CN113944773B - 旋转杆密封面无摩擦球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了旋转杆密封面无摩擦球阀，涉及球阀领域，其包括阀盖、阀体、阀座、球体以及阀杆，所述阀杆与球体之间设有连接二者的拨叉凸轮，所述拨叉凸轮与球体之间设有当阀杆转动时拨叉凸轮带动球体单向转动的单向机构，所述阀盖与球体之间设有当拨叉凸轮反转时防止球体跟着反转的止回机构。本发明具有使用寿命长，工作稳定性好的优点。

Description

旋转杆密封面无摩擦球阀

技术领域

本发明涉及球阀领域，具体涉及旋转杆密封面无摩擦球阀。

背景技术

常规双阀座密封球阀在开启和关闭的过程中，球体与两阀座密封面是全程接触，密封面摩擦阻力大，易磨损。而轨道球阀虽然在阀门启闭过程中球体与阀座无摩擦，但为单阀座结构，只适宜单向密封，且阀杆既旋转运动又升降运动不利于阀杆填料处密封。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种使用寿命长，工作稳定性好的旋转杆密封面无摩擦球阀。

本发明所采用的技术方案：旋转杆密封面无摩擦球阀，其包括阀盖、阀体、阀座、球体以及阀杆，所述阀杆与球体之间设有连接二者的拨叉凸轮，所述拨叉凸轮与球体之间设有当阀杆转动时拨叉凸轮带动球体单向转动的单向机构，所述阀盖与球体之间设有当拨叉凸轮反转时防止球体跟着反转的止回机构。

所述单向机构包括：

若干个第一斜槽，其设置在所述球体的上表面；

若干个第一弹簧销，其弹性安装在所述拨叉凸轮的下表面且竖向插入所述第一斜槽中；

所述第一斜槽呈弧形，且其首尾两端存在高度差，前一个第一斜槽的首端与后一个第一斜槽的尾端形成一个台阶面。

所述止回机构包括：

若干个第二斜槽，其设置在所述球体的上表面；

若干个第二弹簧销，其弹性安装在所述阀盖的下表面且竖向插入所述第二斜槽中；

所述第二斜槽呈弧形，且其首尾两端存在高度差，前一个第二斜槽的首端与后一个第二斜槽的尾端形成一个台阶面。

第一斜槽和第二斜槽都分别首尾相连围成一个圆且倾斜方向相同。

所述拨叉凸轮的下表面设有供第一弹簧销插入的第一安装孔，所述第一安装孔设有抵触第一弹簧销的第一弹性件；

所述阀盖的下表面设有供第二弹簧销插入的第二安装孔，所述第二安装孔设有抵触第二弹簧销的第二弹性件。

所述球体与两侧阀座之间分别设有压圈，所述压圈面向拨叉凸轮的一侧的上端安装有推板，所述推板与拨叉凸轮的外圆构成接触配合，所述拨叉凸轮周面设有高点与低点，所述阀座具有在所述拨叉凸轮的高点与推板接触时与球体脱离的第一状态，以及在所述拨叉凸轮的低点与推板接触时与球体接触的第二状态。

所述拨叉凸轮的外圆周面设有两个对称设置的低点和两个对称设置的高点，所述低点与高点之间的夹角为45°，所述高点的范围角度为90°，所述拨叉凸轮的转动行程角度为135°。

所述压圈朝向阀座的一侧面设有对称设置在左右两侧的中间支点，所述压圈底端设有与阀体接触的下支点。

所述球体下端转动安装在所述阀体内，所述球体上表面设有中心柱，所述拨叉凸轮安装在所述中心柱上且二者相对转动。

本发明的有益效果是：本球阀密封面在启闭过程全程无摩擦，阀杆仅作旋转运动不作升降运动；阀杆带动拨叉凸轮转动，拨叉凸轮利用单向机构带动球体单向转动，阀盖与球体之间的止回机构有效防止球体发生逆转，本球阀具有如下优点：1、密封面无摩擦，延长阀座与球体使用寿命，扭矩小；2、阀杆仅作旋转运动对阀杆填料磨损小，提高填料寿命；3、球体仅作顺时针转，球体与两阀座轮番配合，避免其中一个阀座提前损坏而使阀门密封功能失效，延长阀门的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例旋转杆密封面无摩擦球阀的结构示意图。

图2为本发明实施例旋转杆密封面无摩擦球阀的内部剖面示意图。

图3为球体的俯视图。

图4为拨叉凸轮的剖视图。

图5为拨叉凸轮的仰视图。

图6为推板和球体的俯视图。

图7为压圈和推板的结构示意图。

图8为球体的结构示意图。

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，旋转杆密封面无摩擦球阀，其包括阀盖1、阀体2、阀座3、球体4以及阀杆5，所述阀杆5与球体4之间设有连接二者的拨叉凸轮6，所述拨叉凸轮6与球体4之间设有当阀杆5转动时拨叉凸轮6带动球体4单向转动的单向机构，所述阀盖1与球体4之间设有当拨叉凸轮6反转时防止球体跟着反转的止回机构；本球阀密封面在启闭过程全程无摩擦，阀杆仅作旋转运动不作升降运动；阀杆带动拨叉凸轮转动，拨叉凸轮利用单向机构带动球体单向转动，阀盖与球体之间的止回机构有效防止球体发生逆转，本球阀具有如下优点：1、密封面无摩擦，延长阀座与球体使用寿命，扭矩小；2、阀杆仅作旋转运动对阀杆填料磨损小，提高填料寿命；3、球体仅作顺时针转，球体与两阀座轮番配合，避免其中一个阀座提前损坏而使阀门密封功能失效，延长阀门的使用寿命。

所述单向机构包括：

若干个第一斜槽71，其设置在所述球体4的上表面；

若干个第一弹簧销72，其弹性安装在所述拨叉凸轮6的下表面且竖向插入所述第一斜槽71中；

所述第一斜槽71呈弧形，且其首尾两端存在高度差，前一个第一斜槽71的首端与后一个第一斜槽71的尾端形成一个台阶面；所述第一弹簧销插入第一斜槽内，当阀杆正转时，拨叉凸轮带动第一弹簧销运动，第一弹性销的底部抵住台阶面，使拨叉凸轮带动球体一起转动，当阀杆反转时，拨叉凸轮带动第一弹簧销反向运动，第一弹簧销的底部沿着第一斜槽的斜面滑移的同时第一弹簧销逐渐缩回拨叉凸轮内，直到越过台阶进入下一个第一斜槽中第一弹簧销才会重新弹出。

所述止回机构包括：

若干个第二斜槽81，其设置在所述球体4的上表面；

若干个第二弹簧销82，其弹性安装在所述阀盖1的下表面且竖向插入所述第二斜槽81中；

所述第二斜槽81呈弧形，且其首尾两端存在高度差，前一个第二斜槽81的首端与后一个第二斜槽81的尾端形成一个台阶面，第二弹簧销插入第二斜槽中，阀盖是固定不动的，球体被拨叉凸轮带动转动时，第二弹簧销底部与第二斜槽的斜面滑移配合，不影响球体的正转，但是可以制止球体反转。

第一斜槽71和第二斜槽81都分别首尾相连围成一个圆且倾斜方向相同，本实施例中的第一斜槽和第二斜槽数量为四条，且首尾相连形成一个圆环。

所述拨叉凸轮6的下表面设有供第一弹簧销72插入的第一安装孔73，所述第一安装孔73设有抵触第一弹簧销72的第一弹性件74；

所述阀盖1的下表面设有供第二弹簧销82插入的第二安装孔83，所述第二安装孔设有抵触第二弹簧销82的第二弹性件84，所述第一弹性件始终给第一弹簧销一个向下的预紧力，使其底部始终与第一斜槽抵触，第二弹性件也是相同的工作原理。

所述球体4与两侧阀座3之间分别设有压圈9，所述压圈9面向拨叉凸轮6的一侧的上端安装有推板91，所述推板91与拨叉凸轮6的外圆构成接触配合，所述拨叉凸轮6周面设有高点61与低点62，所述阀座3具有在所述拨叉凸轮6的高点61与推板91接触时与球体4脱离的第一状态，以及在所述拨叉凸轮6的低点62与推板91接触时与球体4接触的第二状态。

所述拨叉凸轮6的外圆周面设有两个对称设置的低点62和两个对称设置的高点61，所述低点62与高点61之间的夹角为45°，所述高点61的范围角度为90°，所述拨叉凸轮6的转动行程角度为135°；阀杆与拨叉凸轮每作一个135°往返运动，球体顺时针旋转90度，使阀门开启或开关；

拨叉凸轮的外圆与推板组成运动副。当拨叉凸轮旋转0-135°作往返运动，当拨叉凸轮从0°顺时针旋转到45°，推板与拨叉凸轮的接触点从低点升到高点，而从45°顺时针旋转旋转到135°过程中接触点保持在高点；返回时，从135°逆时针旋转到45°过程中接触点保持在高点，从45°逆时针旋转到0°时接触点由在高点回到低点。如此反复，推板在水平方向做往复运动。

所述压圈9朝向阀座3的一侧面设有对称设置在左右两侧的中间支点92，所述压圈9底端设有与阀体2接触的下支点93。压圈上端与推板通过螺钉连接组成一体，压圈的2个中间支点与阀座端面接触，压圈下端与阀体接触形成下支点；当推板推动压圈上端作往复水平运动，压圈绕下支点摆动，从而两中间支点也来回摆动促使阀座与球体密封面脱离或接触。

所述球体4下端转动安装在所述阀体2内，所述球体4上表面设有中心柱41，所述拨叉凸轮安装在所述中心柱41上且二者相对转动。

综上所述；通过阀杆、拨叉凸轮转动，控制阀座开合并转动球体，球体在无阀座摩擦的情况下完成启闭动作，延长阀座与球体的使用寿命，减小扭矩。

阀门关闭行程：

拨叉凸轮顺时针由0°转至45°，推板由拨叉凸轮的低点到达高点，压圈向外摆动，推动阀座脱离球体，随着拨叉凸轮的转动，第一弹簧销分别同时沿着第一斜槽的斜面逐渐下降至第一斜槽低位；拨叉凸轮继续顺时针由45°转至135°，第一弹簧销推动球体顺时针旋转90°，此时第二弹簧销同时沿着前一条第二斜槽由低位逐渐上升高位后回落到后一条第二斜槽的低位；拨叉凸轮由135°返回至0°，此时球体因第二弹簧销卡住不回转，推板由拨叉凸轮的高点回落低点，阀座与球体重新接触，阀门完成关闭。

阀门开启行程：

同理。拨叉凸轮第二次顺时针由0°转至135°，先阀座脱离球体，然后球体顺时针转90度，拨叉凸轮由135°返回至0°时，球体不转，阀座与球体重新回归接触，阀门完成开启。

如此循环反复：当阀杆与拨叉凸轮，完成一个有0°到135°再回到0°时，球体顺时针转90°，阀座开合一次，阀门完成一个开启或关闭动作。

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“第二”、“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 (7)

1.旋转杆密封面无摩擦球阀，其包括阀盖（1）、阀体（2）、阀座（3）、球体（4）以及阀杆（5），其特征在于：所述阀杆（5）与球体（4）之间设有连接二者的拨叉凸轮（6），所述拨叉凸轮（6）与球体（4）之间设有当阀杆（5）转动时拨叉凸轮（6）带动球体（4）单向转动的单向机构，所述阀盖（1）与球体（4）之间设有当拨叉凸轮（6）反转时防止球体跟着反转的止回机构；

所述单向机构包括：

若干个第一斜槽（71），其设置在所述球体（4）的上表面；

若干个第一弹簧销（72），其弹性安装在所述拨叉凸轮（6）的下表面且竖向插入所述第一斜槽（71）中；

所述第一斜槽（71）呈弧形，且其首尾两端存在高度差，前一个第一斜槽（71）的首端与后一个第一斜槽（71）的尾端形成一个台阶面；

所述止回机构包括：

若干个第二斜槽（81），其设置在所述球体（4）的上表面；

若干个第二弹簧销（82），其弹性安装在所述阀盖（1）的下表面且竖向插入所述第二斜槽（81）中；

所述第二斜槽（81）呈弧形，且其首尾两端存在高度差，前一个第二斜槽（81）的首端与后一个第二斜槽（81）的尾端形成一个台阶面。

2.根据权利要求1所述的旋转杆密封面无摩擦球阀，其特征在于：第一斜槽（71）和第二斜槽（81）都分别首尾相连围成一个圆且倾斜方向相同。

3.根据权利要求1所述的旋转杆密封面无摩擦球阀，其特征在于：所述拨叉凸轮（6）的下表面设有供第一弹簧销（72）插入的第一安装孔（73），所述第一安装孔（73）设有抵触第一弹簧销（72）的第一弹性件（74）；

所述阀盖（1）的下表面设有供第二弹簧销（82）插入的第二安装孔（83），所述第二安装孔设有抵触第二弹簧销（82）的第二弹性件（84）。

4.根据权利要求1所述的旋转杆密封面无摩擦球阀，其特征在于：所述球体（4）与两侧阀座（3）之间分别设有压圈（9），所述压圈（9）面向拨叉凸轮（6）的一侧的上端安装有推板（91），所述推板（91）与拨叉凸轮（6）的外圆构成接触配合，所述拨叉凸轮（6）周面设有高点（61）与低点（62），所述阀座（3）具有在所述拨叉凸轮（6）的高点（61）与推板（91）接触时与球体（4）脱离的第一状态，以及在所述拨叉凸轮（6）的低点（62）与推板（91）接触时与球体（4）接触的第二状态。

5.根据权利要求4所述的旋转杆密封面无摩擦球阀，其特征在于：所述拨叉凸轮（6）的外圆周面设有两个对称设置的低点（62）和两个对称设置的高点（61），所述低点（62）与高点（61）之间的夹角为45°，所述高点（61）的范围角度为90°，所述拨叉凸轮（6）的转动行程角度为135°。

6.根据权利要求4所述的旋转杆密封面无摩擦球阀，其特征在于：所述压圈（9）朝向阀座（3）的一侧面设有对称设置在左右两侧的中间支点（92），所述压圈（9）底端设有与阀体（2）接触的下支点（93）。

7.根据权利要求1所述的旋转杆密封面无摩擦球阀，其特征在于：所述球体（4）下端转动安装在所述阀体（2）内，所述球体（4）上表面设有中心柱（41），所述拨叉凸轮安装在所述中心柱（41）上且二者相对转动。