CN115681544B - 一种超低温球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超低温球阀，包括阀体、球体，球体设置于阀体内，球体上端固定连接有主动阀杆，球体下端固定连接有从动阀杆，主动阀杆、从动阀杆均转动连接于阀体，主动阀杆、从动阀杆上均固定连接有限位盘，限位盘下侧固定连接有限位杆，主动阀杆、从动阀杆外周均设置有限位座，限位座固定连接于阀体内侧壁，限位座上设置有限位槽，限位杆滑动连接于限位槽内。设置限位盘固定在从动阀杆上，限位盘上的限位杆与球体保持相同运动，通过控制限位杆在限位座的限位槽内的运动范围，以保证球体的第一通孔相对于第二通孔密封或开启的状态处于完全状态，将提供限位的组件置于阀体内，避免了在超低温流体使用时受低温影响阀的限位功能会受到影响的问题。

Description

一种超低温球阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体为一种超低温球阀。

背景技术

超低温球阀是一种启闭件(球体)由阀杆带动并绕球阀轴线作旋转运动的阀门，可用于超低温流体(和/或超低温环境下)的调节与控制，球阀上常在阀体外设置有阀杆限位结构，用于确定球阀的开合，但在超低温流体(和/或超低温环境下)使用时，受低温影响，设置于阀体外的限位结构的精度会受到影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种超低温球阀，解决了上述背景技术中提出的现有球阀在超低温流体(和/或超低温环境下)使用时，受低温影响，设置于阀体外的限位功能会受到影响(如，环境中的水汽结冰，影响限位行程)的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种超低温球阀，包括阀体、球体，所述球体设置于阀体内，所述球体上端固定连接有主动阀杆，所述球体下端固定连接有从动阀杆，所述主动阀杆、从动阀杆均转动连接于阀体，所述主动阀杆、从动阀杆上均固定连接有限位盘，所述限位盘下侧固定连接有限位杆，所述主动阀杆、从动阀杆外周均设置有限位座，所述限位座固定连接于所述阀体内侧壁，所述限位座上设置有限位槽，所述限位杆滑动连接于限位槽内。

优选的，所述阀体与球体紧密贴合。

优选的，所述球体上设置有第一通孔，所述阀体内设置有第二通孔，所述第一通孔与第二通孔相对应；

所述阀体上固定连接有法兰，所述法兰位于所述第二通孔两端。

优选的，所述主动阀杆贯穿所述阀体，且所述主动阀杆贯穿所述阀体的部分外侧设置有壳体，所述壳体与所述阀体固定连接，所述壳体内设置有控制装置，所述控制装置与所述主动阀杆贯穿所述阀体的部分固定连接。

优选的，所述控制装置包括第一齿轮，所述第一齿轮固定连接于所述主动阀杆，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮键连接于轴套，且所述第二齿轮与轴套滑动连接，所述轴套固定连接于调节板；

所述轴套两端内设置有容纳动力轴、电机输出轴的套孔，所述套孔与所述动力轴、电机输出轴的连接截面为非圆形，所述套孔套接于所述动力轴或电机输出轴，所述动力轴上端贯穿所述壳体固定连接有转盘，所述电机固定连接于所述壳体。

优选的，所述电机输出端固定连接有摩擦拉力装置、风机，所述摩擦拉力装置外侧固定连接有拉索，所述拉索另一端固定连接于所述调节板下侧，所述风机出风口固定连接有管路，所述风机出风口通过所述管路与调整装置连通，所述调整装置固定连接于调节板。

优选的，所述调整装置包括移动杆，所述移动杆与调节板固定连接，所述移动杆滑动连接于固定壳内，所述固定壳固定连接于壳体，所述固定壳内设置有容置槽，所述移动杆上端设置有容纳插杆的插槽，所述移动杆上设置有凹槽，所述凹槽连通所述容置槽与插槽，所述凹槽呈向外侧下斜状，所述凹槽内与容置槽之间滚动连接有卡位球，所述插杆上端固定连接有弹性片，所述弹性片外周固定连接于固定壳内壁，所述弹性片上侧为管状空腔，所述弹性片上侧的管状空腔两端分别为风道入口、风道出口。

优选的，所述风道入口通过所述管路与所述风机出风口连通，所述风道出口与壳体内腔连通。

优选的，所述摩擦拉力装置转动连接于滑动座，所述滑动座固定连接于壳体内壁。

优选的，所述摩擦拉力装置包括摩擦转轮，所述摩擦转轮外周固定连接有拉索，且所述摩擦转轮外周转动连接于滑动座，所述摩擦转轮内周表面设置有摩擦突起；

所述摩擦转轮内设置有固定轮，所述固定轮固定连接于电机输出端，所述固定轮外周固定连接有第二弹簧一端，所述第二弹簧另一端固定连接有支杆，两组所述支杆另一端均转动连接有同一个摩擦块。

附图说明

图1为本发明的主体结构导通状态主视示意图；

图2为本发明的主体结构闭合状态主视示意图；

图3为本发明的阀杆限位结构俯视示意图；

图4为本发明的控制装置结构主视示意图；

图5为本发明的轴套结构俯视示意图；

图6为本发明的调整装置结构主视示意图；

图7为本发明的摩擦拉力装置结构俯视示意图。

图中：1、阀体；2、球体；3、主动阀杆；4、从动阀杆；5、第一通孔；6、第二通孔；7、法兰；8、限位座；9、限位盘；10、限位杆；11、限位槽；12、壳体；13、控制装置；1301、第一齿轮；1302、第二齿轮；1303、限位块；1304、轴套；13041、套孔；1305、动力轴；1306、转盘；1307、调节板；1308、调整装置；130801、风道入口；130802、风道出口；130803、弹性片；130804、插杆；130805、凹槽；130806、卡位球；130807、固定壳；130808、插槽；130809、第一弹簧；130810、卡块；130811、限位滑槽；130812、移动杆；1309、拉索；1310、电机；1311、风机；1312、摩擦拉力装置；13121、摩擦转轮；13122、固定轮；13123、第二弹簧；13124、支杆；13125、摩擦块；1313、管路；1314、滑动座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种超低温球阀，包括阀体1、球体2，所述球体2设置于阀体1内，所述球体2上端固定连接有主动阀杆3，所述球体2下端固定连接有从动阀杆4，所述主动阀杆3、从动阀杆4均转动连接于阀体1，所述主动阀杆3、从动阀杆4上均固定连接有限位盘9，所述限位盘9下侧固定连接有限位杆10，所述主动阀杆3、从动阀杆4外周均设置有限位座8，所述限位座8固定连接于所述阀体1内侧壁，所述限位座8上设置有限位槽11，所述限位杆10滑动连接于限位槽11内。

优选的，所述阀体1与球体2紧密贴合。

优选的，所述球体2上设置有第一通孔5，所述阀体1内设置有第二通孔6，所述第一通孔5与第二通孔6相对应；

所述阀体1上固定连接有法兰7，所述法兰7位于所述第二通孔6两端。

上述方案的工作原理及有益效果：转动主动阀杆3带动球体2在阀体1内转动，控制球体2的第一通孔5与第二通孔6连通与否，进而实现球阀对于流体的控制功能，设置限位盘9固定在从动阀杆4上，使得限位盘9上的限位杆10与球体2保持相同运动，通过控制限位杆10在限位座8的限位槽11内的运动范围，以保证球体2的第一通孔5相对于第二通孔6密封或开启的状态处于完全状态，且将提供限位的组件置于阀体1内，避免了在超低温流体(和/或超低温环境下)使用时，受低温影响，阀的限位功能会受到影响。

实施例2

请参阅图4-5，在实施例1的基础上，所述主动阀杆3贯穿所述阀体1，且所述主动阀杆3贯穿所述阀体1的部分外侧设置有壳体12，所述壳体12与所述阀体1固定连接，所述壳体12内设置有控制装置13，所述控制装置13与所述主动阀杆3贯穿所述阀体1的部分固定连接。

优选的，所述控制装置13包括第一齿轮1301，所述第一齿轮1301固定连接于所述主动阀杆3，所述第一齿轮1301与第二齿轮1302啮合，所述第二齿轮1302键连接于轴套1304，且所述第二齿轮1302与轴套1304滑动连接，所述轴套1304固定连接于调节板1307；

所述轴套1304两端内设置有容纳动力轴1305、电机1310输出轴的套孔13041，所述套孔13041与所述动力轴1305、电机1310输出轴的连接截面为非圆形，所述套孔13041套接于所述动力轴1305或电机1310输出轴，所述动力轴1305上端贯穿所述壳体12固定连接有转盘1306，所述电机1310固定连接于所述壳体12。

优选的，所述电机1310输出端固定连接有摩擦拉力装置1312、风机1311，所述摩擦拉力装置1312外侧固定连接有拉索1309，所述拉索1309另一端固定连接于所述调节板1307下侧，所述风机1311出风口固定连接有管路1313，所述风机1311出风口通过所述管路1313与调整装置1308连通，所述调整装置1308固定连接于调节板1307。

上述方案的工作原理及有益效果：通过电机1310带动轴套1304转动，进而通过第二齿轮1302、第一齿轮1301使得主动阀杆3转动，控制球阀的开启或闭合，有效节约了人力，且同时设置动力轴1305、转盘1306，在电机1310失效的情况下，提升调节板1307，使得轴套1304与动力轴1305配合，而与电机1310脱离，通过人力控制球阀的开启或闭合，避免了因电机1310失效(电机损坏或断电)而造成球阀控制功能的失效。

实施例3

请参阅图4-6，在实施例1-2的基础上，所述调整装置1308包括移动杆130812，所述移动杆130812与调节板1307固定连接，所述移动杆130812滑动连接于固定壳1310807内，所述固定壳1310807固定连接于壳体12，所述固定壳1310807内设置有容置槽，所述移动杆130812上端设置有容纳插杆130804的插槽130808，所述移动杆130812上设置有凹槽130805，所述凹槽130805连通所述容置槽与插槽130808，所述凹槽130805呈向外侧下斜状，所述凹槽130805内与容置槽之间滚动连接有卡位球130806，所述插杆130804上端固定连接有弹性片130803，所述弹性片130803外周固定连接于固定壳1310807内壁，所述弹性片130803上侧为管状空腔，所述弹性片130803上侧的管状空腔两端分别为风道入口130801、风道出口130802。

优选的，所述风道入口130801通过所述管路1313与所述风机1311出风口连通，所述风道出口130802与壳体12内腔连通。

上述方案的工作原理及有益效果：当电机1310启动时，带动风机1311启动，使得管路1313和风道入口130801、风道出口130802的空气流速增大，此时，由伯努利定理(流动速度增加，流体的静压将减小；反之，流动速度减小，流体的静压将增加)可知风道入口130801、风道出口130802之间的静压力减小，使得弹性片130803向上弹起，带动插杆130804上移，解除卡位球130806对于移动杆130812的控制(卡位球130806卡接于凹槽130805内，其宽度大于固定壳1310807内设置的容置槽宽度)，当插杆130804上移上移时，卡位球130806进入凹槽130805内，移动杆130812在摩擦拉力装置1312的拉力作用下，克服第一弹簧130809的弹力作用下移，通过调节板1307带动轴套1304与电机1310配合，启动对主动阀杆3的控制，当电机1310停止时，摩擦拉力装置1312不再提供拉力，移动杆130812在第一弹簧130809的弹力作用上移，风机1311停止，弹性片130803回弹，插杆130804下移，插杆130804插接于插槽130808内，卡位球130806卡接于凹槽130805内，此时其宽度大于固定壳1310807内设置的容置槽宽度，即移动杆130812恢复初始状态，轴套1304与动力轴1305配合，切换至手动控制状态；

通过调整装置1308，使得对于阀的控制在自动与手动之间主动变换，电机1310启动时自动切换至电机状态，电机1310断电时自动切换至手动状态，且保持，避免了因电机1310失效(电机损坏或断电)而造成球阀控制功能的失效的问题。

实施例4

请参阅图4-7，在实施例1-3的基础上，所述摩擦拉力装置1312转动连接于滑动座1314，所述滑动座1314固定连接于壳体12内壁。

优选的，所述摩擦拉力装置1312包括摩擦转轮13121，所述摩擦转轮13121外周固定连接有拉索1309，且所述摩擦转轮13121外周转动连接于滑动座1314，所述摩擦转轮13121内周表面设置有摩擦突起；

所述摩擦转轮13121内设置有固定轮13122，所述固定轮13122固定连接于电机1310输出端，所述固定轮13122外周固定连接有第二弹簧13123一端，所述第二弹簧13123另一端固定连接有支杆13124，两组所述支杆13124另一端均转动连接有同一个摩擦块13125。

上述方案的工作原理及有益效果：电机1310启动时，带动固定轮13122转动，此时第二弹簧13123拉长，使得摩擦块13125与摩擦转轮13121接触，摩擦块13125与摩擦转轮13121之间存在摩擦力，带动摩擦转轮13121转动，通过拉索1309拉动调节板1307，拉动调节板1307的力与摩擦块13125与摩擦转轮13121之间的滑动摩擦力相同。

实施例5

在实施例1-4的基础上，包括球阀状态监测装置，所述球阀状态监测装置包括：

第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在球体2上，用于检测所述球体2的温度；

第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在阀体1上，用于检测所述阀体1的温度；

计数器，所述计时器用于记录所述球体2相对阀体1的转动次数；

报警器，所述报警器设置在阀体1上；

控制器，所述控制器分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器、计数器、报警器电性连接，所述控制器基于所述第一温度传感器、第二温度传感器、计数器控制所述报警器工作，包括：

步骤1：所述控制器基于所述第一温度传感器、第二温度传感器、计数器及公式得到球阀状态指数：

其中，A为球阀状态指数，T₀为球体2温度与阀体1温度的平均值，T_1i为所述第一温度传感器第i次检测的所述球体2的温度，T_2i为所述第二温度传感器第i次检测的所述阀体1的温度，n为所述计数器记录的所述球体2相对阀体1的转动次数，为根据球阀材料及制备工艺得到的经验修正值，ln为以自然常数e为底的对数函数；

步骤2：基于步骤1的计算结果，所述控制器比较球阀状态指数与预设的基准值，当球阀状态指数小于预设的基准值时，所述控制器控制报警器进行报警。

上述方案的工作原理及有益效果：设置第一温度传感器用于检测所述球体2的温度，设置第二温度传感器用于检测所述阀体1的温度，设置计数器用于记录所述球体2相对阀体1的转动次数，通过第一温度传感器检测的所述球体2的温度、第二温度传感器检测的所述阀体1的温度、计数器记录的所述球体2相对阀体1的转动次数以及公式来计算得到球阀状态指数，当球阀状态指数小于预设的基准值时，所述控制器控制报警器发出报警提示，通知维护人员对球阀进行检修，以保证球阀的稳定，通过设置控制器控制报警器报警，及时通知相关工作人员检修，增加了装置的智能性。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种超低温球阀，其特征在于：

包括阀体（1）、球体（2），所述球体（2）设置于阀体（1）内，所述球体（2）上端固定连接有主动阀杆（3），所述球体（2）下端固定连接有从动阀杆（4），所述主动阀杆（3）、从动阀杆（4）均转动连接于阀体（1），所述主动阀杆（3）、从动阀杆（4）上均固定连接有限位盘（9），所述限位盘（9）下侧固定连接有限位杆（10），所述主动阀杆（3）、从动阀杆（4）外周均设置有限位座（8），所述限位座（8）固定连接于所述阀体（1）内侧壁，所述限位座（8）上设置有限位槽（11），所述限位杆（10）滑动连接于限位槽（11）内；

所述主动阀杆（3）贯穿所述阀体（1），且所述主动阀杆（3）贯穿所述阀体（1）的部分外侧设置有壳体（12），所述壳体（12）与所述阀体（1）固定连接，所述壳体（12）内设置有控制装置（13），所述控制装置（13）与所述主动阀杆（3）贯穿所述阀体（1）的部分固定连接；

所述控制装置（13）包括第一齿轮（1301），所述第一齿轮（1301）固定连接于所述主动阀杆（3），所述第一齿轮（1301）与第二齿轮（1302）啮合，所述第二齿轮（1302）键连接于轴套（1304），且所述第二齿轮（1302）与轴套（1304）滑动连接，所述轴套（1304）固定连接于调节板（1307）；

所述轴套（1304）两端内设置有容纳动力轴（1305）、电机（1310）输出轴的套孔（13041），所述套孔（13041）与所述动力轴（1305）、电机（1310）输出轴的连接截面为非圆形，所述套孔（13041）套接于所述动力轴（1305）或电机（1310）输出轴，所述动力轴（1305）上端贯穿所述壳体（12）固定连接有转盘（1306），所述电机（1310）固定连接于所述壳体（12）；

所述电机（1310）输出端固定连接有摩擦拉力装置（1312）、风机（1311），所述摩擦拉力装置（1312）外侧固定连接有拉索（1309），所述拉索（1309）另一端固定连接于所述调节板（1307）下侧，所述风机（1311）出风口固定连接有管路（1313），所述风机（1311）出风口通过所述管路（1313）与调整装置（1308）连通，所述调整装置（1308）固定连接于调节板（1307）；

所述调整装置（1308）包括移动杆（130812），所述移动杆（130812）与调节板（1307）固定连接，所述移动杆（130812）滑动连接于固定壳（1310807）内，所述固定壳（1310807）固定连接于壳体（12），所述固定壳（1310807）内设置有容置槽，所述移动杆（130812）上端设置有容纳插杆（130804）的插槽（130808），所述移动杆（130812）上设置有凹槽（130805），所述凹槽（130805）连通所述容置槽与插槽（130808），所述凹槽（130805）呈向外侧下斜状，所述凹槽（130805）内与容置槽之间滚动连接有卡位球（130806），所述插杆（130804）上端固定连接有弹性片（130803），所述弹性片（130803）外周固定连接于固定壳（1310807）内壁，所述弹性片（130803）上侧为管状空腔，所述弹性片（130803）上侧的管状空腔两端分别为风道入口（130801）、风道出口（130802）；

所述风道入口（130801）通过所述管路（1313）与所述风机（1311）出风口连通，所述风道出口（130802）与壳体（12）内腔连通；

所述摩擦拉力装置（1312）转动连接于滑动座（1314），所述滑动座（1314）固定连接于壳体（12）内壁；

所述摩擦拉力装置（1312）包括摩擦转轮（13121），所述摩擦转轮（13121）外周固定连接有拉索（1309），且所述摩擦转轮（13121）外周转动连接于滑动座（1314），所述摩擦转轮（13121）内周表面设置有摩擦突起；

所述摩擦转轮（13121）内设置有固定轮（13122），所述固定轮（13122）固定连接于电机（1310）输出端，所述固定轮（13122）外周固定连接有第二弹簧（13123）一端，所述第二弹簧（13123）另一端固定连接有支杆（13124），两组所述支杆（13124）另一端均转动连接有同一个摩擦块（13125）。

2.根据权利要求1所述的一种超低温球阀，其特征在于：

所述阀体（1）与球体（2）紧密贴合。

3.根据权利要求1所述的一种超低温球阀，其特征在于：

所述球体（2）上设置有第一通孔（5），所述阀体（1）内设置有第二通孔（6），所述第一通孔（5）与第二通孔（6）相对应；

所述阀体（1）上固定连接有法兰（7），所述法兰（7）位于所述第二通孔（6）两端。