CN115704485A - 具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，包括，阀盖、阀体、阀杆、阀座以及球体，所述阀杆包括中阀杆组件与下阀杆组件，中阀杆组件设置轨道，轨道内插入有导向件，中阀杆组件还包括导轨连接套，导轨连接套套在中阀杆外并相对于阀盖固定连接，轨道设置在在导轨连接套的外周，中阀杆设置中阀杆轴套组件，下阀杆设置下阀杆轴套，所述中阀杆轴套组件包括上轴套与下轴套，所述阀盖顶部开设环槽，上轴套位于环槽内，上轴套上部用轴套挡板压紧限位，所述导轨连接套将轴套挡板在轴向的位移进行限位。本发明更加有利于设计更大直径的导向销与滚轮套，加大了滚轮套与导轨连接套的螺旋槽接触面积，有效降低了摩擦比压。

Description

具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体的涉及一种球阀，尤其是指一种轨道式球阀。

背景技术

轨道球阀也称为强制密封球阀，因其结构特点为强制密封，一般应用于对密封性要求比较严格的特殊工况。目前市场上的轨道球阀均采用整条式阀杆，轨道球阀由开到关的原理为：由执行机构带动阀杆首先从上向下直行程动作，然后阀杆在阀门支架导向销与阀杆螺旋槽的作用下，阀杆做既旋转四分之一周又向下的动作，最后做向下楔紧，在阀杆端部特有的斜面的作用下，阀杆将球体推挤向阀体上的阀座，直至球体与阀座完全的密封，完成关闭。传统的整条式阀杆的结构为：上部与执行机构连接，中部为螺旋槽，中下部为填料密封位置，下端部为阀杆与轴套接触部位和特殊斜面；这样的阀杆结构，由于只有下端部与阀体上的轴套接触的一个支点，因此，阀门关闭时，阀杆在执行器向下推力和阀杆端特殊斜面与球体挤压而产生的强制力，在这样双重力的作用下，阀杆会产生微量的塑性弯曲变形，从而导致填料产生椭圆效应，无法通过填料压盖的螺柱螺母压紧，从而使介质从填料部位泄漏；由填料部位泄漏造成的事故是极度危险的，尤其是在有毒有害的气体、液体等工况下。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，包括，阀盖、阀体、阀杆、阀座以及球体，所述阀体内形成有流道，球体与阀座均安装在阀体内，所述阀盖安装在阀体上方，阀杆能转动且能移动的设置在阀盖内，所述阀杆包括中阀杆组件与下阀杆组件，所述中阀杆组件设置轨道，所述轨道内插入有导向件，所述下阀杆组件与球体连接，所述中阀杆组件还包括导轨连接套，所述导轨连接套套在中阀杆外并相对于阀盖固定连接，所述轨道设置两条，两条轨道对称的设置在在导轨连接套的外周，所述中阀杆设置中阀杆轴套组件，所述下阀杆设置下阀杆轴套，所述中阀杆轴套组件包括上轴套与下轴套，所述阀盖顶部开设环槽，所述上轴套位于环槽内，上轴套上部用轴套挡板压紧限位，所述导轨连接套将轴套挡板在轴向的位移进行限位。

具体的，所述下阀杆的下段呈偏心楔型，所述下阀杆的偏心楔型段具有一个倾斜的楔形面，所述楔形面的最外端与下阀杆轴套的内侧面相接，所述中阀杆中部与阀盖之间形成填料腔，所述下轴套位于填料腔底部并由填料压紧。

具体的，所述中阀杆组件与下阀杆组件之间限位式的转动连接。

具体的，所述中阀杆组件包括中阀杆，所述下阀杆组件包括下阀杆，所述中阀杆与下阀杆之间转动连接，所述中阀杆与下阀杆之间连接有对中阀杆与下阀杆之间的相对转动起限位作用的圆柱销，所述圆柱销的中心轴线与中阀杆、下阀杆的中心线垂直。

具体的，所述中阀杆与下阀杆沿着径向开设安装孔，所述圆柱销插入安装孔内连接中阀杆与下阀杆，所述安装孔沿着阀杆转动方向的孔径略大于圆锥销的直径形成转动微调间隙，所述转动微调间隙使得所述中阀杆相对于下阀杆的转动角度被限定。

具体的，所述导轨连接套的一端设置螺栓组件，所述螺栓组件的一端与导轨连接套连接，螺栓组件的另一端抵紧轴套挡板。

具体的，所述阀盖包括上阀盖与下阀盖，所述导轨连接套位于上阀盖的阀腔内，所述上阀盖在对应导轨连接套顶部的位置安装有定位销，所述定位销伸入上阀盖的阀腔内的一端能转动的安装有导向件，所述导向件与轨道滚动接触。

具体的，所述导向件为能转动的安装在定位销一端的滚轮套，所述定位销设置油孔与直通式压注油杯，所述油杯的出油口与油孔连接并与滚轮套相对应。

具体的，所述圆柱销沿着中阀杆、下阀杆的直径安装，所述转动微调间隙在0.8～1.5mm之间。

本发明的有益效果在于：本发明通过设置导轨连接套，使得连接套处的直径比现有的整条式的阀杆的直径增大2倍左右，这种设计既增强了阀杆的强度与刚度，更加有利于设计更大直径的导向销与滚轮套，加大了滚轮套与导轨连接套的螺旋槽接触面积，有效降低了摩擦比压；通过设置所述导轨连接套，为所述中阀杆轴套的限位与安装提供了空间，解决了现有技术中单导向结构所存在的导向性不足，摩擦严重的问题；本发明采用分段式阀杆结构，通过中阀杆与下阀杆之间的转动式限位连接，使中阀杆与下阀杆既能传递力矩与转矩，又能消除阀杆因受到执行器向下的推力和阀杆端特殊斜面与球体挤压而产生的强制力这样双重的作用力下所产生的微量的塑性弯曲变形，中阀杆在两端的轴套组件的作用下，始终保持阀杆的直线度，不会对填料形成其它外力，避免了填料椭圆效应的发生，从而保证了填料处的密封的有效性；本发明安全性高，经过上万次开关试验后，仍能保持阀杆的初始同轴度，具有可靠的密封性，尤其适用于高温、高热等特殊工况；将之前导向销与轨道螺旋槽的滑动摩擦改变为滚动摩擦，新设计的结构，强度及刚度得到保证，加上润滑油的作用，因此，在使用时，动作流畅、连贯，大大增加了阀门的使用寿命；通过分段式的阀杆结构设计，增加了阀杆整体的长度，分段式的阀杆与导轨连接套配合，能够预留出上轴套的安装空间，并通过导轨连接套简对上轴套进行间接限位，相对于现有技术中因受安装空间、阀杆长度过长易引起弯曲变形等因素的限制，只能设计一个轴套进行定位的阀杆结构而言，有效的保证了阀杆的垂直度，同时结构之间的相互配合避免了其他冗余结构的设计，既节约了整体的安装与设计成本，又有效的提高了阀体的寿命；本发明所述的中阀杆与下阀杆之间采用转动的连接方式，同时通过圆柱销对转角位移做限制，并配合所述转动微调间隙的设计，有力的保证了阀门开关过程中所需的力矩与转矩的传递，又能抵消因扭力等所产生的阀杆的弯曲变形，确保了阀杆的高效的密封性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1所示为本发明所述具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀的结构示意图；

附图2所示为图1中A处的放大图；

附图3所示为图1中B处的放大图；

附图4所示为所述导轨连接套的结构示意图；

附图5所示为球阀开启时的结构示意图；

附图6所示为球阀关闭时的结构示意图。

附图标记：

1、上箱体，2、下箱体，3、上冷却槽，4、下冷却槽，5、冷却液出口，6、冷却液进口，7、连通结构，8、上连通道，9、下连通道，10、密封件，11、连通部，12、密封部，13、环槽，14、弧形密封圈。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合说明书附图对本发明做进一步描述。

本发明提供如下技术方案：

如附图1～5所示，本发明公开了一种具有高导向性低摩擦导轨连接套10结构的轨道8球阀，包括阀盖1、阀体2、阀杆3、阀座4、执行器5、支架6以及球体7，所述支架6位于阀盖1上部，所述执行器5为直行程气动执行器5，执行器5安装在支架6顶部。所述阀体2内形成有流道，球体7与阀座4均安装在阀体2内，所述阀盖1安装在阀体2上方，阀杆3能转动且能移动的设置在阀盖1内，所述阀杆3包括中阀杆组件与下阀杆组件，所述中阀杆组件设置轨道8，所述轨道8内插入有导向件9，所述下阀杆组件与球体7连接，所述中阀杆组件还包括导轨连接套10，所述导轨连接套10套在中阀杆11外并相对于阀盖1固定连接，所述轨道8设置两条，两条轨道8对称的设置在在导轨连接套10的外周。具体的，所述导轨连接套10为对开式导轨连接套。所述导轨连接套10的材料为17-4PH氮化钢。所述阀体2与阀盖1通过螺柱、螺母配合连接。所述中阀杆11设置中阀杆轴套组件，所述下阀杆19设置下阀杆轴套12，所述中阀杆轴套组件包括上轴套13与下轴套14，所述阀盖1顶部开设环槽15，所述上轴套13位于环槽15内，上轴套13上部用轴套挡板16压紧限位，所述导轨连接套10将轴套挡板16在轴向的位移进行限位。本发明通过设置导轨连接套10，使得导轨连接套10处的直径比现有的整条式的阀杆3的直径增大2倍左右，这种设计既增强了阀杆3的强度与刚度，更加有利于设计更大直径的导向销与滚轮套，加大了滚轮套与导轨连接套10的螺旋槽接触面积，有效降低了摩擦比压；通过设置所述导轨连接套10，为所述中阀杆11轴套的限位与安装提供了空间，解决了现有技术中单导向结构所存在的导向性不足，摩擦严重的问题。

具体的，所述下阀杆19的下段呈偏心楔型，所述下阀杆19的偏心楔型段具有一个倾斜的楔形面，所述楔形面的最外端与下阀杆轴套12的内侧面相接，所述中阀杆11中部与阀盖1之间形成填料腔17，所述下轴套14位于填料腔17底部并由填料压紧。

具体的，所述中阀杆组件与下阀杆组件之间限位之间是转动连接，但是二者之间相对的转动角度也就是说二者之间相对的转角位移被限制。这样设计之后，中阀杆组件与下阀杆组件之间既能传递力矩与转矩，又能消除阀杆3因受到执行器5向下的推力和阀杆3端特殊斜面与球体7挤压而产生的强制力这样双重的作用力下所产生的微量的塑性弯曲变形，始终保持阀杆3的直线度。不会对填料形成其它外力，避免了填料椭圆效应的发生，从而保证了填料处密封的有效性。具体的，所述中阀杆11与下阀杆19之间的转动连接可以采用本发明实施例的方式，即在中阀杆11下段设置外螺纹(图未示)，在下阀杆19上端开设螺纹槽18，使得中阀杆11与下阀杆19通过这种螺纹连接的方式实现转动连接。除此之外，也可以在中阀杆11底端开设螺纹槽18，而在下阀杆19上段设置外螺纹(图未示)。当然，所述的转动连接的连接方式不限于本发明中所揭露的螺纹连接，二者可以通过套接的方式实现转动连接，其他的转动连接方式不再赘述，只要是本领域技术人员所公知的能实现两个连接轴之间的转动配合的连接方式皆是本发明所述的“转动连接”。

具体的，所述中阀杆组件包括中阀杆11，所述下阀杆组件包括下阀杆19，所述中阀杆11与下阀杆19之间转动连接，所述中阀杆11与下阀杆19之间连接有对中阀杆11与下阀杆19之间的相对转动起限位作用的圆柱销20，所述圆柱销20的中心轴线与中阀杆11、下阀杆19的中心线垂直。

具体的，所述中阀杆11与下阀杆19沿着径向开设安装孔21，所述圆柱销20插入安装孔21内连接中阀杆11与下阀杆19，所述安装孔21沿着阀杆3转动方向的孔径略大于圆锥销的直径形成转动微调间隙，所述转动微调间隙使得所述中阀杆11相对于下阀杆19的转动角度被限定。所述安装孔21可以沿着中阀杆11、下阀杆19的径向开设，也可以偏心设置，这样的设置方式都能够实现本发明的目的。

具体的，所述导轨连接套10的一端设置螺栓组件22，所述螺栓组件22的一端与导轨连接套10连接，螺栓组件22的另一端抵紧轴套挡板16。

具体的，所述阀盖1包括上阀盖26与下阀盖27，所述导轨连接套10位于上阀盖26的阀腔内，所述上阀盖26在对应导轨连接套10顶部的位置安装有定位销23，所述定位销23伸入上阀盖26的阀腔内的一端能转动的安装有导向件9，所述导向件9与轨道8滚动接触。

具体的，所述导向件9为能转动的安装在定位销23一端的滚轮套，所述定位销23设置油孔24与直通式压注油杯25，所述油杯25的出油口与油孔24连接并与滚轮套相对应。

具体的，所述圆柱销20沿着中阀杆11、下阀杆19的直径安装，所述转动微调间隙在0.8～1.5mm之间。也就是说，所述下阀杆19相对与中阀杆11的转角对应的最大的转动位移值为1.6mm～3mm。本发明所述的中阀杆11与下阀杆19之间采用转动的连接方式，同时通过圆柱销20对转角位移做限制，并配合所述转动微调间隙的设计，有力的保证了阀门开关过程中所需的力矩与转矩的传递，又能抵消因扭力等所产生的阀杆3的弯曲变形，确保了阀杆37的高效的密封性能。

本发明所述的轨道8球阀采用分段式阀杆3结构，通过中阀杆11与下阀杆19之间的转动式限位连接，使中阀杆11与下阀杆19既能传递力矩与转矩，又能消除阀杆3因受到执行器5向下的推力和阀杆3端特殊斜面与球体7挤压而产生的强制力这样双重的作用力下所产生的微量的塑性弯曲变形，中阀杆11在两端的轴套组件的作用下，始终保持阀杆3的直线度，不会对填料形成其它外力，避免了填料椭圆效应的发生，从而保证了填料处的密封的有效性；

如图5所示，为所述轨道8球阀开启时的状态图，此时，所述阀杆3的底部位于球体7的流道的上部，并未伸入球体7的流道内，所述导轨连接套10位于相对的远离下阀杆19的位置，所述圆柱销20的中心轴线与流道平行；如图6所示，为所述轨道8式球阀关闭时的状态图，此时，所述阀杆3的底部位于球体7的流道内，所述导轨连接套10位于相对的靠近阀杆3的位置，所述圆柱销20的中心轴线与流道垂直。也就说说，在螺旋状的轨道8的作用下，当所述轨道8式球阀有开启状态到关闭状态时，所述阀杆3转动的同时还发生了向下的移动。阀杆3向下移动的过程中，下阀杆19的偏心楔型段的倾斜的楔形面，所述楔形面的最外端与下阀杆轴套12的内侧面以及球体7相接使得阀杆3产生扭力。本发明中，中阀杆组件与下阀杆组件之间的这种转动式的限位连接方式，既能传递力矩与转矩，又能消除阀杆3因受到执行器5向下的推力和阀杆3端特殊斜面与球体7挤压而产生的强制力这样双重的作用力下所产生的微量的塑性弯曲变形，始终保持阀杆3的直线度，阀杆3的同轴度的保持不会对填料形成其它外力，避免了填料椭圆效应的发生，从而保证了填料处的密封的有效性。

本发明所述的轨道8球阀安全性高，经过上万次开关试验后，仍能保持阀杆3的初始同轴度，具有可靠的密封性，尤其适用于高温、高热等特殊工况；将之前导向销与轨道8螺旋槽的滑动摩擦改变为滚动摩擦，新设计的结构，强度及刚度得到保证，加上润滑油的作用，因此，在使用时，动作流畅、连贯，大大增加了阀门的使用寿命；通过分段式的阀杆3结构设计，增加了阀杆3整体的长度，分段式的阀杆3与导轨连接套10配合，能够预留出上轴套13的安装空间，并通过导轨连接套10简对上轴套13进行间接限位，相对于现有技术中因受安装空间、阀杆3长度过长易引起弯曲变形等因素的限制，只能设计一个轴套进行定位的阀杆3结构而言，有效的保证了阀杆3的垂直度，同时结构之间的相互配合避免了其他冗余结构的设计，既节约了整体的安装与设计成本，又有效的提高了阀体2的寿命；本发明所述的中阀杆11与下阀杆19之间采用转动的连接方式，同时通过圆柱销20对转角位移做限制，并配合所述转动微调间隙的设计，有力的保证了阀门开关过程中所需的力矩与转矩的传递，又能抵消因扭力等所产生的阀杆3的弯曲变形，确保了阀杆3的高效的密封性能。

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。对这些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这些实施例，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 (9)

1.一种具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，其特征在于：包括，阀盖、阀体、阀杆、阀座以及球体，所述阀体内形成有流道，球体与阀座均安装在阀体内，所述阀盖安装在阀体上方，阀杆能转动且能移动的设置在阀盖内，所述阀杆包括中阀杆组件与下阀杆组件，所述中阀杆组件设置轨道，所述轨道内插入有导向件，所述下阀杆组件与球体连接，所述中阀杆组件还包括导轨连接套，所述导轨连接套套在中阀杆外并相对于阀盖固定连接，所述轨道设置两条，两条轨道对称的设置在在导轨连接套的外周，所述中阀杆设置中阀杆轴套组件，所述下阀杆设置下阀杆轴套，所述中阀杆轴套组件包括上轴套与下轴套，所述阀盖顶部开设环槽，所述上轴套位于环槽内，上轴套上部用轴套挡板压紧限位，所述导轨连接套将轴套挡板在轴向的位移进行限位。

2.根据权利要求1所述的具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，其特征在于：所述下阀杆的下段呈偏心楔型，所述下阀杆的偏心楔型段具有一个倾斜的楔形面，所述楔形面的最外端与下阀杆轴套的内侧面相接，所述中阀杆中部与阀盖之间形成填料腔，所述下轴套位于填料腔底部并由填料压紧。

3.根据权利要求1或2所述的具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，其特征在于：所述中阀杆组件与下阀杆组件之间限位式的转动连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，其特征在于：所述中阀杆组件包括中阀杆，所述下阀杆组件包括下阀杆，所述中阀杆与下阀杆之间转动连接，所述中阀杆与下阀杆之间连接有对中阀杆与下阀杆之间的相对转动起限位作用的圆柱销，所述圆柱销的中心轴线与中阀杆、下阀杆的中心线垂直。

5.根据权利要求4所述的具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，其特征在于：所述中阀杆与下阀杆沿着径向开设安装孔，所述圆柱销插入安装孔内连接中阀杆与下阀杆，所述安装孔沿着阀杆转动方向的孔径略大于圆锥销的直径形成转动微调间隙，所述转动微调间隙使得所述中阀杆相对于下阀杆的转动角度被限定。

6.根据权利要求1所述的具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，其特征在于：所述导轨连接套的一端设置螺栓组件，所述螺栓组件的一端与导轨连接套连接，螺栓组件的另一端抵紧轴套挡板。

7.根据权利要求1所述的具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，其特征在于：所述阀盖包括上阀盖与下阀盖，所述导轨连接套位于上阀盖的阀腔内，所述上阀盖在对应导轨连接套顶部的位置安装有定位销，所述定位销伸入上阀盖的阀腔内的一端能转动的安装有导向件，所述导向件与轨道滚动接触。

8.根据权利要求7所述的具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，其特征在于：所述导向件为能转动的安装在定位销一端的滚轮套，所述定位销设置油孔与直通式压注油杯，所述油杯的出油口与油孔连接并与滚轮套相对应。

9.根据权利要求4所述的具有高导向性低摩擦导轨连接套结构的轨道球阀，其特征在于：所述圆柱销沿着中阀杆、下阀杆的直径安装，所述转动微调间隙在0.8～1.5mm之间。

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