CN112240409A - 一种球阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球阀，其技术方案要点是包括有阀体、阀座、阀芯，阀座设有座通道，阀芯设有芯通道和密封面，阀座轴向滑移连接在阀体内，阀体与阀座之间设有弹性驱动部件，阀座设有抵接密封环；阀芯上设有往复式密封面结构，往复式密封面结构成圆环形结构设，并且两组往复式密封面结构分别位于芯通道上下两侧，两组往复式密封面结构与阀芯在阀体内的转动轴向同轴设；抵接密封环上设有往复式抵接面结构，往复式抵接面结构沿水平方向延伸设成弧形，并且两组往复式抵接面结构分别位于座通道上下两侧，抵接密封环上于两组往复式抵接面结构之间设有抵接面。弹性驱动部件能够推送着阀座始终保持与阀芯弹性抵接，增强密封效果、延长使用寿命。

Description

一种球阀
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，更具体地说，它涉及一种球阀。
背景技术
公知的球阀在工业管道上运用已久，因它的启闭件(球体)绕垂直于阀体通路的轴线旋转而得名。在球体两侧一般安装有弹性较好，耐磨损的弹性塑料密封圈，利用手柄转动一个角度，就可以比较方便的打开或关闭，阀门开启时，球体当中的导流孔就如同一个连续的管子，流阻系数很小，使用性能较好。其缺点是对球体加工圆度要求高，球体圆度误差直接影响阀门密封性能，因此球体阀芯在经过精车、研磨等耗时、耗资的工序后大大增加了其造价，并且由于工序多、工时长，大大增加了生产周期，而且阀门启闭过程中，球体密封面与阀座密封面存在摩擦性磨损，经过反复启闭后密封副易磨损而泄漏，密封性能不可靠，产品使用寿命短。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种球阀，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种球阀，包括有阀体、和设置在阀体内的阀座以及阀芯，所述阀座的中部贯穿设置有座通道，所述阀芯的中部贯穿设置有能够与座通道对应的芯通道，所述阀芯的外侧壁上设置有能够封堵住座通道的密封面，所述阀座设置有两个，并且两个阀座分别位于阀芯的相对两侧，所述阀座轴向滑移连接在阀体内，所述阀体内设置有用于容纳阀座轴向滑移的容纳滑移腔，所述阀体与阀座之间设置有用于带动阀座能够始终向阀芯一侧保持滑移趋势的弹性驱动部件，所述阀座朝向阀芯的一侧设置有能够与阀芯抵接密封的抵接密封环，所述抵接密封环与阀座分体设置并且两者之间可拆卸固定连接；
所述阀芯对应抵接密封环的外侧壁上设置有用于与抵接密封环抵接密封的往复式密封面结构，所述往复式密封面结构成圆环形结构设置，所述往复式密封面结构设置有两组，并且两组往复式密封面结构分别位于芯通道上下两侧，两组往复式密封面结构与阀芯在阀体内的转动轴向同轴设置，所述密封面过渡连接于两组往复式密封面结构之间；
所述抵接密封环上设置有用于与往复式密封面结构抵接密封的往复式抵接面结构，所述往复式抵接面结构沿水平方向延伸设置成弧形，并且设置有两组，两组往复式抵接面结构分别位于座通道上下两侧，所述抵接密封环上于两组往复式抵接面结构之间设置有能够与密封面抵接密封的抵接面。
本发明进一步设置为：所述往复式密封面结构和往复式抵接面结构的横截面成波浪线结构或波折线结构设置。
本发明进一步设置为：所述阀芯包括有用于与阀座抵接密封的密封壳体和设置在密封壳体内的输送管，所述密封壳体与输送管分体设置，并且两者之间固定连接，所述芯通道设置在输送管内，所述往复式密封面结构设置在密封壳体的外侧壁上。
本发明进一步设置为：所述密封壳体由耐磨金属制成，所述输送管由耐腐蚀金属制成。
本发明进一步设置为：所述密封壳体的外轮廓成长方体结构设置，所述密封壳体包括有位于长度方向的两个长侧面和位于宽度方向的两个宽侧面，两个长侧面之间的间距尺寸大于两个宽侧面之间的间距尺寸，所述输送管贯穿两个宽侧面设置，所述密封面过渡连接于相邻宽侧面与长侧面之间，宽侧面朝向阀座的状态下转动至长侧面朝向阀座的过程中能够通过推送阀座实现压缩弹性驱动部件。
本发明进一步设置为：所述弹性驱动部件包括有弹簧，所述阀座上设置有供弹簧嵌入的定位嵌孔，所述定位嵌孔的内径尺寸与弹簧的外径尺寸相适配。
本发明进一步设置为：所述弹性驱动部件还包括有若干堆叠在定位嵌孔内的弹性垫片，所述弹性垫片成环形的喇叭状结构设置，并且各个弹性垫片之间相邻两弹性垫片的小径端互相抵接或是相邻两弹性垫片的大径端互相抵接。
本发明进一步设置为：所述阀体上设置有能够与座通道导通的导通孔、和能够封堵住导通孔的堵头，所述阀座上设置有连通座通道与导通孔的连通孔，所述连通孔朝向导通孔的一端设置有阀座在轴向滑移过程中能够始终连通连通孔与导通孔的通连通道、另一端的开口朝向阀芯与阀座的抵接处设置。
本发明进一步设置为：所述阀座的外侧壁上设置有圆柱密封面，所述阀体的内侧壁上设置有圆孔密封面，所述圆柱密封面与圆孔密封面之间设置有密封结构。
本发明进一步设置为：所述密封结构包括有设置在圆柱密封面上的密封槽、和嵌设在密封槽内能够与圆孔密封面抵接的密封圈，所述密封结构至少设置有三处，第一处密封结构、弹性驱动部件、第二处密封结构、通连通道、第三处密封结构依次排列设置。
综上所述，本发明具有以下有益效果：阀座轴向滑移连接在阀体内，因此能够在弹性驱动部件的推送作用下推送着抵接密封环始终保持与阀芯抵接，从而实现阀座与阀芯之间的密封，大大降低了对阀座和阀芯的加工精度要求和装配要求，并且由于阀座能够在弹性驱动部件的推送作用下保持与阀芯的弹性抵接，从而大大减小了阀芯在转动时与抵接密封环的摩擦性磨损，从而能够有效增强密封效果并且延长球阀的使用寿命。
阀芯在转动过程中无论阀芯处于开启或是关闭状态时，位于座通道上下两侧的往复式抵接面结构与位于芯通道上下两侧的往复式密封面结构能够始终处于抵接密封状态，并且该斜面设计的往复式密封面结构减少了传统工艺中的精车、精磨工艺操作，只需在密封面上形成一个锥度，无需额外的磨、额外的研，在工艺流程上能够节省多项步骤，在资金上能够节省大笔开销，从根本上改变了现代工艺流程，具有突破性的创新。除此之外，该斜面设计的往复式密封面结构还能够起到额外的密封效果，密封效果远远好于现今的球阀。
此外，位于两侧往复式抵接面结构之间的抵接面与位于两侧往复式密封面结构的密封面也能够实现抵接密封，因此阀芯无论处于开启或是关闭状态时都能够实现阀座与阀芯之间的密封效果，结构稳定、密封效果好，能够有效降低其造价，减少阀芯生产周期；并且阀座还能够在弹性驱动部件的作用下推送着与阀芯保持抵接密封，甚至是弹性驱动部件推送阀座的作用力越大，阀座与阀芯之间的密封效果越好。
附图说明
图1为球阀的剖视图；
图2为图1中的A部放大结构示意图；
图3为阀芯的剖视图；
图4为俯视密封壳体的结构示意图；
图5为抵接密封环的结构示意图。
附图标记：1、阀体；11、容纳滑移腔；12、导通孔；13、堵头；14、圆孔密封面；2、阀座；21、座通道；22、抵接密封环；221、往复式抵接面结构；222、抵接面；23、定位嵌孔；24、连通孔；25、通连通道；26、圆柱密封面；261、密封槽；262、密封圈；3、阀芯；31、密封壳体；311、密封面；312、往复式密封面结构；313、长侧面；314、宽侧面；32、输送管；321、芯通道；4、弹性驱动部件；41、弹簧；42、弹性垫片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参照图1-5所示，一种球阀，包括有阀体1、和设置在阀体1内的阀座2以及阀芯3，阀座2的中部贯穿设置有座通道21，阀芯3的中部贯穿设置有能够与座通道21对应的芯通道321，阀芯3的外侧壁上设置有能够封堵住座通道21的密封面311，阀座2设置有两个，并且两个阀座2分别位于阀芯3的相对两侧，阀座2轴向滑移连接在阀体1内，阀体1内设置有用于容纳阀座2轴向滑移的容纳滑移腔11，阀体1与阀座2之间设置有用于带动阀座2能够始终向阀芯3一侧保持滑移趋势的弹性驱动部件4，阀座2朝向阀芯3的一侧设置有能够与阀芯3抵接密封的抵接密封环22，抵接密封环22与阀座2分体设置并且两者之间可拆卸固定连接；其中阀座2轴向滑移在阀体1的容纳滑移腔11内，并且优选阀座2外侧壁与容纳滑移腔11侧壁贴合设置，有利于提高阀座2轴向滑移的稳定程度；而阀座2通过抵接密封环22实现与阀芯3的抵接密封，该抵接密封环22可由耐磨的金属制成，并且无需将整个阀座2均由该材料制成，有利于降低材料成本；阀座2上可设置有供抵接密封环22嵌入的嵌槽，嵌槽尺寸与抵接密封环22相适配，能够供抵接密封环22牢固安装为优。
阀芯3对应抵接密封环22的外侧壁上设置有用于与抵接密封环22抵接密封的往复式密封面结构312，往复式密封面结构312成圆环形结构设置，往复式密封面结构312设置有两组，并且两组往复式密封面结构312分别位于芯通道321上下两侧，两组往复式密封面结构312与阀芯3在阀体1内的转动轴向同轴设置，密封面311过渡连接于两组往复式密封面结构312之间；阀芯3通过两侧的往复式密封面结构312始终与抵接密封环22保持抵接状态。
抵接密封环22上设置有用于与往复式密封面结构312抵接密封的往复式抵接面结构221，往复式抵接面结构221沿水平方向延伸设置成弧形，并且设置有两组，两组往复式抵接面结构221分别位于座通道21上下两侧，抵接密封环22上于两组往复式抵接面结构221之间设置有能够与密封面311抵接密封的抵接面222。阀芯3与抵接密封环22之间通过往复式密封面结构312与往复式抵接面结构221以及密封面311与抵接面222实现抵接密封。
本申请中阀座2轴向滑移连接在阀体1内，因此能够在弹性驱动部件4的推送作用下推送着抵接密封环22始终保持与阀芯3抵接，从而实现阀座2与阀芯3之间的密封，大大降低了对阀座2和阀芯3的加工精度要求和装配要求，并且由于阀座2能够在弹性驱动部件4的推送作用下保持与阀芯3的弹性抵接，从而大大减小了阀芯3在转动时与抵接密封环22的摩擦性磨损，从而能够有效增强密封效果并且延长球阀的使用寿命。
阀芯3在转动过程中无论阀芯3处于开启或是关闭状态时，位于座通道21上下两侧的往复式抵接面结构221与位于芯通道321上下两侧的往复式密封面结构312能够始终处于抵接密封状态，并且该斜面设计的往复式密封面结构312减少了传统工艺中的精车、精磨工艺操作，只需在密封面311上形成一个锥度，无需额外的磨、额外的研，在工艺流程上能够节省多项步骤，在资金上能够节省大笔开销，从根本上改变了现代工艺流程，具有突破性的创新。除此之外，该斜面设计的往复式密封面结构312还能够起到额外的密封效果，密封效果远远好于现今的球阀。
此外，位于两侧往复式抵接面结构221之间的抵接面222与位于两侧往复式密封面结构312的密封面311也能够实现抵接密封，因此阀芯3无论处于开启或是关闭状态时都能够实现阀座2与阀芯3之间的密封效果，结构稳定、密封效果好，能够有效降低其造价，减少阀芯3生产周期；并且阀座2还能够在弹性驱动部件4的作用下推送着与阀芯3保持抵接密封，甚至是弹性驱动部件4推送阀座2的作用力越大，阀座2与阀芯3之间的密封效果越好。
往复式密封面结构312和往复式抵接面结构221的横截面成波浪线结构或波折线结构设置。该结构能够使抵接密封环22与阀芯3抵接时通过多处密封面311结构或是密封线结构提高抵接密封效果，并且能够有效降低两者之间的加工精度和装配精度要求。
阀芯3包括有用于与阀座2抵接密封的密封壳体31和设置在密封壳体31内的输送管32，密封壳体31与输送管32分体设置，并且两者之间固定连接，芯通道321设置在输送管32内，往复式密封面结构312设置在密封壳体31的外侧壁上。两者之间的固定连接方式可为焊接，而该设置能够实现密封壳体31与输送管32的分体设置，使阀芯3能够根据应用场所调整密封壳体31与输送管32的不同制造材料，大大提高了阀芯3的使用灵活程度以及适用范围。密封壳体31可采用耐磨金属制成，输送管32可采用耐腐蚀金属制成，无需整个阀芯3均具有耐磨和耐腐蚀的特性，从而大大降低了阀芯3对材料的要求，进而有利于降低材料成本。
密封壳体31的外轮廓成长方体结构设置，密封壳体31包括有位于长度方向的两个长侧面313和位于宽度方向的两个宽侧面314，两个长侧面313之间的间距尺寸大于两个宽侧面314之间的间距尺寸，输送管32贯穿两个宽侧面314设置，密封面311过渡连接于相邻宽侧面314与长侧面313之间，宽侧面314朝向阀座2的状态下转动至长侧面313朝向阀座2的过程中能够通过推送阀座2实现压缩弹性驱动部件4。当阀芯3处于开启状态时，往复式抵接面结构221与位于宽侧面314的往复式密封面结构312抵接密封，此时两个阀座2之间的间距较小；当阀芯3处于关闭状态时，往复式抵接面结构221与位于长侧面313的往复式密封面结构312抵接密封，此时两个阀座2之间的间距较大；该设计在使用过程中既能够实现阀座2与阀芯3始终保持抵接密封状态，也能够在阀芯3处于关闭状态时通过增加两个阀座2之间的间距来使弹性驱动部件4作用在阀座2上的作用力增大，从而进一步提高阀座2与阀芯3之间的密封效果。
并且密封壳体31的外轮廓大致成长方体结构设置，大大减小了阀芯3在转动过程中与阀座2的接触面，从而有利于减小与阀座2的摩擦性磨损，进而能够有效增强密封效果并且延长球阀的使用寿命。
弹性驱动部件4包括有弹簧41，阀座2上设置有供弹簧41嵌入的定位嵌孔23，定位嵌孔23的内径尺寸与弹簧41的外径尺寸相适配。弹簧41具有较强的形变能力和较大的形变程度，能够有效带动阀座2在阀体1内轴向滑移并且始终保持与阀芯3抵接，而定位嵌孔23的设置既能够方便弹簧41部分嵌入安装，也能够有利于弹簧41释放轴向的弹性势能。
弹性驱动部件4还包括有若干堆叠在定位嵌孔23内的弹性垫片42，弹性垫片42成环形的喇叭状结构设置，并且各个弹性垫片42之间相邻两弹性垫片42的小径端互相抵接或是相邻两弹性垫片42的大径端互相抵接。弹性垫片42具有较强的形变承受能力，能够配合弹簧41适用于多种使用场景，大大提高了弹性件的使用灵活程度以及适用范围。
阀体1上设置有能够与座通道21导通的导通孔12、和能够封堵住导通孔12的堵头13，阀座2上设置有连通座通道21与导通孔12的连通孔24，连通孔24朝向导通孔12的一端设置有阀座2在轴向滑移过程中能够始终连通连通孔24与导通孔12的通连通道25、另一端的开口朝向阀芯3与阀座2的抵接处设置。导通孔12的设置能够通过连通孔24从阀内进行取样，更能够实现对阀内的降压，方便球阀的启闭操作。
并且连通孔24的开口朝向阀芯3与阀座2的抵接处，能够直接在阀芯3与阀座2的抵接处进行降压，从而使阀芯3在转动过程中能够减少阻力，既能够方便阀芯3的转动，也能够有效减小摩擦阻力减少磨损。
阀座2的外侧壁上设置有圆柱密封面26，阀体1的内侧壁上设置有圆孔密封面14，圆柱密封面26与圆孔密封面14之间设置有密封结构，阀座2在阀体1内轴向滑移过程中圆柱密封面26也能够与圆孔密封面14始终保持抵接，有利于提高阀座2的滑移稳定程度，并且在密封结构的作用下具有密封效果；密封结构包括有设置在圆柱密封面26上的密封槽261、和嵌设在密封槽261内能够与圆孔密封面14抵接的密封圈262，密封结构至少设置有三处，第一处密封结构、弹性驱动部件4、第二处密封结构、通连通道25、第三处密封结构依次排列设置，该密封结构既能够有效降低阀座2与阀体1的加工精度和装配精度要求，还能够有利于提高阀座2的滑移稳定程度，更能够为弹性驱动部件4提供相对独立的作业环境，避免输送介质对弹性驱动部件4产生影响，进而影响弹性驱动部件4的作业稳定程度。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种球阀，包括有阀体(1)、和设置在阀体(1)内的阀座(2)以及阀芯(3)，所述阀座(2)的中部贯穿设置有座通道(21)，所述阀芯(3)的中部贯穿设置有能够与座通道(21)对应的芯通道(321)，所述阀芯(3)的外侧壁上设置有能够封堵住座通道(21)的密封面(311)，所述阀座(2)设置有两个，并且两个阀座(2)分别位于阀芯(3)的相对两侧，其特征是：所述阀座(2)轴向滑移连接在阀体(1)内，所述阀体(1)内设置有用于容纳阀座(2)轴向滑移的容纳滑移腔(11)，所述阀体(1)与阀座(2)之间设置有用于带动阀座(2)能够始终向阀芯(3)一侧保持滑移趋势的弹性驱动部件(4)，所述阀座(2)朝向阀芯(3)的一侧设置有能够与阀芯(3)抵接密封的抵接密封环(22)，所述抵接密封环(22)与阀座(2)分体设置并且两者之间可拆卸固定连接；
所述阀芯(3)对应抵接密封环(22)的外侧壁上设置有用于与抵接密封环(22)抵接密封的往复式密封面结构(312)，所述往复式密封面结构(312)成圆环形结构设置，所述往复式密封面结构(312)设置有两组，并且两组往复式密封面结构(312)分别位于芯通道(321)上下两侧，两组往复式密封面结构(312)与阀芯(3)在阀体(1)内的转动轴向同轴设置，所述密封面(311)过渡连接于两组往复式密封面结构(312)之间；
所述抵接密封环(22)上设置有用于与往复式密封面结构(312)抵接密封的往复式抵接面结构(221)，所述往复式抵接面结构(221)沿水平方向延伸设置成弧形，并且设置有两组，两组往复式抵接面结构(221)分别位于座通道(21)上下两侧，所述抵接密封环(22)上于两组往复式抵接面结构(221)之间设置有能够与密封面(311)抵接密封的抵接面(222)。
2.根据权利要求1所述的一种球阀，其特征是：所述往复式密封面结构(312)和往复式抵接面结构(221)的横截面成波浪线结构或波折线结构设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种球阀，其特征是：所述阀芯(3)包括有用于与阀座(2)抵接密封的密封壳体(31)和设置在密封壳体(31)内的输送管(32)，所述密封壳体(31)与输送管(32)分体设置，并且两者之间固定连接，所述芯通道(321)设置在输送管(32)内，所述往复式密封面结构(312)设置在密封壳体(31)的外侧壁上。
4.根据权利要求3所述的一种球阀，其特征是：所述密封壳体(31)由耐磨金属制成，所述输送管(32)由耐腐蚀金属制成。
5.根据权利要求3所述的一种球阀，其特征是：所述密封壳体(31)的外轮廓成长方体结构设置，所述密封壳体(31)包括有位于长度方向的两个长侧面(313)和位于宽度方向的两个宽侧面(314)，两个长侧面(313)之间的间距尺寸大于两个宽侧面(314)之间的间距尺寸，所述输送管(32)贯穿两个宽侧面(314)设置，所述密封面(311)过渡连接于相邻宽侧面(314)与长侧面(313)之间，宽侧面(314)朝向阀座(2)的状态下转动至长侧面(313)朝向阀座(2)的过程中能够通过推送阀座(2)实现压缩弹性驱动部件(4)。
6.根据权利要求5所述的一种球阀，其特征是：所述弹性驱动部件(4)包括有弹簧(41)，所述阀座(2)上设置有供弹簧(41)嵌入的定位嵌孔(23)，所述定位嵌孔(23)的内径尺寸与弹簧(41)的外径尺寸相适配。
7.根据权利要求6所述的一种球阀，其特征是：所述弹性驱动部件(4)还包括有若干堆叠在定位嵌孔(23)内的弹性垫片(42)，所述弹性垫片(42)成环形的喇叭状结构设置，并且各个弹性垫片(42)之间相邻两弹性垫片(42)的小径端互相抵接或是相邻两弹性垫片(42)的大径端互相抵接。
8.根据权利要求1所述的一种球阀，其特征是：所述阀体(1)上设置有能够与座通道(21)导通的导通孔(12)、和能够封堵住导通孔(12)的堵头(13)，所述阀座(2)上设置有连通座通道(21)与导通孔(12)的连通孔(24)，所述连通孔(24)朝向导通孔(12)的一端设置有阀座(2)在轴向滑移过程中能够始终连通连通孔(24)与导通孔(12)的通连通道(25)、另一端的开口朝向阀芯(3)与阀座(2)的抵接处设置。
9.根据权利要求8所述的一种球阀，其特征是：所述阀座(2)的外侧壁上设置有圆柱密封面(26)，所述阀体(1)的内侧壁上设置有圆孔密封面(14)，所述圆柱密封面(26)与圆孔密封面(14)之间设置有密封结构。
10.根据权利要求9所述的一种球阀，其特征是：所述密封结构包括有设置在圆柱密封面(26)上的密封槽(261)、和嵌设在密封槽(261)内能够与圆孔密封面(14)抵接的密封圈(262)，所述密封结构至少设置有三处，第一处密封结构、弹性驱动部件(4)、第二处密封结构、通连通道(25)、第三处密封结构依次排列设置。
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