[发明专利]无磨损增压球阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种球阀，特别是一种无磨损增压球阀。

背景技术

目前阀门存在的若干问题：

一、关于使用寿命问题

使用寿命是阀门质量重要的技术指标，工程期待在使用周期内有一个完好的密封副(阀体阀座部分的密封件，下同)，其密封性能应达到标准的要求。

阀门为了达到可靠的密封，在密封副间需增加较大的密封比压，即互相挤压，在开启或关闭过程中相对运动的结果会出现擦伤现象，严重的擦伤(即使较微小的划痕)将使阀门丧失密封性能，阀门需要更换或维修。

解决此问题有下面的途径：

1、密封副材料的选配：

(1)采用耐磨、耐温但价格昂贵金属(如钴铬钨合金)。在重要且密封要求高的场合，多选用此方案。

(2)密封副合理的配对，如不同材料的配对，或两金属间的硬度差等。

上述两种方案，无论哪一种都存在擦伤破坏的可能，只是相对地提高使用周期，并不是最完美的解决方法。

2、结构改进

阀门工业的设计者不断努力寻找一种新的结构形式，试图避免在相对运动中被擦伤，如轨道式球阀，三偏心蝶阀等，这些都不可避免地在瞬间产生擦伤，但会得到很大的改善。

二、关于操作力矩问题

通用阀门的操作力都是比较大的，有时一人或者两人都无法开/关，需要依靠涡轮涡杆装置或气动、电动装置。无论闸阀、截止阀或球阀都是如此。例如PN4.0MPa，DN100球阀，操作手柄长度大于650mm。操作力矩大于350N/M。

三、降低流阻系数，减少能耗对于节能有十分重要意义。

通用闸阀、截止阀的流阻系数较大。

四、制造、安装与维护问题

通用阀门制造的最大的难度在于密封副，如闸阀的阀板与阀座的吻合度，球阀的球体圆度等加工精度要求高。维持也是很困难的。同时，通用阀门没有显示操作力矩，给设计和操作带来许多不便。

因此，如何解决上述问题，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供使用寿命长、开/关力矩小，流阻系数小，节能效果好和制造、安装、维护简便的一种无磨损增压球阀。

为解决上述技术问题，本发明的一种无磨损增压球阀，包括阀体、阀芯和控制阀芯旋转切换的阀杆，阀体设有流道，阀芯设有可连通流道的通道，其中：阀芯侧面设有活塞腔，活塞腔中设有可封闭流道的伸缩球面活塞，阀体上设有连接活塞腔的增压机构控制球面活塞伸缩切换。

采用上述结构的本发明的技术方案，增压机构中的流体经增压通道进入活塞腔并作用于球面活塞，通过控制流体压力，可使球面活塞产生伸缩运动。向外伸长时，则压紧阀体密封环以达到密封的要求；球面活塞向内收缩时，球面与阀座两者之间形成一个适宜的间隙。此时转动手柄，阀门便可处于开启或关闭状态。由于间隙的存在，因此在阀门在开或关过程中，其密封副不会产生擦伤磨损破坏，并且其操作力矩也是很小的。

其中通过球面活塞伸缩运动可压紧或松开流道的内口，实现阀芯的球面活塞外侧球面与流道的内口之间形成开启间隙。在密封时能主动施加正压力密封比压实现主动式压紧流道的内口密封，开启时通主动降压使阀心的密封副之间具有开启间隙，在开启或关闭过程中密封副没有接触，始终存在适当的间隙，这样就不可能产生擦伤破坏的现象。阀心的密封副和阀体之间无摩擦力矩，仅是阀芯的重量及增压机构处Y形圈的摩擦力矩是很小的，很轻松便可进行开/关操作。本专利的球面密封件是截球面，不是整个球体，而且密封比压是正压力，因此对于球面加工要求远低于整体球。维修也不困难。此外本专利属于顶装式，维修阀门时不需要从管道上拆除即可进行维护工作。

本发明的进一步改进技术方案：

上述的无磨损增压球阀，增压机构包括增压缸体、螺母、增压活塞和活塞杆，螺母设置增压缸体上部，活塞杆螺接在螺母中、下端连接增压活塞，阀杆穿插增压活塞和活塞杆中轴、其内端连接阀芯、延伸外端壁设扳动螺口、轴向设有轴向通道连通增压缸体的增压腔。

上述的无磨损增压球阀，阀芯设有使活塞腔与增压机构相连接的增压通道。

上述的无磨损增压球阀，流道为直通流道，球面活塞对称设置在通道两侧。

上述的无磨损增压球阀，增压缸体上设有支承板与防转块，螺母定位在支承板与防转块之间。

上述的无磨损增压球阀，阀杆上部设有上卡簧、下部设有凸台、外端连接有压力表，增压活塞中设台阶位，上卡簧定位在活塞杆上端，凸台位于台阶位中。