CN113374898A

CN113374898A - 一种气动分配调节球阀

Info

Publication number: CN113374898A
Application number: CN202110731991.0A
Authority: CN
Inventors: 吴怀敏; 苏荆攀; 谷辽勇; 杨青锋; 项光洪; 项良海; 罗建康; 殷红强; 储嵩; 章魁胜
Original assignee: Zhejiang Petrochemical Valve Co ltd
Current assignee: Zhejiang Petrochemical Valve Co ltd
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2041-06-30
Also published as: CN113374898B

Abstract

本发明公开了一种气动分配调节球阀，涉及阀门领域，包括阀体、阀座、阀盖、阀杆以及阀芯，所述阀体设有一个进口和若干个出口，所述阀杆活动安装在所述阀体内，所述阀芯套装在所述阀杆下端且对应所述阀体的所有出口；所述阀杆中段位置设有呈球状的中心部，所述阀盖固定安装在所述阀体上方且二者配合形成供中心部容纳的球形腔室，所述阀杆上端设有带动其转动和摆动的传动机构，所述阀芯具有随着阀杆转动而对出口进行流体分配的第一动作以及在封堵住其中一个出口时所述传动机构带动阀杆绕中心部进行偏摆来提供密封压力的第二动作。本发明具有流量分配准确，工作稳定性好的优点。

Description

一种气动分配调节球阀

技术领域

本发明涉及阀门领域，具体涉及一种气动分配调节球阀。

背景技术

三通球阀是一种常见的阀门，而现有的三通球阀一般只用于管道中介质的分流、合流以及流向的切换。现有的三通球阀，其开启位置通常均为90°的倍数，在这种情况下，某一个管道不是处在全开位置，就是处在全关位置，即所述的三通球阀无法实现流量调节及流量分配。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种流量分配准确，工作稳定性好的气动分配调节球阀。

本发明所采用的技术方案：一种气动分配调节球阀，包括阀体、阀座、阀盖、阀杆以及阀芯，所述阀体设有一个进口和若干个出口，所述阀杆活动安装在所述阀体内，所述阀芯套装在所述阀杆下端且对应所述阀体的所有出口；所述阀杆中段位置设有呈球状的中心部，所述阀盖固定安装在所述阀体上方且二者配合形成供中心部容纳的球形腔室，所述阀杆上端设有带动其转动和摆动的传动机构，所述阀芯具有随着阀杆转动而对出口进行流体分配的第一动作以及在封堵住其中一个出口时所述传动机构带动阀杆绕中心部进行偏摆来提供密封压力的第二动作。

所述传动机构包括：

框架，固定安装在所述阀盖上方；

驱动件，其固定安装在所述框架侧壁；

第一传动件，其与所述驱动件的输出端固定连接且其滑移安装在所述框架上；

第二传动件，其活动安装在所述阀杆的上端，且其与第一传动件配合并被第一传动件带动进行转动。

所述第一传动件采用齿条，所述第二传动件采用齿轮轴，所述第一传动件与第二传动件的齿部进行啮合，所述框架设有供第二传动件上端转动安装的第一轴承架以及供第二传动件下端转动安装的第二轴承架，所述第二轴承架在对应第一传动件的位置处设有供第一传动件端部插入的滑移槽。

所述传动机构还包括阀杆套，所述阀杆套位于第二传动件下端与阀杆上端之间，所述第二传动件下端开设有第一扁形槽，所述阀杆套上端设有插入第一扁形槽的第一扁榫，所述阀杆套与阀杆采用键槽配合；

所述阀体内的下部设有旋转导向座，旋转导向座内设置第二扁形槽，所述阀杆下端设置第二扁榫。

所述传动机构还包括第三轴承架，第三轴承架安装在所述框架上且与阀杆套对应，所述第三轴承架端部设有转动安装且与阀杆套周面滚动配合的滚轮，所述阀杆套周面设有凸起，所述滚轮接触凸起时会带动阀杆绕中心部偏摆，所述阀杆套与第三轴承架之间设有连接二者的复位组件。

所述复位组件包括绕过阀杆套周向面的绳索，固定安装在第三轴承架上的吊环以及连接吊环和绳索的拉簧，所述拉簧数量为两个且分别挂装在绳索两端。

所述框架在对应第一传动件背部的位置处设有安装座，所述安装座表面设有若干并排设置且与第一传动件滚动配合的滚柱。

所述阀盖内设有呈半球形的填料函，所述填料函的周向外壁与阀盖的周向内壁之间设有O型密封圈，所述阀盖上安装有压住填料函的浮动压板，所述浮动压板与阀盖之间这有抵触二者的预紧弹簧。

所述阀芯呈扇形球面，所述阀座采用内外表面都呈球面的双球面浮动阀座。

所述出口为两个，且两个出口的夹角呈90度，所述框架呈侧躺的U型，所述复位组件和第三轴承架也分别是两组，且每组复位组件和每个第三轴承架都分别与出口对应。

本发明的有益效果是：本技术方案通过传动机构旋转阀杆，阀杆再带动阀芯转动，实现两个出口的流体分配，当阀芯转动至极限位置时，其中一个出口被完全关闭，而且传动机构对带动阀杆做一个偏摆的动作，使阀芯紧贴阀座，保证出口处的完全密封关闭，另外，阀杆在转动过程中可以通过旋转改变阀芯的开启角度来控制及调节两个出口的流通面积和流体流量，具有流量分配准确，工作稳定性好的优点。

附图说明

图1为本发明实施例气动分配调节球阀的结构示意图。

图2为滚柱的主视图。

图3为图1中M-M处的剖视图。

图4为图1中N-N处的剖视图。

图5为图1中K-K处的剖视图。

图6为图1中A-A处的剖视图。

图7为图6中B-B处的剖视图。

图8为图1中C-C处的剖视图。

图9为图1中A处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图所示，一种气动分配调节球阀，包括阀体1、阀座2、阀盖3、阀杆4以及阀芯5，所述阀体1设有一个进口11和若干个出口12，所述阀杆4活动安装在所述阀体1内，所述阀芯5套装在所述阀杆4下端且对应所述阀体1的所有出口12；所述阀杆4中段位置设有呈球状的中心部41，所述阀盖3固定安装在所述阀体1上方且二者配合形成供中心部41容纳的球形腔室，所述阀杆4上端设有带动其转动和摆动的传动机构6，所述阀芯5具有随着阀杆4转动而对出口12进行流体分配的第一动作以及在封堵住其中一个出口12时所述传动机构6带动阀杆4绕中心部41进行偏摆来提供密封压力的第二动作；本技术方案通过传动机构旋转阀杆，阀杆再带动阀芯转动，实现两个出口的流体分配，当阀芯转动至极限位置时，其中一个出口被完全关闭，而且传动机构对带动阀杆做一个偏摆的动作，使阀芯紧贴阀座，保证出口处的完全密封关闭，另外，阀杆在转动过程中可以通过旋转改变阀芯的开启角度来控制及调节两个出口的流通面积和流体流量，具有流量分配准确，工作稳定性好的优点。

本实施例中阀门流体分配为7个状态，均为阀芯挡住阀座角度按百分比分配流体；且两个出口分别为出口Ⅱ和出口Ⅰ：

状态A，出口Ⅱ开度为100%，出口Ⅰ开度为0，出口Ⅰ密封；

状态B，出口Ⅱ开度为80%，出口Ⅰ开度为20%，不密封；

状态C，出口Ⅱ开度为60%，出口Ⅰ开度为40%，不密封；

状态D，出口Ⅱ开度为50%，出口Ⅰ开度为50%，不密封；

状态E，出口Ⅱ开度为40%，出口Ⅰ开度为60%，不密封；

状态F，出口Ⅱ开度为20%，出口Ⅰ开度为80%，不密封；

状态G，出口Ⅱ开度为0%，出口Ⅰ开度为100%，出口Ⅱ密封；

上述七个状态，每个状态下阀芯停止60s，即过流时间为60s。

所述传动机构6包括：

框架61，固定安装在所述阀盖3上方；

驱动件62，其固定安装在所述框架61侧壁；

第一传动件63，其与所述驱动件62的输出端固定连接且其滑移安装在所述框架61上；

第二传动件64，其活动安装在所述阀杆4的上端，且其与第一传动件63配合并被第一传动件63带动进行转动，所述驱动件采用气缸，气缸的输出端带动第一传动件直行往复运动，第一传动件带动第二传动件转动，从而将转动力矩传递给阀杆。

所述第一传动件63采用齿条，所述第二传动件64采用齿轮轴，所述第一传动件63与第二传动件64的齿部进行啮合，所述框架61设有供第二传动件64上端转动安装的第一轴承架611以及供第二传动件64下端转动安装的第二轴承架612，所述第二轴承架612在对应第一传动件63的位置处设有供第一传动件63端部插入的滑移槽613，所述齿条被气缸带动进行水平方向的前后滑移，所述框架61在对应第一传动件63背部的位置处设有安装座66，所述安装座表面设有若干并排设置且与第一传动件63滚动配合的滚柱661，所述滑移槽起到导向作用，所述滚柱使齿条在移动时由滑动摩擦变为滚动摩擦，减小摩擦力；

另外，第一轴承架和第二轴承架上都设有轴承且供齿轮轴的上下两端转动安装。

所述传动机构6还包括阀杆套65，所述阀杆套65位于第二传动件64下端与阀杆4上端之间，所述第二传动件64下端开设有第一扁形槽641，所述阀杆套65上端设有插入第一扁形槽641的第一扁榫651，所述阀杆套65与阀杆4采用键槽配合，所述阀体1内的下部设有旋转导向座13，旋转导向座13内设置第二扁形槽131，所述阀杆4下端设置第二扁榫42；本实施例中的阀杆上端与阀杆套键槽配合成为一体，阀杆套上端以及阀杆下端都采用扁榫结构，插入扁形槽中，能实现同步转动的同时也可以实现扁榫在扁形槽内偏摆运动。

而且，如图1所示，扁形槽的长度尺寸略大于扁榫，能为扁榫偏摆提供运动空间。

所述传动机构还包括第三轴承架614，第三轴承架614安装在所述框架61上且与阀杆套65对应，所述第三轴承架614端部设有转动安装且与阀杆套65周面滚动配合的滚轮15，所述阀杆套65周面设有凸起652，所述滚轮接触凸起652时会带动阀杆4绕中心部41偏摆，所述阀杆套65与第三轴承架614之间设有连接二者的复位组件7，所述第三轴承座上的滚轮与凸起接触时会对阀杆套有一个顶推力，使阀杆绕着中心部进行偏摆，当滚轮越至凸起的最顶端时，阀杆的偏摆角度达到最大，此时阀芯对阀座的压力达到最大，有效保证状态A和状态G时的密封效果。

本实施例中的凸起的运动范围就在两个滚轮之间，如图3所示，且凸起的顶点与滚轮接触后，凸起就原路转动回去，滚轮不会完全越过凸起。

所述复位组件7包括绕过阀杆套65周向面的绳索71，固定安装在第三轴承架614上的吊环72以及连接吊环72和绳索71的拉簧73，所述拉簧73数量为两个且分别挂装在绳索71两端，所述拉簧拉住绳索的两端，使阀杆套的周面始终与滚轮保持接触，复位组件能使阀杆在除了状态A和状态G的五个状态中始终保持竖直状态。

所述阀盖3内设有呈半球形的填料函31，所述填料函31的周向外壁与阀盖3的周向内壁之间设有O型密封圈32，所述阀盖3上安装有压住填料函31的浮动压板33，所述浮动压板33与阀盖3之间这有抵触二者的预紧弹簧34，为了能使阀杆在发生偏摆的过程中保证阀盖的密封性能，采用了半球形的填料函，浮动压板通过螺栓安装在阀盖上，螺栓35下面垫有弹性垫圈36，这样可使球形填料函既可保证阀盖中部的密封，又可满足该填料函随阀杆的微量摆动，即适应上平面的微量起伏动作。

所述阀芯5呈扇形球面，所述阀座2采用内外表面都呈球面的双球面浮动阀座，阀芯为实心球缺，与阀杆通过键槽配合连接为一体，随阀杆的转动而换位；

所述阀体上端设有球面托架23，所述阀盖与球面托架23盖合后形成供中心部容纳的球形腔室。

阀座设计成双球面浮动阀座，并有带弹性垫圈21的压板22限位，可随阀芯的旋转和摆动而实现位置微调，防止卡阻。

本实施例中的所述出口12为两个，且两个出口12的夹角呈90度，所述框架61呈侧躺的U型，所述复位组件7和第三轴承架614也分别是两组，且每组复位组件7和每个第三轴承架614都分别与出口12对应；举个例子，假如出口数量为3个，夹角分别呈60°，那么复位组件和第三轴承架也会跟着出口改变，夹角同样为60°。

在本发明的描述中，需要说明的是，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，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。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims

1.一种气动分配调节球阀，包括阀体（1）、阀座（2）、阀盖（3）、阀杆（4）以及阀芯（5），所述阀体（1）设有一个进口（11）和若干个出口（12），其特征在于：所述阀杆（4）活动安装在所述阀体（1）内，所述阀芯（5）套装在所述阀杆（4）下端且对应所述阀体（1）的所有出口（12）；所述阀杆（4）中段位置设有呈球状的中心部（41），所述阀盖（3）固定安装在所述阀体（1）上方且二者配合形成供中心部（41）容纳的球形腔室，所述阀杆（4）上端设有带动其转动和摆动的传动机构（6），所述阀芯（5）具有随着阀杆（4）转动而对出口（12）进行流体分配的第一动作以及在封堵住其中一个出口（12）时所述传动机构（6）带动阀杆（4）绕中心部（41）进行偏摆来提供密封压力的第二动作。

2.根据权利要求1所述的气动分配调节球阀，其特征在于：所述传动机构（6）包括：

框架（61），固定安装在所述阀盖（3）上方；

驱动件（62），其固定安装在所述框架（61）侧壁；

第一传动件（63），其与所述驱动件（62）的输出端固定连接且其滑移安装在所述框架（61）上；

第二传动件（64），其活动安装在所述阀杆（4）的上端，且其与第一传动件（63）配合并被第一传动件（63）带动进行转动。

3.根据权利要求2所述的气动分配调节球阀，其特征在于：所述第一传动件（63）采用齿条，所述第二传动件（64）采用齿轮轴，所述第一传动件（63）与第二传动件（64）的齿部进行啮合，所述框架（61）设有供第二传动件（64）上端转动安装的第一轴承架（611）以及供第二传动件（64）下端转动安装的第二轴承架（612），所述第二轴承架（612）在对应第一传动件（63）的位置处设有供第一传动件（63）端部插入的滑移槽（613）。

4.根据权利要求3所述的气动分配调节球阀，其特征在于：所述传动机构（6）还包括阀杆套（65），所述阀杆套（65）位于第二传动件（64）下端与阀杆（4）上端之间，所述第二传动件（64）下端开设有第一扁形槽（641），所述阀杆套（65）上端设有插入第一扁形槽（641）的第一扁榫（651），所述阀杆套（65）与阀杆（4）采用键槽配合；

所述阀体（1）内的下部设有旋转导向座（13），旋转导向座（13）内设置第二扁形槽（131），所述阀杆（4）下端设置第二扁榫（42）。

5.根据权利要求2所述的气动分配调节球阀，其特征在于：所述传动机构还包括第三轴承架（614），第三轴承架（614）安装在所述框架（61）上且与阀杆套（65）对应，所述第三轴承架（614）端部设有转动安装且与阀杆套（65）周面滚动配合的滚轮（15），所述阀杆套（65）周面设有凸起（652），所述滚轮接触凸起（652）时会带动阀杆（4）绕中心部（41）偏摆，所述阀杆套（65）与第三轴承架（614）之间设有连接二者的复位组件（7）。

6.根据权利要求5所述的气动分配调节球阀，其特征在于：所述复位组件（7）包括绕过阀杆套（65）周向面的绳索（71），固定安装在第三轴承架（614）上的吊环（72）以及连接吊环（72）和绳索（71）的拉簧（73），所述拉簧（73）数量为两个且分别挂装在绳索（71）两端。

7.根据权利要求3所述的气动分配调节球阀，其特征在于：所述框架（61）在对应第一传动件（63）背部的位置处设有安装座（66），所述安装座表面设有若干并排设置且与第一传动件（63）滚动配合的滚柱（661）。

8.根据权利要求1所述的气动分配调节球阀，其特征在于：所述阀盖（3）内设有呈半球形的填料函（31），所述填料函（31）的周向外壁与阀盖（3）的周向内壁之间设有O型密封圈（32），所述阀盖（3）上安装有压住填料函（31）的浮动压板（33），所述浮动压板（33）与阀盖（3）之间这有抵触二者的预紧弹簧（34）。

9.根据权利要求1所述的气动分配调节球阀，其特征在于：所述阀芯（5）呈扇形球面，所述阀座（2）采用内外表面都呈球面的双球面浮动阀座。

10.根据权利要求6所述的气动分配调节球阀，其特征在于：所述出口（12）为两个，且两个出口（12）的夹角呈90度，所述框架（61）呈侧躺的U型，所述复位组件（7）和第三轴承架（614）也分别是两组，且每组复位组件（7）和每个第三轴承架（614）都分别与出口（12）对应。