一種浮動球閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種浮動球閥，包括閥體、球體、閥座和閥桿，該閥體內(nèi)包括一閥體腔，該球體和該閥座均放置于該閥體腔內(nèi)，該閥桿與該球體連接并置于該閥體上，該閥座通過一彈性元件與該閥體連接；當(dāng)該浮動球閥閉合時，該浮動球閥的球體與閥座均在該閥體腔內(nèi)移動。
【專利說明】一種浮動球閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于流體控制的閥門，尤其涉及一種浮動球閥。
【背景技術(shù)】
[0002]球閥是一種由啟閉件(球體)由閥桿帶動，并繞閥桿的軸線作90度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的閥門，主要用于流體的調(diào)節(jié)與控制。球閥自誕生以來，被廣泛的應(yīng)用在石油煉制、長輸管線、化工、造紙、制藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業(yè)，屬于機(jī)械領(lǐng)域中必不可少的零部件。
[0003]球閥的主要特點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)緊湊簡單，密封可靠，維修方便，密封面與球面在介質(zhì)壓力的作用下常處于閉合狀態(tài)，不易被介質(zhì)沖蝕，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì)，而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等，在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。
[0004]現(xiàn)有【技術(shù)領(lǐng)域】，球閥可以分為浮動球閥和固定球閥。其中，浮動球閥是指球閥的球體是浮動的，在介質(zhì)壓力作用下，球體能產(chǎn)生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上，保證出口端密封。壓力越大時，密封性能也越好，但是啟動關(guān)閉的扭矩隨壓力的增大而增大。浮動球球閥的結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，但球體承受工作介質(zhì)的載荷全部傳給了閥座，因此要考慮閥座能否經(jīng)受得住球體介質(zhì)的工作載荷，在受到較高壓力擠壓時，柔性的閥座材料發(fā)生偏移，因而密封效果下降。這種結(jié)構(gòu)，一般用于中低壓、小口徑場合。
[0005]固定球閥與浮動球閥相比，球體不浮動，閥座可動。工作時，閥前流體壓力在球體上產(chǎn)生的作用力全部傳遞給閥桿，不會使球體向閥座移動，因而閥座不會承受過大的壓力，所以固定球閥的扭矩小、閥座變形小，密封性能穩(wěn)定、使用壽命長，適用于高壓、大口徑場合。通常而言，固定球閥為了使球體固定，而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝相對于浮動球閥復(fù)雜。
[0006]與固定球閥相比較，浮動球閥的制造工藝簡單，成本低廉，但是由于全部壓力被閥座承受，因此導(dǎo)致開啟關(guān)閉浮動球閥時需要的驅(qū)動力非常大。另一方面，由于現(xiàn)有技術(shù)中的浮動閥座都是柔性閥座，多選用聚四氟乙烯制成，見專利CN201020182464.6，當(dāng)介質(zhì)壓力增大，球體傳遞給閥座的壓力也會增加，導(dǎo)致閥座磨損增大，因而密封性能下降。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中需要一種能有效克服上述缺陷的新的浮動球閥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種球體、閥座雙浮動型浮動球閥。
[0009]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種浮動球閥，包括閥體、球體、閥座和閥桿，該閥體內(nèi)包括一閥體腔，該球體和該閥座均放置于該閥體腔內(nèi)，該閥桿與該球體連接并置于該閥體上，其特征在于，該閥座通過一彈性元件與該閥體連接；當(dāng)該浮動球閥閉合時，該浮動球閥的球體與閥座均在該閥體腔內(nèi)移動。
[0010]更進(jìn)一步地，該彈性元件為螺旋彈簧，該螺旋彈簧的一端與該閥座連接，另一端與該閥體連接。
[0011]更進(jìn)一步地，該閥座由剛性材料制成。該閥座由金屬或陶瓷制成。該閥座包括一密封圈，該閥座通過該密封圈與該球體連接。該閥座在靠近該球體的一面上包含一第一凹槽，該第一凹槽用于放置該密封圈。該閥座在靠近該閥體的一面上包括一第二凹槽，該第二凹槽用于放置一第二密封圈。該第二密封圈為O型密封圈或V型密封圈。
[0012]更進(jìn)一步地，該閥座與該閥體之間包括一間隙。該球體在該閥體腔內(nèi)可移動的距離大于該間隙。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的浮動球閥，首次將球體、閥座同時設(shè)計成為可浮動，并利用彈性元件使閥座和閥體之間通過彈性元件連接。這樣能同時實現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]第一、由于壓力被多個部件分散，使該浮動球閥可以使用在更大尺寸的管道中，用于更大的壓力環(huán)境下；第二、由于球體、閥座均可浮動，使該浮動球閥在開啟時無需事先移開閥座，僅通過二者之間的位置調(diào)節(jié)即可實現(xiàn)低扭矩、易開啟；第三、閥座采用了剛性材料，并且壓力被多個部件分散，使該浮動球閥的使用壽命更長、結(jié)構(gòu)更牢靠；第四、本發(fā)明所提供的閥座和球體可以使用在溫度、壓力變化較大等惡劣環(huán)境下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。
[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)所提供的浮動球閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明所提供的浮動球閥的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一種具體實施例的閥座及浮動球閥。然而，應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明理解成并不局限于以下描述的這種實施方式，并且本發(fā)明的技術(shù)理念可以與其他公知技術(shù)或功能與那些公知技術(shù)相同的其他技術(shù)組合實施。
[0019]在以下描述中，為了清楚展示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作方式，將借助諸多方向性詞語進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)將“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“內(nèi)”、“向外”、“向內(nèi)”、“軸向”、“徑向”
等詞語理解為方便用語，而不應(yīng)當(dāng)理解為限定性詞語。
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中浮動球閥的開啟狀態(tài)。其中10是閥桿、11是球體、12是介質(zhì)通道，13是閥體，14是閥座。現(xiàn)有技術(shù)中，浮動球閥所使用的閥座14必須是彈性材料制成，否則在浮動球閥的關(guān)閉狀態(tài)下，無法實現(xiàn)密封。在浮動球閥的開啟狀態(tài)下，介質(zhì)流經(jīng)介質(zhì)通道12和球體11。現(xiàn)有技術(shù)中球閥由關(guān)閉進(jìn)入開啟時都希望能盡量減少閥桿的扭矩，這樣既能減少開啟時需要的驅(qū)動力，還能降低閥座的磨損，避免密封性能的下降。為了減少閥桿的開啟扭矩，就必須想辦法減少閥座和球體之間的摩擦力。
[0021]圖2是本發(fā)明所提供的用于浮動球閥的閥座的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中所示出的浮動球閥，此時為閉合狀態(tài)。其中閥體構(gòu)成一閥體腔，球體和閥座都放置于該閥體腔內(nèi)。該浮動球閥開啟時，閥體腔中充滿了介質(zhì)，介質(zhì)流經(jīng)所述球體24和通道22。由于本發(fā)明的球體24和閥座26都可以在閥體腔內(nèi)移動，因此，當(dāng)介質(zhì)進(jìn)入閥門以后，在球體腔內(nèi)介質(zhì)的壓力推動下，可浮動的球體24與可移動的閥座26進(jìn)行密合。由于閥座26通過一彈性元件23與閥體連接，因此當(dāng)閥座26上承受的壓力增加時，彈性元件23會吸收掉部分壓力。閥座26與閥體21之間存有一間隙dl。當(dāng)通道22內(nèi)介質(zhì)所產(chǎn)生的壓力持續(xù)增大時，推動該球體24移動。球體在通道內(nèi)可以移動的范圍d2大于閥座可移動的范圍dl。當(dāng)閥座26移動至極限時，閥座26同時緊貼閥體21和彈性元件23，于是球體與閥座之間的壓力被分散至由閥座、彈性元件、閥體三個部件來承受，同時體腔內(nèi)壓力分布也發(fā)生了變化。因此與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的球體、閥座同時可以浮動的球閥更適應(yīng)于較大口徑和更高的壓力環(huán)境下。
[0022]本發(fā)明所提供的浮動球閥，當(dāng)閥桿20開始旋轉(zhuǎn)時，由于閥座26與球體24之間的摩擦力的存在，自動擠壓彈簧23發(fā)生形變，彈簧通過形變將摩擦力吸收，因此開啟時扭矩大大減小。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，閥座無法移動將承受全部的介質(zhì)壓力，顯然摩擦力就大，導(dǎo)致閥座在多次開啟閉合時的磨損增大。
[0023]現(xiàn)有技術(shù)中，浮動球閥所使用的閥座必須是彈性材料制成，否則無法實現(xiàn)密封。本發(fā)明中，由于閥座26同樣可以在閥體腔中浮動，因此本發(fā)明中閥體采用剛性材料，如金屬、陶瓷等制成，同時，閥座與球體接觸表面仍由摩擦系數(shù)較小的塑性材料覆蓋。這樣的話,更加增強(qiáng)了閥座本身的使用壽命，又不增大摩擦壓力，減少了因閥座損壞導(dǎo)致的密封效果變差的風(fēng)險。在另一種較佳實施方式中，為了實現(xiàn)最佳的密封效果，該閥座26在靠近球體的一個面上增加了一個凹槽，該凹槽25中用于放置塑性材料密封件。這樣當(dāng)球體24與閥座26接觸時，因為塑料密封件的存在使介質(zhì)不會在球體與閥座之間流出，并且因為該塑料密封件的受壓力作用下變形小，因此球體在與閥座26貼緊受壓后不會嚴(yán)重?fù)p壞閥座表面的塑性材料。與此同時，我們還可以在閥座26與閥體21連接的一個面上再增設(shè)一個凹槽27，用于放置O型或V型等多種形狀的密封圈。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的浮動球閥，可以適用于溫度、壓力變化劇烈的環(huán)境下，這是因為當(dāng)?shù)蜏匕l(fā)生時，球閥材料的熱膨脹率不同以及冷縮形變，可浮動的球體和可浮動的閥座兩者之間相互調(diào)節(jié)壓力，因而不需要人工干預(yù)，自動達(dá)到較佳密封效果。當(dāng)壓力增大時，壓力被多個零部件分散承受，因為不會因為單一零件負(fù)荷過重而發(fā)生形變。
[0024]本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種浮動球閥，包括閥體、球體、閥座和閥桿，所述閥體內(nèi)包括一閥體腔，所述球體和所述閥座均放置于所述閥體腔內(nèi)，所述閥桿與所述球體連接并置于所述閥體上，其特征在于，所述閥座通過一彈性元件與所述閥體連接；當(dāng)所述浮動球閥閉合時，所述球體與閥座均在所述閥體腔內(nèi)移動。
2.如權(quán)利要求1所述浮動球閥，其特征在于，所述彈性元件為多個螺旋彈簧，所述螺旋彈簧的一端與所述閥座連接，另一端與所述閥體連接。
3.如權(quán)利要求1所述浮動球閥，其特征在于，所述閥座由剛性材料制成。
4.如權(quán)利要求3所述浮動球閥，其特征在于，所述閥座由金屬或陶瓷制成。
5.如權(quán)利要求3所述浮動球閥，其特征在于，所述剛性閥座包括一密封圈，所述閥座通過所述密封圈與所述球體連接。
6.如權(quán)利要求5所述浮動球閥，其特征在于，所述剛性閥座在靠近所述球體的一面上包含一第一凹槽，所述第一凹槽用于放置所述密封圈。
7.如權(quán)利要求6所述浮動球閥，其特征在于，所述剛性閥座在靠近所述閥體的一面上包括一第二凹槽，所述第二凹槽用于放置一第二密封圈。
8.如權(quán)利要求7所述浮動球閥，其特征在于，所述第二密封圈為O型密封圈或V型密封圈。
9.如權(quán)利要求1所述浮動球閥，其特征在于，所述閥座與所述閥體之間包括一間隙。
10.如權(quán)利要求9所述浮動球閥，其特征在于，所述球體在所述閥體腔內(nèi)可移動的距離大于所述間隙。
【文檔編號】F16K5/08GK103982671SQ201410163376
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】賀增華 申請人:賀增華