘234之间。其中，所述阀芯盖盘234可通过螺栓连接的方式固定在所述阀芯本体231上，如图9所示，可通过第四螺栓282将所述阀芯盖盘234固定在所述阀芯本体231上；其中，所述第四螺栓282的数量为优选为8个，这样可以使阀芯盖盘234与所述阀芯本体231的连接更加稳固。

其中，所述手轮250、所述转柄243及所述阀杆盖盘270依次贴合设置，且所述第三孔251为设于所述手轮250朝向所述第二梭式销260一侧的端面上的盲孔，所述第四孔271为设于所述阀杆盖盘270朝向所述第二梭式销260一侧的端面上的盲孔。

可选的，所述第二梭式销260包括第二销本体261、及设于所述第二销本体261两端的第三端部262和第四端部263，其中，所述第二销本体261位于所述第二通孔2431内，所述第三端部262可容置于所述第三孔251内，所述第四端部263可容置于所述第四孔271内。

其中，所述第二销本体261可以是圆柱形，也可以是棱柱形，且所述第二销本体261的形状需与所述第二通孔2431适配，并可在所述第二通孔2431内移动；所述第二通孔2431的深度小于所述第二梭式销260的长度，且所述第二通孔2431的深度大于等于所述第二销本体261与所述第三端部262的长度和，或者，所述第二通孔2431的深度大于等于所述第二销本体261与所述第四端部263的长度和。

优选的，所述第二通孔2431的深度等于所述第二销本体261与所述第三端部262的长度和；或者，所述第二通孔2431的深度等于所述第二销本体261与所述第四端部263的长度和。这样，当所述第二梭式销260的一端部与所述转柄本体2432的一端面平齐时，另一端部可正好突出于所述转柄本体2432的另一端面，并可全部进入对应孔洞内。这样可以提升整体结构的刚性强度，并提升扭转在传动过程中的可靠性。

需要说明的是，本实施方式中，所述第三端部262与所述第四端部263可完全对称设置于所述第二销本体261的两端。其中，所述第三端部262为圆台形端部、圆锥形端部或者棱台形端部；所述第四端部263为圆台形端部、圆锥形端部或者棱台形端部。这样可以使所述第二梭式销260在转动过程中，能够产生一个水平方向的力和竖直方向的力，从而使所述第二梭式销260可以在所述第二通孔2431内进行移动。

可选的，所述阀杆齿轮242设有第三安装孔，所述内阀杆2411的第一端与所述第三安装孔连接形成驱动配合；所述手轮250设有第四安装孔，所述内阀杆2411的第二端与所述第四安装孔连接形成驱动配合；所述阀芯盖盘234设有第五安装孔，所述外阀杆2412的第一端与所述第五安装孔连接形成驱动配合；所述转柄本体2432设有第六安装孔，所述外阀杆2412的第二端与所述第六安装孔连接形成驱动配合。

本实施方式中，所述第三安装孔、所述第四安装孔、所述第五安装孔及所述第六安装孔可以是棱形孔，所述内阀杆2411的两端为可与棱形孔相匹配的棱形柱，所述外阀杆2412的两端为可与所述棱形孔相匹配的棱形柱。而且，还可以通过花键连接的形式，实现所述内阀杆2411的两端分别连接所述阀杆齿轮242和所述手轮250，以及实现所述外阀杆2412的两端分别连接所述阀芯盖盘234和所述转柄243。而且，为了方便用户操控手轮250，还可以在手轮250上设置手柄；为了更好的将所述手轮250固定在所述内阀杆2411上，还可以通过螺纹连接的方式，实现所述手轮250与所述内阀杆2411的固定连接，比如通过阀杆螺钉283将所述手轮250固定在所述内阀杆2411上。

在本发明实施例的一具体实施方式中，所述第三孔251为盲孔，所述第四孔271也为盲孔；所述第二销本体261为圆柱形，所述第三端部262为圆锥形端部，所述第四端部263也为圆锥形端部；且所述手轮250、所述转柄243及所述阀杆盖盘270依次贴合设置，在所述手轮250上还可以设置手轮锁栓，用于固定并压紧所述手轮250。

当所述阀瓣233收紧在所述阀芯本体231上时，所述第三孔251与所述第二通孔2431对齐；因此所述第二梭式销260的第三端部262可以插入到所述第三孔251内。此时，如果所述阀芯230不处于全关位置，所述阀杆盖盘270上的第四孔271将不与所述第二通孔2431对齐；因此，所述第二梭式销260的第四端部263朝向所述阀杆盖盘270一侧没有容置空间，而是受到所述阀杆盖盘270的端面约束，只能插入到所述第三孔251内。在转动所述手轮250的过程中，会给所述第二梭式销260的第三端部262施加水平的分力和朝向所述第四孔271方向的分力，其中，朝向所述第四孔271方向的分力被所述阀杆盖盘270的端面平衡，而水平的分力将带动所述转柄243随所述手轮250一起转动，进而带动所述外阀杆2412转动，所述外阀杆2412的转动会带动所述阀芯本体231转动。

如果此时所述球阀的工作状态是从全开到全关，当所述阀芯230到达全关位置时，所述转柄243的第二限位部2433与所述第一限位块272接触，所述转柄243将停止转动，同时所述阀杆盖盘270上的第四孔271与所述第二通孔2431对齐。这样，所述第二梭式销260的第三端部262受到的水平分力将被所述第一限位块272平衡，而朝向所述第四孔271方向的分力将会推动所述第二梭式销260朝向所述第四孔271方向移动，直至所述第二梭式销260的第四端部263完全插入所述第四孔271内。此时，若继续向关闭方向转动所述手轮250，则所述手轮250朝向所述第二梭式销260的端面会将所述第二梭式销260下压，从而将所述转柄243锁定在关闭位置。而所述手轮250的机械转动将导致内外阀杆发生相对转动，并通过所述阀杆齿轮242、所述传动齿轮2321、所述螺柱齿轮2322和所述阀瓣233形成的传动系，将所述阀瓣233顶起，使所述阀瓣233与所述阀座212抱合，实现所述球阀的强制密封。

开阀时，所述第二梭式销260仍然将所述阀芯230锁定在全关位置，这样，当反向转动所述手轮250时，所述内外阀杆将发生相对转动，通过所述阀杆齿轮242、所述传动齿轮2321、所述螺柱齿轮2322和所述阀瓣233形成的传动系，将所述阀瓣233逐渐收紧在所述阀芯本体231上；当所述阀瓣233完全收紧在所述阀芯本体231上时，所述第三孔251与所述第二通孔2431对齐，同时，由于所述阀瓣233无法进一步被收紧，所述阀芯本体231将与所述手轮250一起转动，所述阀芯本体231的转动会带动所述外阀杆2412转动，进而带动所述转柄243转动；所述转柄243的转动，会给所述第二梭式销260的第四端部263施加水平的分力和朝向所述第三孔251方向的分力，而朝向所述第三孔251方向的分力会推动所述第二梭式销260朝向所述第三孔251方向移动，直至所述第二梭式销260的第三端部262完全插入所述第三孔251内；此时，所述转柄243与所述手轮250锁在一起，所述转柄243可随所述手轮250一起转动，直至所述球阀处于完全开启状态，即所述转柄243的第二限位部2433与所述第二限位块273接触。

这样，通过上述结构的改进，即可实现通过刚性结构传递扭矩，相对于使用扭力弹簧传递扭矩，可以有效提升扭矩传递的可靠性。

需要说明的是，本发明实施例中，主要以顶装式阀体为例，实际上对阀体的结构形式不做限定，阀体可以是侧装式，或者全焊接式等不同阀体结构。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种球阀，包括阀体、阀盖、阀芯、阀杆组件和手轮，其特征在于：

所述阀盖与所述阀体固定连接，且所述阀盖与所述阀体配合形成容置所述阀芯的容置腔；

所述阀芯包括阀芯本体、齿轮传动组件和阀瓣，所述齿轮传动组件和所述阀瓣设于所述阀芯本体上；

所述手轮通过所述阀杆组件分别与阀芯本体和所述齿轮传动组件连接形成驱动配合，且所述手轮可通过所述阀杆组件驱动所述齿轮传动组件带动所述阀瓣移动，所述手轮还可通过所述阀杆组件驱动阀芯本体转动；

所述阀杆组件包括阀杆和阀杆齿轮，所述阀杆的第一端与所述阀杆齿轮连接形成驱动配合，且所述阀杆齿轮还与所述齿轮传动组件啮合；

所述阀芯还包括阀芯盖盘，所述阀芯盖盘固定在所述阀芯本体上，所述阀芯盖盘设有第一通孔，所述第一通孔内设有第一梭式销；

所述阀杆的第二端与所述手轮连接形成驱动配合，所述阀杆齿轮位于所述阀芯盖盘与所述阀芯本体之间；

所述阀盖对应所述第一通孔设有第一孔，所述阀杆齿轮对应所述第一通孔设有第二孔，所述第一梭式销可在所述第一通孔内移动，以位于所述第一通孔和所述第一孔内，或者位于所述第一通孔和所述第二孔内；

所述第一梭式销包括第一销本体、及设于所述第一销本体两端的第一端部和第二端部，其中，所述第一销本体位于所述第一通孔内，所述第一端部可容置于所述第一孔内，所述第二端部可容置于所述第二孔内；

所述阀杆包括内阀杆和外阀杆，所述外阀杆套设于所述内阀杆外，所述外阀杆的第一端与所述阀芯本体连接形成驱动配合，所述外阀杆的第二端设有转柄，所述转柄与所述外阀杆的第二端连接形成驱动配合，所述转柄上设有第二通孔，所述第二通孔内设有第二梭式销，所述内阀杆的第一端与所述阀杆齿轮连接形成驱动配合，所述内阀杆的第二端与所述手轮连接形成驱动配合；

所述手轮对应所述第二通孔设有第三孔，所述球阀还包括阀杆盖盘，所述阀杆盖盘固定在所述阀盖上，所述阀杆盖盘对应所述第二通孔设有第四孔，所述第二梭式销可在所述第二通孔内移动，以位于所述第二通孔和所述第三孔内，或者位于所述第二通孔和所述第四孔内；

所述第二梭式销包括第二销本体、及设于所述第二销本体两端的第三端部和第四端部，其中，所述第二销本体位于所述第二通孔内，所述第三端部可容置于所述第三孔内，所述第四端部可容置于所述第四孔内；

所述第二通孔的深度小于所述第二梭式销的长度，且所述第二通孔的深度大于等于所述第二销本体与所述第三端部的长度和，或者，所述第二通孔的深度大于等于所述第二销本体与所述第四端部的长度和。

2.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述阀芯本体设有第一限位部，所述阀体设有限位槽，所述第一限位部可在所述限位槽内转动。

3.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述第一通孔的深度小于所述第一梭式销的长度，且所述第一通孔的深度大于等于所述第一销本体与所述第一端部的长度和，或者，所述第一通孔的深度大于等于所述第一销本体与所述第二端部的长度和。

4.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述转柄包括转柄本体和设于所述转柄本体上的第二限位部，所述阀杆盖盘设有夹角分布的第一限位块和第二限位块，所述第二限位部可在所述第一限位块和所述第二限位块之间转动。