一种有注油嘴的球阀的制作方法

本实用新型属于阀门设计技术领域，特别涉及阀门润滑结构的改进。

背景技术：

球阀是以球体作为启闭件，由阀杆带动阀芯，使阀芯绕阀杆的轴线做旋转运动的阀门。该球体也称阀球，球体中设有通孔作为流道，通孔在球体表面的开口为球口，球体两侧紧密贴合有阀座，阀座也设有通孔和与球口对应的密封口，球体与阀座之间球面配合形成密封球面，当球口与密封口相交时球阀两侧导通，介质可以通过流道从球阀的一端进入另一端，当球口与密封口不相交时，球阀两侧不导通，两侧的介质被切断。

现有技术中，由于结构原因，球阀仅在生产过程中在阀球和阀座之间加注润滑剂以形成润滑层，生产成型后不会对阀球和阀座的接合面补充润滑，造成球阀密封性差，使用寿命短的问题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种能够长期保持润滑密封的阀门机构，解决阀门长期运行后密封性变差的问题。

本实用新型提供的技术方案是：一种有注油嘴的球阀，包括阀体上设置的注油嘴，所述注油嘴用于通过贯通阀体内外的注油孔向阀腔内加注润滑剂。

上述技术方案的一个实施例中，阀腔内设有阀球和从两侧包裹阀球的阀座，所述阀座外壁与阀体内壁紧密接合，所述阀座间设有围绕阀球的第一间隙，所述注油孔与第一间隙连通。

上述技术方案的一个实施例中，所述阀体包括中管和套入中管的边管；所述阀座外壁与中管内壁形成柱面密封结构，以防止第一间隙与边管和中管之间的腔体连通。

上述技术方案的一个实施例中，所述阀座外壁与中管内壁之间设有密封圈。

上述技术方案的一个实施例中，所述阀座与边管之间设有碟簧，碟簧设有将阀座压向阀球的预紧力；所述阀座在碟簧作用下在磨损后朝阀球方向沿阀体内壁滑动，以便减小所述第一间隙。

上述技术方案的一个实施例中，球阀包括阀杆；所述阀座设有顶孔，所述阀杆穿过顶孔与阀球连接；所述第一间隙与顶孔连通。

上述技术方案的一个实施例中，球阀包括设在阀体上的阀杆套，阀杆套与阀杆有第二间隙，所述第一间隙通过顶孔与第二间隙连通。

上述技术方案的一个实施例中，所述第一间隙截面为s形。

上述技术方案的一个实施例中，第一间隙位于阀球一个大圆的平面上。大圆即经过阀球球心的一个圆形截面的外圆，可以将阀球分为两部分，当沿大圆设置第一缝隙时，阀球以大圆同平面的直线为轴旋转180度时，第一缝隙的润滑油可以涂抹覆盖阀球的整个球面。由于连接阀球的阀杆的轴可能不与流道方向正交，因此大圆所在的平面也可以不与留到方向正交。作为优选方案，本申请具体实施例中主要提供了第一缝隙同平面的大圆与留到方向正交的说明。

作为上述各个技术方案的进一步改进，所述注油嘴与阀体可拆卸连接。

本实用新型的一个方面带来的有益效果是：在阀体上设置注油嘴以便向阀腔内的阀座和阀球持续提供润滑剂，以便持续提供相应的润滑层，从而延长球阀使用寿命。

本实用新型的一个方面带来的有益效果是：阀座之间围绕阀球的的第一间隙提供了一个注油腔，通过注油嘴注油后，润滑油注满注油腔，从而在阀球转动期间持续为经过第一间隙的阀球球面提供附着润滑剂，形成连续的润滑层。阀座外壁与阀体内壁紧密接合，防止注油时，润滑油注入阀座外、阀体内的空腔，节省不必要的加注。第一间隙位于阀球一个大圆的平面上，以便实现对整个阀球外壁的附着。

本实用新型的一个方面带来的有益效果是：阀座由两部分拼合，拼合处设有间隙，同时阀座球形密封面的半径小于球阀球面半径，在通过边管压装阀球时，对碟簧施加有一定预紧力，随着阀球长期工作阀球和阀座间接合面会产生磨损，预设的间隙和更小的阀座球形密封面提供了一个预设的磨损量，即使长期工作，随着间隙的变小，阀座球形密封面的半径变大，仍能保证阀球和阀座之间的密封性能，从而保证其调节精度和闭合状态下的全密封，即一般球阀不具有的阀门关紧功能。同时当第一间隙闭合时，将无法加注润滑剂，通过加注操作可得出球阀内部的磨损状况。提示及时更换。

本实用新型的一个方面带来的有益效果是：阀杆与阀杆套之间难以从外部实施润滑，第一间隙经过顶孔与第二间隙连通，当向第一间隙加注润滑剂时能够同时实现对阀杆部分的润滑剂加注。同时，由于加注压力，加注满后，润滑剂会从第二间隙溢出阀体，在加注时，可以定量计算加注满时加注量，从而预估第一间隙的大小，间接评估阀座的磨损状况，进而预估球阀更换周期。

附图说明

图1是本实用新型实施例一和实施例二的外部结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的剖面示意图；

图3是本实用新型实施例一在图1中a-a剖面的示意图；

图4是本实用新型实施例一在图1中b-b剖面的示意图；

图5是本实用新型实施例一中阀座俯视示意图

图6是本实用新型实施例一中阀球左视示意图；

图7是本实用新型实施例一中阀杆安装结构示意图；

图8是本实用新型实施例二的剖面结构示意图；

图9是本实用新型实施例二在图1中b-b剖面的示意图；

其中，100、阀座，101、第一流道，102、球侧道口，103、球形密封面，104、顶孔，106、第一间隙，110、第一密封面，111、密封槽，120、第二密封面，121、密封槽，200、阀球，201、第二流道，202、球口，203、导流平面，300、阀杆，301、阀杆限位部，302、阀杆套，303、第二间隙，401、中管，402、边管，403、空腔，404、注油嘴，405、注油孔，500、碟簧。

具体实施方式

首先应当说明的是，现有技术中，因为阀门阀体的密封要求，本领域技术人员难以想到通过向阀腔内直接注入润滑剂的方式对阀门内启闭件进行润滑以延长阀门使用寿命。如图1所示，本实用新型选择对球阀加装注油嘴，以获得一种能够长期可靠密封启闭的阀门机构。

下面通过实施例进一步具体说明本实用新型提供的技术方案，本实用新型技术方案带来的新的技术效果也可以从实施例中显易得出。

实施例一

如图1所示，本实施例是一种有注油嘴的球阀，球阀阀体中部设置有贯通阀体内外的注油孔，注油孔处安装有可拆卸式注油嘴404，在球阀长期使用中，可周期性通过注油嘴404向阀腔内加注润滑剂。

如图2、3、4、5、6、7所示，本实施例中，阀腔内设有阀球200和从左右两侧包裹阀球的阀座100，阀座100间设有围绕阀球的第一间隙106，注油孔与第一间隙106连通，在球阀处于开启位置时，第一间隙106可作为容纳固态润滑剂的储藏腔体。本实施例中的阀体是一种全焊接阀体，包括形成阀腔的中管401，和侵入中管401后与阀座100的第一流道101对接的边管402。边管402和阀座100之间设有碟簧500。装配时，两侧边管402加压将碟簧500预紧后，再将中管401两端收口后与边管402外壁焊接密封。边管402端部内壁和阀座100的第二密封面120之间形成柱面密封副，以防止介质通过边管402和阀座100的连接处泄露到空腔403内。优选的，第二密封面120上设有密封槽121，以便装配时套装o型圈加强密封。本实用新型的其他实施例中，边管420和阀座100之间可以是其他密封结构，同时第二密封面120也相应的具有不同的结合形状，如球面、锥面、异形面密封等。本实施例中，阀座100外壁的第一密封面110与中管401内壁形成柱面密封结构，以防止第一间隙106与边管和中管之间的腔体即空腔403连通。本实施例中，碟簧500在装配时设置的将阀座压向阀球的预紧力使得阀座100在碟簧作用下在磨损后从左右向中心的阀球200方向沿中管401内壁滑动，从而减小第一间隙106，以挤出第一间隙106中的固态润滑剂到阀球200表面，随着阀球200转动，在阀球200和阀座100形成的润滑膜。

本实施例中，阀座100从两侧开有截面为矩形的第二流道201，从顶部开有用于穿入阀杆300的顶孔104，阀座100内部包括一个完整包裹阀球200的球形密封面103，球形密封面103只通过顶孔104和第一流道101与外部相通。球形密封面103和第一流道101相交形成球侧道口102。阀座100由中部的间隙206完整的分为左阀座和右阀座，左阀座和右阀座分别由一个包裹阀球200的半球形密封面，间隙206中为填充的弹性密封层，一方面在球形密封面103包裹的腔体长期工作磨损后会变大，碟簧500存储的弹性释放后，克服弹性密封层弹性使得间隙206变窄，间隙500的设置提高了阀座100和阀球200之间的密封性，实现了完全关断和长期精确流量调节；另一方面，在阀球200旋转过程中，导流平面203同时和球侧道口102与间隙206相交时，会有介质从间隙206泄露出球形密封面103外，从而影响流量调节和流量标定精度，弹性密封层的设置防止了上述问题地发生。进一步的，本实施例中，阀座100内部球形密封面103的半径小于阀球200外部球面204的半径，如球面204直径为28mm时，球形密封面103的加工直径为27.5mm，从而保证球面204与球形密封面103的结合紧密型，保证阀球200与阀座100之间通过球面204和球形密封面103形成密封副。本实用新型的其他一些实施例中，为优化密封性能或调节能力，球面204可以优化为椭球等不影响阀球200在阀座100内旋转的非正球面，在保证过盈配合同时保持球形密封面103始终与球面204有完整围绕阀球200的接合球面，也可实现相同的技术效果。在本实用新型的其他一些实施例中，通过阀座100本身结构和材料的改进，以满足一定弹性形变从而补偿球形密封面103的界面磨损，特别是沿边管402压紧方向的磨损，则可以不设置间隙206。

本实施例中，阀球200两侧的矩形球口202外部设有一个导流平面203，导流平面203完整的覆盖整个球口202，从而外沿与球面204相交形成完整的圆形边。当阀杆300带动阀球200旋转到一个开启角度时，导流平面203与同侧的球侧道口102相交将球侧道口102分割，形成一边为直线三边为球面曲线的四边形道口，介质从该侧四边形道口流入时由导流平面203导流至第二流道201。在阀球200处于任何开启角度时，球面204与球形密封面形成完整的球面密封面使得介质在两侧第一流道101之间除第二流道201外无其他流道，以防止介质经过任何阀球外流道。本实施例中，由于导流平面203完整覆盖球口202，进入球口202的介质必须先经过导流平面203，当导流平面203与球侧道口102相交时，即可形成贯通阀门入口和出口的流道，使得本实施例有效开启角度范围变大，如普通球阀有效开启角度为30º-90º，本实施例实际有效开启角度可以为5º-90º，从而提高了控制精度。在本实用新型的一些实施例中，导流平面203可以设置镀层或纹路以提高耐磨度或者提高导流效率。本实施例中阀球200球体外径明显大于边管402内径，从而实现更好的密封配合。

本实施例中阀杆300采用内装式结构，中管401安装阀杆处焊接有阀杆套302，阀杆300一体的设有阀杆限位部301，安装时由中管401内部穿入阀杆套302，阀杆限位部301位于中管401内，且尺寸大于阀杆套302内径。阀杆300端部穿过顶孔104与阀球200连接，使得阀杆300转动时带动阀球200绕阀杆轴线转动。本实施例阀杆轴线通过球心，并和第二流道轴线共面，本实用新型其他实施例中为实现更好的开启调节曲线，也可以设置阀杆轴线不通过第二流道轴线的偏心结构。

本实施例中，阀杆套302与阀杆300之间为间隙配合，即设有第二间隙303，阀杆300穿过顶孔104与阀球200连接，第二间隙303也沿阀杆300与顶孔104连通，同时第一间隙106与顶孔104连通，因此在向注油嘴404加注固态润滑剂时，润滑剂可以沿第一间隙106通过顶孔104进入第二间隙303。该特征至少有两个作用：一是在加注固态润滑剂用于润滑阀球200和阀座100的同时，也实现了对阀杆套302和阀杆300之间包括密封函等运动部件的润滑；二是在加注过程中从开始加注到发现有新鲜固态润滑剂从阀杆套顶部溢出时，如果对加注枪的加注量进行计量，可得出其内部包括第一缝隙106、顶孔104处和第二缝隙303组成的润滑剂储存腔的总容量，由于顶孔104处和第二缝隙303的容量是固定的，因此可推知第一缝隙106的容量，进而评估阀座100密封面的磨损程度。

本实施例中，第一间隙106位于阀球200中部，即位于阀球一个大圆的平面上，同时完全的环绕阀球200，随着阀球106的转动，固态润滑剂可以形成完整包裹阀球200球面的润滑膜，具有最好的成膜效率。

本实施例中碟簧500由依次设置的第一垫片、锥面簧片和第二垫片组成，第一垫片、锥面簧片和第二垫片均设有矩形通孔。其中，锥面簧片沿锥面一侧为大口另一侧为小口并具有弹性；第二垫片截面为l形，其垂直环面与锥面簧片的小口侧贴合，在装配时对锥面簧片施加预紧力将其尽量压平，使得随着阀座100的磨损仍保持阀座100和阀球200之间的密封配合。

实施例二

如图8、9所示，本实施例是一种有注油嘴的球阀，其他外观与实施例一一致，与实施例一的区别在于，本实施例中第一间隙106的截面为s形，注油嘴404通过中管401上的注油孔后再通过阀座100上设置的一个连接孔与第一间隙106连通，连接孔大于与注油孔通径，但两者不固定连接，以便随着阀座100的移动始终可以向第一间隙106加注润滑剂。本实施例具有更好的调节稳定性，更好的润滑特性、更好的使用寿命以及优化的工艺成本。

本实施例的阀球200内部的第二流道201通径大于球口202通径，具体的为球形腔体。在阀球200的开启角随阀杆300驱动变化时，当介质通过球口202流入第二流道201后，由于通径的改变，介质会在阀球200内形成小型湍流，从而阻止管道系统中介质压力的突然改变，可以具有更平滑的流量调节曲线，使得通过开启角度控制流量的控制曲线更加准确，适于标定和控制。

在本实施例中，第一间隙106主要用于加固态注润滑剂，以减小球面204和球形密封面103之间的磨损，由于间隙106经过顶孔104，可以形成连续的固态注润滑剂加注腔。同时其阀座100中的间隙106的截面为交错的s形，并且间隙104经过顶孔104。根据实施例一中描述，在导流平面同时与间隙106和球侧道口相交时，将在球形密封面外形成除第二流道之外的新流道，但一方面间隙106的截面积在一个时间段内固定不变，另一方面其截面积远小于第二流道，通过标定后的开启曲线可满足精度要求。同时，考虑间隙106的失效模式，在长期使用后，间隙106的截面积将逐渐变小，从而补偿球口和导流平面由于磨损导致的通径扩大，从而延长一次标定后的控制精度。另外，即使长期使用导致间隙106完全闭合，长期磨损后第一间隙106会消失，因此在周期性加注固态润滑剂时将发现不能注入，从而判断该球阀应当进行更换，在此时，注油嘴的加注操作可以起到内部磨损测试的作用。

s形的第一间隙106在加注固态润滑剂后，由于固态润滑剂与阀座100的接触面积变大，同时介质在经过第一间隙106时由于具有更大的流动阻力，因此可以减少对固态润滑剂的冲刷作用，减少固态润滑剂的流失以提供更久的有效润滑时间。