CN112361006A - 一种双驱动凸轮球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双驱动凸轮球阀，包括阀体、球体，阀体上设置有输入通道和输出通道，球体设置在输入通道和输出通道之间，球体上设置有连接通道，连接通道贯穿球体，输出通道上靠近球体的一端设置有与球体相配合的阀座，阀体的上下两侧分别设置有上轴孔和下轴孔，上轴孔中转动连接有上阀杆，上阀杆的下端设置有凸轮，球体上设置有与凸轮相对应的凸轮槽，凸轮连接在凸轮槽中；下轴孔中转动连接有下阀杆，下阀杆的上端设置连接头，球体上设置有与连接头相对应的连接槽，连接头连接在连接槽中；上阀杆和下阀杆同轴设置。本发明有效降低了球体转动时与阀座之间的摩擦，降低了对阀座的磨损，提高了阀座的使用寿命。

Description

一种双驱动凸轮球阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种双驱动凸轮球阀。

背景技术

球阀是一种常用的阀。球阀是依靠内部的启闭件（球体）的转动来控制球阀的开闭。现有的球阀包括阀体、球体，阀体上设置有输入通道和输出通道，球体转动设置在输入通道和输出通道之间，球体上设置有连接通道，连接通道贯通球体，输出通道上靠近球体的一端设置有与球体相匹配的阀座，阀座与球体表面紧密接触，阀体上转动连接有阀杆，阀杆与球体相连，通过转动阀杆从而带动球体转动。当球体转动至一定的角度时，连接通道将输入通道和输出通道连通，此时球阀便处于打开状态；当球体继续转动一定的角度时，连接通道与输入通道和输出通道呈一定的角度，此时输入通道和输出通道之间断开，球阀处于关闭状态。球阀在使用时，球体需要经常转动，由于阀座与球体之间紧密接触，使得球体在转动时与阀座之间产生摩擦，会对阀座造成磨损，阀座磨损后会降低阀座的密封性，从而降低了阀座的使用寿命。

比如：中国专利公开号CN105736733B，发明名称为一种调节球阀，该发明包括阀体、阀盖、球体、阀杆以及驱动阀杆转动的驱动机构，所述阀体设置有阀腔以及与阀腔相导通的介质进口与介质出口，所述球体设置在所述阀腔内并与阀杆相联动连接，所述的球体包括能够关闭所述介质进口与介质出口的关闭部以及能够导通所述介质进口与介质出口的导通部，所述的导通部包括有从介质进口向介质出口方向依次导通连接设置的导通进入部、中间通槽和导通流出部，所述的导通进入部设置有多个相互平行间隔分布的进入通孔，导通流出部的设置有多个相互平行间隔分布的流出通孔，进入通孔的内端与流出通孔的内端均与中间通槽相连通设置。该发明的不足之处在于：该调节球阀在使用时，球体需要经常转动，由于阀座与球体之间紧密接触，使得球体在转动时与阀座之间产生摩擦，会对阀座造成磨损，阀座磨损后会降低阀座的密封性，从而降低了阀座的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是解决现有球阀在使用时，球体需要经常转动，球体在转动时与阀座之间产生摩擦，会对阀座造成磨损，阀座磨损后会降低阀座的密封性，从而降低了阀座的使用寿命的问题，提供一种双驱动凸轮球阀，能够有效解决上述问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种双驱动凸轮球阀，包括阀体、球体，阀体上设置有输入通道和输出通道，球体设置在输入通道和输出通道之间，球体上设置有连接通道，连接通道贯穿球体，输出通道上靠近球体的一端设置有与球体相配合的阀座，阀体的上下两侧分别设置有上轴孔和下轴孔，上轴孔中转动连接有上阀杆，上阀杆的下端设置有凸轮，球体上设置有与凸轮相对应的凸轮槽，凸轮连接在凸轮槽中；下轴孔中转动连接有下阀杆，下阀杆的上端设置连接头，球体上设置有与连接头相对应的连接槽，连接头连接在连接槽中；上阀杆和下阀杆同轴设置，上阀杆和下阀杆的中轴线穿过球体中心。

本发明中，上阀杆和下阀杆同时与电机等驱动装置相连，通过驱动装置同时驱动上阀杆和下阀杆转动，从而控制球阀的打开和关闭。本发明中，上阀杆在转动时，会带动上阀杆下端的凸轮转动，由于凸轮偏心设置在上阀杆的下端，凸轮在转动时，球体靠近或者远离阀座。当凸轮球阀处于打开状态时，连接通道与输入通道和输出通道平行，连接通道将输入通道和输出通道导通，凸轮球阀处于开启状态，介质能够从凸轮球阀通过，此时球体处于远离阀座的位置，球体与阀座之间形成一定的间隙。当球体从打开状态转动至关闭状态时，连接通道转动至与输入通道和输出通道垂直的位置，输入通道和输出通道之间断开，凸轮球阀处于关闭状态，在这个过程中，在凸轮的作用下，球体逐渐往阀座一侧靠近直至与阀座紧密接触，使得球体与阀座之间形成密封状态。本发明中，球体在转动时，球体并非时刻与阀座保持接触，只有在凸轮球阀处于关闭状态时，球体才与阀座紧密接触，从而大大降低了球体转动时与阀座之间的摩擦，降低了对阀座的磨损，提高了阀座的使用寿命。

作为优选，上轴孔中设置有第一轴承，第一轴承的一端设置有第一密封环，上阀杆同时从第一轴承和第一密封环中穿过，第一密封环的内环面上嵌装有第一密封圈；阀体上设置有第一压板，第一压板通过第一螺栓连接在阀体上，第一密封环上远离第一轴承的一端与第一压板抵靠。第一密封圈设置在上阀杆和第一密封环之间，起到密封作用。

作物优选，第一密封环的内环面上设置有充气密封圈，第一密封环上设置有活塞腔，活塞腔中设置有活塞，活塞与活塞腔的一端之间形成气腔，气腔内的活塞与活塞腔的一端之间设置有弹簧；活塞上朝向上阀杆的一侧连接有伸缩杆，第一密封环上设置有与伸缩杆相对应的通孔，伸缩杆穿过通孔，伸缩杆的前端与上阀杆的侧面抵靠，气腔与充气密封圈之间通过导气管相连；上阀杆的侧面设置有与伸缩杆相对应的弧形凹槽；当上阀杆从关闭状态转动至打开状态或者从打开状态转动至关闭状态的过程中，伸缩杆的前端通过弧形凹槽。充气密封圈起到进一步的密封作用。当上阀杆处于关闭状态或者打开状态时，伸缩杆的前端与上阀杆的外环面抵靠，此时气腔容积最小，气腔中的气体充入充气密封圈中，此时的充气密封圈处于膨胀状态，充气密封圈与上阀杆的外环面密封接触，从而起到进一步的密封效果；当上阀杆从关闭状态转动至打开状态或者从打开状态转动至关闭状态的过程中，伸缩杆的前端会通过弧形凹槽，伸缩杆的前端先从上阀杆的外环面进入弧形凹槽，通过弧形凹槽后再回到上阀杆的外环面上，在这过程中，当伸缩杆的前端进入弧形凹槽中时，伸缩杆及活塞会在弹簧的作用下向前伸出，此时气腔的容积增大，充气密封圈中的气体会被吸入气腔中，使得充气密封圈处于瘪气状态，此时充气密封圈不再与上阀杆胀紧，这样降低了上阀杆转动时的阻力，同时也降低了上阀杆在转动时对充气密封圈造成的磨损；当上阀杆转动到打开或者关闭状态时，此时伸缩杆的前端通过弧形凹槽后再次与上阀杆的外环面接触，此时充气密封圈恢复至膨胀状态，从而实现密封效果。本发明中，当阀杆处于打开和关闭状态并且不转动时，充气密封圈处于膨胀状态，起到良好的密封效果；当上阀杆从关闭状态转动至打开状态或者从打开状态转动至关闭状态的过程中，充气密封圈处于瘪气状态，这样降低了上阀杆转动时的阻力，同时也降低了上阀杆在转动时对充气密封圈造成的磨损。

作为优选，弧形凹槽底部的两端与上阀杆的外环面之间通过斜面过渡。弧形凹槽底部的两端与上阀杆的外环面之间通过斜面过渡，这样使伸缩杆的前端能够顺利通过弧形凹槽。

作为优选，下轴孔中设置有第二轴承，第二轴承的一端设置有第二密封环，下阀杆同时从第二轴承和第二密封环中穿过，第二密封环的内环面上嵌装有第二密封圈；阀体上设置有第二压板，第二压板通过第二螺栓连接在阀体上，第二密封环上远离第二轴承的一端与第二压板抵靠。

作为优选，所述第一轴承为滚珠轴承。

作为优选，所述第一轴承为滑动轴承。

作为优选，所述阀座呈圆环状，阀座由丁晴橡胶制成。

本发明的有益效果是：本发明有效降低了球体转动时与阀座之间的摩擦，降低了对阀座的磨损，提高了阀座的使用寿命。

附图说明

图1为凸轮球阀处于打开状态时的剖视图。

图2为凸轮球阀处于关闭状态时的剖视图。

图3为图1中a部放大图。

图4为图1中b部放大图。

图5为上阀杆的正视图。

图6为图5中A-A方向的剖视图。

图7为图5中B-B方向的剖视图。

图中：1、阀体、2、输入通道，3、输出通道，4、球体，5、连接通道，6、阀座，7、上阀杆，8、第一轴承，9、第一密封环，10、第一压板，11、第一螺栓，12、下阀杆，13、第二轴承，14、第二密封环，15、第二压板，16、第二螺栓，17、凸轮，18、连接头，19、第一密封圈，20、充气密封圈，21、活塞，22、气腔，23、弹簧，24、伸缩杆，25、导气管，26、第二密封圈，27、弧形凹槽。

具体实施方式

下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1：

如图1至图7所示，一种双驱动凸轮球阀，包括阀体1、球体4。阀体1的两侧分别设置有输入通道2和输出通道3。球体4设置在输入通道2和输出通道3之间。球体4上设置有连接通道5，连接通道5贯穿球体4。输出通道3上靠近球体4的一端设置有与球体4相配合的阀座6。阀座6呈圆环状。阀座6由丁晴橡胶制成。阀体1的上下两侧分别设置有上轴孔和下轴孔，上轴孔中转动连接有上阀杆7。上轴孔中设置有第一轴承8，第一轴承8的一端设置有第一密封环9，上阀杆7同时从第一轴承8和第一密封环9中穿过，第一密封环9的内环面上嵌装有第一密封圈19。阀体1上设置有第一压板10，第一压板10通过第一螺栓11连接在阀体1上，第一密封环9上远离第一轴承8的一端与第一压板10抵靠。上阀杆7的下端偏心设置有凸轮17，球体4上设置有与凸轮17相对应的凸轮槽，凸轮连接在凸轮槽中。凸轮槽的横截面略大于凸轮的横截面，使得凸轮在凸轮槽中存在一定的相对活动空间。

下轴孔中转动连接有下阀杆12，下轴孔中设置有第二轴承13，第二轴承13的一端设置有第二密封环14，第二密封环14与第二轴承13抵靠。下阀杆12同时从第二轴承13和第二密封环14中穿过，第二密封环14的内环面上嵌装有第二密封圈16。阀体上设置有第二压板15，第二压板15通过第二螺栓16连接在阀体1上，第二密封环14上远离第二轴承13的一端与第二压板15抵靠。下阀杆12的上端设置连接头18，球体4上设置有与连接头18相对应的连接槽，连接头18连接在连接槽中。连接头18呈扁头状。连接槽的横截面略大于连接头18的横截面，使得连接头18在连接槽中具有一定的相对活动空间。上阀杆7和下阀杆12同轴设置，上阀杆7和下阀杆7的中轴线穿过球体4中心。本实施例中，第一轴承8和第二轴承13均为滚珠轴承。

第一密封环的内环面上设置有充气密封圈20，充气密封圈20环绕设置在上阀杆7的圆周外侧。第一密封环9上设置有活塞腔，活塞腔中设置有活塞21，活塞21与活塞腔的一端之间形成气腔22，活塞21与活塞腔的一端之间设置有弹簧23。活塞21上朝向上阀杆7的一侧连接有伸缩杆24，第一密封环9上设置有与伸缩杆24相对应的通孔，伸缩杆24穿过通孔，伸缩杆24的前端与上阀杆的侧面抵靠。气腔22与充气密封圈20之间通过导气管25相连。上阀杆7的侧面设置有与伸缩杆24相对应的弧形凹槽27。弧形凹槽27的宽度大于伸缩杆24的直径。弧形凹槽27底部的两端与上阀杆7的外环面之间通过斜面过渡。当上阀杆从关闭状态转动至打开状态或者从打开状态转动至关闭状态的过程中，伸缩杆的前端通过弧形凹槽。充气密封圈起到进一步的密封作用。当上阀杆处于关闭状态或者打开状态时，伸缩杆的前端与上阀杆的外环面抵靠，此时气腔容积最小，气腔中的气体充入充气密封圈中，此时的充气密封圈处于膨胀状态，充气密封圈与上阀杆的外环面密封接触，从而起到进一步的密封效果；当上阀杆从关闭状态转动至打开状态或者从打开状态转动至关闭状态的过程中，伸缩杆的前端会通过弧形凹槽，伸缩杆的前端先从上阀杆的外环面进入弧形凹槽，通过弧形凹槽后再回到上阀杆的外环面上，在这过程中，当伸缩杆的前端进入弧形凹槽中时，伸缩杆及活塞会在弹簧的作用下向前伸出，此时气腔的容积增大，充气密封圈中的气体会被吸入气腔中，使得充气密封圈处于瘪气状态，此时充气密封圈不再与上阀杆胀紧，这样降低了上阀杆转动时的阻力，同时也降低了上阀杆在转动时对充气密封圈造成的磨损；当上阀杆转动到打开或者关闭状态时，此时伸缩杆的前端通过弧形凹槽后再次与上阀杆的外环面接触，此时充气密封圈恢复至膨胀状态，从而实现密封效果。本发明中，当阀杆处于打开和关闭状态并且不转动时，充气密封圈处于膨胀状态，起到良好的密封效果；当上阀杆从关闭状态转动至打开状态或者从打开状态转动至关闭状态的过程中，充气密封圈处于瘪气状态，这样降低了上阀杆转动时的阻力，同时也降低了上阀杆在转动时对充气密封圈造成的磨损。

本发明中，上阀杆和下阀杆同时与电机等驱动装置相连，通过驱动装置同时驱动上阀杆和下阀杆转动，从而控制球阀的打开和关闭。本发明中，上阀杆在转动时，会带动上阀杆下端的凸轮转动，由于凸轮偏心设置在上阀杆的下端，凸轮在转动时，会时球体靠近或者远离阀座。当凸轮球阀处于打开状态时，连接通道与输入通道和输出通道平行，连接通道将输入通道和输出通道导通，凸轮球阀处于开启状态，介质能够从凸轮球阀通过，此时球体处于远离阀座的位置，球体与阀座之间形成一定的间隙。当球体从打开状态转动至关闭状态时，连接通道转动至于于输入通道和输出通道垂直的位置，输入通道和输出通道之间断开，凸轮球阀处于关闭状态，在这个过程中，在凸轮的作用下，球体逐渐往阀座一侧靠近直至与阀座紧密接触，使得球体与阀座之间形成密封状态。本发明中，球体在转动时，球体并非时刻与阀座保持接触，只有在凸轮球阀处于关闭状态时，球体才与阀座紧密接触，从而大大降低了球体转动时与阀座之间的摩擦，降低了对阀座的磨损，提高了阀座的使用寿命。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于：实施例2中，第一轴承8和第二轴承13均为滑动轴承，其余结构均与实施例1相同。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双驱动凸轮球阀，包括阀体、球体，阀体上设置有输入通道和输出通道，球体设置在输入通道和输出通道之间，球体上设置有连接通道，连接通道贯穿球体，输出通道上靠近球体的一端设置有与球体相配合的阀座，其特征在于：阀体的上下两侧分别设置有上轴孔和下轴孔，上轴孔中转动连接有上阀杆，上阀杆的下端设置有凸轮，球体上设置有与凸轮相对应的凸轮槽，凸轮连接在凸轮槽中；下轴孔中转动连接有下阀杆，下阀杆的上端设置连接头，球体上设置有与连接头相对应的连接槽，连接头连接在连接槽中；上阀杆和下阀杆同轴设置，上阀杆和下阀杆的中轴线穿过球体中心。

2.根据权利要求1所述的一种双驱动凸轮球阀，其特征在于，上轴孔中设置有第一轴承，第一轴承的一端设置有第一密封环，上阀杆同时从第一轴承和第一密封环中穿过，第一密封环的内环面上嵌装有第一密封圈；阀体上设置有第一压板，第一压板通过第一螺栓连接在阀体上，第一密封环上远离第一轴承的一端与第一压板抵靠。

3.根据权利要求2所述的一种双驱动凸轮球阀，其特征在于，第一密封环的内环面上设置有充气密封圈，第一密封环上设置有活塞腔，活塞腔中设置有活塞，活塞与活塞腔的一端之间形成气腔，气腔内的活塞与活塞腔的一端之间设置有弹簧；活塞上朝向上阀杆的一侧连接有伸缩杆，第一密封环上设置有与伸缩杆相对应的通孔，伸缩杆穿过通孔，伸缩杆的前端与上阀杆的侧面抵靠，气腔与充气密封圈之间通过导气管相连；上阀杆的侧面设置有与伸缩杆相对应的弧形凹槽；当上阀杆从关闭状态转动至打开状态或者从打开状态转动至关闭状态的过程中，伸缩杆的前端通过弧形凹槽。

4.根据权利要求3所述的一种双驱动凸轮球阀，其特征在于，弧形凹槽底部的两端与上阀杆的外环面之间通过斜面过渡。

5.根据权利要求1所述的一种双驱动凸轮球阀，其特征在于，下轴孔中设置有第二轴承，第二轴承的一端设置有第二密封环，下阀杆同时从第二轴承和第二密封环中穿过，第二密封环的内环面上嵌装有第二密封圈；阀体上设置有第二压板，第二压板通过第二螺栓连接在阀体上，第二密封环上远离第二轴承的一端与第二压板抵靠。

6.根据权利要求2所述的一种双驱动凸轮球阀，其特征在于，所述第一轴承为滚珠轴承。

7.根据权利要求2所述的一种双驱动凸轮球阀，其特征在于，所述第一轴承为滑动轴承。

8.根据权利要求2所述的一种双驱动凸轮球阀，其特征在于，所述阀座呈圆环状，阀座由丁晴橡胶制成。

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