一种新型轨道球阀的制作方法

本实用新型涉及一种新型轨道球阀。

背景技术：

现有的轨道球阀，存在如下问题：

1）导向板在阀门外部，提升杆既需要做直线运动，又需要做旋转运动，且提升杆两侧压差较大，这样对阀门的动密封要求较高，有漏气风险，开关阀过程中压差对提升杆会产生一个额外的力，影响开关阀的效率；

2）现有的动密封圈，只有在装配时会进行润滑，在长久的使用环境中，润滑脂会有失效的风险，会导致密封圈与提升杆摩擦增大，降低效率，同时也会加大密封圈的磨损，造成漏气的风险；

3）阀门的导向板，轨道槽通常为一段竖直的槽连接一段水平的槽，当提升杆旋转时，仍然会受到轴向的提升力，此时提升杆与导向板水平槽接触的地方会产生很大的摩擦力，造成力学性能的损耗，降低效率；

4）轨道球阀的工作原理为先让球体倾斜，让密封面与密封圈脱离，然后开始旋转，即0摩擦开阀；常规的轨道球阀，球体都是放在支撑球上的，竖直方向上并没有限位，在开阀过程中，球体会被提升杆的斜面带离球座，这样会导致球体的密封面与密封圈接触到，无法实现0摩擦开阀。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种新型轨道球阀的技术方案。

所述的一种新型轨道球阀，包括配合设置的阀体、阀芯、阀盖、主轴和导向板，主轴上设置导向柱，导向柱与导向板上的竖直槽和水平槽配合实现直线提升和旋转运动，其特征在于所述主轴设置成分体的提升杆和螺母组件，提升杆与螺母组件螺接配合；所述导向柱设置在螺母组件上，所述导向板的水平槽设置成与水平方向呈夹角的倾斜槽，导向柱与导向板的竖直槽和倾斜槽配合实现直线提升或旋转运动；所述主轴上设置有两条密封圈槽，密封圈槽内设置o型密封圈，两条密封圈槽之间设置存油槽，存油槽内填充润滑油脂。

所述的一种新型轨道球阀，其特征在于所述倾斜槽与水平方向的夹角为4-10度。

所述的一种新型轨道球阀，其特征在于所述阀芯下部通过关节轴承与阀体相连，阀体底部设置支撑座，关节轴承固定设置在阀芯底部，关节轴承通过螺钉和压片配合固定在支撑座上。

所述的一种新型轨道球阀，其特征在于所述提升杆下方设置外螺纹，螺母组件设置与提升杆的外螺纹相配合的螺纹部位。

本实用新型的提升杆由一根分成了提升杆和螺母组件两部分，消除了提升杆两侧压差带来的负面影响，同时降低了漏气的风险；其中提升杆上加工有存油槽，装配时加入润滑油脂，既可以减小摩擦，又能提高o型密封圈的寿命，保证了密封性的要求。

此外，将导向板上水平槽改为具有一定的倾斜角度的倾斜槽，可以抵消掉导向柱与导向板之间的摩擦力，大大减小开阀过程中的电流，增大了阀门供电电池的使用时长；通过关节轴承将阀芯与阀体连接在一起，限制了阀芯的自由度，让其在球阀内的运动状态变为可控的，确保可以无摩擦开阀；将关节轴承由固定在阀体上改为固定在阀芯上，避免关节轴承安装在阀门最低位置时，杂质、水汽等沉积对关节轴承的灵活性造成影响，保证了可以正常开关阀，降低阀芯卡死的风险。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图一；

图2为本实用新型的结构示意图二；

图3为提升杆的结构示意图；

图4为导向板的结构示意图；

图5为导向柱作用在导向板倾斜面时的受力分析示意图；

图6为阀芯的结构示意；

图中：1-o型密封圈，2-提升杆，2-1-密封圈槽，2-2-存油槽，3-螺母组件，3-1螺纹部位，3-2-螺旋套，3-3-导向柱，3-4-倾斜面，4-导向板，4-1-竖直槽，4-2-倾斜槽，5-导向小轴，6-阀盖，7-密封圈，8-阀芯，8-1-小孔，8-2-球面，9-阀体，10-密封圈座，11-支撑座，12-关节轴承，13-螺钉，14-压片。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明：

现有的轨道球阀包括配合设置的阀体、阀芯、阀盖、主轴和导向板，阀芯与阀体之间设置密封圈，密封圈设置在阀体的密封圈座上，主轴上设置导向柱，导向柱与导向板上的竖直槽和水平槽配合实现直线提升和旋转运动，提升杆既需要做直线运动，又需要做旋转运动，且提升杆两侧压差较大，这样对阀门的动密封要求较高，有漏气风险，开关阀过程中压差对提升杆会产生一个额外的力，影响开关阀的效率；当提升杆旋转时，仍然会受到轴向的提升力，此时提升杆与导向板水平槽接触的地方会产生很大的摩擦力，造成力学性能的损耗，降低效率。

本实用新型的轨道球阀，将主轴设置成分体的提升杆和螺母组件，提升杆与螺母组件螺接配合；具体的，螺母组件包括螺纹部位3-1、螺旋套3-2、导向柱3-3、倾斜面3-4，提升杆下方设置外螺纹，提升杆的外螺纹与螺纹部位3-1螺接配合；导向柱设置在螺母组件上，导向板的水平槽设置成与水平方向呈4-10度夹角的倾斜槽，导向柱与导向板的竖直槽和倾斜槽配合实现直线提升或旋转运动；在主轴上设置有两条密封圈槽，密封圈槽内设置o型密封圈，两条密封圈槽之间设置存油槽，存油槽内填充润滑油脂，既可以减小摩擦，又能提高o型密封圈的寿命，保证了密封性的要求。

其中阀芯下部通过关节轴承与阀体相连，阀体底部设置支撑座，关节轴承固定设置在阀芯底部，关节轴承通过螺钉和压片配合固定在支撑座上。将关节轴承由固定在阀体上改为固定在阀芯上，避免关节轴承安装在阀门最低位置时，杂质、水汽等沉积对关节轴承的灵活性造成影响，保证了可以正常开关阀，降低阀芯卡死的风险。

本实用新型的轨道球阀，提升机构包括提升杆2、螺母组件3、导向板4，提升杆2与螺母组件3通过梯形螺纹连接，当对提升杆2施加旋转的驱动力时，提升杆2做旋转运动，通过梯形螺纹带动螺母组件3运动。螺母组件包括螺纹部位3-1、螺旋套3-2，导向柱3-3，倾斜面3-4。其中导向柱3-3和导向板4配合，沿导向板4的竖直槽4-1和倾斜槽4-2做直线提升或旋转运动。由图1所示阀门结构可知，提升杆2一端接触燃气，一端接触大气压力，存在压差，会对提升杆2产生一个垂直向上的力，但是提升杆2只做旋转运动，需要做直线提升运动的螺母组件3均处在燃气环境中，不存在压差，因此彻底消除了压差带来的负面影响，使得开关阀过程中的负载大大降低，增长了阀门的寿命以及驱动电池的使用时间。同时由于动密封建立在提升杆上，且提升杆只做旋转运动，降低了动密封的难度，增加了阀门的密封可靠性。

提升杆2上有密封圈槽2-1和存油槽2-2，装配时可在存油槽2-2种加入足量的润滑脂，可以起到持续润滑的作用，既可以减小o型密封圈1的摩擦力，又可以避免了密封圈老化磨损过快造成的漏气风险。

导向板4包含有竖直槽4-1和倾斜槽4-2，导向柱3-3沿竖直槽4-1和倾斜槽4-2运动，当导向柱3-3运动到倾斜槽4-2时，如图5所示的受力分析，此时存在向上的牵引力f，该力作用在倾斜槽4-2的上槽面上时，会分成平行于槽面的驱动力和垂直于槽面的正压力，正压力造成的平行于倾斜槽的摩擦力为，倾斜槽4-2与水平方向的夹角为α，各力之间存在以下关系：

当α=0时，即倾斜槽不存在角度，为水平槽时，此时最大，水平方向的摩擦力也最大，造成开关阀过程中的负载大大增加，影响开阀效率。

当α≠0时，另，存在以下公式：

化简可得

经试验，且考虑阀门内的提升空间，最后确定当α=4-10度时，导向柱3-3与倾斜槽4-2之间的摩擦力影响较小，可忽略不计。

阀门的密封结构包括阀盖6、阀芯8、阀体9、密封圈座10、密封圈7，阀芯8包含有小孔8-1和阀芯的球面8-2，其中小孔8-1内装有导向小轴5。支撑座11用螺钉固定在阀体底部，关节轴承12固定在阀芯8底部，支撑座通过螺钉13和压片14连接。当阀门开启时，提升杆2带动螺母组件3做先直线提升再旋转的运动，此时，导向小轴5与螺母组件的斜面3-4接触，因为阀芯被固定在阀体上，无法竖直向上移动，只能沿斜面爬行，因此随着螺母组件3的动作开始先倾斜，当倾斜到一定程度时，阀芯的球面8-2与密封圈7脱离，此时阀芯8开始做旋转运动，整个过程与密封圈7无摩擦。此外，因为关节轴承12被固定在阀芯8上，避免了阀体底部杂质水汽沉积对关节轴承灵活度的影响，大大降低了因轴承失效带来的阀芯卡死现象。