強制密封球閥的製作方法

2023-05-28 21:56:36 1

本發明涉及閥門製造領域，特別是一種強制密封球閥。

背景技術：

閥門是應用十分廣泛的流體控制部件，具有導流、截流、調節、分流等作用。市場上常見的閥門通過旋轉閥芯使閥芯與閥座接觸而關閉閥門，由於多次開關閥門而使閥芯與閥座長期摩擦，很容易出現洩漏現象，而且普通球閥開閉所需要的力矩很大，即使閥芯與閥體沒有多次開啟，但也有可能出現密封不嚴的現象；在現有技術下，為了關緊閥門，在關閉閥門時而對閥門擰得過緊，造成閥芯對閥座的壓力過大而使閥座嚴重變形甚至損壞，而頻繁更換閥座是非常影響正常生產及工程進度；市場中多數的強制密封球閥不能準確控制閥芯對閥座的壓緊力，閥門的壓緊力通常情況都是由工人師傅憑藉自己的經驗而關閉的，這就經常造成閥門的關緊力或大或小的情況，也非常容易使閥門的傳動系統及零部件產生不必要的損壞。

技術實現要素：

本發明技術的目的在於提供一種密封效果更好，解決傳統閥門容易洩露的問題，這也是一種開關閥門力矩小、開閉閥門時閥座與閥芯無摩擦、能根據閥門在不同工況下推薦對應的最佳閥門關緊力、能實時監控閥座的受壓情況的強制密封球閥。

本發明通過以下技術方案實現：

一種強制密封球閥，包括閥體、閥芯、閥杆、手柄、閥蓋、閥座、閥杆架、柱銷、螺杆，所述閥芯頂部設有閥芯孔，所述閥芯孔內設有若干成對的可轉動的柱銷；所述閥杆的下部伸入閥芯孔內的柱銷之間相互配合，當球閥全關時，所述閥杆下端相對於柱銷相對移動，控制閥芯與閥體間的強制密封；

由於上述結構，在閥芯的頂部設有閥芯孔，閥芯孔內設置有一對以上可轉動的柱銷，閥杆下部伸入到閥芯孔內的柱銷之間，這樣設計以便於閥杆上下移動時，閥杆能夠與閥芯孔內的柱銷相互配合使閥芯與閥體形成強制密封面，而閥杆轉動時，閥杆帶動閥芯轉動，控制閥門的開和關。

一種強制密封球閥，所述閥杆的下部包括閥杆體、斜線段及直線段，其中直線段位於閥杆的端部，所述直線段的截面尺寸小於閥杆體的截面尺寸，所述直線段的中心線與閥杆的中心線重合/平行；其中直線段與閥杆體之間通過斜線段過渡連接，所述斜線段包括相對布置的內斜面與外斜面，所述內斜面與外斜面同向傾斜布置，所述外斜面將直線段的邊緣連接閥杆體的邊緣，所述內斜面將直線段連接至閥杆體並圓弧過渡。

由於上述結構，通過將閥杆下部設計成閥杆體、斜線段及直線段，內斜面與外斜面同向傾斜布置，能夠在閥杆向上、下移動時產生相對應的作用；直線段的中心線與閥杆的中心線重合/平行，使得直線段與柱銷互相作用時，閥芯與閥體之間不會形成強制密封面；閥杆上下移動能夠控制閥芯的轉動，使閥芯與閥座之間的強制密封面形成/消除。當閥杆向下移動，斜線段推動柱銷，使得閥芯向閥座方向轉動，從而使閥芯壓緊閥座形成強制密封面；當閥杆向上移動，斜線段推動柱銷，使得閥芯脫離閥座，強制密封消除。

一種強制密封球閥，所述閥芯的閥芯孔設有一對或兩對可轉動的柱銷，所述閥杆的下部伸入至成對的柱銷之間，所述閥杆下部的斜線段與直線段均能與柱銷接觸配合，使所述閥杆下部可相對於柱銷上下移動。

由於上述結構，設置一對或兩對可轉動的柱銷，使得與閥杆接觸的均為柱銷，閥杆上下移動時，柱銷也跟著一起轉動，閥杆與柱銷間的摩擦力很小。

一種強制密封球閥，所述閥芯底部設有轉柱，所述轉柱能夠支撐閥芯轉動。

由於上述結構，閥芯底部的轉柱能夠支撐閥芯自轉，同時轉柱還能夠支撐閥芯以轉柱為圓心的轉動，當閥芯與閥座形成強制密封面時，轉柱提供給閥芯支撐力的作用。

一種強制密封球閥，所述閥體內設有閥座，所述閥座為銅材質，所述閥座與閥芯相互配合而形成密封面。

由於上述結構，通過在閥體內設有閥座，使強制密封面由閥芯與閥座形成，閥芯直接擠壓的為閥座，閥座為銅材質，銅材質較軟，因此閥座發生形變而形成強制密封面，閥座體積更小，更易更換，價格比更換閥體更低。

一種強制密封球閥，所述閥體上安裝有閥蓋，所述閥蓋上安裝有閥杆架，所述閥杆架開設有螺旋限位槽，所述閥杆架套在閥杆上，所述閥杆通過傳動部件與手柄連接，所述螺杆穿過閥杆與閥杆架相互配合控制閥杆上下移動和轉動。

由於上述結構，通過在閥杆架上開設螺旋限位槽，螺杆穿過閥杆與螺旋限位槽互相配合，使得轉動手柄，能夠控制閥杆沿軸線自轉，也能夠控制閥杆的上下移動，更易控制閥門的開、關。

一種強制密封球閥，所述閥體與閥座之間設有監測系統，所述監測系統包括兩個壓力傳感器、MCU、及LED顯示器，所述壓力傳感器，一個用於測量閥座所受壓緊力，另一個用於測量閥體內的液體壓力，並分別傳遞至MCU；

所述MCU根據壓力傳感器傳遞的壓緊力值，將閥座所受的壓緊力實時顯示在LED顯示器上；MCU根據傳感器傳送的閥體內的液體壓力值，計算出在閥體內的液體壓力下，剛好完全密封閥門，閥芯作用於閥座的最佳壓緊力值，並將此最佳壓緊力值顯示在LED顯示器上；若閥座所受的壓緊力值超過閾值時，MCU控制LED顯示器發出報警信號，並根據不同情況使LED顯示器發出不同級別的警報。

由於上述結構，通過在閥座上設有壓力傳感器，壓力傳感器把閥座受力信號傳給MCU,MCU通過分析能夠判斷出閥座的受力程度並將受力數據顯示在LED顯示器上，若閥座受力接近或超過閥座的壓緊力閾值時，LED顯示器就會發出警告，根據不同級別警告分為黃色警告和紅色警告，最大警告級別為紅色警告，LED顯示閃爍紅色警示燈並顯示相應警告文字，其次為黃色警告，LED顯示閃爍黃色色警示燈並顯示相應警告文字；關閉閥門時，壓力傳感器可測得閥內的液體壓力，MCU可根據此液體壓力計算出在閥體內的此液體壓力下，剛好完全密封閥門，閥芯作用於閥座的最佳壓緊力值，操控者可以在LED顯示器中讀取該值，同時，LED顯示器也顯示閥內液體壓力值，操控制可通過手柄調節閥芯對閥座的力的大小，當閥芯對閥座的壓緊力值與MCU計算出的最佳關閉閥門的壓緊力值相等時，閥門關閉到最佳位置；閥門關閉到最佳時，LED顯示綠色提示燈，使操作者非常清楚調節閥芯對閥座的擠壓程度，使得此強制密封球閥更易操控。

本發明的有益效果是:

1、控制手柄能夠調節閥芯對閥座的壓緊力，因此當閥芯與閥座有一定的磨損之後也能夠有效關閉閥門，使得密封效果更好，不容易洩露；

2、打開閥門會先使閥芯與閥座脫離，關閉閥門時，閥芯轉動到關閉位置後，閥芯才與閥座有作用力，從而打開和關閉閥門的力矩很小，打開和關閉閥門不會使閥芯與閥座產生摩擦；

3、監測系統能夠實時反映閥芯對閥座的壓緊力，並在不同工況下，控制系統能夠提供閥芯對閥座的最佳壓緊力值，使得關閉閥門更輕鬆，避免對閥門操作失誤，最大限度保護閥門。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中標記：1為閥杆、1-1為閥杆體、1-2為斜線段、1-3為直線段、2為閥杆架、3為閥杆孔、4為螺杆、5為螺母、6為閥蓋、7為手柄、8為螺旋限位槽、9為柱銷、10為閥芯孔、11為閥芯、12為閥體、13為閥座、14為轉柱、15為監測系統。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作詳細描述。

如圖1所示一種強制密封球閥，包括閥杆1、閥杆體1-1、斜線段1-2、直線段1-3、閥杆架2、閥杆孔3、螺杆4、螺母5、閥蓋6、手柄7、螺旋限位槽8、柱銷9、閥芯孔10、閥芯11、閥體12、閥座13、轉柱14、監測系統15，所述閥芯11設於閥體12內，其特徵是：所述閥芯11頂部設有閥芯孔10，所述閥芯孔10內設有一對的可轉動的柱銷9，閥芯11底部設有一個轉柱14，轉柱14可以支持閥芯11自轉和以轉柱14為圓心的轉動，所述閥杆1的下部伸入閥芯孔10內的柱銷9之間相互配合，當球閥全關時，所述閥杆1下端相對於柱銷9上下移動，閥杆1的斜線段1-2和直線段1-3與能夠轉動的柱銷9接觸配合，使閥芯11能夠繞以轉柱14為圓心的轉動。閥芯11為不鏽鋼材質，當閥芯11順時針旋轉時，閥芯11與設於所述閥體12內的閥座13接觸配合形成強制密封面，由於閥座13體積比閥芯11小得多，更換也更方便，從成本上來說也更便宜，所以閥座13材質為比閥芯11不鏽鋼材質軟的銅，一硬一軟互相擠壓而形成強制密封面。所述閥杆1的下部包括閥杆體1-1、斜線段1-2及直線段1-3，其中直線段1-3位於閥杆1的端部，所述直線段1-3的截面尺寸小於閥杆體1-1的截面尺寸，所述直線段1-3的中心線與閥杆1的中心線重合/平行；其中直線段1-3與閥杆體1-1之間通過斜線段1-2光滑過渡連接，所述斜線段1-2包括相對布置的內斜面與外斜面，所述內斜面與外斜面同向傾斜布置，所述外斜面將直線段1-3的邊緣連接閥杆體1-1的邊緣，所述內斜面將直線段連接至閥杆體1-1並圓弧過渡；所述閥體12上通過螺栓安裝有閥蓋6，所述閥蓋6上用螺栓安裝有閥杆架2，所述閥杆架2開設有螺旋限位槽8，所述閥杆架2套在閥杆1上，所述閥杆1通過控制系統與手柄7連接，所述螺杆4穿過閥杆1與閥杆架2相互配合控制閥杆上下移動和轉動，以此來控制閥門的開關以及強制密封；所述閥體12與閥座13之間安裝監測系統15，所述監測系統15由兩個壓力傳感器、MCU、LED顯示器組成，所述壓力傳感器一個用來測量閥芯對閥座13的壓緊力值，另一個用來測量閥體12內的液體壓力值，所述MCU根據壓力傳感器傳遞的壓緊力值，將閥座所受的壓緊力實時顯示在LED顯示器上；MCU根據傳感器傳送的閥體內的液體壓力值，計算出在閥體內的液體壓力下，剛好完全密封閥門，閥芯作用於閥座的最佳壓緊力值，並將此最佳壓緊力值顯示在LED顯示器上；閥座13所受的壓力值達到閥座所能承受的壓力閾值的0.85倍時，LED顯示器顯示黃色警報，顯示相應警告文字；閥座13所受壓力值超過閥座所能承受的壓力閾值的0.95倍時，LED顯示器顯示紅色警報並顯示相應警告文字。

此發明強制密封球閥的動作原理是：

1、從閥門關閉到打開，順時針轉動手柄7，在穿過閥杆1的螺杆4與螺旋限位槽8及其他傳動部件共同作用下，先使閥杆7的斜線段推動柱銷9，閥杆7上移，閥杆7將作用力作用在柱銷9上，使閥芯11以轉柱14為圓心逆時針轉動，從而使閥芯11與閥座13分離，在LED顯示器顯示閥芯11對閥座13的壓緊力為零時，繼續順時針轉動手柄7，閥芯11才以閥杆1為軸線而自轉，轉動90°後，閥門全開。

2、從閥門打開到關閉，逆時針轉動手柄7，在此閥門傳動系統的作用下，先使閥杆1沿軸線先自轉，從而帶動閥芯11自轉，閥芯11從打開位置轉動到關閉位置後，繼續逆時針轉動手柄7，閥杆1向下移動，閥杆的斜線段1-2推動柱銷9，使閥芯11以轉柱14為圓心而順時針轉動，閥芯11略微擠壓閥座13，安放在閥座13後的壓力傳感器就會將壓緊力值信號發送給MCU，MCU經過處理將壓緊力值顯示在LED顯示器上，此後，操控者根據LED顯示器上的數值來操控手柄7控制閥門的壓緊力，同時，壓力傳感器將閥內液體壓力的信號傳給MCU,MCU將信號經過處理後使LED顯示器上顯示閥內壓力及最佳關閉閥門所需壓緊力值；閥座13所受的壓力值達到閥座所能承受的壓力閾值的0.85倍時，LED顯示器顯示黃色警報，顯示相應警告文字；閥座13所受壓力值超過閥座所能承受的壓力閾值的0.95倍時，LED顯示器顯示紅色警報並顯示相應警告文字。