一种强制密封球阀及其阀球高度调节机构的制作方法

本实用新型涉及阀门技术领域，特别是涉及一种强制密封球阀及其阀球高度调节机构。

背景技术：

在流体控制领域，如油气生产流程切换、管道关断、计量、调压、分子筛切换等操作频繁并对流体开关控制和关闭严密性要求苛刻的领域，要求阀门能够在直通的状态下尽可能小的产生压降，并且能够提供不受管线介质压力影响的强制扭矩密封。强制密封球阀被公认为理想的解决方案。

为实现可靠的密封，该强制密封球阀对阀球与阀座的水平位置一致性要求较高。然而，在生产实践中，不可避免地在阀门加工和装配时累积公差，这些公差势必造成阀球的水平位置与阀座的水平位置不对应，产生一定的高度差，这种高度差将影响阀门的关闭可靠性，严重时会使阀门密封失效。生产实践中，通常会使阀球的位置略低于理想高度，再通过放置不同厚度的垫片，补偿上述累积公差。

但是，采用上述方法，费事费力，需要对阀门进行一次到数次的反复拆装，非常影响生产效率。

因此，亟需设计一种强制密封球阀及其阀球高度调节机构，以提高阀球高度调节的便捷性，提高调节效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种强制密封球阀及其阀球高度调节机构，能够在各零件的累积公差已经固定的情况下，通过高度调节件调整阀球高度，操作简单便捷，大幅度提高了装配调试的效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种强制密封球阀的阀球高度调节机构，所述强制密封球阀包括设有阀座的阀体和与所述阀座密封配合的阀球，所述阀球高度调节机构包括能够在上下方向相对所述阀体固定的高度调节件，所述阀球的下部设有由下至上延伸的调节孔，所述调节孔与所述高度调节件配合，并与所述阀球的流道连通，以便由所述流道作用于所述高度调节件，使得所述高度调节件沿所述调节孔运动，从而带动所述阀球改变高度。

本实用新型的阀球高度调节机构，阀球设有与高度调节件相配合的调节孔，调节孔由下至上延伸，并与阀球的流道连通；进行调节时，可以由阀球的流道伸入扳手等操作件作用于高度调节件，使得高度调节件沿调节孔运动，由于调节孔由下至上延伸，高度调节件能够相对阀体在上下方向上固定，阀座固定设于阀体，则当高度调节件相对调节孔运动时，即带动阀球相对阀座在上下方向上运动，从而改变阀球与阀座在水平方向的相对位置，实现阀球高度的调整。

一方面，与现有技术中在阀球下部增加垫片的调整方式相比，本实用新型在装配完成后，作用于调整件就可以达到补偿加工和装配公差的目的，无需反复拆装阀门，极大地提高了调整效率；另一方面，通过驱动高度调节件沿调节孔运动即可实现阀球高度调整，操作简单便捷，易于实现；再者，由于本实用新型可以在阀门装配完成后进行阀球高度调节，在阀球高度调整到位后，可以通过将阀门旋转到关闭位的方式验证阀球高度调节的准确性，使得验证操作简单易行；此外，由于高度调节件处于阀球的下部，完全不影响阀门的通流和必要时的通球吹扫等操作。

可选地，还包括锁定件，用于当所述阀球调整到位后锁定所述高度调节件与所述调节孔的相对位置。

可选地，所述阀球的下部还设有处于所述调节孔上方并与其上下连通的锁定孔，所述调节孔通过所述锁定孔与所述流道连通；所述高度调节件的下端通过止推件与所述阀体上下抵接，当所述阀球调整到位后，所述锁定件能够抵压于所述高度调节件的上端并与所述锁定孔锁紧配合。

可选地，所述锁定孔的孔径小于所述调节孔的孔径。

可选地，所述高度调节件为调节丝柱，所述调节孔为与所述调节丝柱配合的螺纹孔，所述锁定件为锁定丝柱，所述锁定孔为与所述锁定丝柱配合的螺纹孔，所述锁定孔与所述调节孔的旋向相反。

可选地，所述调节丝柱的上部和/或所述锁定丝柱的上部设有内孔，用于接入施加旋转作用力的操作件。

可选地，所述锁定件与所述锁定孔锁紧后，其上端不凸出所述流道。

可选地，所述强制密封球阀设有与所述阀球转动连接的下枢轴，所述调节孔和所述锁定孔均设于所述下枢轴的轴线上。

可选地，所述强制密封球阀设有与所述阀球转动连接的下枢轴，所述阀球的下部设有三个以上绕所述下枢轴周向均匀分布的所述调节孔，各所述调节孔的上方均对应设置一个所述锁定孔，各所述调节孔一一对应地连接有所述高度调节件，各所述锁定孔一一对应地连接有所述锁定件。

本实用新型还提供一种强制密封球阀，包括设有用于固定阀座的阀体和以其阀瓣与所述阀座密封配合的阀球，采用上述的阀球高度调节机构进行阀球高度的调节。

附图说明

图1为本实用新型所提供强制密封球阀在一种实施方式中的组装分解示意图；

图2为图1所示强制密封球阀组装后的半剖结构示意图；

图3为图2中A部分的局部放大示意图；

图4为图1所示强制密封球阀的阀球高度调节机构中高度调节件的结构示意图；

图5为图1所示强制密封球阀的阀球高度调节机构中高度调节件和锁定件的结构示意图；

图6为本实用新型所提供强制密封球阀在另一种具体实施方式中的半剖结构示意图；

图7为图6中B部分的局部放大示意图。

图1一图7中：

阀体1、高度调节件2、第一内孔21、阀座3、阀体螺栓4、阀球5、调节孔51、锁定孔52、螺柱齿轮压环6、螺柱齿轮7、阀瓣8、上枢轴齿轮9、小齿轮10、阀体上盖11、阀杆上盖12、锁定件13、第二内孔131、阀杆上盖螺钉14、拧紧螺母15、阀杆16、扭力弹簧17、小齿轮压盖18。

具体实施方式

本实用新型提供了一种强制密封球阀及其阀球高度调节机构，能够在各零件的累积公差已经固定的情况下，通过高度调节件调整阀球高度，操作简单便捷，大幅度提高了装配调试的效率。

以下结合附图，对本实用新型进行具体介绍，以便本领域技术人员准确理解本实用新型的技术方案。

本文所述的上下以强制密封球阀的使用状态为参照，强制密封球阀处于使用状态时，垂直地指向地面的方向为下，垂直地背离地面的方向为上。

如图1-图7所示，本实用新型提供了一种强制密封球阀，包括设有用于固定阀座3的阀体1和设有阀瓣8的球阀，阀瓣8能够与阀座3实现密封配合，在阀门处于关闭位时，球阀以其阀瓣8实现与阀座3的密封，当需要开启阀门时，阀瓣8远离阀座3而收紧于球阀，跟随球阀转动至开启位。

采用图1所示的结构可以组装形成图2所示的强制密封球阀，组装过程如下：

阀座3可采用过盈配合直接压入阀体1的预留位置，这样阀座3和阀体1间的密封也同时解决了。将小齿轮10安装到阀球5对应的轴并拧紧小齿轮压盖18；将螺柱齿轮压环6放入阀瓣8的螺旋孔底部，然后将螺柱齿轮7旋入阀瓣8的螺旋孔；在旋紧前，调整螺杆齿轮压环的螺丝孔位置，然后将装配体六方限旋柱与阀体1对齐后推到底；从阀球5的流道内将四颗锁定螺钉拧紧；最后将上枢轴齿轮9安装到阀球5对应的轴上，并旋转上枢轴齿轮9使阀瓣8与阀球5抱紧，完成阀球5的安装。将阀球5从阀体1上部放入，然后安装阀杆16。首先将扭力弹簧17涂上黄油并插入阀杆16对应的位置，然后将阀杆16和扭力弹簧17一起移向上枢轴齿轮9；在阀杆16上施加的扭矩达到设定值时，对齐上枢轴齿轮9正多边形驱动配合并将阀杆16下压入位。再通过阀体螺栓4和拧紧螺母15实现阀体上盖11的安装。最后，将阀杆上盖12沿着阀杆16下推到位，上紧阀杆上盖螺钉14，装入阀杆16键，完成安装。

具体而言，如图1和图2所示，当需要关闭阀门时，关阀力矩通过阀杆16直接作用于上枢轴齿轮9，在阀瓣8与阀座3对准之前，齿轮组保持在锁定状态，不发生转动，阀杆16驱动阀球5转动至阀瓣8与阀座3对准后，阀球5的旋转被限位件阻止，阀杆16继续传递关阀力矩将克服扭矩弹簧的力矩，使得上枢轴齿轮9相对阀球5发生旋转，通过小齿轮10将力矩传递给螺柱齿轮7；由于螺柱齿轮7与阀瓣8螺旋连接，且阀瓣8的转动被限制，在螺旋引导下，螺柱齿轮7朝向远离球阀的方向顶推阀瓣8，使得阀瓣8与阀座3抱合，实现强制密封。

开阀时，扭矩弹簧将施加扭力，使得阀球5保持在以阀瓣8对准阀座3的关闭角度，此时，关阀旋转通过小齿轮10和螺柱齿轮7传递力矩，以驱动阀瓣8脱离阀座3而先行收紧于球阀，扭矩弹簧也将叠加扭矩将阀瓣8与球阀收紧锁定；接着，阀杆16继续向开阀方向旋转，带动阀球5旋转至阀门全开。采用这种结构形式，在阀门开关过程中，阀瓣8与阀球5即被锁紧，不与阀座3接触，实现了阀球5的无摩擦旋转；而当阀门关闭后，又可以将阀瓣8顶推至与阀座3密封，实现强制密封。

由于在阀门关闭时，通过阀瓣8的水平运动实现与阀座3的强制密封，而阀瓣8属于阀球5的一部分，则阀瓣8和阀球5均应该与阀座3保持在同一水平位置，避免在水平高度上产生偏差。

而诚如背景技术所述，由于阀门实际加工和装配时会累积公差，这些公差会造成阀球5和阀瓣8相对阀座3在水平方向出现偏差。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种强制密封球阀的阀球高度调节机构，包括高度调节件2，该高度调节件2能够在上下方向上相对阀体1固定，具体可以其下端通过止推件与阀体1抵接，进而与阀体1在上下方向上相对固定；阀球5的下部设有与该高度调节件2配合的调节孔51，该调节孔51由下至上延伸，并与阀球5的流道连通；当需要调节阀球5高度时，由阀球5的流道伸入扳手等操作件，作用于高度调节件2，驱动高度调节件2沿调节孔51运动，由于调节孔51在上下方向延伸，且高度调节件2相对阀体1在上下方向上固定，则高度调节件2沿调节孔51运动，即阀球5沿高度调节件2在上下方向运动，从而带动阀球5改变高度，调节阀球5相对阀体1在水平高度上的偏差，进而保证阀球5与阀座3处于同一水平高度。

与现有技术中在阀球5下部加垫片的调节方式相比，采用本实用新型的阀球高度调节机构，通过驱动高度调节件2沿调节件运动就可以实现阀球5高度的调节，达到补偿加工和装配累积公差的目的，操作简单便捷；更为重要的是，由于调节孔51与流道连通，可以由流道直接作用于高度调节件2，进而能够在装配完成后实现阀球5高度调节，无需反复拆装，极大地提高了调节效率；并且，正是由于可以在装配完成后实现高度调节，在完成调节后，可以非常方便地通过将阀门旋转到关闭位而验证调整的准确性；再者，调节孔51处于阀球5的下部，完全不影响阀门的通流和必要时的通球吹扫等操作。

本领域技术人员可以根据需要将高度调节件2设置为具有自锁功能的结构形式，以便在阀球5调整到位后，通过自锁功能将高度调节件2与调节孔51的相对位置锁定。

或者，本实用新型还可以设有锁定件13，当阀球5调整到位后，该锁定件13用于锁定高度调节件2与调节孔51的相对位置，即锁定高度调节件2与阀球5的相对位置，将阀球5限定在与阀座3相同的水平高度。

阀球5的下部还可以设置锁定孔52，锁定孔52处于调节孔51的上方并与调节孔51上下连通，该锁定孔52与流道连通，以使得调节孔51通过锁定孔52与阀球5的流道连通。高度调节件2的下端通过止推件与阀体1上下抵接，以相对阀体1在上下方向上固定，止推件可以为推力轴承等能够承受轴向作用力的部件。当阀球5调整到位后，锁定件13能够抵压于高度调节件2的上端，同时，锁定件13与锁定孔52锁紧配合，进而限制高度调节件2在上下方向的运动，锁定高度调节件2与调节孔51的相对位置。

一方面，高度调节件2的下端通过止推件与阀体1在上下方向抵接，进而将高度调节件2的下端固定，此时，将锁定孔52设于调节孔51的上方，以便能够从上方接入锁定件13，从而实现高度调节件2的上端定位。

另一方面，为实现锁定件13对高度调节件2的抵压接触，可以将锁定孔52与高度调节件2设置为不等径的结构形式，如果锁定孔52的孔径大、调节孔51的孔径小，则高度调节件2的上端可以伸入锁定孔52内，以便于锁定件13沿锁定孔52运动即可与高度调节件2形成抵压接触；如果锁定孔52的孔径小、调节孔51的孔径大，则锁定件13可以向下伸入调节孔51内而与高度调节件2的上端形成抵压接触。或者，调节孔51和锁定孔52也可以采用等径设置，当采用等孔径设计、高度调节件2为调节丝柱、锁定件13为锁定丝柱时，可以让高度调节件2的顶部为直径小于其螺纹外径的柱体，或让锁定丝柱的底部为直径小于其螺纹外径的柱体结构，这样，也可以达到形成抵压关系的效果。

当采用不等径设置时，具体可以将锁定孔52的孔径小于调节孔51的孔径设置，此时，调节孔51在下、锁定孔52在上，加工时，可以在阀球5的下部起钻，先钻大孔，然后在大孔内钻小孔，大孔即为调节孔51，小孔形成锁定孔52。这种加工方式容易实现，且加工更为简单便捷。

锁定孔52可以与调节孔51同轴设置，且锁定孔52和调节孔51均可以严格地处于上下方向，即与上下方向不存在倾斜角度。此时，锁定件13对高度调节件2施加的锁定力作用于高度调节件2的轴向，该轴向对应上下方向，能够提高锁定的可靠性。

或者，在绕强制密封球阀的下枢轴的周向设有多个调节孔51时，锁定孔52和调节孔51可以由下至上延伸，并相对上下方向存在较小的倾斜角度，此时，各调节孔51中高度调节件2对阀球5的支撑力在水平方向存在分力，只要多个调节孔51中高度调节件2的支撑力在水平方向的分力能够抵消即可。

详细地，如图2-图5所示，高度调节件2具体可以为调节丝柱，锁定件13具体可以为锁定丝柱，此时，调节孔51和锁定孔52均设置为螺纹孔，高度调节件2与调节孔51螺纹配合，锁定件13与锁定孔52螺纹配合，并且，锁定孔52与调节孔51的旋向相反。

当高度调节件2设置为螺纹结构时，可以通过旋转高度调节件2驱动其沿调节孔51运动，这种旋转运动能够提高调整的稳定性，并且，可以通过对旋转角度的控制实现小幅度微调，进而提高调节的准确性和精度。

锁定件13也设置为螺纹结构，与高度调节件2的结构形式相同，可以与高度调节件2共用一个操作件，通过一个操作件即可以作用于高度调节件2，也可以作用于锁定件13，实现两者的分别驱动。更为重要的是，在高度调节件2将阀球5的高度调整到位后，锁定件13可以由流道向下旋入锁定孔52内，并进一步旋转而与高度调节件2的上端抵接；由于锁定孔52与调节孔51的旋向相反，这种反方向的螺旋设计使得锁定件13只能与高度调节件2相向运动，避免了锁定件13在高度调节件2的顶推作用下上移，进而保证了对高度调节件2的锁定可靠性。这种反方向的螺旋设计不仅简单，还能够保证锁定的可靠性。

可以理解的是，高度调节件2不限于上述调节丝柱，本领域技术人员可以根据需要将其设置为其他结构形式，只要能够与阀球5配合实现高度调节即可。

还可以理解，锁定件13的结构形式多样，不限于上述丝柱的具体形式。例如，锁定件13还可以为锁销，此时，锁定孔52可以设置为销孔，当阀球5高度调整到位后，由阀球5的流道向下钉入销钉，以抵压于高度调节件2的上端。

如图4所示，调节丝柱的上部可以设置内孔，用于接入施加旋转作用力的操作件，操作件就可以为扳手，内孔具体可以设置为内六角孔，相应地，操作件可以为内六角扳手，以插入内孔中驱动调节丝柱转动。

如图5所示，锁定丝柱的上部也可以设置内孔，用于接入施加旋转作用力的操作件，该内孔可以参照调节丝柱的内孔设置。

为便于区分，可以将设于调节丝柱的内孔定义为第一内孔21，将设于锁定丝柱的内孔定义为第二内孔131。

可以对锁定件13的高度进行设置，以使得锁定件13与锁定孔52锁紧而抵压定位高度调节件2后，锁定件13的上端不凸出阀球5的流道，如图3所示。这种下沉式的设计可以使得整个阀球高度调节机构埋于阀球5下部，完全不影响阀门的通流和必要时的通球吹扫等操作。

在上述基础上，如图2所示，强制密封球阀设有与阀球5转动连接的下枢轴，阀球5的下部可以设有三个以上调节孔51和锁定孔52，锁定孔52与调节孔51一一对应地设置，且调节孔51和锁定孔52均可以绕下枢轴周向均匀分布，各调节孔51内一一对应地连接有高度调节件2，各锁定孔52内一一对应地连接有锁定件13。

采用这种周向均匀分布的调节件，可以通过高度调节件2对阀球5的周向进行有效地支撑。此时，各高度调节件2可以进行同步调节，以使得阀球5保持水平，避免阀球5相对水平方向倾斜而影响阀门的正常使用。

如图6和图7所示，强制密封球阀的下枢轴可以从阀体1向阀球5凸出，阀球5的下部设有用于安装下枢轴的凹陷部，此时，可以将阀球高度调节机构设于阀球5的中轴线上，与下枢轴相对应的位置。具体而言，调节孔51和锁定孔52均设于下枢轴的轴线上，此时，仅需要设置一个高度调节件2和锁定件13即可完成阀球5高度调节和锁定，结构简单便捷；而且，仅需要调节一个高度调节件2即可实现整个阀球5的高度调节，操作也更为简单。

本领域技术人员应该可以理解，图6和图7所示的下枢轴由阀体1向阀球5凸出的结构形式大多适用于尺寸较小的强制密封球阀，仅需要在下枢轴的轴线位置设置一个高度调节件2就能够满足调节需求。图1和图2所示的下枢轴由阀球5向阀体1凸出的结构形式大多适用于尺寸较大的强制密封球阀，故需要在下枢轴的周向设置三个以上高度调节件2，以实现稳定可靠的调节和支撑。

鉴于强制密封球阀的种类较多，结构较为复杂，本文仅以下枢轴的两种不同形式为例进行说明，其他结构形式的强制密封球阀，如侧装式阀体结构、全焊接式阀体结构等，也可以参照上文的结构形式设置阀球高度调节机构，此处不再一一列举。

以上对本实用新型所提供强制密封球阀及其阀球高度调节机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。