CN202790652U - 球阀球体的球口结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能够基本避免球体球口与阀座间相互擦拭的球阀球体的球口结构，该结构中，球体是以球体流道中心线为回转中心的回转体，在通过所述球心且垂直于球体的转动中心线的剖面上，球体的球口的轮廓线形状为第一圆弧段、直线过渡段和第二圆弧段组成的组合线，直线过渡段与第一圆弧段、第二圆弧段均相切，其中第一圆弧段由球体外表面起始，第二圆弧段终止于球体流道内壁，所述第二圆弧段所对应的圆心角α2＞90°，所述直线过渡段与球体流道中心线之间有锐角夹角θ，其球口轮廓边线较为平坦，由球体其余表面到球口部位表面的过渡更为平缓，球口与阀座接触过程中几乎无擦拭现象，球阀的使用寿命得以延长，尤其适合用于高压大口径球阀中。
Description
技术领域
本实用新型涉及球阀的球体结构，尤其是一种球阀球体的球口结构。
背景技术
普通球阀的主要功能是切断或接通管道中的流体，其主要零部件包括球体和阀体，球体是以球体流道中心线为回转中心的回转体，球体的转动中心线通过球体的球心且垂直于球阀的阀体流道中心线和球体流道中心线所确定的平面，其工作原理为：借助手柄或其他驱动装置在阀杆上端施加一定的转矩并传递给球体，使其绕转动中心线旋转90°，球体流道中心线与阀体流道中心线重合或垂直，球阀便完成了全开或全关的动作。在开关的过程中，球体靠近球体流道的端口部分也就是球体球口将不可避免地与阀座发生擦拭现象，甚至咬伤阀座，尤其是对于软密封阀座影响更加严重。所以球体球口的设计尤为重要，将直接影响球阀的使用寿命，特别是针对全焊接埋地球阀。
为了减少球体球口与阀座的相互擦拭，目前比较常见的方式是对球口部位进行圆角处理，这种球口结构俗称的双R结构，此种球口结构的特征是：在通过球体的球心且垂直于球体的转动中心线的剖面上，球体的球口的轮廓线形状为两段光滑连接的圆弧段，这种结构在一定程度上解决了球体球口与阀座的擦拭/咬伤问题，延长了阀门使用寿命，但是该结构不能根除此类问题。
实用新型内容
为了提高球阀的使用寿命，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够基本避免球体球口与阀座间相互擦拭的球阀球体的球口结构。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：球阀球体的球口结构，所述球体是以球体流道中心线为回转中心的回转体，球体的转动中心线通过球体的球心且垂直于由球阀的阀体流道中心线和球体流道中心线所确定的平面，在通过所述球心且垂直于球体的转动中心线的剖面上，球体的球口的轮廓线形状为第一圆弧段、直线过渡段和第二圆弧段组成的组合线，直线过渡段与第一圆弧段、第二圆弧段均相切，其中第一圆弧段由球体外表面起始，第二圆弧段终止于球体流道内壁，所述第二圆弧段所对应的圆心角α2＞90°，所述直线过渡段与球体流道中心线之间有锐角夹角θ。
所述直线过渡段与球体流道中心线之间的锐角夹角θ=65°～70°。
第一圆弧段的半径大于第二圆弧段的半径。
本实用新型的有益效果是：设置位于球口与球体其余表面之间的过渡柱面，球口轮廓边线较为平坦，由球体其余表面到球口部位表面的过渡更为平缓，球口与阀座接触过程中几乎无擦拭现象，球阀的使用寿命得以延长，尤其适合用于高压大口径球阀中。
附图说明
图1是本实用新型球口结构的断面示意图。
图2是本实用新型球口结构和现有双R结构的对比示意图。
图3～图6依次是应用本实用新型球口结构的球阀的全开状态-中间状态一-中间状态二-关闭状态的四个状态示意图。
图7～图10依次是图3～图6中Ⅰ～Ⅳ局部放大图。
图中标记为，1-阀座组件，2-球体，3-球口去掉部分，4-剖面，5-第一圆弧段，6-直线过渡段，7-第二圆弧段，8-球体外表面，9-球体流道内壁，10-阀体流道中心线，20-球体流道中心线，21-球心，K-开启方向，G-关闭方向，W-球体流道长度，Wt-球体倒圆角前的流道长度，W’-双R结构球口的球体流道长度。α1-第一圆弧段所对应的圆心角，α2-第二圆弧段所对应的圆心角，α1’-双R结构球口的第一圆弧段所对应的圆心角，α2’-双R结构球口的第二圆弧段所对应的圆心角.
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
如图1～图10所示，本实用新型的球阀球体的球口结构，所述球体2是以球体流道中心线20为回转中心的回转体，球体2的转动中心线通过球体2的球心21且垂直于由球阀的阀体流道中心线10和球体流道中心线20所确定的平面，在通过所述球心21且垂直于球体2的转动中心线的剖面4上，球体2的球口的轮廓线形状为第一圆弧段5、直线过渡段6和第二圆弧段7组成的组合线，直线过渡段6与第一圆弧段5、第二圆弧段7均相切，其中第一圆弧段5由球体外表面8起始，第二圆弧段7终止于球体流道内壁9，所述第二圆弧段7所对应的圆心角α2＞90°，所述直线过渡段6与球体流道中心线20之间有锐角夹角θ。
如图2所示，现有双R球口结构一般是这样加工的，先按球体流道长度W的标准对球体进行切割，再对球口内外两处棱角部分进行圆角处理，两个圆角之间的极短直线段为垂直与球体流道中心线方向，而本实用新型球口结构较一般的双R球口结构来说，特别设计了一个以球体转动中心线为中心的过渡柱面来连接两个圆角，使其转动过程中由球体其余表面到球口部位表面的过渡更为平缓，球口部位更为圆滑，从断面图上分析，本实用新型球口结构与一般球口比较，存在了球口去掉部分3，同时也使得球体更为轻巧，当然这一作用不太明显。
进一步的是，如图1所示，根据通常的阀座密封结构及其与球体的配合位置关系，所述直线过渡段6与球体流道中心线20之间的锐角夹角θ=65°～70°，避免擦拭的效果非常显著，对阀座的损伤几乎不存在。
此外，第一圆弧段5及第二圆弧段7的半径根据实际阀门口径大小、及阀座密封面与球体接触位置决定，通常第一圆弧段5的半径大于第二圆弧段7的半径。
如图3～图6所示，球阀由全开到关闭的动作过程：球阀从全开状态依次变为球口与阀座接触的瞬间状态一、球口与阀座接触的瞬间状态二、全关状态。如图7～图10即I、II、III、IV部局部放大图所示，尤其是从III部的局部放大图可以看出，在阀门即将关闭的球口受压状态下，球口与阀座为紧密接触状态，球口在与阀座接触的瞬间，由于阀座受到球体其余部分的挤压，在此位置比一般情况下要凸出一些，如果采用一般双R结构的球口，由球体其余表面到球口部位表面的过渡仍不够圆滑，此时特别容易咬伤阀座；而本实用新型球口结构中，第二圆弧段7所代表的圆角几乎与不与阀座接触，在阀门即将关闭的球口受压状态下，球口与阀座接触的是直线过渡段6所代表的过渡柱面，且第一圆弧段5所代表的圆角是在经所述柱面过渡后才能与阀座接触，过渡柱面的作用相当于一个导向斜面，确保球口与阀座之间的接触始终在较为圆滑的面上，避免球口咬伤阀座。
经试验验证，本实用新型球口结构对保护阀座更为有利，对阀座的损伤几乎不存在，能保证球阀阀座密封性能长期安全可靠，从而提高球阀的使用寿命，降低用户的使用成本。
Claims (3)
1.球阀球体的球口结构，所述球体（2）是以球体流道中心线（20）为回转中心的回转体，球体（2）的转动中心线通过球体（2）的球心（21）且垂直于由球阀的阀体流道中心线（10）和球体流道中心线（20）所确定的平面，其特征是：在通过所述球心（21)且垂直于球体（2）的转动中心线的剖面（4）上，球体（2）的球口的轮廓线形状为第一圆弧段（5）、直线过渡段（6）和第二圆弧段（7）组成的组合线，直线过渡段（6）与第一圆弧段（5）、第二圆弧段（7）均相切，其中第一圆弧段（5）由球体外表面（8）起始，第二圆弧段（7）终止于球体流道壁（9），所述第二圆弧段（7）所对应的圆心角α2＞90°，所述直线过渡段（6）与球体流道中心线（20）之间有锐角夹角θ。
2.如权利要求1所述的球阀球体的球口结构，其特征是：所述直线过渡段（6）与球体流道中心线（20）之间的锐角夹角θ=65°～70°。
3.如权利要求1或2所述的球阀球体的球口结构，其特征是：所述第一圆弧段（5）的半径大于第二圆弧段（7）的半径。
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106051204A (zh) * | 2016-08-03 | 2016-10-26 | 常州大学 | 一种超大口径全焊接球阀密封结构 |
| CN108843814A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-11-20 | 江苏神通阀门股份有限公司 | 一种球体阀座过渡脱离结构 |
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2012
- 2012-09-27 CN CN2012204976298U patent/CN202790652U/zh not_active Expired - Lifetime
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