CN110081198A - 低噪音球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低噪音球阀，包括前阀体、阀芯密封圈、阀芯、阀芯内水平横板、阀体密封圈、后阀体水平横板、后阀体、轴套密封圈、轴和阀杆。阀杆与阀芯连接，水平横板加装在阀芯与后阀体内部。阀芯密封圈安装在阀芯左右两侧，阀体密封圈安装在前后阀体接触面之间，轴套密封圈安装在轴套和前阀体之间。当球阀处于全开状态时，介质正常通过球阀；当球阀处于非全开状态时，部分分流层关闭，介质仅由开通的分流层通过球阀。水平横板降低了介质流速，减小了介质的湍流强度，降低了噪声，改善了操作人员的工作环境。本发明结构简单，便于加工装配，利于维护，节能高效。

Description

低噪音球阀

技术领域

本发明涉及一种低噪音球阀，特别是涉及一种降低球内湍流强度的球阀。

背景技术

球阀在系统中工作时主要通过主动操作杆，驱动阀芯在阀体内的转动，以达到通断系统中流体介质的效果。球阀广泛应用于各个行业，并且使用率逐年上升，在国民经济中占有十分重要的位置。由于行业的不断发展，工业要求的不断提升，使得球阀的工作范围工作范围也逐渐增加，球阀在苛刻工作条件下的缺点逐渐显现出来，因此对球阀的设计应不断解决这些问题。

高压差下工作的球阀，不仅仅在启、闭过程中伴有剧烈的震动、噪声，甚至在非全开状态下也伴有严重的噪声问题，以及阀后方出现气蚀现象。这不仅会造成工作环境中声学测试仪器不准，甚至会影响球阀以及系统的寿命以及严重影响操作者以及其他人员的身体健康。因此，对球阀的降噪是必不可少的。

发明内容

本发明的目的提供一种降噪性好的低噪音球阀，通过对阀体结构的改进，使流体介质可平稳光滑的通过阀体内部，有效的阻碍流体介质在纵向方向的混合，降低流速和湍流强度，从而降低了流体介质在阀内的噪音。

本发明提供一种低噪音球阀，包括前阀体、后阀体、阀芯、轴套密封圈、轴套和阀杆，所述阀芯内设有平行设置的阀芯内水平横板，所述后阀体设有平行设置的后阀体水平横板，所述阀芯内水平横板、所述后阀体水平横板分别将阀芯通孔、后阀体通道均等分为多个分流层；所述阀芯内水平横板的左边缘和右边缘分别抵靠所述阀芯的球面外轮廓，所述后阀体水平横板的左侧边缘抵靠所述阀芯的球面外轮廓，所述后阀体水平横板的右侧边缘抵靠所述后阀体的出口平面；所述轴套密封圈安装在所述轴套和所述前阀体之间，以保证所述前阀体与所述轴套之间的密封，所述前阀体与所述后阀体通过通过紧固件进行连接，阀芯密封圈安装在所述阀芯的左右两侧，保证流体介质在所述阀芯与所述前阀体之间的密封，阀体密封圈安装在所述前阀体和所述后阀体的接触面之间，保证所述前阀体和后阀体的密封；所述前阀体和后阀体内设置的阀杆与阀芯作过盈配合装配，以使阀芯转动，实现球阀的开关动作。

优选地，所述阀芯内水平横板和所述后阀体水平横板的厚度分别为1-2mm，数量为7-12个，并且所述阀芯内水平横板和所述后阀体水平横板的横板个数相同。

优选地，所述前阀体与所述阀芯构成前节流口，所述后阀体与所述阀芯构成后节流口，在所述阀芯处于非全开状态时，流体介质通过前节流口，高速射入所述阀芯的内部空间，与所述阀芯的内部空间内原本静止的流体介质混合。

优选地，当所述阀芯处于全开状态时，流体介质在所述阀芯以及所述后阀体的阀芯内水平横板、后阀体水平横板之间的分流层中多个小通道通流，从而使流体介质以低速度流经所述前阀体和所述后阀体。

优选地，所述阀芯内水平横板和所述后阀体水平横板中各个横板的材料均选用抗压强度300-500MPa的金属材料。

优选地，所述阀芯内水平横板的右侧边缘与所述后阀体水平横板的左侧边缘相贴合，贴合位置无间隙且纵向无位置偏差。

本发明的优点在于，流体介质可平稳光滑的通过阀体内部，有效的阻碍了流体介质在纵向方向的混合，降低流速，降低湍流强度，从而降低流体介质在阀内的噪音。

附图说明

图1为本发明低噪音球阀立体示意图；

图2为本发明低噪音球阀的全开状态前剖面结构示意图；

图3为本发明低噪音球阀的全关状态前剖面结构示意图；

图4为本发明低噪音球阀的非全开状态俯视剖面结构示意图；

图5A为本发明低噪音球阀的阀芯正面剖视图；

图5B为本发明低噪音球阀的阀芯立体示意图；

图6A为本发明低噪音球阀的后阀体正面剖视图；以及

图6B为本发明低噪音球阀的后阀体立体示意图。

附图标记：

前阀体1；阀芯密封圈2；阀芯3；阀芯内水平横板4；阀体密封圈5；后阀体水平横板6；后阀体7；螺栓8；轴套密封圈9；轴套10；阀杆11。

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，所描述的实施例仅仅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做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。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案具体如下：

本发明提供的低噪音球阀，如图1至图6所示，包括前阀体1、阀芯密封圈2、阀芯3、阀芯内水平横板4、阀体密封圈5、后阀体水平横板6、后阀体7、螺栓8、轴套密封圈9、轴套10和阀杆11。阀体内所设置的阀杆11与阀芯3作紧密装配，操作阀杆11能驱动阀芯3转动，以实现球阀的开关动作。阀芯3内设置有阀芯内水平横板4，各横板彼此平行，阀芯内水平横板4的边缘轮廓与阀芯3的球面外轮廓重合，如图5A和图5B所示；后阀体7设置有后阀体水平横板6，后阀体水平横板6的左侧边缘与阀芯3的球面外轮廓重合，如图3、图6A和图6B所示，阀芯内水平横板4和后阀体水平横板6中的横板数量相等且一一对应设置，优选地，横板的厚度为1-2mm，数量为7-12个，阀芯内水平横板4的右侧边缘与后阀体水平横板6的左侧边缘相贴合，贴合位置无间隙且纵向无位置偏差；阀芯3与阀杆11相连，外接手柄转动阀杆11可驱动阀芯3转动，以实现管路的通断。

前阀体1与后阀体7通过螺栓8进行连接，阀芯密封圈2安装在阀芯左右两侧，保证介质在阀芯3与前阀体1间的密封；阀体密封圈5安装在前阀体1、后阀体7接触面之间，保证前后阀体的密封；轴套密封圈9安装在轴套10和前阀体1之间，保证前阀体1与轴套10之间的密封，如图2所示。

球阀作为启闭件，以阀芯3、前阀体1和后阀体7所构成的节流口对经过的介质进行节流，以实现流量的调节。前阀体1与阀芯3构成前节流口，后阀体7与阀芯3构成后节流口。在球阀处于非全开状态时，介质通过前节流口，高速射入阀芯3内部空间，与阀芯3内部空间内原本静止的介质混合。在现有球阀中，由于摄入的介质流速过高，在阀芯空间内前节流口以及后节流口一侧各形成一个涡流。涡流的形成使得阀芯3内部介质高速混合，使得整个阀芯3内部介质的湍流强度很大，进而产生噪声。同理，由后节流口射出的介质，对周围空间内原本静止的介质有牵引作用，与其进行混合，这增加了介质的内部的湍流强度，从而产生噪声。

本发明在阀芯3与后阀体7内分别加装阀芯内水平横板4和后阀体水平横板6，增大了介质与阀芯的接触面积。由于水平横板表面并不是绝对的光滑，增大了介质与阀体间的摩擦。原本以高速通过球阀的介质在经过球阀时，本身的动能以其他形式的能量比如热能的形式散发出去，以较低的速度通过。从而，降低了介质在水平方向上的湍流强度。而在纵向，由于阀芯内水平横板4的存在，原本在阀芯3内部纵向混合的介质被阻隔，介质只能在分流层很小的纵向空间混合，减弱了高速射流对静止介质的牵引作用，降低了阀芯3内部水流的涡流强度，降低了阀芯内部的噪声。在后阀体中，由于后阀体水平横板6的存在，增大了介质与阀体的接触面积及摩擦，降低了分流层之间介质的速度，使得在后节流口附近的漩涡消失了，降低了后阀体中的湍流强度，从而降低了噪声。同时，由于后阀体水平横板6的存在，很好的抑制了高速射流的介质对纵向静止介质的牵引作用，降低了介质在纵向的混合，从而更进一步降低了水流的湍流强度，降低了噪声。并且，在原本球阀后方出现从空化现象也得到很好的抑制，噪声进一步减小。

当球阀即阀芯3处于全开状态时，流体介质在阀芯3以及后阀体7的阀芯内水平横板4、后阀体水平横板6之间的分流层中正常通流。由于仅仅只是水平横板的厚度对水流有一定的阻碍，球阀由原本大通径通道分层成为多个小通道，通流面积减小，介质与球阀的接触面积增大，增大了摩擦，介质以较低的速度流经球阀；当球阀处于非全开状态时，例如阀芯3开度为20°，如图3所示，阀芯3内部上下两侧部分分流层被关闭，流体介质只能由中间部分分流层通过阀体。由于阀芯内水平横板4和后阀体水平横板6的存在，使得介质在流经球阀的过程中不会与关闭分流层中的静态介质混合，阀芯3与后阀体7中介质的湍流强度降低。由于水平横板增大了介质的摩擦力，介质可以以较慢的速度通过球阀；当阀体处于关闭状态时，所有分流层通道均关闭，介质无法通过球阀。

所加装的阀芯内水平横板4和后阀体水平横板6表面光滑，否则流体介质在通过分流层时，高速冲击不平位置，使得原本平稳的介质中形成大量的涡流，涡流是湍流强度增大的表现之一，这使得球阀内产生噪声。所加装的水平横板选用抗压强度300-500σ的金属材料制作，否则在高速水流经过分流层时，会冲碎水平横板，掉落的碎渣将对系统造成破坏。阀芯内水平横板4与后阀体水平横板6装配后，完全贴合，没有任何间隙。若存在间隙，使得各个分流层连通，高速流体介质经过横板间隙时会牵引临近分流层中静止介质，增大湍流能量，产生大量噪声。同时高速介质冲击缝隙时，引起水平横板边缘振动，再次产生噪声。装配时水平横板各表面在相同的平面上，否则高速介质冲击偏差位置时产生涡流，甚至引起水平横板的震动，从而产生噪声。

利用本发明的低噪音球阀，流体介质可平稳光滑的通过阀体内部，有效的阻碍流体介质在纵向方向的混合，降低流速，降低湍流强度，从而降低了流体介质在阀内的噪音。

以上是本申请的优选实施方式，不以此限定本发明的保护范围，应当指出，对于该技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种低噪音球阀，包括阀芯、前阀体、后阀体、轴套密封圈、轴套和阀杆，其特征在于，

所述阀芯内设有平行设置的阀芯内水平横板，所述后阀体设有平行设置的后阀体水平横板，所述阀芯内水平横板、所述后阀体水平横板分别将阀芯通孔、后阀体通道均等分为多个分流层；

所述阀芯内水平横板的左边缘和右边缘分别抵靠所述阀芯的球面外轮廓，所述后阀体水平横板的左侧边缘抵靠所述阀芯的球面外轮廓，所述后阀体水平横板的右侧边缘抵靠所述后阀体的出口平面；

所述轴套密封圈安装在所述轴套和所述前阀体之间，以保证所述前阀体与所述轴套之间的密封，所述前阀体与所述后阀体通过通过紧固件进行连接，阀芯密封圈安装在所述阀芯的左右两侧，保证流体介质在所述阀芯与所述前阀体之间的密封，阀体密封圈安装在所述前阀体和所述后阀体的接触面之间，保证所述前阀体和后阀体的密封；以及

所述前阀体和后阀体内设置的阀杆与阀芯作过盈配合装配，以使阀芯转动，实现球阀的开关动作。

2.根据权利要求1所述的低噪音球阀，其特征在于，所述阀芯内水平横板和所述后阀体水平横板的厚度分别为1-2mm，数量为7-12个，并且所述阀芯内水平横板和所述后阀体水平横板的横板个数相同。

3.根据权利要求2所述的低噪音球阀，其特征在于，所述前阀体与所述阀芯构成前节流口，所述后阀体与所述阀芯构成后节流口，在所述阀芯处于非全开状态时，流体介质通过前节流口，高速射入所述阀芯的内部空间，与所述阀芯的内部空间内原本静止的流体介质混合。

4.根据权利要求3所述的低噪音球阀，其特征在于，当所述阀芯处于全开状态时，流体介质在所述阀芯以及所述后阀体的阀芯内水平横板、后阀体水平横板之间的分流层中多个小通道通流，从而使流体介质以低速度流经所述前阀体和所述后阀体。

5.根据权利要求3所述的低噪音球阀，其特征在于，所述阀芯内水平横板和所述后阀体水平横板中各个横板的材料均选用抗压强度300-500MPa的金属材料。

6.根据权利要求3所述的低噪音球阀，其特征在于，所述阀芯内水平横板的右侧边缘与所述后阀体水平横板的左侧边缘相贴合，贴合位置无间隙且纵向无位置偏差。