一种控制阀的制作方法

1.本实用新型涉及计量控制领域，特别是一种控制阀。


背景技术：

2.球阀是一种常用于管路上的流量控制器，主要以浮动球阀、固定球阀为主，现有的球阀在阀门启闭过程始中有摩擦，启闭扭矩大，长期使用中对于密封阀座及球冠状密封面的磨损大，极易造成损坏。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种控制阀，旨在解决现有技术中的球阀在阀门启闭过程始中有摩擦，启闭扭矩大，长期使用中对于密封阀座及球冠状密封面的磨损大，极易造成损坏的问题。
4.本实用新型提供了一种控制阀，包括：阀体、控制阀启闭机构及阀盖，所述阀体包括阀体主体及密封阀座，所述阀体主体包括安装腔、第一管道及第二管道，所述第一管道与所述第二管道分别位于所述安装腔两侧，并与所述安装腔连通，所述密封阀座安装于所述阀体主体，位于所述第一管道与所述安装腔的连通位置，所述控制阀启闭机构安装于所述安装腔内，所述控制阀启闭机构包括阀瓣、第一滚动轴承及偏心主轴，所述阀瓣包括环形主体及球冠状密封面，环形主体中部设有用于导通所述阀体的通道，所述球冠状密封面设于所述环形主体周面，所述环形主体周面还设有第一凸台，所述第一凸台中部凹陷，并形成有椭圆形凹槽，所述第一滚动轴承安装于所述椭圆形凹槽且与所述椭圆形凹槽的槽壁抵接，所述偏心主轴与所述第一滚动轴承轴连接，转动所述偏心主轴能够带动所述第一滚动轴承于所述椭圆形凹槽内旋转摆动以使所述阀瓣相对于所述密封阀座移动，所述阀盖盖设于所述阀体主体，用于遮蔽所述安装腔，所述阀盖开设有供所述偏心主轴穿过的第一通孔。
5.进一步地，所述偏心主轴包括旋转控制杆，其连接于所述偏心主轴的两端之间，并朝远离所述偏心主轴的径向延伸，所述阀瓣还包括阀瓣旋转控制台阶，其设于所述第一凸台，所述偏心主轴转动预设角度时，能带动所述旋转控制杆转动以使所述旋转控制杆与所述阀瓣旋转控制台阶抵接。
6.进一步地，还包括扭簧，其套设于所述阀瓣，且所述椭圆形凹槽的中心线与所述扭簧的中心线平行，所述扭簧一端与所述阀瓣抵接，另一端与所述阀体主体抵接，以使所述扭簧在所述控制阀开启时蓄能，关闭时释能。
7.进一步地，所述阀瓣还包括第一快速关阀助力扭簧安装件，其与所述环形主体连接，并与所述第一凸台相邻设置，所述扭簧套设于所述第一凸台外壁，所述扭簧一端与所述第一快速关阀助力扭簧安装件抵接，所述阀体还包括第二快速关阀助力扭簧安装件，其与所述阀体主体连接，位于所述安装腔内，所述扭簧另一端与所述第二快速关阀助力扭簧安装件抵接。
8.进一步地，所述阀体还包括第三快速关阀助力扭簧安装件，其与所述阀体主体连
接，位于所述安装腔内，所述扭簧另一端与所述第三快速关阀助力扭簧安装件抵接，所述阀瓣还包括第二凸台及第四快速关阀助力扭簧安装件，所述第二凸台设于所述环形主体的周面，位于远离所述椭圆形凹槽的一侧，所述第四快速关阀助力扭簧安装件与所述环形主体连接，位于远离所述椭圆形凹槽的一侧，并与所述第二凸台相邻设置，所述扭簧套设于所述第二凸台外壁，所述扭簧一端与所述第四快速关阀助力扭簧安装件抵接。
9.进一步地，所述阀瓣包括开启限位台阶及关闭限位台阶，所述开启限位台阶与所述关闭限位台阶均设于所述环形主体的周面，且位于远离所述椭圆形凹槽的一侧，所述阀体主体设有开启限位部及关闭限位部，所述开启限位部与所述关闭限位部均位于所述安装腔内，所述控制阀开启时，所述开启限位台阶与所述开启限位部相抵，所述通道与所述阀体的管道通径一致，关闭时，所述关闭限位台阶与所述关闭限位部相抵，所述球冠状密封面朝向所述密封阀座。
10.进一步地，所述第一滚动轴承完全容置于所述椭圆形凹槽内，所述控制阀启闭机构还包括盖板，其中部设有供所述偏心主轴穿过的第二通孔，所述盖板盖设于所述第一凸台远离所述通道的一侧，以遮蔽所述椭圆形凹槽。
11.进一步地，所述盖板至少部分外轮廓大于所述扭簧的内轮廓。
12.进一步地，所述控制阀启闭机构还包括调心组件，其包括万向调心支架及与所述万向调心支架配合使用的调心底座；所述万向调心支架与所述环形主体的周面连接，并位于远离所述椭圆形凹槽的一侧，所述阀体主体远离所述阀盖的一侧，设有用于安装所述调心底座的第一安装槽，或者，所述万向调心支架与所述阀体主体连接，并位于所述安装腔内，所述环形主体远离所述椭圆形凹槽的一侧设有用于安装所述调心底座的第二安装槽。
13.进一步地，还包括第二滚动轴承，所述阀盖靠近所述椭圆形凹槽的一侧，和/或，所述阀盖远离所述椭圆形凹槽的一侧开设有以所述第一通孔为中心的第二安装槽，所述滚动轴承安装于所述第二安装槽，所述偏心主轴穿设于所述第二滚动轴承内。
14.本实用新型的有益效果在于：通过设置第一滚动轴承及偏心主轴，并在阀瓣上设置与第一滚动轴承配合使用的椭圆形凹槽，旋转偏心主轴带动第一滚动轴承在椭圆形凹槽内旋转摆动，以使第一滚动轴承滚动并挤压椭圆形凹槽的槽壁，进而带动阀瓣相对于密封阀座进行移动，阀瓣在转动前，球冠状密封面与密封阀座分离，阀瓣转动复位后，反向旋转偏心主轴，带动第一滚动轴承在椭圆形凹槽内旋转摆动，以使第一滚动轴承滚动并挤压椭圆形凹槽的槽壁，进而带动阀瓣相对于密封阀座进行移动，直至球冠状密封面与密封阀座抵接，由于阀瓣转动时球冠状密封面与密封阀座分离，避免球冠状密封面与密封阀座之间产生摩擦损耗，因此大幅度增加了控制阀的使用寿命。并且，本实用新型启闭控制阀所需扭矩低，避免扭矩大对偏心主轴造成损坏，降低外界电动执行机构功耗，可大幅提高控制阀的防爆安全性。
附图说明
15.下面将结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，附图中：
16.图1是本实用新型控制阀的整体结构示意图；
17.图2是本实用新型控制阀的整体结构剖视图；
18.图3是本实用新型的控制阀启闭机构结构示意图；
19.图4是本实用新型的控制阀启闭机构另一角度结构示意图；
20.图5是本实用新型阀瓣结构示意图；
21.图6是本实用新型阀瓣另一角度结构示意图；
22.图7是本实用新型控制阀启闭机构整体结构示意图；
23.图中各附图标记为：
24.1、阀体；11、阀体主体；111、安装腔；112、第一管道；113、第二管道；12、密封阀座；121、密封胶圈；13、第二快速关阀助力扭簧安装件；2、控制阀启闭机构；21、阀瓣；211、环形主体；2111、通道；212、球冠状密封面；213、第一凸台；2131、椭圆形凹槽；214、阀瓣旋转控制台阶；215、第一快速关阀助力扭簧安装件；216、第二凸台；217、第四快速关阀助力扭簧安装件；218、开启限位台阶；219、关闭限位台阶；22、第一滚动轴承；23、偏心主轴；231、旋转控制杆；24、扭簧；25、盖板；26、调心组件；261、万向调心支架；262、调心底座；3、阀盖；4、第二滚动轴承。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
26.本实用新型提供了一种控制阀，如图1
‑
5所示，包括阀体1、控制阀启闭机构2及阀盖3。阀体1包括阀体主体11及密封阀座12，阀体主体11包括安装腔111、第一管道112及第二管道113，第一管道112与第二管道113分别位于安装腔111两侧，并与安装腔111连通。密封阀座12安装于阀体主体11，位于第一管道112与安装腔111的连通位置。控制阀启闭机构2安装于安装腔111内，包括阀瓣21、第一滚动轴承22、偏心主轴23。阀瓣21包括环形主体211及球冠状密封面212，环形主体211中部设有用于导通阀体1的通道2111，球冠状密封面212设于环形主体211周面，环形主体周面设有第一凸台213，第一凸台213中部凹陷，并形成有椭圆形凹槽2131。第一滚动轴承22安装于椭圆形凹槽2131且与椭圆形凹槽2131的槽壁抵接，偏心主轴23与第一滚动轴承22连接，转动偏心主轴23能带动第一滚动轴承22于椭圆形凹槽2131内旋转摆动以使阀瓣21相对于密封阀座12移动。阀盖3盖设于阀体主体11，用于遮蔽安装腔111，阀盖3开设有供偏心主轴23穿过的第一通孔(图中未示出)。
27.通过实施本实施例，旋转偏心主轴23带动第一滚动轴承22在椭圆形凹槽2131内旋转摆动，以使第一滚动轴承22滚动并挤压椭圆形凹槽2131的槽壁，进而带动阀瓣21相对于密封阀座12进行移动，阀瓣21在转动前，球冠状密封面与密封阀座12分离，实现类似先导阀门的泄压功能，先对进气端管道压力进行泄压再执行旋转开启，可以降低开启时所需扭矩。阀瓣21转动复位后，反向旋转偏心主轴23，带动第一滚动轴承22在椭圆形凹槽2131内旋转摆动，以使第一滚动轴承22滚动并挤压椭圆形凹槽2131的槽壁，进而带动阀瓣21相对于密封阀座12进行移动，直至球冠状密封面212与密封阀座12抵接，由于阀瓣21转动时球冠状密封面212与密封阀座12分离，避免球冠状密封面212与密封阀座12之间产生摩擦损耗，因此大幅度增加了控制阀的使用寿命。并且，由于控制阀启闭机构1启闭时不会产生摩擦，因此启闭所需扭矩低，避免扭矩大对偏心主轴23造成损坏，降低外界电动执行机构功耗，可大幅提高控制阀的防爆安全性。
28.在一实施例中，偏心主轴13整体为圆柱形，分为第一段与第二段，第二段与第一段比较，设置有偏心量，第一段插入阀盖3中，第二段连接第一滚动轴承12。
29.在一实施例中，如图1
‑
5所示，偏心主轴23包括旋转控制杆231，其连接于偏心主轴23的两端之间，并朝远离偏心主轴23的径向延伸，阀瓣还包括阀瓣旋转控制台阶214，其设于第一凸台213，偏心主轴23转动预设角度时，能带动旋转控制杆231转动以使旋转控制杆231与阀瓣旋转控制台阶214抵接。
30.具体地，旋转控制杆231与阀瓣旋转控制台阶214抵接后，继续转动偏心主轴23既可带动阀瓣21转动，从而导通阀体11。本实施例中的预设角度为180
°
，旋转180
°
后再旋转90
°
即可完全导通阀体11。可以理解的是，通过本领域技术人员的适应性调整，预设角度还可以为其它角度。
31.在具体实施例中，控制阀启闭机构2还包括扭簧24，其套设于阀瓣21，且椭圆形凹槽2131的中心线与扭簧的中心线平行，扭簧24一端与阀瓣21抵接，另一端与阀体1抵接，从而在转动阀瓣21，以开启控制阀时对扭簧24进行蓄能，关闭控制阀时，扭簧24释能，以带动阀瓣21在保持自动调心的状态下快速完成逆向旋转的动作，降低因控制阀缓慢关闭造成的经济损失及安全隐患。
32.其中，扭簧24的安装方式有多种，以下列举两个较佳实施例进行说明。
33.在一实施例中，如图1
‑
5所示，阀瓣21还包括第一快速关阀助力扭簧安装件215，其与环形主体211连接，并与第一凸台213相邻设置，扭簧24套设于第一凸台213外壁，扭簧24一端与第一快速关阀助力扭簧安装件215抵接，阀体1还包括第二快速关阀助力扭簧安装件13，其与阀体主体11连接，位于安装腔111内，扭簧24另一端与第二快速关阀助力扭簧安装件13抵接。
34.具体地，扭簧24一端与第一快速关阀助力扭簧安装件215抵接，另一端与第二快速关阀助力扭簧安装件13抵接，从而在转动阀瓣21，开启控制阀时对扭簧24进行蓄能，关闭控制阀时，扭簧24释能，以带动阀瓣21在保持自动调心的状态下快速完成逆向旋转的动作。
35.在另一实施例中，如图1
‑
6所示，阀体1还包括第三快速关阀助力扭簧安装件(图中未示出)，其与阀体主体11连接，位于安装腔111内，扭簧24另一端与第三快速关阀助力扭簧安装件抵接，阀瓣21还包括第二凸台216及第四快速关阀助力扭簧安装件217，第二凸台216设于环形主体211的周面，位于远离椭圆形凹槽2131远离的一侧，第四快速关阀助力扭簧安装件217与环形主体211连接，位于远离椭圆形凹槽2131的一侧，并与第二凸台216相邻设置，扭簧24套设于第二凸台216外壁，扭簧24一端与第四快速关阀助力扭簧安装件217抵接。
36.具体地，扭簧24一端与第四快速关阀助力扭簧安装件217抵接，另一端与第三快速关阀助力扭簧安装件抵接，从而在转动阀瓣21开启控制阀时对扭簧24进行蓄能，关闭控制阀时，扭簧24释能，以带动阀瓣21在保持自动调心的状态下快速完成逆向旋转的动作。
37.在一实施例中，阀瓣21包括开启限位台阶218及关闭限位台阶219，开启限位台阶218与关闭限位台阶219均设于环形主体211的周面，且位于远离椭圆形凹槽2131的一侧，阀体主体11设有开启限位部(图中未示出)及关闭限位部(图中未示出)，开启限位部与关闭限位部均位于安装腔111内，控制阀开启时，开启限位台阶218与开启限位部相抵，通道2111与阀体1的管道通径一致，关闭时，关闭限位台阶219与关闭限位部相抵，球冠状密封面212朝向密封阀座12。
38.本实施例采用机械限位保障开启与关闭的可靠性，设置开启限位台阶218能确保控制阀开启时通道2111与阀体的管道通径一致，最大程度地导通控制阀，降低了流体阻力，关闭限位台阶219能确保控制阀关闭时球冠状密封面212与密封阀座12相对应，最大程度地切断控制阀。
39.本实用新型的环形主体211、球冠状密封面212、第一凸台213、阀瓣旋转控制台阶214、第一快速关阀助力扭簧安装件215、第二凸台216、第四快速关阀助力扭簧安装件217、开启限位台阶218及关闭限位台阶219可以一体成型，从而降低开模数量，以降低制造成本，也可以通过螺钉组装在一起，方便某个部件损坏时单独更换。
40.在一实施例中，如图2、3、7所示，第一滚动轴承22完全容置于椭圆形凹槽2131内，控制阀启闭机构2还包括盖板25，其中部设有供偏心主轴23穿过的第二通孔(图中未示出)，盖板25盖设于第一凸台213远离通道2111的一侧，以遮蔽椭圆形凹槽2131。
41.具体地，盖板25可以密封以及限制第一滚动轴承22的相对位置，避免第一滚动轴承22在位置上产生偏移，进而避免控制阀启闭机构2失效。
42.在一实施例中，如图3
‑
7所示，盖板25至少部分外轮廓大于扭簧24的内轮廓，使得盖板25可以限制扭簧24的相对位置，避免扭簧24脱离第一凸台213外壁，进而避免控制阀启闭机构2失效。
43.在一实施例中，如图1
‑
5所示，控制阀启闭机构2还包括调心组件26，其包括万向调心支架261及与万向调心支架261配合使用的调心底座262。
44.具体地，在一实施例中，万向调心支架261与环形主体211的周面连接，并位于远离椭圆形凹槽2131的一侧，阀体主11体远离阀盖3的一侧，设有用于安装调心底座262的第一安装槽(图中未示出)。
45.在另一实施例中，万向调心支架261与阀体主体11连接，并位于安装腔111内，环形主体211远离椭圆形凹槽2131的一侧设有用于安装调心底座262的第二安装槽(图中未示出)。
46.调心组件26能对阀瓣21起支撑作用，以使阀瓣21做调心运动，以及减少阀瓣21转动时的震动，提高阀瓣21做调心运动、以及转动时的稳定性。
47.可选地，调心底座262与调心支架261可以用关节轴承(图中未示出)、调心轴承(图中未示出)等标准件等效替代。
48.在一实施例中，如图1
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5所示，控制阀还包括第二滚动轴承4，阀盖3靠近椭圆形凹槽2131的一端，和/或，阀盖3远离椭圆形凹槽2131的一端开设有以第一通孔为中心的第二安装槽(图中未示出)，第二滚动轴承4安装于第二安装槽，偏心主轴23穿设于第二滚动轴承4内。
49.具体地，第二滚动轴承4能大幅度减少偏心主轴23的旋转扭矩，还能减少偏心主轴23在转动时产生震动，使阀瓣21做调心运动以及转动时更为稳定。
50.在一实施例中，如图1
‑
5所示，其中密封阀座12还套设有密封胶圈121，通过密封胶圈121与球冠状密封面212相互挤压，以切断控制阀，密封效果较好，且避免了球冠状密封面212与密封阀座12之间的硬接触，增加了控制阀的使用寿命。
51.具体地，本实用新型的通过转动偏心主轴23带动阀瓣21朝密封胶圈121移动，直至压紧，因此压紧密封过程为强制压紧，可以补偿因密封胶圈121老化或者磨损而造成的密封
不严情况，完全可以替代传统阀门因阀座密封胶圈121磨损而设置的复杂的阀座弹簧补偿机构。
52.在一实施例中，阀体1与阀瓣21均无需设置相对偏心量，均为相对中心位置安装，便于降低制造成本。
53.本实用新型实施例展示了一种控制阀，如1
‑
5所示，通过设置第一滚动轴承22及偏心主轴23，并在阀瓣上设置与第一滚动轴承22配合使用的椭圆形凹槽2131，旋转偏心主轴23带动第一滚动轴承22在椭圆形凹槽2131内旋转摆动，以使第一滚动轴承22滚动并挤压椭圆形凹槽2131的槽壁，进而带动阀瓣21相对于密封阀座12进行移动，阀瓣21在转动前，球冠状密封面与密封阀座12分离，阀瓣21转动复位后，反向旋转偏心主轴23，带动第一滚动轴承22在椭圆形凹槽2131内旋转摆动，以使第一滚动轴承22滚动并挤压椭圆形凹槽2131的槽壁，进而带动阀瓣21相对于密封阀座12进行移动，直至球冠状密封面212与密封阀座12抵接，由于阀瓣21转动时球冠状密封面212与密封阀座12分离，避免球冠状密封面212与密封阀座12之间产生摩擦损耗，因此大幅度增加了控制阀的使用寿命。并且，由于控制阀启闭机构1启闭时不会产生摩擦，因此启闭所需扭矩低，避免扭矩大对偏心主轴23造成损坏，降低外界电动执行机构功耗，可大幅提高控制阀的防爆安全性。
54.应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要的保护范围。