CN201166141Y - 一种低扭矩球阀 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种低扭矩球阀，包括阀体、阀球、阀座、支承座、阀杆、驱动装置，阀球的下端与阀体铰支承连接；在支承座的底部设置有两道弧形槽，在支承座内顺序安装有拨盘、固定凸轮和阀杆，拨盘上设有缺口，阀杆的中部带有一圆盘，圆盘底面上开有弧形槽，在阀杆的圆盘侧壁上开有径向通孔，在此孔内安装有可卡入拨盘缺口的滑块；拨盘的下端面伸出两根杆穿过支承座底部的弧形槽并卡在阀球的两个“L”型槽侧壁，拨盘的上端面伸出一根杆插入阀杆上圆盘的弧形槽内；固定凸轮与支承座固定连接；阀杆下端的偏心凸轮穿过支承座的中心孔并插入阀球上端的键槽内。本实用新型结构简单、密封可靠，且只需很小的旋转力即可实现启、闭功能。

Description

一种低扭矩球阀
技术领域
本实用新型涉及一种流体控制阀门装置，尤其涉及一种阀球在启、闭过程中无摩擦旋转的低扭矩球阀，属于球形阀门的生产领域。
背景技术
目前，公知的球阀一般采用阀球预压紧阀座密封面的结构，通过直接转动阀球来实现阀门的启、闭，其缺点是由于阀门密封需要一定的预紧力，故启、闭所需的力矩较大，阀球及阀座的磨损也较大。还有一种可实现阀球转动无摩擦的轨道阀，通常采用在阀杆上设有相应的轨道，阀杆提升时靠限位销在轨道内的运动来实现阀球的偏移和转动，这种轨道阀缺点是限位销在轨道内的摩擦较大，阀杆既有轴向运动又有旋转运动，不利于密封。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决上述传统球阀的不足而提供一种低扭矩球阀，该球阀阀球转动时与阀座密封面无摩擦，只在阀门关闭时接触，且阀杆只做旋转运动，摩擦力小，所需力矩小，密封可靠、结构简单。
本实用新型采用以下技术方案来解决上述问题：
本实用新型包括阀体、阀球、阀座、支承座、阀杆、驱动装置，阀球为一带通孔的球体，位于阀体内，支承座固定在阀体的上部，为一盘形结构；其创新之处是，阀球的下端与阀体铰支承连接，上端中部开有键槽，键槽两边开有两个“L”型槽；在支承座的底部设置有两道弧形槽，在支承座内顺序安装有拨盘、固定凸轮和阀杆，拨盘上设有缺口，阀杆的中部带有一圆盘，圆盘底面上开有弧形槽，在阀杆的圆盘侧壁上开有径向通孔，在此孔内安装有滑块，滑块可在此孔内自由滑动，滑块的长度略大于阀杆的圆盘侧壁的厚度，滑块可卡入拨盘的缺口内；拨盘的下端面伸出两根杆穿过支承座底部的弧形槽并卡在阀球的两个“L”型槽侧壁，拨盘的上端面伸出一根杆插入阀杆上圆盘的弧形槽内；固定凸轮与支承座固定连接；在阀杆的下端设置有一个偏心凸轮，所述偏心凸轮穿过支承座的中心孔并插入阀球上端的键槽内；支承座4的内壁轮廓和固定凸轮的外轮廓均为弧线形，其结构满足以下条件：在支承座4的内壁轮廓和固定凸轮的外轮廓的共同作用下，可以使滑块在阀杆的圆盘侧壁的径向孔内移动，以脱离或卡入拨盘的缺口中，并可在转换状态后保持状态。
关阀时，阀杆由驱动装置(可以为电机或手轮带动)带动旋转，滑块卡住拨盘上的缺口带动拨盘一起旋转，拨盘下端的两根杆卡住阀球带动其一起转动，此时阀杆与阀球无相对运动。当转动约90°时，阀球的通孔已与阀体的通径相互垂直，处于初关闭状态，此时滑块受到固定凸轮轮缘的推力向远离阀杆轴心方向移动，从而脱离与拨盘的啮合，此时阀杆继续转动，而拨盘不动(此时拨盘下端的杆刚好被支承座的弧形槽挡住)，则阀球也不动，阀杆下端的偏心凸轮推动阀球以阀球下端的铰支承连接点为支点向阀座方向倾斜，当阀杆转动到阀杆的弧形槽被拨盘上端的杆挡住时(此时拨盘下端的杆刚好被支承座的弧形槽挡住)，阀球压紧阀座的密封面，实现阀门完全关闭。
开阀时，驱动装置先带动阀杆反向转动约90°，此过程中拨盘上的杆始终位于阀杆弧形槽中，故阀杆转动而拨盘不动，阀球也不转动，阀杆下端偏心凸轮使阀球以阀球下端的铰支承连接点为支点从倾斜位置回位，阀球松开阀座的密封面；此后阀杆继续转动，滑块受到支承座内壁轮廓的轮缘的推力向阀杆的圆盘内壁伸出并卡入拨盘的缺口，阀杆上的弧形槽开始带动拨盘一起转动，则阀球也一起转动，直到拨盘下端的杆被支承座的弧形槽挡住时，阀球上的通孔与阀体上的通径对齐，阀门打开。
在启、闭阀门过程中，当滑块向阀杆的圆盘内壁伸出并卡住拨盘的缺口后，支承座的内壁轮廓和固定凸轮的相应外轮廓相互作用使滑块保持向阀杆的圆盘内壁伸出以卡住拨盘的缺口的状态；当滑块向阀杆的圆盘外壁伸出并脱离拨盘的缺口后，支承座的内壁轮廓和固定凸轮的相应外轮廓相互作用使滑块保持向阀杆的圆盘外壁伸出并脱离拨盘的缺口的状态。
本实用新型的有益效果是：
由于阀球在转动过程中与阀座不接触，无摩擦，而且阀杆只作旋转运动，所以对阀座密封圈的磨损小，延长了阀座密封圈的寿命；同时使得阀门启、闭所需的力矩很小，可适应小型电机自动控制；由于在关闭阀门时阀球有一个压紧阀座的过程，所以本实用新型密封可靠，而且结构简单，可广泛应用于一般流体的通、断控制。
附图说明
图1是本实用新型的轴向剖视图；
图2是本实用新型的俯视局剖图；
图3是本实用新型中阀球的俯视图；
图4是本实用新型中支承座的俯视图；
图5是本实用新型中阀杆的俯视图；
图6是本实用新型中拨盘的俯视局剖图；
图7是本实用新型中固定凸轮的俯视图。
附图中，1阀体，2阀球，3阀座，4支承座，5拨盘，6阀杆，7固定凸轮，8驱动装置，9滑块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步具体说明：
如图1和图2所示，本实用新型包括阀体1、阀球2、阀座3、支承座4、拨盘5、固定凸轮7和阀杆6和驱动装置8，阀球2为一带通孔的球体，位于阀体1内，支承座4固定在阀体1的上部，为一盘形结构。如图1所示，阀球2的下端与阀体1铰支承连接，如图3所示，阀球2的上端中部开有键槽，键槽两边开有两个“L”型槽；如图4所示，在支承座4的底部设置有两道弧形槽。如图1所示，在支承座4内顺序安装有拨盘5、阀杆6和固定凸轮7。如图6所示，拨盘5上设有缺口；如图5所示，阀杆6的中部带有一圆盘，圆盘底面上开有弧形槽，在阀杆6的圆盘侧壁上开有径向通孔；如图2所示，在阀杆6的圆盘侧壁上的径向通孔内安装有滑块9，滑块9可在此孔内自由滑动，滑块9的长度略大于阀杆6的圆盘侧壁的厚度，滑块9可卡入拨盘5的缺口内。如图1所示，拨盘5的下端面伸出两根杆穿过支承座4底部的弧形槽并卡在阀球2的两个“L”型槽侧壁，拨盘5的上端面伸出一根杆插入阀杆6的圆盘的弧形槽内；固定凸轮7与支承座4固定连接；在阀杆6的下端设置有一个偏心凸轮，所述偏心凸轮穿过支承座4的中心孔并插入阀球2上端的键槽内。如图5和图7所示，阀杆6的圆盘内壁轮廓和固定凸轮7的外轮廓均为弧线形；结合图2、图5和图7，支承座4的内壁轮廓和固定凸轮7的外轮廓的结构满足以下条件：在支承座4的内壁轮廓和固定凸轮7的外轮廓的共同作用下，可以使滑块9在阀杆6的圆盘侧壁的径向孔内移动，以脱离或卡入拨盘5的缺口中，并可在转换状态后保持状态。
下面结合开启和关闭阀门的过程对本实用新型的结构作进一步说明：
结合图1、图2和图4，关阀时，阀杆6由驱动装置8(可以为电机或手轮带动)带动旋转，滑块9卡住拨盘5上的缺口带动拨盘5一起旋转，拨盘5下端的两根杆卡入阀球2带动其一起转动，此时阀杆6与阀球2无相对运动；当转动约90°时，阀球2的通孔已与阀体1的通径相互垂直，处于初关闭状态，此时滑块9开始进入图4所示的支承座4的B段轮廓内，在支承座4的内壁轮廓和固定凸轮7的外轮廓的相互作用下，滑块9受到固定凸轮7的轮缘的推力向远离阀杆6轴心的方向移动，从而脱离与拨盘5的缺口啮合，之后进入图4所示的支承座4的C段轮廓内，支承座4的内壁轮廓和固定凸轮7的外轮廓相互作用使滑块9保持与拨盘5脱离的状态；此时阀杆6继续转动，而拨盘5不动(此时拨盘下端的杆刚好被支承座的弧形槽挡住)，则阀球2也不动，阀杆6下端的偏心凸轮推动阀球2以阀球2下端的铰支承连接点为支点向阀座3方向倾斜，当阀杆6转动到阀杆6的弧形槽被拨盘5上端的杆挡住时，阀球2压紧阀座3的密封面，实现阀门完全关闭。
结合图1、图2和图4，开阀时，驱动装置8先带动阀杆6反向转动约90度，此过程中，刚开阀时，拨盘5上的杆始终位于阀杆6的弧形槽中，故阀杆6转动而拨盘5不动，阀球2也不转动，阀杆6下端偏心凸轮使阀球2以阀球2下端的铰支承连接点为支点从倾斜位置回位，阀球2松开阀座3的密封面；此后滑块9开始进入图4所示的支承座4的B段轮廓内，在支承座4的内壁轮廓和固定凸轮7的外轮廓的相互作用下，滑块9受到支承座4的内壁轮廓的轮缘的推力向阀杆6轴心的方向移动，从而卡入拨盘5的缺口内并与之啮合，之后进入图4所示的支承座4的A段轮廓内，支承座4的内壁轮廓和固定凸轮7的外轮廓相互作用使滑块9保持与拨盘5啮合的状态；此时阀杆6上的弧形槽开始带动拨盘5一起转动，则阀球2也一起转动，直到拨盘5下端的杆被支承座4的弧形槽挡住时，阀球2上的通孔与阀体1上的通径对齐，阀门打开。

Claims (1)

1、一种低扭矩球阀，包括阀体(1)、阀球(2)、阀座(3)、支承座(4)、阀杆(6)、驱动装置(8)，阀球(2)为一带通孔的球体，位于阀体(1)内，支承座(4)固定在阀体(1)的上部，为一盘形结构；其特征是：阀球(2)的下端与阀体(1)铰支承连接，上端中部开有键槽，键槽两边开有两个“L”型槽；在支承座(4)的底部设置有两道弧形槽，在支承座(4)内顺序安装有拨盘(5)、固定凸轮(7)和阀杆(6)，拨盘(5)上设有缺口，阀杆(6)的中部带有一圆盘，圆盘底面上开有弧形槽，在阀杆(6)的圆盘侧壁上开有径向通孔，在此孔内安装有滑块(9)，滑块(9)可在此孔内自由滑动，滑块(9)的长度略大于阀杆(6)的圆盘侧壁的厚度，滑块(9)可卡入拨盘(5)的缺口内；拨盘(5)的下端面伸出两根杆穿过支承座(4)底部的弧形槽并卡在阀球(2)的两个“L”型槽侧壁，拨盘(5)的上端面伸出一根杆插入阀杆(6)上圆盘的弧形槽内；固定凸轮(7)与支承座(4)固定连接；在阀杆(6)的下端设置有一个偏心凸轮，所述偏心凸轮穿过支承座(4)的中心孔并插入阀球(2)上端的键槽内；支承座(4)的内壁轮廓和固定凸轮(7)的外轮廓均为弧线形，其结构满足以下条件：在支承座(4)的内壁轮廓和固定凸轮(7)的外轮廓的共同作用下，可以使滑块(9)在阀杆(6)的圆盘侧壁的径向孔内移动，以脱离或卡入拨盘(5)的缺口中，并可在转换状态后保持状态。
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