專利名稱：擺動球低力矩球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于輸送流體介質(zhì)管道上的開關(guān)球閥。
普通球閥，為了達(dá)到密封的目的，使球體與密封件始終處于壓緊接觸狀態(tài)，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，但在球閥前后壓差較小時，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(jié)構(gòu)復(fù)雜，開關(guān)過程繁瑣，除旋轉(zhuǎn)動作外，同時還要有一套杠桿機(jī)構(gòu)提升閥桿，才能轉(zhuǎn)動球體，且體積大而笨重。
基于以上狀況，本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、采用動態(tài)密封的擺動球低力矩球閥。
最佳實施方案如

圖1所示。該閥由閥桿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桿間歇轉(zhuǎn)動的棘輪控制機(jī)構(gòu)，如圖2所示，它由閥桿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(jī)構(gòu)，如圖5所示，它由閥桿1下部的凸輪、棘輪6、凸輪套7、右閥體8及球塞9組成;有起密封作用的上游動態(tài)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(guān)時，棘輪控制機(jī)構(gòu)和凸輪擺球機(jī)構(gòu)的位置。開閥時，閥桿逆時針旋轉(zhuǎn)30°，其間棘爪與棘輪呈脫離狀，圓柱銷僅在槽內(nèi)滑動，棘輪不動，球塞亦不動(見圖2)。與此同時，閥桿下端部的凸輪逆時針旋轉(zhuǎn)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(tài)。當(dāng)閥桿繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)90°時，其間，棘爪進(jìn)入與棘輪嚙合狀態(tài)，撥盤上之圓柱銷驅(qū)使棘輪轉(zhuǎn)動，棘輪通過凸輪套帶動球塞轉(zhuǎn)過90°，球閥全開(見圖4)。關(guān)閥時，閥桿順時針旋轉(zhuǎn)90°，處于嚙合狀態(tài)的棘爪驅(qū)動棘輪順時針轉(zhuǎn)過90°，球塞亦隨之轉(zhuǎn)過90°處于關(guān)閉位置(見圖1)。此時，棘爪由于其尾部作用于閥體內(nèi)壁曲面而與棘輪脫離(見圖2)。繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)動閥桿30°，圓柱銷在槽內(nèi)空滑，棘輪亦不轉(zhuǎn)動(見圖3)，而只是閥桿端部的凸輪作用于凸輪套，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(xiàn)球閥關(guān)閉且達(dá)到強(qiáng)制密封之目的。
擺動球低力矩球閥的特點是1.由于在球塞轉(zhuǎn)動前，先將球塞擺離了密封座，故在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動十分輕便。理論分析和實驗結(jié)果表明，最大開啟力矩約為普通球閥的1/3。
2.閥桿只需旋轉(zhuǎn)120°即可實現(xiàn)全開或全關(guān)，無須其他配合動作，故操作簡便。
3.采用上游動態(tài)密封裝置，不論上游介質(zhì)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范圍內(nèi)，取若干點進(jìn)行密封性能試驗，保壓30分鐘，無任何滲漏。
4.擺動球技術(shù)與上游動態(tài)密封技術(shù)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(zhuǎn)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(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。
6.可用動力驅(qū)動開關(guān)，亦可由人力開關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種擺動球低力矩球閥。該閥由閥桿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。其特征在于該閥中包含有控制閥桿間歇轉(zhuǎn)動的棘輪控制機(jī)構(gòu)，它由閥桿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(jī)構(gòu)，它由閥桿1下部的凸輪、棘輪6、凸輪套7、右閥體8及球塞9組成；有起密封作用的上游動態(tài)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(quán)利要求1所述的擺動球低力矩球閥，其特征在于凸輪與閥桿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(jié)構(gòu)，凸輪套外有兩個導(dǎo)向平面。
3.如權(quán)利要求1所述的擺動球低力矩球閥，其特征在于閥桿1與撥盤4之間采用鍵聯(lián)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。棘輪空套在閥桿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(nèi)腔兩導(dǎo)向平面與凸輪套導(dǎo)向平面配合聯(lián)接，并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(quán)利要求1所述的擺動球低力矩球閥，其特征在于上游動態(tài)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(huán)隙密封不漏。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于輸送流體介質(zhì)管道上的開關(guān)球閥，屬于閥門技術(shù)領(lǐng)域。需要解決的技術(shù)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(shù)特征在于1.凸輪擺球機(jī)構(gòu)。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，并實現(xiàn)強(qiáng)制密封。2.棘輪控制機(jī)構(gòu)。它能控制閥桿按一定規(guī)律間歇轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)球閥的開關(guān)。3.上游動態(tài)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(yōu)先權(quán)日1991年12月14日
發(fā)明者李著信, 蒲家寧, 蘇毅, 楊建勇 申請人:中國人民解放軍后勤工程學(xué)院