擺動球低力矩球閥的製作方法
2023-08-07 05:51:41
專利名稱：擺動球低力矩球閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於輸送流體介質管道上的開關球閥。
普通球閥，為了達到密封的目的，使球體與密封件始終處於壓緊接觸狀態，閥門開啟力矩大。通徑Dg80mm以上的球閥，人力開啟已十分困難。針對上述不足，美國專利1979年第4174090號，公開了一種浮動球球閥，該閥可部分地減小開啟力矩，但在球閥前後壓差較小時，效果不夠明顯。美國專利1979年第4141536號介紹了一種擺動球閥，有效地減小了開啟力矩，但閥體結構複雜，開關過程繁瑣，除旋轉動作外，同時還要有一套槓桿機構提升閥杆，才能轉動球體，且體積大而笨重。
基於以上狀況，本發明的目的在於設計一種結構簡單、操作簡便、採用動態密封的擺動球低力矩球閥。
最佳實施方案如
圖1所示。該閥由閥杆1、壓蓋2、平鍵3、撥盤4、圓柱銷5、棘輪6、凸輪套7、右閥體8、球塞9、擺球座10、旋塞11、密封座12、左閥體13、密封圈14、壓板15、棘爪16、銷17、蓋板18、填料19及壓緊螺母20等零件組成。該方案中包含有控制閥杆間歇轉動的棘輪控制機構，如圖2所示，它由閥杆1、平鍵3、撥盤4、圓柱銷5、棘輪6、右閥體8、棘爪16、銷17及扭簧21組成;有推動球塞擺動的凸輪擺球機構，如圖5所示，它由閥杆1下部的凸輪、棘輪6、凸輪套7、右閥體8及球塞9組成;有起密封作用的上遊動態密封裝置，如圖7所示，它由球塞9、密封座12、左閥體13、密封圈14、壓板15、螺釘22及O型圈23組成。
圖3、圖6分別表示閥門全關時，棘輪控制機構和凸輪擺球機構的位置。開閥時，閥杆逆時針旋轉30°，其間棘爪與棘輪呈脫離狀，圓柱銷僅在槽內滑動，棘輪不動，球塞亦不動(見圖2)。與此同時，閥杆下端部的凸輪逆時針旋轉30°，帶動凸輪套、球塞向右擺動而完全與密封圈脫離，圖1、圖5所示即為此時的狀態。當閥杆繼續逆時針旋轉90°時，其間，棘爪進入與棘輪嚙合狀態，撥盤上之圓柱銷驅使棘輪轉動，棘輪通過凸輪套帶動球塞轉過90°，球閥全開(見圖4)。關閥時，閥杆順時針旋轉90°，處於嚙合狀態的棘爪驅動棘輪順時針轉過90°，球塞亦隨之轉過90°處於關閉位置(見圖1)。此時，棘爪由於其尾部作用於閥體內壁曲面而與棘輪脫離(見圖2)。繼續順時針轉動閥杆30°，圓柱銷在槽內空滑，棘輪亦不轉動(見圖3)，而只是閥杆端部的凸輪作用於凸輪套，迫使凸輪套和球塞一起向左擺動，壓緊密封圈(見圖6)，從而實現球閥關閉且達到強制密封之目的。
擺動球低力矩球閥的特點是1.由於在球塞轉動前，先將球塞擺離了密封座，故在轉動球塞時，消除了球塞和密封圈之間的摩擦，有效地減小了開啟力矩，致使轉動十分輕便。理論分析和實驗結果表明，最大開啟力矩約為普通球閥的1/3。
2.閥杆只需旋轉120°即可實現全開或全關，無須其他配合動作，故操作簡便。
3.採用上遊動態密封裝置，不論上遊介質壓力高或低，均能將密封圈貼緊在球塞上，保證了高低壓密封性能可靠。實驗表明，在0.4～4MPa範圍內，取若干點進行密封性能試驗，保壓30分鐘，無任何滲漏。
4.擺動球技術與上遊動態密封技術相配合，能保證密封比壓不致過大，球塞與密封圈之間無相對轉動，無摩擦及磨損，密封圈的使用壽命可大大延長。
5.操作簡便、動作平穩、結構緊湊、體積小、重量輕。
6.可用動力驅動開關，亦可由人力開關。
權利要求
1.一種擺動球低力矩球閥。該閥由閥杆1、壓蓋2、平鍵3、撥盤4、圓柱銷5、棘輪6、凸輪套7、右閥體8、球塞9、擺球座10、旋塞11、密封座12、左閥體13、密封圈14、壓板15、棘爪16、銷17、蓋板18、填料19及壓緊螺母20等零件組成。其特徵在於該閥中包含有控制閥杆間歇轉動的棘輪控制機構，它由閥杆1、平鍵3、撥盤4、圓柱銷5、棘輪6、右閥體8、棘爪16、銷17及扭簧21組成；有推動球塞擺動的凸輪擺球機構，它由閥杆1下部的凸輪、棘輪6、凸輪套7、右閥體8及球塞9組成；有起密封作用的上遊動態密封裝置，它由球塞9、密封座12、左座體13、密封圈14、壓板15、螺釘22及O型圈23組成。
2.如權利要求1所述的擺動球低力矩球閥，其特徵在於凸輪與閥杆1是一個零件，凸輪是一被截去凸項部分的偏心圓柱，凸輪套7與球體9之間為剛性結構，凸輪套外有兩個導向平面。
3.如權利要求1所述的擺動球低力矩球閥，其特徵在於閥杆1與撥盤4之間採用鍵聯接。撥盤上裝有圓柱銷5、棘爪16。棘爪16上裝有一扭簧21，以保證棘爪壓向棘輪。棘輪空套在閥杆1上，其上部開有供圓柱銷5滑動的滑槽，下部套在凸輪套7上，內腔兩導向平面與凸輪套導向平面配合聯接，並在圓弧部分留有擺動間隙。棘輪6上還有兩個對稱分部的凸臺與右閥體8上的限位滑槽配合。
4.如權利要求1所述的擺動球低力矩球閥，其特徵在於上遊動態密封裝置可在壓板15和左閥體13之間作微量的移動，既保證高、低壓密封，又保證密封比壓不致過大。O型圈則可使密封座12與右閥體13之間的環隙密封不漏。
全文摘要
本發明涉及一種用於輸送流體介質管道上的開關球閥，屬於閥門技術領域。需要解決的技術問題是降低球閥的開啟力矩、提高密封性能及延長密封圈的使用壽命。主要技術特徵在於1.凸輪擺球機構。它能使球塞擺動，以消除摩擦，減小開啟力矩，延長密封圈的使用壽命，並實現強制密封。2.棘輪控制機構。它能控制閥杆按一定規律間歇轉動，實現球閥的開關。3.上遊動態密封裝置。它與擺球動作配合，以保證高低壓密封性能可靠。
文檔編號F16K31/44GK1073247SQ91111529
公開日1993年6月16日 申請日期1991年12月14日 優先權日1991年12月14日
發明者李著信, 蒲家寧, 蘇毅, 楊建勇 申請人:中國人民解放軍後勤工程學院