CN215596464U - 一种耐磨陶瓷球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐磨陶瓷球阀，包括阀体，阀体内对称设有左阀座和右阀座，左阀座和右阀座之间安装球芯，且在两个阀座的端部对称形成与球芯相适配的弧面，以使左阀座和右阀座与球芯能紧密贴合，左阀座和右阀座的轴线均穿过球芯的中心，阀体的两端对称设置左法兰和右法兰，左法兰、右法兰以及左阀座和右阀座的内腔形成阀门流道；阀体顶部固定连接上平台，上平台内设置阀杆，阀杆穿过上平台和阀体并与球芯的顶部固定连接，用于驱动球芯转动，球芯中心设有V型开孔的流道，V型开孔的流道的设有顶角为α，顶角α的范围在5～90°。本实用新型核心部件采用陶瓷材质确保了阀门的耐磨耐腐蚀性，球芯设置V型开孔的球芯流道，提高了阀门的调节性能。

Description

一种耐磨陶瓷球阀

技术领域

本实用新型涉及球阀技术领域，尤其涉及一种耐磨陶瓷球阀。

背景技术

目前，在众多自动化程度比较高的化工行业，比如煤化工、硅化工、盐化工、钛白等行业，需要大量使用流量调节阀，但这些行业中对流量调节阀的耐磨耐腐蚀性、调节精度以及流量调节跨度三个方面具有较高的要求，而现有的流量调节阀无法同时满足这些需求。例如，在这些行业中，存在介质含固量高、含有硬颗粒物质多的工况，而现有的金属调节阀如单/双座调节阀、蝶阀、偏心旋转阀等，阀芯、阀座和阀腔不耐冲刷，使得这类金属调节阀的使用寿命较短，无法满足这类行业对调节阀耐磨耐腐蚀性的需求；另外，现有的如陶瓷蝶阀和陶瓷偏心旋转阀，其调节性能不稳定，无法实现等百分比调节，无法满足需要精密调节的工况；现有的陶瓷单/双座套筒调节阀，其可调比小，流量调节空间有限，也无法满足使用流量跨度比较大的工况。

另外，在这些行业中，阀门的工作环境可能会出现频繁的振动现象。如在使用球阀时，球阀内的球芯和阀座之间的密封连接是球阀对流量调控的关键因素之一，当球阀长时间在振动的环境下工作时，其球体和阀座之间容易发生频繁的碰撞，导致球体和阀座的接触面出现磨损，进而使得球阀的密封性能下降，容易发生泄漏。

发明内容

为解决背景技术中的技术问题，本实用新型提供了一种耐磨耐腐蚀性强、能实现流量的等百分比精密调节和大跨度调节，同时能持续保持具有较强密封性的耐磨陶瓷球阀。

本实用新型采用如下的技术方案：一种耐磨陶瓷球阀，包括阀体，所述阀体内对称设有左阀座和右阀座，所述左阀座和右阀座之间安装有球芯，且在两个阀座的端部对称形成与所述球芯相适配的弧面，以使左阀座和右阀座与球芯能紧密贴合，所述左阀座和右阀座的轴线均穿过球芯的中心；所述阀体的两端对称设置有左法兰和右法兰，所述左法兰、右法兰以及左阀座和右阀座的内腔形成阀门流道；所述阀体的顶部固定连接有上平台，所述上平台内设置有阀杆，所述阀杆穿过上平台和阀体并与球芯的顶部固定连接，用于驱动所述球芯转动，所述球芯中心设有V型开孔的流道，所述V型开孔的流道的顶角为α，且顶角α的范围在5～90°。

作为优化方案，所述左阀座与所述左法兰之间、右阀座与右法兰之间均留有间隙，且间隙内均设有用于驱动左阀座和右阀座分别与所述球芯紧密贴合的弹性补偿元件。

作为优化方案，所述弹性补偿元件为弹簧且设置四组，其中，两组对称设置在所述左阀座的上端外壁与所述左法兰的上端内壁之间、左阀座的下端外壁与左法兰的下端内壁之间；两组对称设置在所述右阀座的上端外壁与所述右法兰的上端内壁之间、左阀座的下端外壁与左法兰的下端内壁之间。

作为优化方案，所述左法兰和右法兰的内壁均固定设有法兰内衬，所述阀体内部的内壁与所述左阀座和右阀座的下端外壁之间设置有用于密封的阀体内衬。

作为优化方案，所述球芯的中心设置有横截面为矩形的凹槽，所述阀杆的底部设有相适配的插销，所述插销插入所述凹槽中以驱动所述球芯转动。

作为优化方案，所述上平台与阀杆的外表之间设有填料腔，所述填料腔内依次设有填料和填料压环，所述填料腔的顶部通过填料压板进行密封。

作为优化方案，所述左阀座、右阀座、球芯、法兰内衬、阀体内衬均为陶瓷材质制成、且在所述阀体内衬的内壁与所述左阀座、右阀座的外壁之间、所述法兰内衬的内壁与所述左阀座、右阀座的外壁之间均设置有橡胶或四氟材质制成的密封圈。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型通过设置V型开孔的球芯流道，提高了阀门的调节性能，能够满足各种流量精度要求，可调比高；通过调节阀门开度大小，实现流量接近线性由大到小的调节，从而达到对流量的等百分比调节和大跨度调节。

本实用新型通过在阀座和法兰之间设置弹性补偿元件，使得阀座始终与球芯之间保持紧密贴合，同时，也避免了球阀在有震动的工作环境中球芯与阀座之间发生频繁碰撞而使得密封性下降，确保了阀门整体具有较好的密封性能。

本实用新型的内部主体部件均采用陶瓷材料，同时，在各主要组成部件彼此之间通过橡胶或四氟材质的密封圈实现密封，确保流量介质接触不到金属壳体，利用陶瓷天然的耐磨耐腐蚀性能，实现了阀门整体的耐磨耐腐蚀性能。

附图说明

图1为本实用新型耐磨陶瓷球阀的剖视图；

图2为本实用新型的球芯的结构示意图；

图3为本实用新型的球芯的正面剖视图；

图4为本实用新型球芯的开孔顶角α与等百分比流量关系示意图；

其中，1-阀体、2-左阀座、2‘-右阀座、3-球芯、301-球芯流道、302-凹槽、4-左法兰、4‘-右法兰、5-阀门流道、6-上平台、7-阀杆、701-插销、8-弹性补偿元件、9-法兰内衬、10-阀体内衬、11-填料腔、12-填料、13-填料压环、14-填料压板、15-O型密封圈。

具体实施方式

以下，为了便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现参照附图来做进一步说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。

在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本实用新型实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1所示，为本实用新型一种耐磨陶瓷球阀的剖视图，本陶瓷球阀包括阀体1，阀体1内对称设有左阀座2和右阀座2‘，左阀座2和右阀座2‘之间安装有球芯3，且在两个阀座的端部对称形成与球芯3相适配的弧面，以使得左阀座2和右阀座2‘与球芯3能紧密贴合，弧面的宽度不做限定，但需满足球芯3在旋转至任意位置时均能与左右两边的阀座保持密封状态，左阀座2和右阀座2‘的轴线均穿过球芯3的中心，使得左阀座2、右阀座2‘和球芯4保持在一条直线上，在阀体1的两端对称设置有左法兰4和右法兰4‘，左法兰4和右法兰4‘及左阀座2和右阀座2‘均沿阀杆7的中心线对称设置，左法兰4、右法兰4‘以及左阀座2和右阀座2‘的内腔形成阀门流道5，用于流量介质的流动；阀体1的顶部固定连接有上平台6，上平台6内设置有阀杆7，阀体1在垂直于其中心线的上方开有阀杆孔，阀杆7穿过上平台6和阀体1的阀杆孔并与球芯3的顶部固定连接，用于驱动球芯3转动。本实施例中，左法兰4和右法兰4‘与阀体1之间均采用螺栓连接实现连接紧固，阀体1与上平台6之间也采用螺栓连接实现连接紧固，阀杆7和上平台6通过螺栓连接在阀门的上方，当然也可以采用其他可拆卸的方式进行连接，便于阀门的安装与拆卸维修。

如图2～3所示，球芯3中心设有V型开孔的球芯流道301，V型开孔的球芯流道301的顶角为α，且顶角α的范围在5～90°，伴随着球芯3的转动，球芯3和左右阀座的内腔形成从小到大，然后再从大到小的通道，从而使阀门流道5能够对流量具有等百分比调节和大跨度调节的特性，实现对流量的更加精确的控制。如图4所示，为本实用新型球芯的开孔顶角α与等百分比流量关系示意图，由图可知，随着顶角α从5°到90°依次增加，相同开度情况下流过球芯流道301单位面积的流量也依次增大，当α角度小于5°时将导致球阀的调节范围较窄，单位面积流过的介质流量将不能满足实际流通量的需求；反之，当α角度超过90°时则会使得单位面积流过的介质流量过大，无法对流量形成较为精准的控制。当然，在实际设计中，也可以根据不同介质的属性以及对流量的需求，在5～90°之间选择需要的开孔角度，来实现对流量的精准调节。

如图1所示，在左阀座2与左法兰4之间、右阀座2‘与右法兰4‘之间均留有间隙，且间隙内均设有用于驱动左阀座2和右阀座2‘分别与球芯3紧密贴合的弹性补偿元件8，使得两个阀座始终与球芯3能够保持紧密贴合，确保球阀具有较好的密封效果。在本实施例中，弹性补偿元件8为弹簧，且可设置四组，其中，两组分别对称设置在左阀座2的上端外壁与左法兰4的上端内壁之间、左阀座2的下端外壁与左法兰4的下端内壁之间；两组分别对称设置在右阀座2‘的上端外壁与右法兰4‘的上端内壁之间、左阀座2‘的下端外壁与左法兰4‘的下端内壁之间。本实施例中，四组弹簧的一端均抵接在所对应的法兰内壁上，另一端抵接在对应的阀座外壁上，且四组弹簧均倾斜且整体可朝向球芯3的球心方向，使弹簧对阀座端部产生朝向球芯3的球心方向的分力，保证左右阀座与球芯3之间更紧密的贴合。由于受到弹簧的张紧力的作用，左阀座2和右阀座2‘与球芯3接触的弧面会始终保持对球芯3的球面的压力，保证了球芯3和左阀座2和右阀座2‘之间的紧密贴合，同时，当阀体1处于频繁震动的工作环境下时，两个阀座与球芯3之间的轻微碰撞通过四组弹簧的弹性势能缓冲转化，能够避免二者之间出现刚性碰撞而使得球阀损坏或者产生泄漏，确保球阀具有较好的密封效果。当然，这里的弹性补偿元件8不限于为弹簧，也可以是碟簧或其他弹性部件，只要能满足需要即可。

本实施例中，左法兰4和右法兰4‘的内壁均固定设有法兰内衬9，阀体1内部的内壁与左阀座2和右阀座2‘的下端外壁之间设置有用于密封的阀体内衬10，用于确保本陶瓷球阀内部关键连接点之间具有更好的密封效果。

在本实用新型的又一个实施例中，球芯3的中心设置有横截面为矩形的凹槽302，阀杆7的底部设有相适配的插销701，球芯3通过插销701插入凹槽302中来驱动球芯3转动，阀杆7的位于外面的一端用于连接外部的驱动装置，驱动装置可以为驱动电机，阀杆7在驱动电机的驱动下旋转并带动球芯3旋转，以达到开启与闭合阀门流道5的目的。

如图1所示，上平台6与阀杆7的外表之间设有填料腔11，填料腔11内依次设有填料12和填料压环13，填料12可以是石墨编织填料，填料腔11的顶部通过填料压板14进行密封，用来确保阀杆7在不停转动时能够保持长久的密封效果。

在本实用新型的又一个实施例中，左阀座2、右阀座2‘、球芯3、法兰内衬9、阀体内衬10均为陶瓷材质制成，且在阀体内衬10的内壁与左阀座2、右阀座2‘的外壁之间、法兰内衬9的内壁与左阀座2、右阀座2‘的外壁之间均设置有橡胶或四氟材质制成的O型密封圈15，从而确保流量介质接触不到阀门中的金属壳体，利用陶瓷天然的耐磨耐腐蚀性能，实现了阀门整体的耐磨耐腐蚀性能。

本球阀在使用时，通过左右法兰将其安装于管道上，将驱动电机安装在阀杆7上，驱动电机启动，带动阀杆7旋转，从而使得使球芯3转动，实现本球阀中的阀门流道5的开启或关闭，球芯3以自身的旋转轴为中心，由于球芯3采用V型开孔的球芯流道301，在球芯3转动过程中，球芯3的球芯流道301和左右阀座的内腔形成从小到大，然后再从大到小的通道，从而使阀门流道5能够对流量具有等百分比调节和大跨度调节的特性。

本实用新型设计巧妙新颖，结构简单，装配、拆检方便，使球阀在工作时更加可靠。通过设置V型开孔的球芯流道301，提高了球阀的调节性能，能够满足各种流量精度要求，可调比高；通过调节球芯流道301的开度大小，实现流量接近线性由大到小的调节，从而达到对流量的等百分比调节和大跨度调节。本实用新型通过在阀座和法兰之间设置弹性补偿元件，使得左右阀座始终与球芯3之间保持紧密贴合，同时，也避免了球阀在有震动的工作环境中球芯3与左右阀座之间发生频繁碰撞而使得密封性下降，确保了阀门整体具有较好的密封性能。本实用新型的内部主体部件均采用陶瓷材料，同时，在各主要组成部件彼此之间通过橡胶或四氟材质的O型密封圈实现密封，确保流量介质接触不到球阀的金属壳体，利用陶瓷天然的耐磨耐腐蚀性能，实现了阀门整体的耐磨耐腐蚀性能。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种耐磨陶瓷球阀，其特征在于：包括阀体(1)，所述阀体(1)内对称设有左阀座(2)和右阀座(2‘)，所述左阀座(2)和右阀座(2‘)之间安装有球芯(3)，且在两个阀座的端部对称形成与所述球芯(3)相适配的弧面，以使左阀座(2)和右阀座(2‘)与球芯(3)能紧密贴合，所述左阀座(2)和右阀座(2‘)的轴线均穿过球芯(3)的中心；所述阀体(1)的两端对称设置有左法兰(4)和右法兰(4‘)，所述左法兰(4)、右法兰(4‘)以及左阀座(2)和右阀座(2‘)的内腔形成阀门流道(5)；所述阀体(1)的顶部固定连接有上平台(6)，所述上平台(6)内设置有阀杆(7)，所述阀杆(7)穿过上平台(6)和阀体(1)并与球芯(3)的顶部固定连接，用于驱动所述球芯(3)转动，所述球芯(3)中心设有V型开孔的球芯流道(301)，所述V型开孔的球芯流道(301)的顶角为α，且顶角α的范围在5～90°。

2.根据权利要求1所述的耐磨陶瓷球阀，其特征在于：所述左阀座(2)与所述左法兰(4)之间、右阀座(2‘)与右法兰(4‘)之间均留有间隙，且间隙内均设有用于驱动左阀座(2)和右阀座(2‘)分别与所述球芯(3)紧密贴合的弹性补偿元件(8)。

3.根据权利要求2所述的耐磨陶瓷球阀，其特征在于：所述弹性补偿元件(8)为弹簧且设置四组，其中，两组对称设置在所述左阀座(2)的上端外壁与所述左法兰(4)的上端内壁之间、左阀座(2)的下端外壁与左法兰(4)的下端内壁之间；两组对称设置在所述右阀座(2‘)的上端外壁与所述右法兰(4‘)的上端内壁之间、左阀座(2‘)的下端外壁与左法兰(4‘)的下端内壁之间。

4.根据权利要求1所述的耐磨陶瓷球阀，其特征在于：所述左法兰(4)和右法兰(4‘)的内壁均固定设有法兰内衬(9)，所述阀体(1)内部的内壁与所述左阀座(2)和右阀座(2‘)的下端外壁之间设置有用于密封的阀体内衬(10)。

5.根据权利要求4所述的耐磨陶瓷球阀，其特征在于：所述球芯(3)的中心设置有横截面为矩形的凹槽(302)，所述阀杆(7)的底部设有相适配的插销(701)，所述插销(701)插入所述凹槽(302)中以驱动所述球芯(3)转动。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的耐磨陶瓷球阀，其特征在于：所述上平台(6)与阀杆(7)的外表之间设有填料腔(11)，所述填料腔(11)内依次设有填料(12)和填料压环(13)，所述填料腔(11)的顶部通过填料压板(14)进行密封。

7.根据权利要求6所述的耐磨陶瓷球阀，其特征在于：所述左阀座(2)、右阀座(2‘)、球芯(3)、法兰内衬(9)、阀体内衬(10)均为陶瓷材质制成，且在所述阀体内衬(10)的内壁与所述左阀座(2)、右阀座(2‘)的外壁之间、所述法兰内衬(9)的内壁与所述左阀座(2)、右阀座(2‘)的外壁之间均设置有橡胶或四氟材质制成的O型密封圈(15)。

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