CN108953656B - 一种阀芯及使用该阀芯的球阀 - Google Patents

一种阀芯及使用该阀芯的球阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阀芯及使用该阀芯的球阀，其优势在于启闭阻力更小。一种阀芯，包括球形的阀芯本体，所述阀芯本体上设有相连通的阀芯进水孔和阀芯出水孔，所述阀芯本体上成型有活动密封口，阀芯本体仅沿一轴心线转动时，阀芯进水孔和/或阀芯出水孔能够与活动密封口在转动过程中有一个或多个共同经过的指向方向；所述活动密封口内设有用于与阀体内的密封件配合的密封塞，所述密封塞设有带动其靠近或远离阀芯本体中心的动力元件。在阀门切换状态时能够通过将密封塞缩入活动密封口内，使得阀芯转动时，阀芯不会和阀体的密封件之间发生摩擦，因此转动阀芯的阻力就比较小。

Description

一种阀芯及使用该阀芯的球阀
技术领域
本发明涉及阀门领域，更具体地说，它涉及一种阀芯及使用该阀芯的球阀。
背景技术
目前，公告号为CN104235416A的中国专利公开了一种球阀，该球阀中阀芯与密封阀座紧密贴合在一起形成密封，使得阀门闭合的时候球阀两侧的液体不会相互流通，因此在制造阀门时会给阀芯和密封阀座之间设置较大的预紧力。
由于阀芯和密封阀座之间设置的预紧力比较大，因此想要带动球阀转动较为困难，需要耗费比较大的功才能够启闭球阀。当该球阀安装上电控元件运用于野外控制大型灌溉管道时，每次控制球阀启闭都需要耗费大量的电能，电控元件的电池更换非常频繁。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的其中一个目的在于提供一种阀芯，其优势在于启闭阻力更小。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种阀芯，包括球形的阀芯本体，所述阀芯本体上设有相连通的阀芯进水孔和阀芯出水孔，所述阀芯本体上成型有活动密封口，阀芯本体仅沿一轴心线转动时，阀芯进水孔和/或阀芯出水孔能够与活动密封口在转动过程中有一个或多个共同经过的指向方向；所述活动密封口内设有用于与阀体内的密封件配合的密封塞，所述密封塞设有带动其靠近或远离阀芯本体中心的动力元件。
通过采用上述技术方案，在阀芯本体上设置活动密封口，且在活动密封口内设置密封塞和带动密封塞运动的动力元件，由于阀芯进水孔和/或阀芯出水孔在阀芯被本体仅作转动时，能够与活动密封口在转动过程中有一个或多个共同经过的指向方向。因此在阀门切换状态时能够通过将密封塞缩入活动密封口内，使得阀芯转动时，阀芯不会和阀体的密封件之间发生摩擦，因此转动阀芯的阻力就比较小。
本发明进一步设置为：所述阀芯本体的内部成型有内腔，所述阀芯本体上成型有连通内腔的连接孔，所述活动密封口与内腔相连通，所述密封塞运动过程中始终与活动密封口之间密闭。
通过采用上述技术方案，密封塞与密封口之间紧密贴合，这样就可以通过连接孔往内腔内注入高压液体，密封塞在高压液体的作用下向外顶出与阀体内部的密封件配合抵接达到密封效果。
本发明进一步设置为：所述阀芯本体的顶部设有方槽，所述连接孔位于方槽的底部。
通过采用上述技术方案，在阀芯本体的顶部设置方槽来与阀杆配合，使得阀杆可以带动阀芯转动，连接孔设置在方槽的底部使得连接孔的位置处于阀芯本体的旋转中心位置，因此在阀芯本体转动的过程中连接孔的相对位置不会发生变化。
本发明进一步设置为：所述动力元件包括拉簧，拉簧位于内腔的内部且两端分别与内腔壁、密封塞内侧壁固定连接。
通过采用上述技术方案，通过拉簧来拉动密封塞复位，使得不注入高压液体的情况下，密封塞会处于缩入内腔的状态，避免密封塞和密封件的内壁抵接。
本发明进一步设置为：所述密封塞朝外的一侧为弧形面。
通过采用上述技术方案，设置密封塞外侧为弧形面来使得密封塞收入内腔时整体更接近球形。
针对现有技术存在的不足，本发明的另一个目的在于提供一种球阀，其优势在于启闭阻力更小。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种球阀，包括阀体和上述的阀芯，所述阀体内设有与阀芯联动的阀杆，所述阀杆上设有带动阀杆转动的电动元件。
通过采用上述技术方案，将上述阀芯设置在球阀内部，电动元件通过阀杆带动阀芯运动，在阀门切换状态时能够通过将密封塞缩入活动密封口内，使得阀芯转动时，阀芯不会和阀体的密封件之间发生摩擦，因此转动阀芯的阻力就比较小。
本发明进一步设置为：所述阀芯本体的顶部设有与阀杆配合的方槽，所述连接孔位于方槽的底部，所述阀杆中部设有贯穿阀杆下端面的通孔，阀杆***方槽内时通孔与连接孔相连通，通过通孔向内腔输送高压液体。
通过采用上述技术方案，在阀芯本体的顶部设置方槽来与阀杆配合，将连接孔与阀杆内部的通孔连接后，就可以通过通孔向内腔输送高压液体。
本发明进一步设置为：所述通孔的上端贯穿阀杆顶部，所述阀杆顶部设有控制注入或排出高压液体的液压元件。
通过采用上述技术方案，通孔贯穿阀杆顶部的情况下，可以将液压元件直接与通孔连接，通过通孔直接向内腔注入高压液体。
本发明进一步设置为：所述通孔上端延伸到阀杆的上端且并不贯穿阀杆的上端面，所述阀杆上端超出电动元件位置的侧面开有一个或两个与通孔相连通的补液孔；所述阀杆上端的外侧套有补液环，补液环与阀体或者电动元件固定连接，所述补液环上与补液孔等高的位置开有一个或两个进液孔，所述进液孔位于补液环内圈的位置安装有连接补液孔与进液孔的连接橡胶环；所述进液孔位于补液环外圈的一端连接有补液管，所述补液管的另一端连接液压元件或供水管道，所述补液管上安装有水流控制器。
通过采用上述技术方案，通过补液环上的进液孔与补液孔配合注入高压液体，在两者连通时注入液体。在两者分开时，停止注入液体，且内腔内部的液体在拉簧带动密封塞的作用下通过补液孔流出。
本发明进一步设置为：所述水流控制器包括呈圆柱形的控制器外壳，控制器外壳的其中一个端面开有圆槽，圆槽内安装有变控芯；变控芯包括中心杆以及分别连接在中心杆两端和中部的三个活塞，相邻的活塞之间留有间距，每个活塞的外侧与圆槽的内壁紧密贴合形成密封面；靠近圆槽底部一侧的活塞和圆槽底部之间安装有压簧，远离圆槽底部一侧的活塞连接有向圆槽底部方向施加推力的电控推力元件；所述控制器外壳的侧面开有两个与圆槽内部相连通的过渡孔，补液管的中部截断后截断处分别与两个过渡孔相连；在压簧处于自然状态时，两个过渡孔正对变控芯同一侧的两个活塞之间；当压簧处于压缩状态时，两个过渡孔分别位于中部活塞的两侧。
通过采用上述技术方案，切换阀门状态时，电控推力元件推动变控芯使得压簧被压缩，这时两个过渡孔分别位于中部活塞的两侧，相互之间不再连通。电动元件驱动阀杆转动使得阀芯的阀芯出水孔与阀体的阀体出水孔错开，这时候进液孔与补液孔的位置也跟着错开。当进液孔与补液孔的位置也些许错开时，内腔里的液体从补液孔中流出，使得内腔内部泄压，这时候密封塞在拉簧的作用下收入内腔，这时候电动元件即可轻松地驱动阀芯转动。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、在阀芯本体上设置活动密封口，且在活动密封口内设置密封塞和带动密封塞运动的动力元件，由于阀芯进水孔和/或阀芯出水孔在阀芯被本体仅作转动时，能够与活动密封口在转动过程中有一个或多个共同经过的指向方向。因此在阀门切换状态时能够通过将密封塞缩入活动密封口内，使得阀芯转动时，阀芯不会和阀体的密封件之间发生摩擦，因此转动阀芯的阻力就比较小；
2、通过补液环上的进液孔与补液孔配合注入高压液体，在两者连通时注入液体。在两者分开时，停止注入液体，且内腔内部的液体在拉簧带动密封塞的作用下通过补液孔流出。
附图说明
图1是实施例一的剖视示意图；
图2是图1中A处的放大图；
图3是实施例二的剖视示意图；
图4是实施例二与密封件配合视角的剖视示意图；
图5是实施例三的结构示意图；
图6是实施例三中阀芯与阀杆配合的剖视示意图；
图7是实施例四的结构示意图；
图8是实施例四中阀芯与阀杆配合的剖视示意图；
图9是图8中B处的放大图；
图10是实施例四中水流控制器的剖视示意图；
图11是实施例五的剖视示意图；
图12是实施例六的结构示意图；
图13是实施例六中阀芯与阀杆配合的剖视示意图。
附图标记：1、阀体进水孔；2、阀体出水孔；3、阀芯本体；4、阀芯进水孔；5、阀芯出水孔；6、方槽；7、连接孔；8、内腔；9、活动密封口；10、密封槽；11、密封圈；12、密封塞；13、拉簧；14、密封件；15、阀杆；16、通孔；17、电动元件；18、液压元件；19、补液孔；20、补液环；21、进液孔；22、连接橡胶环；23、补液管；24、供水管道；25、水流控制器；26、控制器外壳；27、圆槽；28、变控芯；29、中心杆；30、活塞；31、压簧；32、电控推力元件；33、过渡孔；34、阀体；35、穿孔。
具体实施方式
参照附图对本发明作进一步说明。
三通球阀包括一个阀体进水孔1和两个阀体出水孔2，使得三通球阀能够在一个方向上进水，另外两个方向上出水。
实施例一：
如图1所示，一种阀芯，包括球形的阀芯本体3，阀芯本体3的底部和侧面分别成型有阀芯进水孔4和阀芯出水孔5，阀芯进水孔4与阀芯出水孔5在阀芯本体3中间的位置相连通。
如图1和图2所示，阀芯本体3顶部成型有用于与把手配合的方槽6，方槽6的底部开有连接孔7与阀芯本体3内部成型的内腔8相连通。阀芯本体3的内部成型有内腔8后，阀芯本体3各处壁厚均为a。阀芯本体3除开有阀芯出水孔5一侧以外的其他三侧均开有连通到内腔8的圆形活动密封口9，活动密封口9侧壁上靠近外侧端口的位置成型有环形的密封槽10，密封槽10内嵌有密封圈11。活动密封口9处安装有直径略小于活动密封口9内径的密封塞12，密封塞12的侧壁与密封圈11配合密封。密封塞12的内侧面与内腔8壁之间通过拉簧13连接带动密封塞12向内腔8内部的方向运动。密封塞12收入内腔8时，密封塞12朝外的一侧为阀芯本体3表面相吻合的弧形面。
如图1和图2所示，阀芯安装在阀体34内部使用时，阀体34内部的密封件14和阀芯本体3之间存在间隙。通过连接孔7向内腔8注入高压液体，密封塞12在高压液体的作用下克服拉簧13的作用力向外弹出，密封塞12与阀体34内部的密封件14配合达到密封的效果。在需要转动阀芯时，通过连接孔7泄压，泄压后密封塞12在拉簧13的作用下缩入内腔8，使得密封塞12不再与密封件14抵接，两者之间不存在摩擦阻力，因此转动阀芯更加轻松。
实施例二：
如图3和图4所示，一种阀芯，与实施例的区别仅在于：阀芯本体3的底部成型有阀芯进水孔4，且在阀芯本体3两个相对的侧面分别成型有两个阀芯出水孔5，两个阀芯出水孔5与阀芯进水孔4在阀芯本体3中部的位置相连通。阀芯本体3仅有另外两个相对侧面开有连通内腔8的活动密封口9，并安装有密封塞12、拉簧13等零件。
如图3和图4所示，两个活动密封口9的密封塞12均弹出与阀体34内的密封件14抵接时，三通球阀的两个阀体出水孔2均处于闭合状态。当两个阀芯出水孔5与两个阀体出水孔2对齐时，两个活动密封口9的密封塞12均收入内腔8，三通球阀的两个阀体出水孔2均处于开启状态。
实施例三：
如图5和图6所示，一种球阀，包括阀体34和实施例一或实施例二所述的阀芯，阀体34的底部开有阀体进水孔1，且在阀体34的两个相对侧面各开有一个阀体出水孔2，阀体34内部对应阀体进水孔1、阀体出水孔2的位置均安装有密封件14。阀体34内安装有***方槽6内的阀杆15，阀杆15中心开有贯穿阀杆15的通孔16，在阀杆15***方槽6内时，通孔16与连接孔7相连通。阀杆15的上部连接有带动阀杆15转动的电动元件17。阀杆15顶部连接有通过通孔16注入或排出高压液体的液压元件18。
实施例四：
如图7和图8所示，一种球阀，包括阀体34和实施例一或实施例二所述的阀芯，阀体34内对应阀体进水孔1和阀体出水孔2的位置均安装有密封件14，阀体34内安装有***方槽6内的阀杆15。阀杆15的上部安装有带动阀杆15转动的电动元件17，阀杆15的上端超出电动元件17。如图8和图9所示，阀杆15中心开有通孔16，通孔16的下端贯穿阀杆15使得阀杆15***方槽6内时通孔16与连接孔7相连通，通孔16另一端延伸到阀杆15的上端且并不贯穿阀杆15的上端面。阀杆15上端超出电动元件17位置的侧面开有一个或两个与通孔16相连通的补液孔19。
如图8和图9所示，阀杆15上端的外侧套有补液环20，补液环20与阀体34或者电动元件17固定连接，且阀杆15和补液环20之间能够相对转动。补液环20上与补液孔19等高的位置开有与补液孔19数量相同的进液孔21（在开有两个补液孔19时，两个补液孔19在补液环20内相连通并仅在补液环20的外侧面上形成一个孔），进液孔21位于补液环20内圈的位置安装有连接橡胶环22，通过连接橡胶环22连接补液孔19与进液孔21。如图7和图9所示，进液孔21位于补液环20外圈的一端连接有补液管23，补液管23的另一端连接液压元件18或供水管道24。
如图7和图10所示，在补液管23与供水管道24相连时，补液管23上还安装有水流控制器25。水流控制器25包括呈圆柱形的控制器外壳26，控制器外壳26的其中一个端面开有圆槽27，圆槽27内安装有变控芯28。变控芯28包括中心杆29以及分别连接在中心杆29两端和中部的三个活塞30，相邻的活塞30之间留有间距，每个活塞30的外侧与圆槽27的内壁紧密贴合形成密封面。靠近圆槽27底部一侧的活塞30和圆槽27底部之间安装有压簧31，远离圆槽27底部一侧的活塞30连接有向圆槽27底部方向施加推力的电控推力元件32，通过电控推力元件32带动变控芯28向圆槽27底部方向运动。控制器外壳26的侧面开有两个与圆槽27内部相连通的过渡孔33，补液管23的中部截断后截断处分别与两个过渡孔33相连。在压簧31处于自然状态时，两个过渡孔33正对变控芯28同一侧的两个活塞30之间；当压簧31处于压缩状态时，两个过渡孔33分别位于中部活塞30的两侧。
具体工作过程：电动元件17驱动阀杆15转动使得阀芯的阀芯出水孔5与阀体34的阀体出水孔2对齐时，进液孔21也与补液孔19对齐，电控推力元件32不动作，通过液压元件18或供水管道24对内腔8供给高压液体，带动密封塞12向外运动与密封件14配合形成密封。这时候阀体34的阀体进水孔1、与阀芯出水孔5对齐的阀体出水孔2相连通。
切换阀门状态时，电控推力元件32推动变控芯28使得压簧31被压缩，这时两个过渡孔33分别位于中部活塞30的两侧，相互之间不再连通。电动元件17驱动阀杆15转动使得阀芯的阀芯出水孔5与阀体34的阀体出水孔2错开，这时候进液孔21与补液孔19的位置也跟着错开。当进液孔21与补液孔19的位置也些许错开时，内腔8里的液体从补液孔19中流出，使得内腔8内部泄压，这时候密封塞12在拉簧13的作用下收入内腔8，这时候电动元件17即可轻松地驱动阀芯转动。
实施例五：
两通球阀包括位于相对侧面的一个阀体进水孔1和一个阀体出水孔2，使得两通球阀只能够一个方向进水，另外一个方向出水。
如图11所示，一种阀芯，包括球形的阀芯本体3，阀芯本体3的侧面开有贯穿阀芯本体3的穿孔35。阀芯本体3顶部成型有用于与把手配合的方槽6，方槽6的底部开有连接孔7与阀芯本体3内部成型的内腔8相连通。阀芯本体3侧面除被穿孔35贯穿的两侧以外的两侧均开有连通到内腔8的圆形活动密封口9。活动密封口9处安装有直径略小于活动密封口9内径的密封塞12，密封塞12的侧壁与活动密封口9配合密封。密封塞12的内侧面与内腔8壁之间通过拉簧13连接带动密封塞12向内腔8内部的方向运动。
实施例六：
如图12和图13所示，一种球阀，包括阀体34和实施例五所述的阀芯，阀体34的两个相对侧面分别开有阀体进水孔1和阀体出水孔2，阀体34内部对应阀体进水孔1、阀体出水孔2的位置均安装有密封件14。阀体34内安装有***方槽6内的阀杆15，阀杆15中心开有贯穿阀杆15下端面的通孔16，在阀杆15***方槽6内时，通孔16与连接孔7相连通。阀杆15的上部连接有带动阀杆15转动的电动元件17以及从通孔16注入或排出高压液体的液压元件18。
本具体实施例中的指定方向仅仅是为了便于表述各部件之间位置关系以及相互配合的关系。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种球阀，其特征是：包括阀体(34)和阀芯，所述阀体(34)内设有与阀芯联动的阀杆(15)，所述阀杆(15)上设有带动阀杆(15)转动的电动元件(17)；
其中，所述阀芯包括球形的阀芯本体(3)，所述阀芯本体(3)上设有相连通的阀芯进水孔(4)和阀芯出水孔(5)，其特征是：所述阀芯本体(3)上成型有活动密封口(9)，阀芯本体(3)仅沿一轴心线转动时，阀芯进水孔(4)和/或阀芯出水孔(5)能够与活动密封口(9)在转动过程中有一个或多个共同经过的指向方向；
所述活动密封口(9)内设有用于与阀体(34)内的密封件(14)配合的密封塞(12)，所述密封塞(12)设有带动其靠近或远离阀芯本体(3)中心的动力元件；
所述阀芯本体(3)的内部成型有内腔(8)，所述阀芯本体(3)上成型有连通内腔(8)的连接孔(7)，所述活动密封口(9)与内腔(8)相连通，所述密封塞(12)运动过程中始终与活动密封口(9)之间密闭；
所述阀芯本体(3)的顶部设有与阀杆(15)配合的方槽(6)，所述连接孔(7)位于方槽(6)的底部，所述阀杆(15)中部设有贯穿阀杆(15)下端面的通孔(16)，阀杆(15)***方槽(6)内时通孔(16)与连接孔(7)相连通，通过通孔(16)向内腔(8)输送高压液体；
所述通孔(16)上端延伸到阀杆(15)的上端且并不贯穿阀杆(15)的上端面，所述阀杆(15)上端超出电动元件(17)位置的侧面开有一个或两个与通孔(16)相连通的补液孔(19)；所述阀杆(15)上端的外侧套有补液环(20)，补液环(20)与阀体(34)或者电动元件(17)固定连接，所述补液环(20)上与补液孔(19)等高的位置开有一个或两个进液孔(21)，所述进液孔(21)位于补液环(20)内圈的位置安装有连接补液孔(19)与进液孔(21)的连接橡胶环(22)；所述进液孔(21)位于补液环(20)外圈的一端连接有补液管(23)，所述补液管(23)的另一端连接液压元件(18)或供水管道(24)，所述补液管(23)上安装有水流控制器(25)。
2.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述动力元件包括拉簧(13)，拉簧(13)位于内腔(8)的内部且两端分别与内腔(8)壁、密封塞(12)内侧壁固定连接。
3.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述密封塞(12)朝外的一侧为弧形面。
4.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述水流控制器(25)包括呈圆柱形的控制器外壳(26)，控制器外壳(26)的其中一个端面开有圆槽(27)，圆槽(27)内安装有变控芯(28)；变控芯(28)包括中心杆(29)以及分别连接在中心杆(29)两端和中部的三个活塞(30)，相邻的活塞(30)之间留有间距，每个活塞(30)的外侧与圆槽(27)的内壁紧密贴合形成密封面；靠近圆槽(27)底部一侧的活塞(30)和圆槽(27)底部之间安装有压簧(31)，远离圆槽(27)底部一侧的活塞(30)连接有向圆槽(27)底部方向施加推力的电控推力元件(32)；所述控制器外壳(26)的侧面开有两个与圆槽(27)内部相连通的过渡孔(33)，补液管(23)的中部截断后截断处分别与两个过渡孔(33)相连；在压簧(31)处于自然状态时，两个过渡孔(33)正对变控芯(28)同一侧的两个活塞(30)之间；当压簧(31)处于压缩状态时，两个过渡孔(33)分别位于中部活塞(30)的两侧。
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