CN108799539A - 一种具有螺旋阀杆的轨道球阀 - Google Patents

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钱玉峰
谭宏博
张庆荣
陈红云
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Abstract

本发明涉及一种具有螺旋阀杆的轨道球阀，包括：阀体、球体、阀座组件、阀盖、轴承滚珠、阀杆和气动执行器；球体装配于阀体内，球体下部分为圆柱体形状且置于底盖中，球体右侧与阀座组件密封连接；阀盖通过两侧对称螺栓与阀体连接；阀杆一端连接球体，另一端穿过支架连接气动执行器；轴承滚珠设置有两个，装配于阀盖上，并与阀杆配合，实现阀杆的直线与旋转运动。本结构减小了导向结构的磨损，有效地避免卡死现象，在变温时也能保证阀座处的密封良好。

Description

一种具有螺旋阀杆的轨道球阀
技术领域
本发明涉及一种阀门技术领域，尤其涉及一种具有螺旋阀杆的轨道球阀。
背景技术
轨道球阀是一种具有特殊结构的球阀，由于其在温度很高或很低的恶劣工况下启闭过程无摩擦，且仍能保证密封的可靠性，因此在化工领域，特别是在需要快速切换、高低温交变的场合得到越来越广泛的应用。
现有轨道球阀的工作原理是：阀杆在手轮的作用下上升或者下降运动，阀杆上的导向槽与导向销接触，阀杆进行一段直线运动后，进行九十度旋转运动。在直线运动时，阀杆下端的楔形面推动球体靠近阀座实现密封，或者脱离阀座打开阀门；随后在导向槽和导向销的作用下，阀杆带动球体作九十度旋转。通过阀杆的上升和下降运动实现了阀门的开启和关闭过程，球体的旋转时与阀座无摩擦。
现有技术的主要问题在于：旋转过程中，导向槽对导向销的剪切力较大，导致销和槽均出现磨损变形，从而导致导向销变形失效，继而阀杆出现卡死甚至断裂的问题，降低了球阀的使用寿命。此外，在变温工况下，密封面会产生微小的温差变形，从而导致密封不严，发生泄漏。
有鉴于上述现有缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种具有螺旋阀杆的轨道球阀，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有螺旋阀杆的轨道球阀，共结构合理、磨损小、使用寿命高、密封性能好的新型轨道球阀。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种具有螺旋阀杆的轨道球阀，包括：阀体、球体、阀座组件、阀盖、轴承滚珠、阀杆和气动执行器；
所述球体装配于阀体内，所述球体下部分为圆柱体形状且置于底盖中，所述球体右侧与所述阀座组件密封连接；
所述阀盖通过两侧对称螺栓与所述阀体连接；
所述阀杆一端连接球体，另一端穿过支架连接所述气动执行器；
所述轴承滚设置有两个，装配于所述阀盖上，并与所述阀杆配合，实现所述阀杆的直线与旋转运动。
优选地，还包括填料、填料压套和填料压板，所述填料设置在所述阀杆上部，所述填料压套设置在所述填料上方，所述填料压板设置在所述填料压套上方。
优选地，所述轴承滚珠对称设置，且与所述阀杆之间具有一定的装配间隙。
优选地，还包括压紧装置，所述压紧装置设置有四个，两两对称设置在所述轴承滚珠外侧，且限位在所述阀杆和所述阀盖之间。
优选地，所述阀座组件包括阀座外环、阀座内环、弹簧圈和阀座密封环，所述弹簧圈放置于所述阀座密封环与所述阀座内环之间。
优选地，所述阀杆中段设置有对称的平面结构，所述平面结构与所述轴承滚珠配合，所述平面结构中段为九十度扭转的螺旋面。
优选地，所述阀杆下端为楔形面，所述楔形面与所述平面结构连接，置于所述球体中间且伸入球腔内部。
优选地，还包括对称设置的两个下滚柱和两个上滚柱，所述下滚柱和所述上滚柱设置在所述球体中，且与所述阀杆下端卡接配合，用于所述阀杆运动时带动所述球体转动，完成所述球阀的开启和关闭过程。
采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：
1、用轴承滚珠代替传统的螺旋导销，将滑动摩擦转化成滚动摩擦，减小了阀杆的磨损，延长了球阀的使用寿命，弥补了传统轨道球阀导销与导向槽失效的缺陷；
2、轨道球阀阀杆中段的平面结构和螺旋面与轴承滚珠配合，使阀杆运动更加平稳，同时也减小了阀杆和轴承滚珠之间的磨损变形；
3、轴承滚珠与阀杆之间存在一定的配合间隙，在保证正常启闭过程的前提下，能够防止出现阀杆卡死的情况；
4、阀座组件处的密封采用弹簧圈补偿，避免变温工况下的球体和阀座组件之间产生不可避免的细小变形导致的泄露，保证了密封的可靠性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明一种具有螺旋阀杆的轨道球阀结构示意图；
图2是本发明一种具有螺旋阀杆的轨道球阀的阀座组件示意图；
附图标记：阀体1，球体2，下滚柱3，上滚柱4，阀座组件5，阀座外环51，阀座内环52，弹簧圈53，阀座密封环54，阀盖6，轴承滚珠7，压紧装置8，阀杆9，平面结构91，螺旋面911，楔形面92，填料10，填料压套11，填料压板12，填料支架13，气动执行器14。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，本发明公开了一种具有螺旋阀杆的轨道球阀，包括：阀体1、球体2、阀座组件5、阀盖6、轴承滚珠7、阀杆9和气动执行器14；球体2装配于阀体1内，球体2下部分为圆柱体形状且置于底盖中，球体2右侧与阀座组件5密封连接；阀盖6通过两侧对称螺栓与阀体1连接；阀杆9一端连接球体2，另一端穿过支架13连接气动执行器14；轴承滚珠7设置有两个，装配于阀盖6上，并与阀杆9配合，实现阀杆9的直线与旋转运动。
本申请中用轴承滚珠7代替传统的螺旋导销，将滑动摩擦转化成滚动摩擦，减小了阀杆9的磨损，延长了球阀的使用寿命，弥补了传统轨道球阀导销与导向槽失效的缺陷。
作为一种优选的技术方案，还包括填料10、填料压套11和填料压板12，填料10设置在阀杆9上部，填料压套11设置在填料10上方，填料压板12设置在填料压套11上方。
作为一种优选的技术方案，轴承滚珠7对称设置，且与阀杆9之间具有一定的装配间隙。轴承滚珠与阀杆之间存在一定的配合间隙，在保证正常启闭过程的前提下，能够防止出现阀杆卡死的情况。
作为一种优选的技术方案，还包括压紧装置8，压紧装置8设置有四个，两两对称设置在轴承滚珠7外侧，且限位在阀杆9和阀盖6之间。
作为一种优选的技术方案，阀座组件5包括阀座外环51、阀座内环52、弹簧圈53和阀座密封环54，弹簧圈53放置于阀座密封环54与阀座内环52之间。在温度变化较大的工况下，弹簧圈53受到压缩具有一定的预紧力，可以进一步保证温度变化较大时的密封良好。阀座组件5处的密封采用弹簧圈53补偿，避免变温工况下的球体2和阀座组件5产生不可避免的细小变形导致的泄露，保证了密封的可靠性。
作为一种优选的技术方案，阀杆9中段设置有对称的平面结构91，平面结构91与轴承滚珠7配合，平面结构91中段为九十度扭转的螺旋面911。轨道球阀阀杆9中段的平面结构91和螺旋面911与轴承滚珠7配合，使阀杆9的运动更加平稳，同时也减小了阀杆9和轴承滚珠7之间的磨损变形。
作为一种优选的技术方案，阀杆9下端为楔形面92，楔形面92与平面结构91连接，置于球体2中间且伸入球腔内部。
作为一种优选的技术方案，还包括对称设置的两个下滚柱3和两个上滚柱4，下滚柱3和上滚柱4设置在球体2中，且与阀杆9下端卡接配合，用于阀杆9运动时带动球体2转动，完成球阀的开启和关闭过程。
球阀开启时，通过气动执行器14带动阀杆9上升，阀杆9下端的楔形面推动球体2脱离阀座组件5，当轴承滚珠7与阀杆9接触并且与阀杆9的螺旋面911配合使得阀杆9开始进行旋转上升，进而阀杆9下端通过上滚柱4和下滚柱3带动球体2发生旋转，直到球体2旋转九十度后完成阀门开启操作。
球阀关闭时，通过气动执行器14带动阀杆9下降，轴承滚珠7与阀杆9的螺旋面911配合实现旋转运动，阀杆9下端通过上滚柱4和下滚柱3带动球体2发生旋转，球体2呈关闭状态，之后阀杆9继续直线下降，阀杆9下端楔形面92推动球体2紧贴阀座组件5保证密封，当压紧阀座组件5时，原本处于原始长度的弹簧圈53被压紧从而具有一定的预紧力，在变温时弹簧圈53提供的预紧力可以补偿由于结构的微小变形带来的密封间隙，保证了密封的可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有螺旋阀杆的轨道球阀，其特征在于，包括：阀体（1）、球体（2）、阀座组件（5）、阀盖（6）、轴承滚珠（7）、阀杆（9）和气动执行器（14）；
所述球体（2）装配于阀体（1）内，所述球体（2）下部分为圆柱体形状且置于底盖中，所述球体（2）右侧与所述阀座组件（5）密封连接；
所述阀盖（6）通过两侧对称螺栓与所述阀体（1）连接；
所述阀杆（9）一端连接球体（2），另一端穿过支架（13）连接所述气动执行器（14）；
所述轴承滚珠（7）设置有两个，装配于所述阀盖（6）上，并与所述阀杆（9）配合，实现所述阀杆（9）的直线与旋转运动。
2.根据权利要求1所述的具有螺旋阀杆的轨道球阀，其特征在于，还包括填料（10）、填料压套（11）和填料压板（12），所述填料（10）设置在所述阀杆（9）上部，所述填料压套（11）设置在所述填料（10）上方，所述填料压板（12）设置在所述填料压套（11）上方。
3.根据权利要求1所述的具有螺旋阀杆的轨道球阀，其特征在于，所述轴承滚珠（7）对称设置，且与所述阀杆（9）之间具有一定的装配间隙。
4.根据权利要求1所述的具有螺旋阀杆的轨道球阀，其特征在于，还包括压紧装置（8），所述压紧装置（8）设置有四个，两两对称设置在所述轴承滚珠（7）外侧，且限位在所述阀杆（9）和所述阀盖（6）之间。
5.根据权利要求1所述的具有螺旋阀杆的轨道球阀，其特征在于，所述阀座组件（5）包括阀座外环（51）、阀座内环（52）、弹簧圈（53）和阀座密封环（54），所述弹簧圈（53）放置于所述阀座密封环（54）与所述阀座内环（52）之间。
6.根据权利要求1所述的具有螺旋阀杆的轨道球阀，其特征在于，所述阀杆（9）中段设置有对称的平面结构（91），所述平面结构（91）与所述轴承滚珠（7）配合，所述平面结构（91）中段为九十度扭转的螺旋面（911）。
7.根据权利要求6所述的具有螺旋阀杆的轨道球阀，其特征在于，所述阀杆（9）下端为楔形面（92），所述楔形面（92）与所述平面结构（91）连接，置于所述球体（2）中间且伸入球腔内部。
8.根据权利要求1所述的具有螺旋阀杆的轨道球阀，其特征在于，还包括对称设置的两个下滚柱（3）和两个上滚柱（4），所述下滚柱（3）和所述上滚柱（4）设置在所述球体（2）中，且与所述阀杆（9）下端卡接配合，用于所述阀杆（9）运动时带动所述球体（2）转动，完成所述球阀的开启和关闭过程。
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