CN113062997B - 一种具有自动修复功能的球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐磨损的球阀，尤其涉及一种具有自动修复功能的球阀。一种具有自动修复功能的球阀，包括中阀体、上阀体和阀球及法兰，中阀体两侧分别设置有左阀体和右阀体，左阀体和右阀体内均设置有修复缸。当阀球由导通状转动90°变换到封闭状时，阀球的通水孔与左、右阀体相连通，两侧的修复缸在两侧的第二动力源的推动下进入阀球的通水孔内，之后，两侧的第二动力源带动两侧的修复缸转动，使得修复缸喷出修复液对阀球通水孔内壁和通水孔边缘进行修复。

Description

一种具有自动修复功能的球阀

技术领域

本发明涉及一种耐磨损的球阀，尤其涉及一种具有自动修复功能的球阀。

背景技术

工业或民用的基础建设中通常利用管路输送介质，其中由于压力或温度的变化要对管路进行调节，为调节流量而在管路中使用调节机构，尤其是球阀，以确保最佳的工作条件以及环境的安全。球阀通常是用带有圆形通道的球体作为启闭元件，球体随阀体的转动而实现启闭动作的阀门。球阀因为具有流体阻力小，结构简单、紧密可靠、操作方便、开闭迅速、适用范围广等优点已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中。但现有的球阀为保证不发生内漏，所以安装时必须将球体，也就是阀球关闭件，紧紧的压在阀座上，在开闭时扭矩大，球体在转动过程中与阀座产生摩擦，使得阀球磨损严重，易造成泄漏，降低了球阀的工作可靠性，缩短了球阀的使用寿命，并且通过观察被磨损的阀球，由于阀球通水孔需要导流带有腐蚀性和含颗粒的流体，同时由于阀球的通水孔边缘为钻孔的边缘且边缘较薄，因此，大部分的阀球磨损都出现在阀球通水孔的内壁和阀球通水孔的边缘。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点，本发明提供一种具有自动修复功能的球阀，当阀球由导通状转动90°变换到封闭状时，阀球的通水孔与左、右阀体相连通，两侧的修复缸在两侧的第二动力源的推动下进入阀球的通水孔内，之后，两侧的第二动力源带动两侧的修复缸转动，使得修复缸喷出修复液对阀球通水孔内壁和通水孔边缘进行修复，之后，第二动力源带动两侧的修复缸缩回左、右阀体内，修复完毕，第一动力源带动阀球复位变为导通状态。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种具有自动修复功能的球阀，包括中阀体、上阀体和阀球及法兰，所述中阀体上设置有上阀体，所述中阀体内转动式设置有阀球，所述阀球中部贯穿有通水孔，所述通水孔与所述球阀的流道相连通，所述上阀体内转动式设置有阀杆，所述阀杆从所述上阀体之上穿过所述上阀体于所述阀球配合，所述阀杆的转动能带动所述阀球转动封闭或导通所述球阀，所述中阀体两侧分别设置有左阀体和右阀体，所述左阀体和所述右阀体均为一端封闭另一端开口的腔体，所述左阀体靠近所述阀球的一端为开口端，所述左阀体的开口端的端壁与所述阀球的球面滑动接触，所述右阀体靠近所述阀球的一端为开口端，所述右阀体的开口端的端壁与所述阀球的球面滑动接触，所述左阀体和所述右阀体内均设置有修复缸，所述修复缸均为两端封闭的缸体，所述修复缸的外圆柱面都均匀开设有贯穿孔，所述贯穿孔均贯穿所述修复缸的缸壁，所述修复缸内均含修复液；

还包括有第一外壳、第二外壳、第一动力源和第二动力源，所述第一外壳设置在所述上阀体，所述第一动力源设置在所述第一外壳内，所述第一动力源的第一输出轴与所述阀杆连接，所述左阀体远离所述阀球的一侧上和所述右阀体远离所述阀球的一侧上均设置有所述第二外壳，所述第二外壳内均设置有第二动力源，位于所述阀球一侧的所述第二动力源的第二输出轴与其靠近的所述修复缸远离所述阀球一端的中部连接，位于所述阀球另一侧的所述第二动力源的第二输出轴与其靠近的所述修复缸远离所述阀球一端的中部连接，所述第二动力源能够推动位于所述阀球两侧的所述修复缸进入阀球内，而使得所述修复缸在所述阀球内转动喷出修复液对所述阀球进行修复。

作为上述技术方案的进一步改进，所述修复缸为第一腔体和第二腔体组成的缸体，所述第一腔体远离所述阀球的一端与所述第二输出轴连接，所述第一腔体的外径大于所述第二腔体的外径，所述第二腔体的外径小于所述阀球中部通水孔的内径，所述左阀体的内径和所述右阀体的内径均大于所述阀球中部通水孔的内径，在所述修复缸进入阀球内后，所述第一腔体位于所述阀球外，所述第一腔体喷出修复液对所述阀球通水孔边缘进行修复，所述第二腔体位于所述阀球通水孔内，所述第二腔体喷出修复液对所述阀球通水孔内壁进行修复。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述修复缸进入阀球内后，所述第二动力源驱动所述修复缸绕所述第二输出轴旋转，位于所述修复缸内的修复液在离心力的作用下从所述贯穿孔内喷覆在所述阀球通水孔内壁上和所述阀球通水孔边缘上。

作为上述技术方案的进一步改进，位于每个所述贯穿孔边缘的所述修复缸的外壁上均设置有刷毛，在每个所述贯穿孔的边缘上，所述刷毛绕所述贯穿孔圆心阵列设置，所述刷毛远离所述修复缸的一端与所述阀球通水孔的内壁和所述阀球通水孔的边缘接触，从所述贯穿孔喷出的修复液在所述刷毛的导向作用下涂覆在所述阀球通水孔内壁上和所述阀球通水孔边缘上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述修复缸内的修复液为金属修复液，所述修复缸内的修复液的体积小于所述修复缸内体积的1/2，与所述阀球的金属材质相契合。

作为上述技术方案的进一步改进，一侧的所述修复缸靠近所述阀球的一端上开设有方槽，另一侧的所述修复缸靠近所述阀球的一端上设置有方块凸起，所述方块凸起与所述方槽配合，在所述修复缸进入阀球内后，两个修复缸通过所述方槽和所述方块凸起相互配合为一个整体。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括控制电路、扭矩传感器和通信模块，所述第一动力源和所述第二动力源分别于所述控制电路电连接，所述扭矩传感器与所述控制电路电连接，所述通信模块与所述控制电路电连接；

所述控制电路通过所述第一动力源和所述第二动力源控制所述修复腔和所述阀球的运动配合关系；

所述扭矩传感器用于检测所述第二输出轴旋转扭矩的大小，并把所述第二输出轴旋转扭矩的大小转换为扭矩电信号传输到所述控制电路，所述控制电路通过所述通信模块把所述扭矩电信号转换为扭矩无线信号发送到控制中心。

本发明的有益效果为：当阀球由导通状转动90°变换到封闭状时，阀球的通水孔与左、右阀体相连通，两侧的修复缸在两侧的第二动力源的推动下进入阀球的通水孔内，之后，两侧的第二动力源带动两侧的修复缸转动，使得修复缸喷出修复液对阀球通水孔内壁和通水孔边缘进行修复，之后，第二动力源带动两侧的修复缸缩回左、右阀体内，修复完毕，第一动力源带动阀球复位变为导通状态。人们可以定时对阀球进行修复，使得球阀变为封闭状态，经过一定时间的修复，则启动第一动力源带动阀球复位变为导通状态，如此则防止了由于阀球磨损而造成球阀泄露的问题。

附图说明

图1为本实施例球阀的结构示意图。

图2为本实施例球阀沿左、右阀体轴线的剖面示意图。

图3为本实施例阀球和修复缸的结构示意图。

图4为本实施例修复缸沿其轴线的剖面示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1、中阀体，2、左阀体，3、右阀体，4、上阀体，5、法兰，6、阀球，7、阀杆，8、第一外壳，9、第一动力源，10、第一输出轴，11、第一腔体，12、第二腔体，13、贯穿孔，14、刷毛，15、塞子，16、方槽，17、方块凸起，18、第二外壳，19、第二动力源，20、第二输出轴。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明当前优选的实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式；而是为了透彻性和完整性而提供这些实施方式，并且这些实施方式将本发明的范围充分地传达给技术人员。

如图1-4所示，一种具有自动修复功能的球阀，包括中阀体1、上阀体4和阀球6及法兰5，中阀体1上设置有上阀体4，中阀体1内转动式设置有阀球6，阀球6中部贯穿有通水孔，通水孔与球阀的流道相连通，上阀体4内转动式设置有阀杆7，阀杆7从上阀体4之上穿过上阀体4于阀球6配合，阀杆7的转动能带动阀球6转动封闭或导通球阀，中阀体1两侧分别设置有左阀体2和右阀体3，左阀体2和右阀体3均为一端封闭另一端开口的腔体，左阀体2靠近阀球6的一端为开口端，左阀体2的开口端的端壁与阀球6的球面滑动接触，右阀体3靠近阀球6的一端为开口端，右阀体3的开口端的端壁与阀球6的球面滑动接触，左阀体2和右阀体3内均设置有修复缸，修复缸均为两端封闭的缸体，修复缸的外圆柱面都均匀开设有贯穿孔13，贯穿孔13均贯穿修复缸的缸壁，修复缸内均含修复液；还包括有第一外壳8、第二外壳18、第一动力源9和第二动力源19，第一外壳8设置在上阀体4，第一动力源9设置在第一外壳8内，第一动力源9的第一输出轴10与阀杆7连接，左阀体2远离阀球6的一侧上和右阀体3远离阀球6的一侧上均设置有第二外壳18，第二外壳18内均设置有第二动力源19，位于阀球6一侧的第二动力源19的第二输出轴20与其靠近的修复缸远离阀球6一端的中部连接，位于阀球6另一侧的第二动力源19的第二输出轴20与其靠近的修复缸远离阀球6一端的中部连接，第二动力源19能够推动位于阀球6两侧的修复缸进入阀球6内，而使得修复缸在阀球6内转动喷出修复液对阀球6进行修复。

当阀球6由导通状转动90°变换到封闭状时，阀球6的通水孔与左、右阀体3相连通，两侧的修复缸在两侧的第二动力源19的推动下进入阀球6的通水孔内，之后，两侧的第二动力源19带动两侧的修复缸转动，使得修复缸喷出修复液对阀球6通水孔内壁和通水孔边缘进行修复，之后，第二动力源19带动两侧的修复缸缩回左、右阀体3内，修复完毕，第一动力源9带动阀球6复位变为导通状态。

人们可以定时对阀球6进行修复，使得球阀变为封闭状态，经过一定时间的修复，则启动第一动力源9带动阀球6复位变为导通状态，如此则防止了由于阀球6磨损而造成球阀泄露的问题。

进一步地，修复缸为第一腔体11和第二腔体12组成的缸体，第一腔体11远离阀球6的一端与第二输出轴20连接，第一腔体11的外径大于第二腔体12的外径，第二腔体12的外径小于阀球6中部通水孔的内径，左阀体2的内径和右阀体3的内径均大于阀球6中部通水孔的内径，在修复缸进入阀球6内后，第一腔体11位于阀球6外，第一腔体11喷出修复液对阀球6通水孔边缘进行修复，第二腔体12位于阀球6通水孔内，第二腔体12喷出修复液对阀球6通水孔内壁进行修复。

需要理解的是，左阀体2的内径和右阀体3的内径均大于阀球6中部通水孔的内径，这样设计的原因是，当阀球6转动90°使得阀球6的通水孔轴线与左右阀体3轴线重合时，可以使得阀球6通水孔的边缘暴露出来，不至于被左右阀体3的端壁所遮盖，如此才能使得修复液被涂覆在阀球6通水孔的边缘；而第二腔体12和第一腔体11的外径小于阀球6通水孔的内径，是为了第二腔体12和第一腔体11能够顺利的进入阀球6内且距离一定的间隔，使得修复液有足够的空间被甩在阀球6通水孔内壁上炸开，使得修复液均匀涂覆在阀球6通水孔内壁上；而第一腔体11的外径大于第二腔体12的外径，是为了使得第一腔体11的外壁接近阀球6通水孔的边缘，使其修复液涂覆在阀球6通水孔的边缘上。

进一步地，在修复缸进入阀球6内后，第二动力源19驱动修复缸绕第二输出轴20旋转，位于修复缸内的修复液在离心力的作用下从贯穿孔13内喷覆在阀球6通水孔内壁上和阀球6通水孔边缘上。

需要说明的是，采用第二动力源19驱动修复缸绕第二输出轴20旋转，使得修复液在离心力的作用下实现涂覆的作用，不必在修复缸内设计专门的挤压结构，使得修复缸结构更加简单，能够容纳更多的修复液，也减少了本球阀的制作成本。

进一步地，位于每个贯穿孔13边缘的修复缸的外壁上均设置有刷毛14，在每个贯穿孔13的边缘上，刷毛14绕贯穿孔13圆心阵列设置，刷毛14远离修复缸的一端与阀球6通水孔的内壁和阀球6通水孔的边缘接触，从贯穿孔13喷出的修复液在刷毛14的导向作用下涂覆在阀球6通水孔内壁上和阀球6通水孔边缘上。

刷毛14在修复缸不发生旋转时可以有效的堵住贯穿孔13，以防止修复液自然流出，而在修复缸发生旋转时，刷毛14可以对修复液起导向作用，同时刷毛14与阀球6通水孔内壁和通水孔边缘接触，使得刷毛14把修复液涂覆均匀。

进一步地，修复缸内的修复液为金属修复液，修复缸内的修复液的体积小于修复缸内体积的1/2，与阀球6的金属材质相契合，使得修复缸内的修复液可以顺利的被离心力甩出去，不至于修复缸内的修复液太满而无法被离心力甩出去。

进一步地，一侧的修复缸靠近阀球6的一端上开设有方槽16，另一侧的修复缸靠近阀球6的一端上设置有方块凸起17，方块凸起17与方槽16配合，在修复缸进入阀球6内后，两个修复缸通过方槽16和方块凸起17相互配合为一个整体，在修复缸转动时，有利于保证稳定性。

进一步地，还包括控制电路、扭矩传感器和通信模块，第一动力源9和第二动力源19分别于控制电路电连接，扭矩传感器与控制电路电连接，通信模块与控制电路电连接；控制电路通过第一动力源9和第二动力源19控制修复腔和阀球6的运动配合关系；扭矩传感器用于检测第二输出轴20旋转扭矩的大小，并把第二输出轴20旋转扭矩的大小转换为扭矩电信号传输到控制电路，控制电路通过通信模块把扭矩电信号转换为扭矩无线信号发送到控制中心。

在控制电路内设置定时修复的间隔时间，当需要修复时，控制电路控制第一动力源9通过阀杆7带动阀球6转动90°变换到封闭状态，阀球6的通水孔与左、右阀体3相连通，控制电路控制两侧的第二动力源19的推动两侧的修复缸进入阀球6的通水孔内，之后，两侧的第二动力源19带动两侧的修复缸转动，使得修复缸喷出修复液对阀球6通水孔内壁和通水孔边缘进行修复，之后，控制电路控制第二动力源19带动两侧的修复缸缩回左、右阀体3内，修复完毕，控制电路控制第一动力源9带动阀球6复位变为导通状态；在修复缸转动过程中，扭矩传感器用于检测第二输出轴20旋转扭矩的大小，并把第二输出轴20旋转扭矩的大小转换为扭矩电信号传输到控制电路，控制电路通过通信模块把扭矩电信号转换为扭矩无线信号发送到控制中心，控制中心对第二输出轴20旋转扭矩的大小进行判断，若小于阈值，则表面修复缸内的修复液过低，需要打开塞子15补充修复液。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种具有自动修复功能的球阀，包括中阀体、上阀体和阀球及法兰，所述中阀体上设置有上阀体，所述中阀体内转动式设置有阀球，所述阀球中部贯穿有通水孔，所述通水孔与所述球阀的流道相连通，所述上阀体内转动式设置有阀杆，所述阀杆从所述上阀体之上穿过所述上阀体与所述阀球配合，所述阀杆的转动能带动所述阀球转动封闭或导通所述球阀，其特征在于，

所述中阀体两侧分别设置有左阀体和右阀体，所述左阀体和所述右阀体均为一端封闭另一端开口的腔体，所述左阀体靠近所述阀球的一端为开口端，所述左阀体的开口端的端壁与所述阀球的球面滑动接触，所述右阀体靠近所述阀球的一端为开口端，所述右阀体的开口端的端壁与所述阀球的球面滑动接触，所述左阀体和所述右阀体内均设置有修复缸，所述修复缸均为两端封闭的缸体，所述修复缸的外圆柱面都均匀开设有贯穿孔，所述贯穿孔均贯穿所述修复缸的缸壁，所述修复缸内均含修复液；

还包括有第一外壳、第二外壳、第一动力源和第二动力源，所述第一外壳设置在所述上阀体，所述第一动力源设置在所述第一外壳内，所述第一动力源的第一输出轴与所述阀杆连接，所述左阀体远离所述阀球的一侧上和所述右阀体远离所述阀球的一侧上均设置有所述第二外壳，所述第二外壳内均设置有第二动力源，位于所述阀球一侧的所述第二动力源的第二输出轴与其靠近的所述修复缸远离所述阀球一端的中部连接，位于所述阀球另一侧的所述第二动力源的第二输出轴与其靠近的所述修复缸远离所述阀球一端的中部连接，所述第二动力源能够推动位于所述阀球两侧的所述修复缸进入阀球内，而使得所述修复缸在所述阀球内转动喷出修复液对所述阀球进行修复。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动修复功能的球阀，其特征在于：

所述修复缸为第一腔体和第二腔体组成的缸体，所述第一腔体远离所述阀球的一端与所述第二输出轴连接，所述第一腔体的外径大于所述第二腔体的外径，所述第二腔体的外径小于所述阀球中部通水孔的内径，所述左阀体的内径和所述右阀体的内径均大于所述阀球中部通水孔的内径，在所述修复缸进入阀球内后，所述第一腔体位于所述阀球外，所述第一腔体喷出修复液对所述阀球通水孔边缘进行修复，所述第二腔体位于所述阀球通水孔内，所述第二腔体喷出修复液对所述阀球通水孔内壁进行修复。

3.根据权利要求2所述的一种具有自动修复功能的球阀，其特征在于：

在所述修复缸进入阀球内后，所述第二动力源驱动所述修复缸绕所述第二输出轴旋转，位于所述修复缸内的修复液在离心力的作用下从所述贯穿孔内喷覆在所述阀球通水孔内壁上和所述阀球通水孔边缘上。

4.根据权利要求3所述的一种具有自动修复功能的球阀，其特征在于：

位于每个所述贯穿孔边缘的所述修复缸的外壁上均设置有刷毛，在每个所述贯穿孔的边缘上，所述刷毛绕所述贯穿孔圆心阵列设置，所述刷毛远离所述修复缸的一端与所述阀球通水孔的内壁和所述阀球通水孔的边缘接触，从所述贯穿孔喷出的修复液在所述刷毛的导向作用下涂覆在所述阀球通水孔内壁上和所述阀球通水孔边缘上。

5.根据权利要求4所述的一种具有自动修复功能的球阀，其特征在于：

所述修复缸内的修复液为金属修复液，所述修复缸内的修复液的体积小于所述修复缸内体积的1/2，与所述阀球的金属材质相契合。

6.根据权利要求5所述的一种具有自动修复功能的球阀，其特征在于：

一侧的所述修复缸靠近所述阀球的一端上开设有方槽，另一侧的所述修复缸靠近所述阀球的一端上设置有方块凸起，所述方块凸起与所述方槽配合，在所述修复缸进入阀球内后，两个修复缸通过所述方槽和所述方块凸起相互配合为一个整体。

7.根据权利要求6所述的一种具有自动修复功能的球阀，其特征在于：

还包括控制电路、扭矩传感器和通信模块，所述第一动力源和所述第二动力源分别与所述控制电路电连接，所述扭矩传感器与所述控制电路电连接，所述通信模块与所述控制电路电连接；

所述控制电路通过所述第一动力源和所述第二动力源控制所述修复缸和所述阀球的运动配合关系；

所述扭矩传感器用于检测所述第二输出轴旋转扭矩的大小，并把所述第二输出轴旋转扭矩的大小转换为扭矩电信号传输到所述控制电路，所述控制电路通过所述通信模块把所述扭矩电信号转换为扭矩无线信号发送到控制中心。

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