CN112377640B - 两瓣式球阀 - Google Patents

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Abstract

两瓣式球阀，包括阀体，阀体的两侧均安装有法兰盘，法兰盘上开设连通孔，连通孔与阀体的内腔相联通，在阀体内腔中安装有两个相互配合的旋转半球，两个旋转半球的底部相铰接，每个旋转半球的内侧面上均开设有半圆槽，两个半圆槽对接形成能与连通孔相联通的圆形孔，每个旋转半球的外侧面上均安装有密封圈。本发明的积极效果在于：本发明不仅提高了球阀的密封性能，还在一定程度上提高了球阀的使用寿命。两瓣式球阀保留了原有球阀启闭速度快、全通径的优点，其中的密封圈更换方便，成本也较低，使用期间也不需要对密封圈座进行清洗润滑，其中两瓣式球阀充分利用阀腔压力来抵消半球体前后气体作用与半球体的力用外力来实现密封，开阀密封磨损小。

Description

两瓣式球阀
技术领域
本发明涉及液压件技术领域，具体地说是一种两瓣式球阀。
背景技术
球阀在管路中主要用来切断、分配和改变介质流动方向，一般的球阀包括阀体和球形启闭件，通过阀杆控制球形启闭件的转动来实现球阀的开关动作。其中球形启闭件大都是一个整体，球阀在关闭状态前后存在较大压差时球形启闭件会受到较大的单向力，球阀在开启时，球形启闭件上的密封件也会受到较为严重的磨损，长期使用之后容易出现泄漏的情况，此外，传统的球阀还有密封结构复杂、后期维护成本高、杂质容易造成球形启闭件密封面损坏的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种两瓣式球阀，以解决现有技术中球阀存在的启闭磨损严重、密封结构复杂等技术问题，从而有效提高球阀的密封性能和使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种两瓣式球阀，包括阀体，阀体的两侧均安装有法兰盘，法兰盘上开设连通孔，连通孔与阀体的内腔相联通，在阀体内腔中安装有两个相互配合的旋转半球，两个旋转半球的底部相铰接，每个旋转半球的内侧面上均开设有半圆槽，两个半圆槽对接形成能与连通孔相联通的圆形孔，每个旋转半球的外侧面上均安装有密封圈，所述密封圈能跟随旋转半球转动至与连通孔紧密配合，各旋转半球的顶部均设有安装平面，安装平面上固定有立柱，对应于安装平面的位置，在阀体的上端安装有竖直套，竖直套内配合安装有转板，转板位于安装平面上，在转板上还开设有与立柱相配合的两个导向弧槽，导向弧槽包括有内弧边和外弧边，所述内弧边和外弧边相平行设置，其中内弧边一端到转板轴心之间的距离与内弧边另一端到转板轴心之间的距离是逐渐减小的，立柱位于导向弧槽内的靠近转板轴心一端时，两个旋转半球紧密对接，立柱位于导向弧槽内的远离转板轴心一端时，两个旋转半球转动打开，所述转板上安装有阀杆，阀杆的顶端穿出竖直套并连接有驱动装置，在竖直套的顶端安装有上阀盖，上阀盖套装在阀杆外周，上阀盖和转板之间的阀杆外周套住有限位盘，限位盘配合安装在竖直套内，所述限位盘上开设有与立柱相配合的长圆孔，长圆孔的长度方向沿限位盘的径向布置，在转板的外周壁上还铰接有限位销，限位销的一个侧面为弧面，在转板上开设有与限位销弧面相配合的第一弧形卡槽，限位盘上开设有与限位销弧面相配合的第二弧形卡槽，限位销位于第一弧形卡槽和第二弧形卡槽内时，限位盘能跟随转板一同转动，所述竖直套的内周壁上开设有与限位销相配合的限位槽，限位销转动进入限位槽内时，限位盘不会跟随转板一同转动。所述阀体的底部安装有阀底座，阀底座伸入阀体内腔的一端安装有半球体旋转轴，半球体旋转轴的顶面是两个对称设置的弧形面，每个弧形面与各自一侧旋转半球的底部相配合安装，半球体旋转轴的底面能与两侧的旋转半球外周面形成同一球面，在半球体旋转轴的两侧弧形面上均设有半圆形滑块，半圆形滑块的截面超过等直径截面的一半，旋转半球的底部开设有与半圆形滑块相配合的半圆形滑槽，所述旋转半球铰接在半球体旋转轴上。所述阀杆的顶端设有矩形块，驱动装置上开设有与矩形块相配合的矩形槽。
本发明的积极效果在于：本发明所述的两瓣式球阀，其中的球形启闭件采用两个旋转半球配合而成，可以通过转板带动两个旋转半球打开一定角度，从而实现对两侧连通孔的配合密封，且在开合过程中对密封件及密封面的磨损也显著降低，不仅提高了球阀的密封性能，还在一定程度上提高了球阀的使用寿命。两瓣式球阀保留了原有球阀启闭速度快、全通径的优点，其中的密封圈更换方便，成本也较低，使用期间也不需要对密封圈座进行清洗润滑，其中两瓣式球阀充分利用阀腔压力来抵消半球体前后气体作用与半球体的力用外力来实现密封，开阀密封磨损小。
附图说明
图1是本发明的三维结构示意图；
图2是本发明去除阀体、法兰盘和上阀盖的三维结构示意图；
图3是本发明的装配爆炸视图；
图4是旋转半球的三维结构示意图；
图5是转板安装在旋转半球上的三维结构示意图；
图6是本发明将两侧连通孔联通的状态示意图；
图7是图6中A-A向剖视图的放大视图；
图8是半球体旋转轴的三维结构示意图；
图9是旋转半球转动至密封圈位于连通孔位置处的状态示意图；
图10是图9中B-B向剖视图的放大视图；
图11是旋转半球张开至密封圈与连通孔紧密配合的状态示意图；
图12是图11中C-C向剖视图的放大视图；
图13是转板上导向弧槽的结构示意图。
具体实施方式
本发明所述的一种两瓣式球阀，如图1、图2和图3所示，包括阀体1，阀体1的两侧均安装有法兰盘2，法兰盘2用于连接阀体1与其他管道，法兰盘2上开设连通孔3，连通孔3与阀体1的内腔相联通。在阀体1内腔中安装有两个相互配合的旋转半球4，两个旋转半球4的底部相铰接形成球阀内部的球形启闭件，如图4所示，每个旋转半球4的内侧面上均开设有半圆槽5，两个半圆槽5对接形成能与连通孔3相联通的圆形孔，当圆形孔与连通孔3相连通时，球阀处于开启状态，每个旋转半球4的外侧面上均安装有密封圈6，所述密封圈6能跟随旋转半球4转动至与连通孔3紧密配合，此时球阀处于关闭状态。
在旋转半球4的顶部设有安装平面7，安装平面7上固定有立柱8，对应于安装平面7的位置，在阀体1的上端安装有竖直套9，竖直套9内配合安装有转板10，转板10位于安装平面7上，如图5所示，在转板10上还开设有与立柱8相配合的导向弧槽11，如图13所示，导向弧槽11包括有内弧边28和外弧边29，所述内弧边28和外弧边29相平行设置，所述内弧边28和外弧边29同心设置且距离为立柱8的直径长度，其中内弧边28一端到转板10轴心之间的距离与内弧边28另一端到转板10轴心之间的距离是逐渐减小的，在图13所示的方向上是内弧边28到转板10轴心之间的距离位顺时针逐渐减小。立柱8位于导向弧槽11内的靠近转板10轴心一端时，两个旋转半球4紧密对接，立柱8位于导向弧槽11内的远离转板10轴心一端时，两个旋转半球4转动打开，旋转半球4将其上的密封圈6压紧在连通孔3位置处，实现紧密配合，即转板10转动能实现两个旋转半球4的开合。
所述转板10上安装有阀杆12，阀杆12位于转板10的轴心位置处，阀杆12的顶端穿出竖直套9并连接有驱动装置，驱动装置可以是现有的驱动电机、减速机，也可以是手柄13，驱动装置转动即能同步带动阀杆12和转板10在竖直套9内旋转。在竖直套9的顶端安装有上阀盖14，上阀盖14起到密封和限位的作用，上阀盖14套装在阀杆12外周，驱动装置和上阀盖14之间的阀杆12上安装有填料压盖15，上阀盖14和转板10之间的阀杆12外周套住有限位盘16，限位盘16配合安装在竖直套9内，如图7所示，所述限位盘16上开设有与立柱8相配合的长圆孔17，长圆孔17的长度方向沿限位盘16的径向布置，当两个旋转半球4紧密对接时，立柱8位于长圆孔17内靠近阀杆12的一端，当两个旋转半球4转动打开时，立柱8位于长圆孔17内远离阀杆12的一端，即长圆孔17的设置对两个旋转半球4的转动打开起到了导向和限位作用。
如图5所示，在转板10的外周壁上还铰接有限位销18，限位销18的一个侧面为弧面30，在转板10上开设有与限位销18弧面30相配合的第一弧形卡槽19，如图7所示，限位盘16上开设有与限位销18弧面30相配合的第二弧形卡槽20，限位销18位于第一弧形卡槽19和第二弧形卡槽20内时，由于竖直套9内壁的限位，转板10转动时会经由限位销18带动限位盘16一同转动，所述竖直套9的内周壁上开设有与限位销18相配合的限位槽21，在转板10和限位盘16同步转动至限位销18即将进入限位槽21内后，转板10继续转动，限位销18进入到限位槽21内，限位盘16和转板10之间失去起到连接作用的限位销18，限位盘16不会跟随转板10一同转动。
进一步地，两个旋转半球4底部的铰接连接方式如图8所示，所述阀体1的底部安装有阀底座22，阀底座22伸入阀体1内腔的一端安装有半球体旋转轴23，半球体旋转轴23能相对阀底座22旋转，半球体旋转轴23的顶面是两个对称设置的弧形面，每个弧形面与各自一侧旋转半球4的底部相配合安装，半球体旋转轴23的底面能与两侧的旋转半球4外周面形成同一球面，在半球体旋转轴23的两侧弧形面上均设有半圆形滑块24，半圆形滑块24的截面超过等直径圆截面的一半，旋转半球4的底部开设有与半圆形滑块24相配合的半圆形滑槽25，所述旋转半球4铰接在半球体旋转轴23上。两个旋转半球4安装在半球体旋转轴23上，能与半球体旋转轴23同步在阀体1内转动实现球阀的开关操作，在旋转半球4上的密封圈6转动至连通孔3位置处时，在半圆形滑块24的导向作用下，两个旋转半球4转动打开使密封圈6与连通孔3紧密配合。
本发明所述的两瓣式球阀从开启状态转变为关闭状态，其内部结构的具体动作过程如下所述：
两瓣式球阀处于完全开启状态时，如图6和图7所示，此时两个旋转半球4紧密对接，两个半圆槽5对接形成的圆形孔与阀体1两端的连通孔3相联通，限位盘16在安装时，第二弧形卡槽20与第一弧形卡槽19位于同一竖直位置，限位销18位于第一弧形卡槽19、第二弧形卡槽20和竖直套9的内周壁之间，立柱8位于导向弧槽11内的靠近转板10轴心一端，于此同时立柱8位于长圆孔17内靠近阀杆12的一端。由于半圆槽5的圆心与密封圈6安装位置的圆心之间夹角为90度，也就是在完全开启的状态下，驱动装置需带动两个旋转半球4转动90度才能达到关闭状态，即转板10与限位盘16需同步转动90度，此时就需要在完全开启状态下的限位销18位置与限位槽21位置之间的夹角也为90度。之后驱动装置转动将球阀关闭，在限位销18未进入到限位槽21内时，由于竖直套9内周壁对限位销18的限制，驱动装置转动会带动阀杆12、转板10、限位销18和限位盘16同步旋转，由于立柱8配合在长圆孔17内，限位盘16旋转的同时也会带动两个旋转半球4绕阀底座22的轴心进行转动，即在图7所示的方向上顺指针转动90度，成为图10所示的状态。
如图9和图10所示，是旋转半球4转动至密封圈6位于连通孔3位置处的状态示意图，此时两个旋转半球4依旧紧密对接，两个半圆槽5对接形成圆形孔的轴心与两端连通孔3轴心的位置相垂直，旋转半球4上的密封圈6转动至连通孔3位置处，此时密封圈6和连通孔3之间还存在一定的间隙，确保在旋转半球4转动过程中，避免旋转半球4上密封面与法兰盘2的碰撞磨损，如图10所示，限位销18未进入到限位槽21，立柱8位于导向弧槽11内的靠近转板10轴心一端，立柱8位于长圆孔17内靠近阀杆12的一端。
在图10所示的方向上驱动装置带动阀杆12继续顺时针转动，由于限位槽21的存在以及限位销18上弧面30的设置，转板10继续进行顺时针转动，弧面30与第二弧形卡槽20之间相互挤压产生的分力会使限位销18进入到限位槽21内，之后转板10和限位盘16之间不再有相互连接关系，驱动装置转动的话只有阀杆12和转板10同步旋转，限位盘16和旋转半球4不会跟随同步旋转，转板10继续顺时针转动，在导向弧槽11的导向作用下，两个立柱相互远离，进而使两个旋转半球4绕底部的铰接位置打开，如图11所示，旋转半球4上的密封圈6压紧连通孔3，消除密封圈6与连通孔3之间的间隙，完成密封圈6与连通孔3的紧密配合，如图12所示，立柱8位于导向弧槽11内的远离转板10轴心一端，立柱8位于长圆孔17内远离阀杆12的一端，球阀处于紧密关闭的状态。
若要从紧密关闭的状态切换为完全开启状态，只需驱动装置带动阀杆12逆时针转动相同角度即可。结构简单紧凑且操作方便易实施，同时密封圈作为易损件更换方便，成本较低，内部旋转半球4上密封面的磨损也得到显著降低，进一步提高了球阀的使用寿命。
进一步地，为了便于将驱动装置固定安装在阀杆12上，并能保证阀杆12和驱动装置能同步转动，所述阀杆12的顶端设有矩形块26，驱动装置上开设有与矩形块26相配合的矩形槽27。
本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (3)

1.一种两瓣式球阀，其特征在于：包括阀体(1)，阀体(1)的两侧均安装有法兰盘(2)，法兰盘(2)上开设连通孔(3)，连通孔(3)与阀体(1)的内腔相联通，在阀体(1)内腔中安装有两个相互配合的旋转半球(4)，两个旋转半球(4)的底部相铰接，每个旋转半球(4)的内侧面上均开设有半圆槽(5)，两个半圆槽(5)对接形成能与连通孔(3)相联通的圆形孔，每个旋转半球(4)的外侧面上均安装有密封圈(6)，所述密封圈(6)能跟随旋转半球(4)转动至与连通孔(3)紧密配合，各旋转半球(4)的顶部均设有安装平面(7)，安装平面(7)上固定有立柱(8)，对应于安装平面(7)的位置，在阀体(1)的上端安装有竖直套(9)，竖直套(9)内配合安装有转板(10)，转板(10)位于安装平面(7)上，在转板(10)上还开设有与立柱(8)相配合的两个导向弧槽(11)，导向弧槽(11)包括有内弧边(28)和外弧边(29)，所述内弧边(28)和外弧边(29)相平行设置，其中内弧边(28)一端到转板(10)轴心之间的距离与内弧边(28)另一端到转板(10)轴心之间的距离是逐渐减小的，立柱(8)位于导向弧槽(11)内的靠近转板(10)轴心一端时，两个旋转半球(4)紧密对接，立柱(8)位于导向弧槽(11)内的远离转板(10)轴心一端时，两个旋转半球(4)转动打开，所述转板(10)上安装有阀杆(12)，阀杆(12)的顶端穿出竖直套(9)并连接有驱动装置，在竖直套(9)的顶端安装有上阀盖(14)，上阀盖(14)套装在阀杆(12)外周，上阀盖(14)和转板(10)之间的阀杆(12)外周套住有限位盘(16)，限位盘(16)配合安装在竖直套(9)内，所述限位盘(16)上开设有与立柱(8)相配合的长圆孔(17)，长圆孔(17)的长度方向沿限位盘(16)的径向布置，在转板(10)的外周壁上还铰接有限位销(18)，限位销(18)的一个侧面为弧面(30)，在转板(10)上开设有与限位销(18)弧面(30)相配合的第一弧形卡槽(19)，限位盘(16)上开设有与限位销(18)弧面(30)相配合的第二弧形卡槽(20)，限位销(18)位于第一弧形卡槽(19)和第二弧形卡槽(20)内时，限位盘(16)能跟随转板(10)一同转动，所述竖直套(9)的内周壁上开设有与限位销(18)相配合的限位槽(21)，限位销(18)转动进入限位槽(21)内时，限位盘(16)不会跟随转板(10)一同转动。
2.根据权利要求1所述的一种两瓣式球阀，其特征在于：所述阀体(1)的底部安装有阀底座(22)，阀底座(22)伸入阀体(1)内腔的一端安装有半球体旋转轴(23)，半球体旋转轴(23)的顶面是两个对称设置的弧形面，每个弧形面与各自一侧旋转半球(4)的底部相配合安装，半球体旋转轴(23)的底面能与两侧的旋转半球(4)外周面形成同一球面，在半球体旋转轴(23)的两侧弧形面上均设有半圆形滑块(24)，半圆形滑块(24)的截面超过等直径截面的一半，旋转半球(4)的底部开设有与半圆形滑块(24)相配合的半圆形滑槽(25)，所述旋转半球(4)铰接在半球体旋转轴(23)上。
3.根据权利要求1所述的一种两瓣式球阀，其特征在于：所述阀杆(12)的顶端设有矩形块(26)，驱动装置上开设有与矩形块(26)相配合的矩形槽(27)。
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