CN114962693A - 一种带引压功能的无摩擦调节阀门及其使用方法 - Google Patents

一种带引压功能的无摩擦调节阀门及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带引压功能的无摩擦调节阀门及其使用方法，阀门，包括阀体、阀座、阀球、阀杆以及引压结构，所述阀座上形成压力腔；所述阀体的内腔设有供介质流通的流道，所述阀座安装于流道内，并将流道隔成阀前通道与阀后通道；所述阀体上开设有第一流通通道和第二流通通道，第一流通通道连通阀前通道设置，第二流通通道连通压力腔设置；所述阀座的内壁与阀杆的杆部之间形成环流通道，第一流通通道和第二流通通道通过环流通道实现连通；所述压力腔、第一流通通道、第二流通通道以及环流通道形成所述引压结构；本发明在开启瞬间就使得阀座与阀球完全脱离，减小阀门的开关扭矩，还能够解决因阀球转动的偏心导致与阀座卡死的问题。

Description

一种带引压功能的无摩擦调节阀门及其使用方法
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种带引压功能的无摩擦调节阀门及其使用方法。
背景技术
随着现代工业技术的发展，流体控制领域越来越多的出现各种高温、高压、高压差、强冲蚀工况，并且出于安全性、经济性和环境保护的目的，对阀门的泄漏也有着越来越严格的要求，传统的截断类阀门如闸阀，截至阀，旋塞阀等已越来越难以满足这些多样性和复杂性的要求；球阀作为近几十年发展最快的阀类，主要组成部分有，阀体、阀座、球体、阀杆、密封件等。其工作原理是阀座与球体密封，通过阀杆带动球体旋转，以达到启闭的作用。因其具有流体阻力小、结构简单、紧密可靠、操作方便、开闭迅速、阀门密封面不受介质冲蚀、维修方便，因此在石油、化工、冶金等行业广泛使用。
但传统的球阀在高温、强冲蚀和高压工况下的应用受到限制，金属硬密封球阀存在启闭力矩大、密封面与阀座磨损严重、密封性难以保证等缺点。
具体的，由于弹簧力和介质不平衡力始终存在，阀座与阀球始终接触，不可避免的会导致如下使用问题：
一、球阀很难消除球体在转动过程中的同心问题，当在调节过程中由于球体转动凸轮效应容易与阀座产生楔紧力导致阀门卡死；
二、长时间的使用后，由于阀座阀球始终接触，密封面磨损以及密封面粘结，导致阀门密封不严及转动卡涩；
三、由于阀球与阀座转动始终存在弹簧力和介质不平衡力，转动时阀门需克服转动摩擦扭矩，阀门扭矩增大。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种带引压功能的无摩擦调节阀门及其使用方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种带引压功能的无摩擦调节阀门，包括阀体、阀座、阀球、阀杆以及引压结构，所述阀座上形成压力腔；所述阀体的内腔设有供介质流通的流道，所述阀杆底端穿过所述阀体伸入所述流道并连接所述阀球设置，所述阀杆带动所述阀球升降旋转；所述阀座安装于流道内，并将流道隔成阀前通道与阀后通道；所述阀体上开设有第一流通通道和第二流通通道，第一流通通道连通阀前通道设置，第二流通通道连通压力腔设置；所述阀座的内壁与阀杆的杆部之间形成环流通道，第一流通通道和第二流通通道通过环流通道实现连通；所述压力腔、第一流通通道、第二流通通道以及环流通道形成所述引压结构。
其中，所述第一流通通道位于第二流通通道的上方。
优选地，所述阀座设置于阀球与阀前通道之间，所述阀座一面与阀球适应贴合形成内凹的适应面，另一面与所述阀座配合；阀座上开设有若干通孔，用于介质流通；所述阀座与阀体之间配有弹簧，所述弹簧两端分别抵住阀座与阀体设置。
其中，所述弹簧持续向阀座施加作用力，以确保能将阀座推向阀球，确保阀座与阀球之间的密封。
优选地，所述阀杆侧壁沿周向凸起形成配合部，所述配合部对应第一流通通道以及第二流通通道设置；所述阀杆升降带动配合部升降，以实现引压结构的开闭。
其中，所述阀体内也形成与配合部形状适应的限位部，确保配合部与限位部配合时不易脱落；所述配合部的横截面形状为圆形，受力时受力均匀，提高了阀球与阀杆在使用过程中的稳定性能。
其中，所述第二流通通道的一侧设有密封圈，增加密封效果；配合部密封第二流通通道即可实现第一流通通道和第二流通通道之间的隔断，从而实现引压结构的关闭。
优选地，所述配合部上宽下窄设置，侧壁形成锥面结构；受力时受力均匀，提高了阀球与阀杆在使用过程中的稳定性能。
优选地，所述适应面与所述阀球贴合部分为叠合面，所述适应面与所述阀球非贴合部分为阀前受压面，所述压力腔的内壁为反向受压面。
优选地，所述阀前受压面的面积小于反向受压面的面积；更优的，所述反向受压面的面积为所述阀前受压面的面积的两倍。
优选地，所述阀球底部开设有导向槽，对应的所述阀体内底部开设有导向柱，导向柱插入导向槽设置；所述导向柱的径宽小于所述导向槽。
其中，所述阀杆上开设有旋转升降槽，对应的所述阀体内对应所述旋转升降槽形成触点；所述阀杆转动时，阀杆会以触点与旋转升降槽之间的配合为支撑实现升降。
本发明还请求保护一种带引压功能的无摩擦调节阀门的使用方法，包括，
无摩擦调节阀门，包括阀体、阀座、阀球、阀杆以及引压结构，所述阀座上形成压力腔；所述阀体的内腔设有供介质流通的流道，所述阀杆底端穿过所述阀体伸入所述流道并连接所述阀球设置，所述阀杆带动所述阀球升降旋转；所述阀座安装于流道内，并将流道隔成阀前通道与阀后通道；所述阀体上开设有第一流通通道和第二流通通道，第一流通通道连通阀前通道设置，第二流通通道连通压力腔设置；所述阀座的内壁与阀杆的杆部之间形成环流通道，第一流通通道和第二流通通道通过环流通道实现连通；所述压力腔、第一流通通道、第二流通通道以及环流通道形成所述引压结构；
使用步骤：
步骤1、阀杆的配合部隔断第一流通通道以及第二流通通道，使得压力腔与阀前通道之间隔断；阀座受弹簧作用力以及介质不平衡力贴紧阀球实现密封；
步骤2、阀杆带动配合部向上运动，第一流通通道和第二流通通道通过环流通道实现连通，即压力腔与阀前通道之间实现连通；介质流通，部分介质由阀前通道引至压力腔，对阀座提供反向不平衡力，阀座与阀球进行分离；
步骤3、阀杆带动阀球旋转，使得阀门处于开启状态；介质持续流通，阀座压力腔内仍持续保持压差，始终对阀座提供反向不平衡力，阀座与阀球保持分离。
其中，所述第一流通通道位于第二流通通道的上方。
优选地，所述阀座设置于阀球与阀前通道之间，所述阀座一面与阀球适应贴合形成内凹的适应面，另一面与所述阀座配合；阀座上开设有若干通孔，用于介质流通；所述阀座与阀体之间配有弹簧，所述弹簧两端分别抵住阀座与阀体设置。
其中，所述弹簧持续向阀座施加作用力，以确保能将阀座推向阀球，确保阀座与阀球之间的密封。
优选地，所述阀杆侧壁沿周向凸起形成配合部，所述配合部对应第一流通通道以及第二流通通道设置；所述阀杆升降带动配合部升降，以实现引压结构的开闭。
其中，所述阀体内也形成与配合部形状适应的限位部，确保配合部与限位部配合时不易脱落；所述配合部的横截面形状为圆形，受力时受力均匀，提高了阀球与阀杆在使用过程中的稳定性能。
其中，所述第二流通通道的一侧设有密封圈，增加密封效果；配合部密封第二流通通道即可实现第一流通通道和第二流通通道之间的隔断，从而实现引压结构的关闭。
优选地，所述配合部上宽下窄设置，侧壁形成锥面结构；受力时受力均匀，提高了阀球与阀杆在使用过程中的稳定性能。
优选地，所述适应面与所述阀球贴合部分为叠合面，所述适应面与所述阀球非贴合部分为阀前受压面，所述压力腔的内壁为反向受压面。
优选地，所述阀前受压面的面积小于反向受压面的面积；更优的，所述反向受压面的面积为所述阀前受压面的面积的两倍。
优选地，所述阀球底部开设有导向槽，对应的所述阀体内底部开设有导向柱，导向柱插入导向槽设置；所述导向柱的径宽小于所述导向槽。
其中，所述阀杆上开设有旋转升降槽，对应的所述阀体内对应所述旋转升降槽形成触点；所述阀杆转动时，阀杆会以触点与旋转升降槽之间的配合为支撑实现升降。
优选地，还包括，步骤4、阀杆带动阀球旋转，使得阀门处于关闭状态，第一流通通道和第二流通通道通过环流通道实现连通，即压力腔与阀前通道之间实现连通；介质流通，部分介质由阀前通道引至压力腔，对阀座提供反向不平衡力，阀座与阀球进行分离。
优选地，还包括，步骤5、阀杆带动配合部向下运动，隔断第一流通通道以及第二流通通道，使得压力腔与阀前通道之间隔断；阀座受弹簧作用力贴紧阀球实现密封。
优选地，所述步骤2与步骤3同步进行。
优选地，所述步骤4与步骤5同步进行。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明公开了一种带引压功能的无摩擦调节阀门及其使用方法，其在开启瞬间就使得阀座与阀球完全脱离，不但能够减小阀门的开关扭矩，而且能够解决因阀球转动的偏心导致与阀座卡死的问题，减小调节过程的摩擦扭矩；
2、本发明公开了一种带引压功能的无摩擦调节阀门及其使用方法，引压结构开启时，压力腔对阀座提供一个反向不平衡力，将阀座与阀球进行分离，避免阀座阀球始终接触，从而减少摩擦；引压结构关闭时，压力腔独立，弹簧持续向阀座施加作用力，以确保能将阀座推向阀球，确保阀座与阀球之间的密封；
3、本发明公开了一种带引压功能的无摩擦调节阀门及其使用方法，启闭过程中密封面摩擦小、启闭轻便、密封性能可靠。
附图说明
图1为本发明阀门以及引压结构均处于开启状态时的结构示意图；
图2为本发明阀门处于关闭以及引压结构处于开启状态时的结构示意图；
图3为本发明阀门处于关闭以及引压结构处于开启状态时的部分结构示意图1；
图4为本发明阀门处于关闭以及引压结构处于开启状态时的部分结构示意图2；
图5为本发明阀门以及引压结构均处于关闭时的结构示意图。
其中：1、阀体；2、阀座；3、阀球；4、阀杆；5、压力腔；6、第一流通通道；7、第二流通通道；8、阀前通道；9、环流通道；10、配合部；11、阀前受压面；12、反向受压面；13、弹簧；14、导向柱；15、导向槽；16、旋转升降槽；17、触点。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
请参照图1-图5，本实施例主要介绍，一种带引压功能的无摩擦调节阀门，包括引压结构、阀体1、阀座2、阀球3与阀杆4；所述阀座2顶部上形成压力腔5。
所述阀体1的内腔设有供介质流通的流道，所述阀杆4底端穿过所述阀体1伸入所述流道并连接所述阀球3设置，所述阀杆4带动所述阀球3升降旋转；所述阀座2安装于流道内，并将流道隔成阀前通道8与阀后通道；所述阀体1上开设有第一流通通道6和第二流通通道7，第一流通通道6连通阀前通道8设置，第二流通通道7连通压力腔5设置；所述阀座2的内壁与阀杆4的杆部之间形成环流通道9，第一流通通道6和第二流通通道7通过环流通道9实现连通。
所述压力腔5、第一流通通道6、第二流通通道7以及环流通道9形成所述引压结构。
所述阀杆4侧壁沿周向凸起形成配合部10，所述配合部10对应第一流通通道6以及第二流通通道7设置；所述阀杆4升降带动配合部10升降，以实现环流通道9与第一流通通道6以及第二流通通道7的连通与隔断。
所述配合部10上宽下窄设置，形成锥面结构，对应的，所述阀体1内也形成与配合部10形状适应的限位部，确保配合部10与限位部配合时不易脱落；所述配合部10的横截面形状为圆形，受力时受力均匀，提高了阀球3与阀杆4在使用过程中的稳定性能
所述阀球3底部开设有导向槽15，对应的所述阀体1内底部开设有导向柱14，导向柱14插入导向槽15设置；所述导向柱14的径宽小于所述导向槽15。
所述阀座2设置于阀球3与阀前通道8之间，所述阀座2一面与阀球3适应贴合形成内凹的适应面，另一面与所述阀座2配合；所述阀座2与阀体1之间配有弹簧13，所述弹簧13两端分别抵住阀座2与阀体1设置，所述弹簧13持续向阀座2施加作用力，以确保能将阀座2推向阀球3，确保阀座2与阀球3之间的密封。
所述适应面与所述阀球3贴合部分为叠合面，用于介质流通；所述适应面与所述阀球3非贴合部分为阀前受压面11，所述压力腔5的内壁为反向受压面12。
所述阀前通道8与阀后通道之间不流通时，介质持续对阀前通道8以及阀座2施加介质不平衡力，将阀座2推向阀球3，阀座2受弹簧13作用力以及介质不平衡力贴紧阀球3实现密封。
所述阀前通道8与阀后通道之间流通时，介质持续流通，阀座2的叠合面处介质流通，阀座2的受压面处收到介质不平衡力，此时阀座2受弹簧13作用力以及介质不平衡力被推向阀球3；若阀座2阀球3始终接触，长时间下，会导致阀座2阀球3之间的磨损与粘结，会导致阀门密封不严及阀球3转动卡涩。
而阀前通道8与压力腔5通过一流通通道、第二流通通道7以及环流通道9连通设置；介质被引导进入压力腔5后，可以对阀座2提供一个反向不平衡力，将阀座2与阀球3进行分离。
所述阀前受压面11的面积小于反向受压面12的面积，确保反向不平衡力不小于所述介质不平衡力。
实施例2
本实施例只要介绍一种带引压功能的无摩擦调节阀门的使用方法，包括以下步骤，
步骤1、阀杆4的配合部10隔断第一流通通道6以及第二流通通道7，使得压力腔5与阀前通道8之间隔断；阀座2受弹簧13作用力以及介质不平衡力贴紧阀球3实现密封。
此时，压力腔5独立，不与外界连通；本阀门与普通球阀的结构及原理类似，阀座2受弹簧13力和介质不平衡力贴紧阀球3实现密封。
步骤2、阀杆4带动配合部10向上运动，第一流通通道6和第二流通通道7通过环流通道9实现连通，即压力腔5与阀前通道8之间实现连通；介质流通，部分介质由阀前通道8引至压力腔5，对阀座2提供反向不平衡力，阀座2与阀球3进行分离。
步骤3、阀杆4带动阀球3旋转，使得阀门处于开启状态；介质持续流通，阀座2压力腔5内仍持续保持压差，始终对阀座2提供反向不平衡力，阀座2与阀球3保持分离。
其中，所述步骤2与步骤3同步进行。
步骤4、阀杆4带动阀球3旋转，使得阀门处于关闭状态，第一流通通道6和第二流通通道7通过环流通道9实现连通，即压力腔5与阀前通道8之间实现连通；介质流通，部分介质由阀前通道8引至压力腔5，对阀座2提供反向不平衡力，阀座2与阀球3进行分离。
步骤5、阀杆4带动配合部10向下运动，隔断第一流通通道6以及第二流通通道7，使得压力腔5与阀前通道8之间隔断；阀座2受弹簧13作用力贴紧阀球3实现密封。
其中，所述步骤4与步骤5同步进行。
在本申请的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的上述实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种带引压功能的无摩擦调节阀门，其特征在于，
包括阀体(1)、阀座(2)、阀球(3)、阀杆(4)以及引压结构，所述阀座(2)上形成压力腔(5)；所述阀体(1)的内腔设有供介质流通的流道，所述阀杆(4)底端穿过所述阀体(1)伸入所述流道并连接所述阀球(3)设置，所述阀杆(4)带动所述阀球(3)升降旋转；
所述阀座(2)安装于流道内，并将流道隔成阀前通道(8)与阀后通道；所述阀体(1)上开设有第一流通通道(6)和第二流通通道(7)，第一流通通道(6)连通阀前通道(8)设置，第二流通通道(7)连通压力腔(5)设置；所述阀座(2)的内壁与阀杆(4)的杆部之间形成环流通道(9)，第一流通通道(6)和第二流通通道(7)通过环流通道(9)实现连通；
所述压力腔(5)、第一流通通道(6)、第二流通通道(7)以及环流通道(9)形成所述引压结构。
2.如权利要求1所述的一种带引压功能的无摩擦调节阀门，其特征在于，所述阀座(2)设置于阀球(3)与阀前通道(8)之间，所述阀座(2)一面与阀球(3)适应贴合形成内凹的适应面，另一面与所述阀座(2)配合；阀座(2)上开设有若干通孔，用于介质流通；所述阀座(2)与阀体(1)之间配有弹簧(13)，所述弹簧(13)两端分别抵住阀座(2)与阀体(1)设置。
3.如权利要求1所述的一种带引压功能的无摩擦调节阀门，其特征在于，所述阀杆(4)侧壁沿周向凸起形成配合部(10)，所述配合部(10)对应第一流通通道(6)以及第二流通通道(7)设置；所述阀杆(4)升降带动配合部(10)升降，以实现引压结构的开闭。
4.如权利要求3所述的一种带引压功能的无摩擦调节阀门，其特征在于，所述配合部(10)上宽下窄设置，侧壁形成锥面结构。
5.如权利要求1所述的一种带引压功能的无摩擦调节阀门，其特征在于，所述适应面与所述阀球(3)贴合部分为叠合面，所述适应面与所述阀球(3)非贴合部分为阀前受压面(11)，所述压力腔(5)的内壁为反向受压面(12)。
6.如权利要求5所述的一种带引压功能的无摩擦调节阀门，其特征在于，所述阀前受压面(11)的面积小于反向受压面(12)的面积。
7.如权利要求1所述的一种带引压功能的无摩擦调节阀门，其特征在于，所述阀球(3)底部开设有导向槽(15)，对应的所述阀体(1)内底部开设有导向柱(14)，导向柱(14)插入导向槽(15)设置；所述导向柱(14)的径宽小于所述导向槽(15)。
8.一种权利要求1-7任一所述的带引压功能的无摩擦调节阀门的使用方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤1、阀杆的配合部隔断第一流通通道以及第二流通通道，使得压力腔与阀前通道之间隔断；阀座受弹簧作用力以及介质不平衡力贴紧阀球实现密封；
步骤2、阀杆带动配合部向上运动，第一流通通道和第二流通通道通过环流通道实现连通，即压力腔与阀前通道之间实现连通；介质流通，部分介质由阀前通道引至压力腔，对阀座提供反向不平衡力，阀座与阀球进行分离；
步骤3、阀杆带动阀球旋转，使得阀门处于开启状态；介质持续流通，阀座压力腔内仍持续保持压差，始终对阀座提供反向不平衡力，阀座与阀球保持分离。
9.如权利要求8所述的一种带引压功能的无摩擦调节阀门的使用方法，其特征在于，还包括，
步骤4、阀杆带动阀球旋转，使得阀门处于关闭状态，第一流通通道和第二流通通道通过环流通道实现连通，即压力腔与阀前通道之间实现连通；介质流通，部分介质由阀前通道引至压力腔，对阀座提供反向不平衡力，阀座与阀球进行分离。
10.如权利要求8所述的一种带引压功能的无摩擦调节阀门的使用方法，其特征在于，还包括，步骤5、阀杆带动配合部向下运动，隔断第一流通通道以及第二流通通道，使得压力腔与阀前通道之间隔断；阀座受弹簧作用力贴紧阀球实现密封。
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