CN116241679B - 快速截断介质气液动球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及球阀技术领域，尤其涉及快速截断介质气液动球阀。快速截断介质气液动球阀，包括有阀体、安装座和动力机构，安装座转动连接有与动力机构连接的阀杆，阀杆的下端贯穿阀体，阀体内的底部固接有位于阀杆正下方的底座，固接有与底座转动连接的球阀，阀体设置为对称分布的滑动槽，阀体设置有对称分布的气泵，气泵与相邻的滑动槽连通，且气泵与动力机构连通，滑动槽内限位滑动连接有环形滑板，对称分布的环形滑板相向侧均固接有密封架与阀体滑动配合的密封架。本发明通过气泵抽取滑动槽内的气体，使环形滑板带动密封架水平移动远离球阀不再接触，避免球阀在转动时与密封架摩擦，致使密封架产生磨损影响与球阀之间的密封性。

Description

快速截断介质气液动球阀

技术领域

本发明涉及球阀技术领域，尤其涉及快速截断介质气液动球阀。

背景技术

气液联动球阀是一种以高压天然气作为动力，具有传动稳定、容易控制、不需要电源等优点的阀门，为此其在长输天然气管道中常作为输气管道的线路截断阀使用。

现有气液联动球阀在进行开启和关闭时，其球阀在转动时直接与气液联动球阀内的密封圈进行硬性摩擦转动，会造成球阀与密封圈硬性产生不同程度的磨损，而球阀与密封圈的磨损会影响气液联动球阀的密封，导致天然气输送管道无法彻底封闭，气液联动球阀一侧的天然气管道发生爆炸或破裂事故时，因球阀与密封圈的磨损导致密封不全，致使天然气持续排放引发资源浪费。

发明内容

为了克服上述背景技术中所提出的问题，本发明提供了快速截断介质气液动球阀。

技术方案是：快速截断介质气液动球阀，包括有阀体，阀体的上侧可拆卸连接有安装座，安装座设置有与远程控制终端连接的动力机构，安装座转动连接有与动力机构连接的阀杆，阀杆的下端穿过阀体，阀体内的底部固接有位于阀杆正下方的底座，阀杆的下端固接有与底座转动连接的球阀，球阀的中部设置为输气孔，阀体设置有对称分布的滑动槽，阀体设置有对称分布的气泵，气泵与相邻的滑动槽连通，且气泵与动力机构连通，滑动槽内限位滑动连接有环形滑板，对称分布的环形滑板相向侧均固接有与阀体滑动配合的密封架，密封架与阀体之间固接有气垫，气垫与相邻滑动槽通过管道连通，气泵抽取环形滑板与滑动槽之间的气体，环形滑板和密封架移动不再接触球阀。

进一步的是，对称分布的密封架相向部厚度大于其相背部的厚度。

进一步的是，气垫的横截面积呈M形，用于增加密封架与球阀的接触面积。

进一步的是，动力机构包括有安装壳，安装壳固接于安装座的上侧，安装壳的上侧面安装有控制柜，储放罐的上侧均设置有与控制柜电连接的电磁泄压阀，安装壳的侧壁安装有液压缸，液压缸的伸缩端穿过安装壳，液压缸远离安装壳的一侧与相邻储放罐的下侧通过输送管道连通，液压缸靠近安装壳的一侧与相邻储放罐的下侧通过输送管道连通，液压缸的伸缩端固接有推动架，推动架设置有销杆，安装壳内转动连接有转动架，转动架设置有滑槽，推动架的销杆位于转动架的滑槽内并与其滑动配合，阀杆的上端与转动架通过齿轮组传动，转动架通过齿轮组使阀杆增速转动，安装壳的后侧面固接有备用罐，气泵与备用罐通过输气管道连通，备用罐与两个储放罐均通过连通管道连通，连通管道设置有与控制柜电连接的电磁阀，阀体连通有对称分布的气体输送管，对称分布的储放罐分别与相邻气体输送管通过软管连通，对称分布的气体输送管上均设置有与控制柜电连接的电磁阀。

进一步的是，还包括有周向等距分布的连接弹簧，周向等距分布的连接弹簧均固接于密封架与相邻环形滑板之间。

进一步的是，还包括有对称分布的密封圈，密封架设置有滑槽，对称分布的密封圈分别限位滑动连接于相邻密封架的滑槽内，密封圈与球阀接触配合，密封架的滑槽与气垫通过管道连通。

进一步的是，密封圈与球阀接触的一侧设置为软性材料，用于增加密封圈与球阀的接触面积。

进一步的是，密封圈与球阀接触的一侧设置为锥形面，用于增加密封圈与球阀的接触面积。

进一步的是，密封架设置有限位槽，阀体设置有滑动腔，滑动腔与滑动槽连通，滑动腔内限位滑动连接有与相邻限位槽配合的限位块。

进一步的是，限位槽内靠近气垫的一侧设有台阶，限位块靠近气垫的一侧设有矩形凸起，限位块的矩形凸起与限位槽的台阶处接触配合。

进一步的是，限位槽靠近球阀的一侧设置有限位部，且限位部的横截面呈三角形，用于限位块与限位部接触配合。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过气泵抽取滑动槽内的气体，使环形滑板带动密封架水平移动远离球阀不再接触，避免球阀在转动时与密封架摩擦，致使密封架产生磨损影响与球阀之间的密封性。

通过密封圈与球阀接触处并发生形变，增加密封圈与球阀之间的接触面积，从而提高本阀的密封性，利用气垫给予密封架向右移动的趋势，使密封架与球阀密封配合，且利用限位块的矩形凸起与限位部卡位配合，对密封架进行限位，防止随着天然气管道内的压力变化，导致密封架偏移影响阀体的密封。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的阀体剖视立体结构示意图。

图3为本发明的环形滑板和密封架剖视立体结构示意图。

图4为本发明的连接弹簧和密封圈立体结构示意图。

图5为本发明的密封架和限位块立体结构示意图。

图6为本发明的A处放大立体结构示意图。

图7为本发明的限位块立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1、阀体，2、安装座，3、阀杆，4、底座，5、球阀，6、滑动槽，7、气泵，8、环形滑板，9、密封架，10、气垫，101、连接弹簧，11、密封圈，12、限位槽，121、限位部，13、滑动腔，14、限位块，15、安装壳，16、控制柜，17、储放罐，18、液压缸，19、输送管道，20、推动架，21、转动架，22、备用罐，23、连通管道，24、输气管道，25、气体输送管。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但不限制本发明的保护范围和应用范围。

实施例1

快速截断介质气液动球阀，如图1-图7所示，包括有阀体1，阀体1的上侧通过螺栓连接有安装座2，安装座2设置有与远程控制终端连接的动力机构，安装座2转动连接有与动力机构连接的阀杆3，阀杆3的下端贯穿阀体1的上侧，阀体1内的底部固接有位于阀杆3正下方的底座4，阀杆3的下端固接有与底座4转动连接的球阀5，球阀5的中部设置为输气孔，阀体1设置有呈左右对称分布的两个滑动槽6，球阀5位于左右两个滑动槽6之间，阀体1的上侧设置有呈左右对称分布的两个气泵7，气泵7通过管道与相邻的滑动槽6连通，且气泵7与动力机构连通，滑动槽6内限位滑动连接有环形滑板8，左右两个环形滑板8的相向侧均固接有与阀体1滑动配合的密封架9，左右两个密封架9相向部的厚度大于其相背部的厚度（以左侧密封架9为例，左侧密封架9的右侧厚度大于其左侧厚度），密封架9与阀体1之间固接有气垫10，气垫10位于环形滑板8和密封架9之间，气垫10的横截面积呈M形，用于增加密封架9与球阀5接触面积，左右两个气垫10的相背侧分别与左右两个滑动槽6的相向侧通过管道连通。

如图1和图2所示，安装座2的上侧固接有安装壳15，安装壳15的上侧面安装有控制柜16和两个储放罐17，储放罐17的上侧均设置有与控制柜16电连接的电磁泄压阀，控制柜16位于两个储放罐17的前侧，安装壳15的右侧面通过螺栓安装有液压缸18，液压缸18的伸缩端穿过安装壳15的右侧面，液压缸18的右侧与右侧储放罐17的下侧通过输送管道19连通，液压缸18的左侧与左侧储放罐17的下侧通过输送管道19连通，且液压缸18的活塞板位于两个输送管道19内侧，液压缸18的伸缩端固接有推动架20，推动架20的上侧面设置有销杆，安装壳15内转动连接有转动架21，转动架21设置有滑槽，推动架20的销杆位于转动架21的滑槽内并与其滑动配合，阀杆3的上端与转动架21通过齿轮组传动，转动架21通过齿轮组使阀杆3增速转动，安装壳的后侧面固接有备用罐22，气泵7与备用罐22通过输气管道24连通，备用罐22与左右两个储放罐17均通过连通管道23连通，连通管道23设置有与控制柜16电连接的电磁阀，阀体1的左右两侧均连通有气体输送管25，左侧储放罐17与左侧气体输送管25通过软管连通，右侧储放罐17与右侧气体输送管25通过软管连通，左右两个气体输送管25上均设置有与控制柜16电连接的电磁阀。

在需要将阀体1打开时，操作者通过远程控制终端向控制柜16发送信号（以下以左侧气泵7的具体工作为例），控制柜16首先启动左侧气泵7抽取环形滑板8左侧的滑动槽6内的气体，并排入输气管道24内，此过程中，环形滑板8左侧的滑动槽6气体减少形成负压，环形滑板8向左移动带动密封架9向左移动挤压气垫10，使气垫10内的气体经管道排入环形滑板8右侧的滑动槽6内，密封架9向左移动远离球阀5，此时密封架9不再与球阀5接触，为此避免球阀5在转动时与密封架9摩擦，致使密封架9产生磨损影响密封性。

当密封架9远离球阀5且停止移动后，此时控制柜16关闭左侧气泵7，并启动右侧气体输送管25的电磁阀，因天然气管道内的天然气为高压气体（天然气由左向右输送），天然气管道内的天然气经右侧的气体输送管25和其上的软管进入右侧储放罐17内的上侧（储放罐17初始时其内气体和液压油各一半，且气体位于上侧），右侧储放罐17内的气体增加，将推动右侧储放罐17内的液压油经其上的输送管道19进入液压缸18内活塞的右侧，随着液压缸18内活塞右侧的液压油增加，推动液压缸18的活塞带动其上伸缩端向左移动，液压缸18的伸缩端向左移动带动推动架20向左移动，推动架20向左移动与转动架21配合，推动转动架21向左摆动，转动架21向左摆动通过齿轮组增速，传动阀杆3带动球阀5转动，球阀5上的输送孔转动至与阀体1重合时将阀体1打开（此时阀体1处于开启状态），此时控制柜16关闭右侧气体输送管25的电磁阀。

在阀体1打开后，此时控制柜16启动左侧气泵7抽取输气管道24内的气体排入环形滑板8左侧的滑动槽6内，随着环形滑板8左侧的滑动槽6内气体增加，将逐渐推动环形滑板8向右移动，环形滑板8向右移动带动密封架9与球阀5接触，使密封架9与球阀5密封配合，对球阀5的位置进行固定，且密封架9位于球阀5的输送孔外侧，控制柜16关闭左侧气泵7。

在需要堵塞阀体1时，控制柜16启动左侧气体输送管25的电磁阀和右侧储放罐17上的排气阀，右侧储放罐17上的排气阀打开其内的气体向外排出，直至右侧储放罐17内的压力与外界平衡，天然气管道内的天然气经左侧的气体输送管25和其上的软管进入左侧储放罐17内的上侧，左侧储放罐17内的气体增加，将推动左侧储放罐17内的液压油经其上的输送管道19进入液压缸18内活塞的左侧，随着液压缸18内活塞左侧的液压油增加，推动液压缸18的活塞带动其上伸缩端向右移动，使液压缸18的活塞右侧液压油经其上输送管道19排入右侧储放罐17内，液压缸18的伸缩端向右移动带动推动架20向右移动，球阀5转动使上的输送孔与阀体1不再重合，此时将阀体1关闭（此时阀体1处于封堵状态），转动架21摆动通过齿轮组加快阀杆3的转速，使球阀5快速转动关闭阀体1将天然气管道截断。

当天然气管道内的压力较低，且需要打开或关闭阀体1时，此时控制柜16打开备用罐22上用于将气体排入左侧或右侧储放罐17的连通管道23上电磁阀，使备用罐22与左侧或右侧的储放罐17连通，备用罐22内的高压气体经其上的连通管道23进入对应的储放罐17内，对应储放罐17内的液压油随之排出传动球阀5转动将阀体1打开或关闭，为此避免天然气管道内的压力较低时，天然气管道内的气体压力不足以推动对应的储放罐17液压油流动，影响阀体1及时关闭或打开造成财产损失。

在上述过程中，当阀体1上的压力检测器检测到天然气管道内的压力低于或高于预设值时，控制柜16重复上述操作，使球阀5将阀体1关闭，当阀体1上的压力检测器检测到天然气管道内的压力处于正常范围值内时，控制柜16重复上述操作，使球阀5将阀体1打开，当阀体1上的压力检测器检测到天然气管道内的压力超过设定压降速率时（天然气管道破裂或爆炸），控制柜16重复上述操作，将阀体1关闭。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图4所示，还包括有周向等距分布的连接弹簧101，周向等距分布的连接弹簧101均固接于密封架9与相邻环形滑板8的相向侧之间。

如图4所示，还包括有对称分布的密封圈11，密封架9设置有滑槽，对称分布的密封圈11分别限位滑动连接于相邻密封架9的滑槽内，密封圈11与球阀5接触配合，密封圈11与球阀5接触的一侧设置为软性材料，用于增加密封圈11与球阀5的接触面积，密封圈11与球阀5接触的一侧设置为锥形面，用于增加密封圈11与球阀5的接触面积，对称分布的密封架9上滑槽相背侧分别与对称分布的气垫10相向侧之间通过管道连通。

如图5-图7所示，密封架9设置有周向等距分布的限位槽12，限位槽12内设置有台阶，限位槽12远离其上台阶处且靠近球阀5的一侧设置为限位部121，限位部121的横截面呈三角形，阀体1设置有周向等距分布的滑动腔13，滑动腔13与相邻滑动槽6之间通过管道连通，而与滑动槽6连通的管道与相邻滑动腔13远离密封架9的一侧连通，滑动腔13内限位滑动连接有与相邻限位槽12配合的限位块14，周向等距分布的限位块14外侧面均固接有支撑块，限位块14与限位槽12台阶处配合的一侧设置为矩形凸起，用于密封架9的移动进行限位，限位块14与限位部121贴合的一侧适配。

在上述过程中，环形滑板8向左移动通过其上的连接弹簧101带动密封架9向左移动，密封架9向左移动挤压气垫10使其内的气体排出变瘪，环形滑板8右侧的滑动槽6容积增加，环形滑板8右侧的滑动槽6气压随之降低形成负压，密封架9的滑槽内气体经管道和气垫10进入环形滑板8右侧的滑动槽6内，密封架9的滑槽内气体移出其内气压降低形成负压，密封圈11随之向左移入密封架9的滑槽内，此时密封圈11远离球阀5并不再与其接触，环形滑板8向左移动的同时抽取滑动腔13内的气体，滑动腔13内的气体逐渐抽出形成负压，限位块14逐渐移出限位槽12内，限位块14移出限位槽12的过程中逐渐远离限位槽12的台阶处，解除对密封架9的卡位，在气垫10内的气体抽出变瘪后，此时，限位块14上的支撑块与滑动腔13内远离密封架9的一侧面接触，此时限位块14被滑动腔13和其上的支撑块抵住无法移动，密封架9向左移动使限位块14的矩形凸起与限位部121配合，对密封架9向左移动进行限位，此时环形滑板8还能继续向左移动，连接弹簧101随之拉伸，在环形滑板8向左移动直至与滑动槽6内的左侧面接触时，此时左侧气泵7关闭，因连接弹簧101处于拉伸状态，为此给予密封架9始终具有向左移动的趋势，且此时密封架9与球阀5不再接触，避免球阀5直接转动与密封架9接触产生摩擦，导致密封架9磨损影响其与球阀5之间密封性。

在环形滑板8向右移动过程中，环形滑板8向右移动逐渐使连接弹簧101的拉力逐渐降低，此过程中，为密封架9向右移动进行缓冲，避免环形滑板8向右移动直接带动密封架9移动与球阀5接触，而球阀5还在处于转动状态，导致密封架9被转动的球阀5摩擦产生磨损，环形滑板8向右移动将其右侧滑动槽6内的气体推入气垫10、滑动腔13和密封架9的滑槽内，气垫10内的气体增加使其膨胀推动密封架9向右移动，此过程中，滑动腔13内的气体增加推动限位块14进入限位槽12内，在密封架9向右移动与球阀5密封配合后，此时限位块14的矩形凸起与限位槽12的台阶处卡位配合，对密封架9进行定位，避免密封架9自行向左移动，在上述过程中，密封架9的滑槽内气体增加，将逐渐推动密封圈11移动与球阀5接触密封，密封架9的滑槽内气体继续增加，将继续推动密封圈11移动，而此时密封圈11被球阀5限位开始发生形变，如此增加密封圈11与球阀5之间的接触面积，从而提高本阀的密封性，此时通过气垫10膨胀给予密封架9向右移动的趋势，使密封架9与球阀5密封配合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.快速截断介质气液动球阀，其特征在于，包括有阀体（1），阀体（1）的上侧可拆卸连接有安装座（2），安装座（2）设置有与远程控制终端连接的动力机构，安装座（2）转动连接有与动力机构连接的阀杆（3），阀杆（3）的下端穿过阀体（1），阀体（1）内的底部固接有位于阀杆（3）正下方的底座（4），阀杆（3）的下端固接有与底座（4）转动连接的球阀（5），球阀（5）的中部设置有输气孔，阀体（1）设置有对称分布的滑动槽（6），阀体（1）设置有对称分布的气泵（7），气泵（7）与相邻的滑动槽（6）连通，且气泵（7）与动力机构连通，滑动槽（6）内限位滑动连接有环形滑板（8），对称分布的环形滑板（8）相向侧均固接有与阀体（1）滑动配合的密封架（9），密封架（9）与阀体（1）之间固接有气垫（10），气垫（10）与相邻滑动槽（6）通过管道连通，气泵（7）抽取环形滑板（8）与滑动槽（6）之间的气体，环形滑板（8）和密封架（9）移动不再接触球阀（5）。

2.如权利要求1所述的快速截断介质气液动球阀，其特征在于，对称分布的密封架（9）相向部厚度大于其相背部的厚度。

3.如权利要求1所述的快速截断介质气液动球阀，其特征在于，气垫（10）的横截面积呈M形，用于增加密封架（9）与球阀（5）的接触面积。

4.如权利要求1所述的快速截断介质气液动球阀，其特征在于，动力机构包括有安装壳（15），安装壳（15）固接于安装座（2）的上侧，安装壳（15）的上侧面安装有控制柜（16和两个储放罐（17），储放罐（17）的上侧均设置有与控制柜（16）电连接的电磁泄压阀，安装壳（15）的侧壁安装有液压缸（18），液压缸（18）的伸缩端穿过安装壳（15），液压缸（18）远离安装壳（15）的一侧与相邻储放罐（17）的下侧通过输送管道（19）连通，液压缸（18）靠近安装壳（15）的一侧与相邻储放罐（17）的下侧通过输送管道（19）连通，液压缸（18）的伸缩端固接有推动架（20），推动架（20）设置有销杆，安装壳（15）内转动连接有转动架（21），转动架（21）设置有滑槽，推动架（20）的销杆位于转动架（21）的滑槽内并与其滑动配合，阀杆（3）的上端与转动架（21）通过齿轮组传动，转动架（21）通过齿轮组使阀杆（3）增速转动，安装壳的后侧面固接有备用罐（22），气泵（7）与备用罐（22）通过输气管道（24）连通，备用罐（22）与两个储放罐（17）均通过连通管道（23）连通，连通管道（23）设置有与控制柜（16）电连接的电磁阀，阀体（1）连通有对称分布的气体输送管（25），对称分布的储放罐（17）分别与相邻气体输送管（25）通过软管连通，对称分布的气体输送管（25）上均设置有与控制柜（16）电连接的电磁阀。

5.如权利要求1所述的快速截断介质气液动球阀，其特征在于，还包括有周向等距分布的连接弹簧（101），周向等距分布的连接弹簧（101）均固接于密封架（9）与相邻环形滑板（8）之间。

6.如权利要求5所述的快速截断介质气液动球阀，其特征在于，还包括有对称分布的密封圈（11），密封架（9）设置有滑槽，对称分布的密封圈（11）分别限位滑动连接于相邻密封架（9）的滑槽内，密封圈（11）与球阀（5）接触配合，密封架（9）的滑槽与气垫（10）通过管道连通。

7.如权利要求6所述的快速截断介质气液动球阀，其特征在于，密封圈（11）与球阀（5）接触的一侧设置为软性材料，用于增加密封圈（11）与球阀（5）的接触面积。

8.如权利要求6所述的快速截断介质气液动球阀，其特征在于，密封架（9）设置有限位槽（12），阀体（1）设置有滑动腔（13），滑动腔（13）与滑动槽（6）连通，滑动腔（13）内限位滑动连接有与相邻限位槽（12）配合的限位块（14）。

9.如权利要求8所述的快速截断介质气液动球阀，其特征在于，限位槽（12）内靠近气垫（10）的一侧设有台阶，限位块（14）靠近气垫（10）的一侧设有矩形凸起，限位块（14）的矩形凸起与限位槽（12）的台阶处接触配合。

10.如权利要求9所述的快速截断介质气液动球阀，其特征在于，限位槽（12）靠近球阀（5）的一侧设置有限位部（121），且限位部（121）的横截面呈三角形，用于限位块（14）与限位部（121）接触配合。