球型阀球芯的制作方法

本发明涉及阀门领域，尤其涉及一种球型阀球芯。

背景技术：

石油、化工、电力、冶金、建材等工业领域用于输送液体、气体及固体混合介质的管道通常需要使用阀门来进行调节和关断。

现有的球型阀门一般采用两通球芯结构，球芯内设有供介质流通的介质通道，介质通道贯穿球芯的相对两侧，并形成上游通道口与下游通道口。阀门全开时，球芯的介质通道完全连通上游和下游，而阀腔没有与上游或下游连通，阀腔内的介质无法排放到下游管道中。

阀门半开时，球芯发生转动，介质通道连通上游介质和下游介质的同时，阀腔的一部分区域通过上游通道口与阀座入口之间的间隙连通，另一部分区域通过下游通道口与阀座出口之间的间隙连通，但是阀腔的这两部分区域却由于球芯的存在而没有直接连通，存在很多死区，介质流入阀腔后很容易在这些死区中沉积下来。

阀门全关时，球芯上的上游通道口和下游通道口全部转入阀腔，球芯的相对两侧即可将阀座入口和阀座出口完全堵住，从而截断介质上游和下游，球芯相对两侧用于密封阀座入口和阀座出口的区域就位于球芯表面上游通道口和下游通道口之间，此时阀腔没有与上游或下游连通，阀腔内的介质无法排放到下游管道中，依然沉积在阀腔内。

这种球型阀门由于阀腔内经常沉积介质，容易造成堵塞，导致球阀打不开或关不断，甚至抱死等现象，从而导致阀门使用寿命不长，尤其不适用半固体介质和固体介质的流通与关断；又由于阀腔无法与上下游完全连通，介质对球芯冲刷力强，容易磨损球芯，大大降低球芯的使用寿命。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种加工容易且成本低、易清洁疏通阀腔、减缓自身磨损程度、延长阀门使用寿命的球型阀球芯。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种球型阀球芯，它设置于连通上游介质和下游介质的球型阀内，球型阀球芯内设有供介质流通的介质通道，所述介质通道贯穿所述球型阀球芯的相对两侧，并包括上游通道口与下游通道口，所述上游通道口和下游通道口均位于所述球型阀球芯的表面，所述球型阀球芯的表面设有阀杆安装部和在球型阀全开时密封阀腔的两个对称的隔断密封区以及在球型阀全关时切断上游介质的一个切断密封区或分别切断上游介质和下游介质的两个对称的切断密封区，所述阀杆安装部与所述球型阀球芯中心的连线与所述介质通道垂直；

所述球型阀球芯的表面还设有至少一个在球型阀半开时连通阀腔与上游介质或下游介质的凹面区，在球型阀半开时，所述凹面区的凹面口一部分朝向阀腔，另一部分朝向上游介质或下游介质；在球型阀全开时，所述凹面区的凹面口全部朝向阀腔；在球型阀全关时，所述凹面区的凹面口全部朝向上游介质或下游介质或阀腔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明产品可一体成型，加工容易且成本低，可适用于浮动球阀和固定球阀，实用性强。在球型阀半开时，球芯发生转动，介质通道连通上游介质和下游介质的同时，阀腔的一部分区域通过上游通道口与阀座入口之间的间隙连通，另一部分区域通过下游通道口与阀座出口之间的间隙连通；此时凹面区的凹面口一部分朝向阀腔，另一部分朝向上游介质或下游介质，可实现阀腔与上游介质或下游介质的连通，进而实现阀腔与上游介质、下游介质的同时连通，球型阀半开时介质可对阀腔进行自动清洁疏通，解决传统球阀阀腔易堵塞与抱死的问题；同时由于凹面区的存在，球芯在阀腔内转动时与阀座的接触面积必然减小，磨损面积和剪切面积也大大减小，可有效减缓球芯与阀座的自磨损，并增强球芯与阀座对介质的剪切能力，介质很难进入密封副之间产生划伤，从而大大延长球芯与阀座的使用寿命，并且在球型阀半开过程中，介质进入阀腔的流通面积必然增大，流速会降低，冲击力会减小，对球芯的损害程度也会越轻；多方作用之下球型阀的使用寿命将会大大延长。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

作为本发明的一种优选实施方式，所述凹面区包括至少一个第一凹面区和/或至少一个第二凹面区，所述第一凹面区位于所述切断密封区内，所述第二凹面区位于相邻的所述隔断密封区与所述切断密封区之间，在球型阀全关时，所述第一凹面区的凹面口全部朝向上游介质或下游介质，所述第二凹面区的凹面口全部朝向阀腔。

采用上述优选方案的有益效果是：

球芯在阀腔内转动时与阀座的接触面积更小，磨损面积更小，可更加有效减缓球芯与阀座的自磨损；在球型阀半开过程中，介质进入阀腔的流通面积更大，流速更低，冲击力更小，对球芯的损害程度更轻；并且清洁疏通阀腔的效果也更好，凹面区的设置更加灵活多样，方便制造加工，满足不同场合的需求。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述球型阀球芯的表面设有在球型阀全关时分别切断上游介质和下游介质的两个对称的切断密封区，所述凹面区包括多个第一凹面区，所述第一凹面区全部位于一个所述切断密封区内或者分别位于两个所述切断密封区。

采用上述优选方案的有益效果是：

球芯在阀腔内转动时与阀座的接触面积更小，磨损面积更小，可更加有效减缓球芯与阀座的自磨损；在球型阀半开过程中，介质进入阀腔的流通面积更大，流速更低，冲击力更小，对球芯的损害程度更轻；并且清洁疏通阀腔的效果也更好，凹面区的设置更加灵活多样，方便制造加工，满足不同场合的需求。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述球型阀球芯的表面设有在球型阀全关时分别切断上游介质和下游介质的两个对称的切断密封区，所述凹面区包括两个第一凹面区和八个第二凹面区，两个所述第一凹面区对称分布在两个所述切断密封区内，且每个所述第一凹面区的凹面口均一侧靠近所述上游通道口，另一侧靠近所述下游通道口，八个所述第二凹面区分别分布在相邻的所述隔断密封区与所述切断密封区之间。

采用上述优选方案的有益效果是：

球芯在阀腔内转动时与阀座的接触面积更小，磨损面积更小，可更加有效减缓球芯与阀座的自磨损；在球型阀半开过程中，介质进入阀腔的流通面积更大，流速更低，冲击力更小，对球芯的损害程度更轻；并且清洁疏通阀腔的效果也更好，更加适合用于双向关断工况。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述第一凹面区的凹面口呈圆形、椭圆形或长方形，所述第二凹面区的凹面口呈楔形。

采用上述优选方案的有益效果是：

既更加方便制造加工，又更加方便介质流通。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述阀杆安装部呈柱状，所述阀杆安装部的一端与所述球型阀球芯固定连接或一体成型，另一端设有阀杆安装槽。

采用上述优选方案的有益效果是：

阀杆安装部可避免进入阀腔内的介质对阀杆造成冲击，有效保护阀杆和阀杆填料，延长阀杆和阀杆填料的使用寿命，进而延长阀门的使用寿命。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述阀杆安装槽的槽腔呈柱状，槽腔截面呈齿轮状。

采用上述优选方案的有益效果是：

配合配套的阀杆使用，既可以有效避免阀杆在转动时与阀杆安装槽打滑而影响阀门使用，又可以有效避免阀杆与阀杆安装槽之间发生摩擦，大大延长阀杆与阀杆安装槽的使用寿命，进而延长阀门的使用寿命。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述球型阀球芯的表面远离阀杆安装部的一侧还设有与阀杆安装部对应的支撑轴，所述支撑轴的一端与所述球型阀球芯固定连接或一体成型。

采用上述优选方案的有益效果是：

支撑轴与球芯固定连接或一体成型，产品可直接适用于固定球阀，且在与固定球阀的阀座转动连接时更加方便，性能够好，球芯转动更加灵活，抗压抗磨损性能更强，更加经久耐用。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述支撑轴的另一端设有弹簧安装槽。

采用上述优选方案的有益效果是：

通过在弹簧安装槽内安装弹簧，可以使支撑轴安装于阀座内时更加灵活方便。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述球型阀球芯的表面远离阀杆安装部的一侧还设有与阀杆安装部对应的支撑轴安装槽。

采用上述优选方案的有益效果是：

支撑轴安装槽与球芯一体成型，产品可直接适用于固定球阀，制造加工更加简单，生产成本更低。

附图说明

图1为本发明产品最佳方案的立体结构示意图；

图2为图1中的产品上游通道口所在侧面的结构示意图；

图3为图2中的产品沿A-A方向的剖面结构示意图；

图4为图1中的产品第一凹面区所在侧面的结构示意图；

图5为图1中的产品阀杆安装部所在侧面的结构示意图；

图6为图1中的产品支撑轴安装部所在侧面的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、球型阀球芯，2、介质通道，3、阀杆安装部，4、切断密封区,5、上游通道口，6、第一凹面区，7、第二凹面区，8、阀杆安装槽，9、支撑轴安装部,10、弹簧安装槽，11、下游通道口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

如图1所示，一种球型阀球芯，它设置于连通上游介质和下游介质的球型阀内，球型阀球芯1内设有供介质流通的介质通道2，所述介质通道2贯穿所述球型阀球芯1的相对两侧，并包括上游通道口5与下游通道口11，所述上游通道口5和下游通道口11均位于所述球型阀球芯1的表面，所述球型阀球芯1的表面设有阀杆安装部3和在球型阀全开时密封阀腔的两个对称的隔断密封区以及在球型阀全关时切断上游介质的一个切断密封区4或分别切断上游介质和下游介质的两个对称的切断密封区4，所述阀杆安装部3与所述球型阀球芯1中心的连线与所述介质通道2垂直。

所述球型阀球芯1可以是二通球芯，即所述球型阀球芯1的表面设有在球型阀全关时分别切断上游介质和下游介质的两个对称的切断密封区4，也可以是三通球芯，即所述球型阀球芯1的表面设有在球型阀全关时切断上游介质的一个切断密封区4。

所述球型阀球芯1的表面还设有至少一个在球型阀半开时连通阀腔与上游介质或下游介质的凹面区，在球型阀半开时，所述凹面区的凹面口一部分朝向阀腔，另一部分朝向上游介质或下游介质；在球型阀全开时，所述凹面区的凹面口全部朝向阀腔；在球型阀全关时，所述凹面区的凹面口全部朝向上游介质或下游介质或阀腔。

本发明产品可一体成型，加工容易且成本低，可适用于浮动球阀和固定球阀，实用性强。在球型阀半开时，球芯发生转动，介质通道2连通上游介质和下游介质的同时，阀腔的一部分区域通过上游通道口5与阀座入口之间的间隙连通，另一部分区域通过下游通道口11与阀座出口之间的间隙连通；此时凹面区的凹面口一部分朝向阀腔，另一部分朝向上游介质或下游介质，可实现阀腔与上游介质或下游介质的连通，进而实现阀腔与上游介质、下游介质的同时连通，球型阀半开时介质可对阀腔进行自动清洁疏通，解决传统球阀阀腔易堵塞与抱死的问题；同时由于凹面区的存在，球芯在阀腔内转动时与阀座的接触面积必然减小，磨损面积和剪切面积也大大减小，可有效减缓球芯与阀座的自磨损，并增强球芯与阀座对介质的剪切能力，介质很难进入密封副之间产生划伤，从而大大延长球芯与阀座的使用寿命，并且在球型阀半开过程中，介质进入阀腔的流通面积必然增大，流速会降低，冲击力会减小，对球芯的损害程度也会越轻；多方作用之下球型阀的使用寿命将会大大延长。

所述凹面区包括至少一个第一凹面区6和/或至少一个第二凹面区7，所述第一凹面区6位于所述切断密封区4内，所述第二凹面区7位于相邻的所述隔断密封区与所述切断密封区4之间，在球型阀全关时，所述第一凹面区6的凹面口全部朝向上游介质或下游介质，所述第二凹面区7的凹面口全部朝向阀腔。

所述第一凹面区6和所述第二凹面区7的形状、大小、深度不限，凹面既可以是规则的形状，也可以是不规则形状，只要能够保证所述第一凹面区6位于所述切断密封区4内，且在球型阀全关时，所述第一凹面区6的凹面口全部朝向上游介质或下游介质，所述第二凹面区7的凹面口全部朝向阀腔即可。所述第一凹面区6的凹面口最好呈圆形、椭圆形或长方形，所述第二凹面区7的凹面口最好呈楔形，这样既更加方便制造加工，又更加方便介质流通。

所述球型阀球芯1的表面最好是设有在球型阀全关时分别切断上游介质和下游介质的两个对称的切断密封区4，所述凹面区可以包括多个第一凹面区6，所述第一凹面区6全部位于一个所述切断密封区4内或者分别位于两个所述切断密封区4；也可以包括多个第二凹面区7；还可以同时包括多个第一凹面区6和多个第二凹面区7。这样球芯在阀腔内转动时与阀座的接触面积更小，磨损面积更小，可更加有效减缓球芯与阀座的自磨损；在球型阀半开过程中，介质进入阀腔的流通面积更大，流速更低，冲击力更小，对球芯的损害程度更轻；并且清洁疏通阀腔的效果也更好，有效避免清洁死区，凹面区的设置更加灵活多样，方便制造加工，满足不同场合的需求。

如图1至图6所示，本发明产品的最佳方案是：所述球型阀球芯1的表面设有在球型阀全关时分别切断上游介质和下游介质的两个对称的切断密封区4，即球型阀球芯1为二通球芯，所述凹面区包括两个第一凹面区6和八个第二凹面区7，两个所述第一凹面区6对称分布在两个所述切断密封区4内，且每个所述第一凹面区6的凹面口均一侧靠近所述上游通道口5，另一侧靠近所述下游通道口11，八个所述第二凹面区7分别分布在相邻的所述隔断密封区与所述切断密封区之间。这样球芯在阀腔内转动时与阀座的接触面积最小，磨损面积最小，可最有效减缓球芯与阀座的自磨损；在球型阀半开过程中，介质进入阀腔的流通面积也更大，流速更低，冲击力更小，对球芯的损害程度更轻；并且清洁疏通阀腔的效果也更好，更加有效的避免清洁死区。

如图1和图5所示，所述阀杆安装部3可以是直接开设在球型阀球芯1表面的阀杆安装槽8，也可以是带有阀杆安装槽8的凸起部。若阀杆安装部3为带有阀杆安装槽8的凸起部，则所述阀杆安装部3最好呈柱状(例如圆柱状或方柱状等其它柱状结构)，所述阀杆安装部3的一端与所述球型阀球芯1固定连接(例如焊接等方式)或一体成型，另一端设有阀杆安装槽8。这样阀杆安装部3可避免进入阀腔内的介质对阀杆造成冲击，有效保护阀杆和阀杆填料，延长阀杆和阀杆填料的使用寿命，进而延长阀门的使用寿命。所述阀杆安装槽8的槽腔最好也呈柱状，且槽腔截面呈齿轮状；这样的阀杆安装槽8配合配套的阀杆使用，既可以有效避免阀杆在转动时与阀杆安装槽8打滑而影响阀门使用，又可以有效避免阀杆与阀杆安装槽8之间发生摩擦，大大延长阀杆与阀杆安装槽8的使用寿命，进而延长阀门的使用寿命。

如图1和图6所示，所述球型阀球芯1的表面远离阀杆安装部3的一侧可以设置与阀杆安装部3对应的支撑轴9，所述支撑轴9的一端与所述球型阀球芯1固定连接或一体成型；这样支撑轴9与球型阀球芯1固定连接或一体成型，产品可直接适用于固定球阀，且在与固定球阀的阀座转动连接时更加方便，性能够好，球芯转动更加灵活，抗压抗磨损性能更强，更加经久耐用。所述支撑轴9的另一端最好设置弹簧安装槽10，通过在弹簧安装槽10内安装弹簧，可以使支撑轴9安装于阀座内时更加灵活方便。所述球型阀球芯1的表面远离阀杆安装部3的一侧还可以设置与阀杆安装部3对应的支撑轴安装槽等类似的支撑轴安装部；支撑轴安装槽与球型阀球芯1一体成型，产品可直接适用于固定球阀，制造加工更加简单，生产成本更低。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。