CN110725971B - 一种多通道球阀结构、电动球阀及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多通道球阀结构、电动球阀，涉及阀门技术领域，该球阀结构包括阀体、阀球、阀盖，阀球上连接阀杆；阀体上设有与管道连接的进口、进口二、出口一以及出口二；阀球上开设有第一通道、第二通道、第三通道、第四通道、第五通道；进口与第一通道连通；第二通道与第三通道、第三通道与第四通道之间均呈45°角。电动球阀包括该球阀结构及电动执行器。本发明还公开了电动球阀的应用。本发明的有益效果是体积小、重量轻，安装维修方便，取代现有技术中的四个截止阀；同时采用至少双重密封结构，密封形式可靠，提高了球阀的密封效果。

Description

一种多通道球阀结构、电动球阀及其应用
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种多通道球阀结构、电动球阀及其应用。
背景技术
目前球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。
球阀主要用于截断或接通管路中的介质，亦可用于流体的调节与控制，而管道需
要控制介质的合流、分流、及流向的切换，需多台阀门一起合作工作，如深潜设备技术领域
中，深潜设备排水系统管路上一般需要四个手动截止阀控制介质的合流、分流、及流向的切
换，这四个手动截止阀不仅占有空间大，操作不方便，而且密封效果不理想，流阻系数大，严重影响深潜设备的发展前景，因此亟需设计一种多通道的集成化阀件来取代了原有的四个
手动截止阀结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种多通道球阀
结构、电动球阀及其应用。
本发明的技术解决方案如下：
本发明的第一方面是提供一种多通道球阀结构。
一种多通道球阀结构，包括阀体、设置于所述阀体内的阀球，以及用于封闭所述阀体的阀盖，所述阀球上连接有贯穿所述阀盖的阀杆；
所述阀体上设有与管道连接的进口、进口二、出口一以及出口二；所述进口设置在所述阀体的底壁上，所述进口二、出口一、出口二设置在所述阀体的侧壁上；
所述阀球的侧壁上设有第二通道口、第三通道口、第四通道口、第五通道口、第六通道口，所述阀球的底壁上设有与所述进口连通的第一通道口，所述第一通道口、第二通道口、第三通道口、第四通道口与所述阀球球心之间分别开设有第一通道、第二通道、第三通道、第四通道，所述第五通道口与第六通道口之间开设有第五通道；所述第二通道与第三通道、第三通道与第四通道之间均呈45°角，所述第五通道口和所述阀球球心的连线与第四通道之间呈90°角，所述第六通道口和所述阀球球心的连线与第二通道之间呈90°角。
进一步地，该球阀还包括设置在所述阀体内的阀座，所述阀座位于所述阀球的两端，所述阀座与阀球之间设有三角圈密封座，所述三角圈密封座的底端设置在所述阀座上，顶角端与所述阀球抵触。
进一步地，所述阀座与阀球之间设有密封座，所述密封座的一端设置在所述阀座上，另一端与所述阀球贴合抵触。
进一步地，该球阀还包括设置于进口、进口二、出口一以及出口二处的连接法兰；所述阀座的端面呈台阶形，所述阀座端面与所述连接法兰的连接处设有金属石墨缠绕垫；所述阀座包括第一台阶面、第二台阶面、第三台阶面，所述第一台阶面与所述连接法兰的连接处设有第二密封圈。
进一步地，所述阀盖与所述阀杆的连接处设有填料密封层以及填料压盖；所述填料压盖的上端安装在所述阀盖上，其下端设置所述阀盖与所述阀杆的连接处。
进一步地，所述阀盖与所述阀杆的连接处还设有位于所述填料密封层下方的第一密封圈；所述阀盖的下端与所述阀杆的连接处还设有垫圈。
进一步地，所述阀体与阀盖的连接处设有金属缠绕垫片，所述金属缠绕垫片设置阀体上的密封槽内，所述阀盖上设有与所述阀体连接的压紧螺栓；所述阀体内侧壁与所述阀盖的连接处设有O型密封圈。
进一步地，所述阀球与所述阀杆连接处设有弹簧，所述弹簧设置所述阀球上的凹槽内；所述阀球与所述阀盖的连接处、阀球与阀体的连接处设有无油滑动轴承。
本发明的第二方面是提供一种电动球阀。
一种电动球阀，包括上述的的球阀结构以及用于驱动所述球阀结构开启或关闭的电动执行器，所述电动执行器与所述阀杆连接。
本发明的第三方面是提供一种电动球阀的应用。
一种电动球阀的应用，将该电动球阀安装在潜艇的排水系统管路中，用来开启或者关闭管路，或者对管路中的排水合流或者改变流向。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用六通孔阀球设计，该种六通孔阀球上有四条流道，通过旋转阀球角度可以实现连通不同通道，满足排水的合流、流向转换等，因此应用在潜艇排水系统中取代原有四个手动截止阀，解决了现有技术中四个手动截止阀占有空间大，操作不方便的问题；并且该球阀经过仿真设计计算，流阻大大优于原有截止阀。
2、本发明的球阀中的阀座与阀球、阀座与连接法兰、阀盖与阀杆、阀体与阀盖之间均采用至少双重密封结构，密封形式可靠，提高了球阀的密封效果，解决了现有技术中四个手动截止阀密封效果不理想的问题。
3、本发明的球阀采用上装式结构球阀，阀门结构紧凑、体积小、重量轻，安装维修方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一；
图2为本发明的结构示意图二；
图3为本发明的部分剖视图；
图4为本发明的阀球正视剖视图；
图5为本发明的阀球仰视剖视图；
图6为图3中A部分的放大图；
图7～11为实施例七中电动球阀应用示意图；
图中标号：1、阀体；11、进口；12、进口二；13、出口一；14、出口二；2、阀球；21、第一通道；22、第二通道；23、第三通道；24、第四通道；25、第五通道；3、阀座；31、密封座；32、三角圈密封座；33、金属硬密封结构；34、第一台阶面；35、第二台阶面；36、第三台阶面；4、阀盖；41、填料密封层；42、填料压盖；43、第一密封圈；44、垫圈；45、金属缠绕垫片；46、O型密封圈；5、阀杆；6、连接法兰；61、金属石墨缠绕垫；62、第二密封圈；7、弹簧；8、无油滑动轴承；9、电动执行器；91、支架；92、第一泵；93、第二泵；94、阀门。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “纵向”、 “横向”、 “上”、 “下”、“前”、 “后”、 “左”、 “右”、 “竖直”、 “水平”、 “顶”、 “底”、 “内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、 “第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明， “多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1～5所示，本发明的多通道球阀结构包括阀体1、设置于所述阀体1内的阀球2，以及用于封闭所述阀体1的阀盖4，所述阀球2上端连接有贯穿所述阀盖4的阀杆5；通过旋转阀杆5带动阀球2转动，从而实现阀门的开启和关闭。
所述阀体1上设有与其他管道连接的进口11、进口二12、出口一13以及出口二14；
所述进口11设置在所述阀体1的底壁上，用于连接进料管；所述进口二12、出口一13、出口二14设置在所述阀体1的侧壁上，用于连接出料管或者分流管。
所述阀球2的侧壁上设有第二通道口、第三通道口、第四通道口、第五通道口、第六通道口，用于与所述进口二12、出口一13、出口二14连通，从而实现出料或者改变流向；所述阀球2的底壁上设有与所述进口11连通的第一通道口，用于与进口11连通实现进料；所述第一通道口、第二通道口、第三通道口、第四通道口与所述阀球2球心之间分别开设有第一通道21、第二通道22、第三通道23、第四通道24，从而通过第一通道21进料，再经第二通道22、第三通道23、第四通道24出料；第五通道口与第六通道口之间开设有第五通道25，通过第五通道25改变流向；所述第二通道22与第三通道23、第三通道23与第四通道24之间均呈45°角，所述第五通道口和所述阀球2球心的连线与第四通道24之间呈90°角，所述第六通道口和所述阀球2球心的连线与第二通道22之间呈90°角；从而阀球2每旋转45°，切换一次开、关以及流向情况。
在本实施例中，所述阀球2与所述阀杆5连接处设有弹簧7，所述弹簧7设置所述阀球2上的凹槽内；设置该弹簧7起静电保护作用。
在本实施例中，所述阀球2与所述阀盖4的连接处、阀球2与阀体1的连接处设有无油滑动轴承8，以减少阀门的力矩。
本发明中的球阀整体上采用上装式结构，阀球从阀体的上方安装到阀的中间，此结构装配简易方便，便于维修。
实施例二
本实施例是在实施例一的基础上进行改进，具体地，该球阀还包括设置在所述阀体1内的阀座3，所述阀座3位于所述阀球2的两端，所述阀座3与阀球2之间设有密封座31、三角圈密封座32，来实现阀座3与阀球2之间的密封。
具体的，所述密封座31的一端设置在所述阀座3上，另一端的端面呈弧形，并与阀球2外壁弧形贴合，从而密封座31的另一端与所述阀球2外壁贴合抵触，实现阀座3与阀球2之间的第一道密封，在本实施例中，所述密封座31为聚四氟乙烯玻璃纤维材料。
具体的，所述三角圈密封座32的底端设置在所述阀座3上，顶角端与所述阀球2抵触，该三角圈密封座32的顶角外壁呈弧形，该弧形结构与与所述阀球2外壁贴合抵触，实现阀座3与阀球2之间的第二道密封。
另外，如图6所示，所述阀座3与阀球2之间还采用了金属硬密封结构33，通过进入球阀中的液体挤压推动阀座3，从而阀座3挤压阀球2形成金属硬密封结构33，在第一道和第二道密封结构失效的情况下，采用该金属硬密封结构33进行密封。
实施例三
本实施例是在实施例二的基础上进行改进，具体地，该球阀还包括设置于进口11、进口二12、出口一13以及出口二14处的连接法兰6，通过连接法兰6连接外部管道。
所述阀座3的端面呈台阶形，所述阀座3端面最外侧与所述连接法兰6的连接处设有金属石墨缠绕垫61进行密封。所述阀座3包括第一台阶面34、第二台阶面35、第三台阶面36，所述第一台阶面34与所述连接法兰6的连接处设有第二密封圈62。
因此，本发明的阀座3与连接法兰6通过金属石墨缠绕垫61以及第二密封圈62进行双重密封。
实施例四
本实施例是在实施例一的基础上进行改进，具体地，所述阀盖4与所述阀杆5的连接处设有填料密封层41以及填料压盖42，所述填料压盖42的上端设置在所述阀盖4上，并通过螺栓固定填料压盖42；下端插入所述阀盖4与所述阀杆5的连接处，从而接触挤压填料密封层41，通过旋转螺栓挤压填料压盖42，从而填料压盖42挤压填料密封层41，实现阀盖4与阀杆5之间的密封。
所述阀盖4与所述阀杆5的连接处还设有第一密封圈43进行密封，该第一密封圈43设在所述填料密封层41下方。
所述阀盖4下端与所述阀杆5的连接处还设有垫圈44进行密封，垫圈44不仅起到密封的作用，而且起到缓冲作用，有助于减少阀杆5在旋转过程中的磨损。
因此，本发明的阀盖4与阀杆5之间采用填料密封层41、第一密封圈43、垫圈44进行多重密封，提高密封效果。
实施例五
本实施例是在实施例一的基础上进行改进，具体地，所述阀体1的上端与阀盖4的连接处设有金属缠绕垫片45，所述金属缠绕垫片45设置阀体1上的密封槽内，所述阀盖4上设有与阀体1连接的压紧螺栓，通过压紧螺栓压紧阀体1与阀盖4之间的距离，从而挤压金属缠绕垫片45形成第一道密封。所述阀体1的内侧壁与阀盖4的连接处设有O型密封圈46形成第二道密封。
因此，本发明阀体1与阀盖4之间采用金属缠绕垫片45、O型密封圈46进行双重密封，提高密封效果。
实施例六
如图3所示，一种电动球阀，包括实施例一至五中任一球阀结构以及用于驱动所述球阀结构开启或关闭的电动执行器9，所述电动执行器9与所述阀杆5连接，所述电动执行器9通过支架91安装在球阀上。通过电动执行器9带动阀杆5转动，从而阀球1随着阀杆5一起转动，从而实现球阀结构开启、关闭、合流或者改变流向。
本实施例中，电动执行器9为现有技术，选自扬州恒春电子有限公司生产的JZNX型号的电动执行器。
实施例七
如图7～11所示，将实施例六中的电动球阀应用在潜艇的排水系统中，该排水系统还包括第一泵92、第二泵93以及阀门94；该电动球阀的进口11与该排水系统的进水管连接，该电动球阀的出口一13通过管道与第一泵92的一端连接，第一泵92的另一端与阀门94连接；该电动球阀的出口二14通过管道与第二泵93的一端连接，第二泵93的另外两端分别通过管道连接电动球阀的进口二12、阀门94。该电动球阀在潜艇的排水系统具有五种工况，且能在任意工况下更换为任意另一种工况。
(1)工况一
如图7所示，工况一为电动球阀的初始状态，排水从进口11通过第一通道21进入第三通道23，第三通道23与出口一13相通，其余流道不相通，即排水从电动球阀的出口一13出，经第一泵92、阀门94输送出去。
(2)工况二
如图8所示，工况二为工况一逆时针旋转45°，排水从进口11通过第一通道21进入第二通道22和第四通道24，第二通道22与出口一13相通，第四通道24与出口二14相通，其余不相通，即排水从电动球阀的出口一13和出口二14出，分别经第一泵92、第二泵93、阀门94输送出去。
(3)工况三
如图9所示，工况三为工况二逆时针旋转45°，排水从进口11通过第一通道21进入第三通道23，第三通道23与出口二14相通，其余不相通，即排水从电动球阀的出口二14出，经第二泵93、阀门94输送出去。
(4)工况四
如图10所示，工况四为工况三逆时针旋转45°，排水从进口11通过第一通道21进入第二通道22，第二通道22与出口二14相通，第五通道25与进口二12、出口一13相通，即从电动球阀的排水从出口二14出，经第二泵93循环流向进口二12，经第五通道25从出口一13出，经第一泵92、阀门94输送出去。
(5)工况五
如图11所示，工况五为工况四逆时针旋转45°，第二通道22、第三通道23、第四通道24以及第五通道25与进口二12、出口一13、出口二14均不相通，即电动球阀处于关闭状态。
以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多通道球阀结构，其特征在于：
包括阀体(1)、设置于所述阀体(1)内的阀球(2)，以及用于封闭所述阀体(1)的阀盖(4)，所述阀球(2)上连接有贯穿所述阀盖(4)的阀杆(5)；
所述阀体(1)上设有与管道连接的进口(11)、进口二(12)、出口一(13)以及出口二(14)；所述进口(11)设置在所述阀体(1)的底壁上，所述进口二(12)、出口一(13)、出口二(14)设置在所述阀体(1)的侧壁上；
所述阀球(2)的侧壁上设有第二通道口、第三通道口、第四通道口、第五通道口、第六通道口，所述阀球(2)的底壁上设有与所述进口(11)连通的第一通道口，所述第一通道口、第二通道口、第三通道口、第四通道口与所述阀球(2)球心之间分别开设有第一通道(21)、第二通道(22)、第三通道(23)、第四通道(24)，所述第五通道口与第六通道口之间开设有第五通道(25)；所述第二通道(22)与第三通道(23)、第三通道(23)与第四通道(24)之间均呈45°角，所述第五通道口和所述阀球(2)球心的连线与第四通道(24)之间呈90°角，所述第六通道口和所述阀球(2)球心的连线与第二通道(22)之间呈90°角；
该球阀还包括设置在所述阀体(1)内的阀座(3)，所述阀座(3)位于所述阀球(2)的两端，所述阀座(3)与阀球(2)之间设有三角圈密封座(32)，所述三角圈密封座(32)的底端设置在所述阀座(3)上，顶角端与所述阀球(2)抵触；
所述阀座(3)与阀球(2)之间设有密封座(31)，所述密封座(31)的一端设置在所述阀座(3)上，另一端与所述阀球(2)贴合抵触；
该球阀还包括设置于进口(11)、进口二(12)、出口一(13)以及出口二(14)处的连接法兰(6)；所述阀座(3)的端面呈台阶形，所述阀座(3)端面与所述连接法兰(6)的连接处设有金属石墨缠绕垫(61)；所述阀座(3)包括第一台阶面(34)、第二台阶面(35)、第三台阶面(36)，所述第一台阶面(34)与所述连接法兰(6)的连接处设有第二密封圈(62)。
2.根据权利要求1所述的一种多通道球阀结构，其特征在于：所述阀盖(4)与所述阀杆(5)的连接处设有填料密封层(41)以及填料压盖(42)；所述填料压盖(42)的上端安装在所述阀盖(4)上，其下端设置所述阀盖(4)与所述阀杆(5)的连接处。
3.根据权利要求2所述的一种多通道球阀结构，其特征在于：所述阀盖(4)与所述阀杆(5)的连接处还设有位于所述填料密封层(41)下方的第一密封圈(43)；所述阀盖(4)的下端与所述阀杆(5)的连接处还设有垫圈(44)。
4.根据权利要求1所述的一种多通道球阀结构，其特征在于：所述阀体(1)与阀盖(4)的连接处设有金属缠绕垫片(45)，所述金属缠绕垫片(45)设置阀体(1)上的密封槽内，所述阀盖(4)上设有与所述阀体(1)连接的压紧螺栓；所述阀体(1)内侧壁与所述阀盖(4)的连接处设有O型密封圈(46)。
5.根据权利要求1所述的一种多通道球阀结构，其特征在于：所述阀球(2)与所述阀杆(5)连接处设有弹簧(7)，所述弹簧(7)设置所述阀球(2)上的凹槽内；所述阀球(2)与所述阀盖(4)的连接处、阀球(2)与阀体(1)的连接处设有无油滑动轴承(8)。
6.一种电动球阀，其特征在于：包括权利要求1～5任一所述的球阀结构以及用于驱动所述球阀结构开启或关闭的电动执行器(9)，所述电动执行器(9)与所述阀杆(5)连接。
7.一种如权利要求6所述的一种电动球阀的应用，其特征在于：将该电动球阀安装在潜艇的排水系统管路中，用来开启或者关闭管路，或者对管路中的排水合流或者改变流向。
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