一种控制阀启闭机构的制作方法

1.本实用新型涉及计量控制领域，特别是一种控制阀启闭机构。


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，球阀内部设有用于导通或切断其阀体的控制阀启闭机构，现有的控制阀启闭机构在导通与切断阀体的过程中持续与阀体摩擦，导致球阀启闭扭矩大，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，虽有其他控制阀启闭机构可以实现启闭无摩擦，但其结构复杂，实际应用价值低。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种控制阀启闭机构以及控制阀，旨在解决现有技术中控制阀启闭机构在导通与切断阀体的过程中持续与阀体摩擦，导致球阀启闭扭矩大，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启闭机构，用于导通或切断控制阀，其包括：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，所述环形主体中部设有用于导通阀体的第一通道，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移动。
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，另一端用于与所述阀体抵接，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，所述第一快速关阀助力扭簧安装件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。
8.进一步地，所述阀瓣还包括：第二凸台及第二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，所述第二快速关阀助力扭簧安装件与所述环形主体连接，并与所述第二凸台相邻且间隔设置，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二快速关阀助力扭簧安装件抵接。
9.进一步地，所述阀瓣还包括：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，所述控制阀启闭机构开启时，所述开启限位台阶用于与所述阀体相抵，第一通道与阀体的管道通径一致，关闭时，所述关闭限位台阶用于与所述阀体相抵，所述球冠状密封面朝向所述阀体的密封阀座。
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第一通道的一侧，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，所述调心底座安装于所述万向调心支架上，并与所述万向调心支架配合使用。
13.第二方面，本实用新型提供了一种控制阀启闭机构，包括：偏心主轴、阀瓣、主动件及从动件，所述阀瓣包括环形主体及球冠状密封面，所述环形主体中部设有用于导通所述阀体的第一通道，所述球冠状密封面设于所述环形主体周面，用于切断所述阀体，所述主动件与所述偏心主轴连接，所述从动件设于所述环形主体，其中，转动所述偏心主轴驱动所述主动件做偏心运动以带动所述阀瓣移动。
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，由于控制阀启闭机构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是本实用新型的控制阀启闭机构结构示意图；
17.图2是本实用新型的控制阀启闭机构另一角度结构示意图；
18.图3是本实用新型阀瓣结构示意图；
19.图4是采用本实用新型应用方案的控制阀的整体结构剖视图；
20.图5是本实用新型阀瓣另一角度结构示意图；
21.图6是本实用新型控制阀启闭机构整体结构示意图；
22.图中各附图标记为：
23.1、控制阀启闭机构；11、阀瓣；111、环形主体；1111、第一通道；112、球冠状密封面；113、第一凸台；1131、椭圆形凹槽；114、旋转控制台阶；115、第一快速关阀助力扭簧安装件；
116、第二凸台；117、第二快速关阀助力扭簧安装件；118、开启限位台阶；119、关闭限位台阶；12、第一滚动轴承；13、偏心主轴；131、旋转控制杆；14、扭簧；15、盖板；16、调心组件；161、万向调心支架；162、调心底座；2、阀体；21、密封阀座。
具体实施方式
24.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。
25.本实用新型提供了一种控制阀启闭机构1，如图1
‑
4所示，包括阀瓣11、第一滚动轴承12、偏心主轴13。阀瓣11包括环形主体111及球冠状密封面112，环形主体111中部设有用于导通阀体2的第一通道1111，球冠状密封面112设于环形主体111周面，环形主体周面设有第一凸台113，第一凸台113中部凹陷，并形成有椭圆形凹槽1131。第一滚动轴承12安装于椭圆形凹槽1131且与椭圆形凹槽1131的槽壁抵接，偏心主轴13与第一滚动轴承12连接，转动偏心主轴13能带动第一滚动轴承于椭圆形凹槽1131内旋转摆动以使阀瓣11移动。
26.通过实施本实施例，旋转偏心主轴13带动第一滚动轴承12在椭圆形凹槽1131内旋转摆动，以使第一滚动轴承12滚动并挤压椭圆形凹槽1131的槽壁，进而使阀瓣11相对于密封阀座21进行移动，阀瓣在转动前，球冠状密封面112与密封阀座21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，阀瓣11转动复位后，反向旋转偏心主轴13，带动第一滚动轴承12在椭圆形凹槽1131内旋转摆动，以使第一滚动轴承12滚动并挤压椭圆形凹槽1131的槽壁，进而带动阀瓣11进行移动，直至球冠状密封面112与密封阀座21抵接，由此可见，本实施例的压紧密封过程为强制压紧，可以补偿因密封胶圈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磨损而设置的复杂的阀座弹簧补偿机构。由于阀瓣转动时球冠状密封面112与密封阀座21分离，避免球冠状密封面112与密封阀座21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13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。
27.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，第一段用于插入外界阀盖3中的轴承内，第二段连接第一滚动轴承12。
28.在一实施例中，如图1
‑
4所示，偏心主轴13包括旋转控制杆131，其连接于偏心主轴13的两端之间，并朝远离偏心主轴13的径向延伸，阀瓣还包括旋转控制台阶114，其设于第一凸台113，偏心主轴13转动预设角度时，能带动旋转控制杆131转动以使旋转控制杆131与旋转控制台阶114抵接。
29.具体地，旋转控制杆131与旋转控制台阶114抵接后，继续转动偏心主轴13既可带动阀瓣11转动，从而导通阀体。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2。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。
30.在具体实施例中，控制阀启闭机构1还包括扭簧14，其套设于阀瓣11，且椭圆形凹槽1131的中心线与扭簧的中心线平行，扭簧14一端与阀瓣11抵接，另一端用于与阀体2抵接，从而在转动阀瓣11，以开启控制阀时对扭簧14进行蓄能，关闭控制阀时，扭簧14释能以带动阀瓣11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。
31.其中，扭簧14的安装方式有多种，以下列举两个较佳实施例进行说明。
32.在一实施例中，如图1
‑
4所示，阀瓣11还包括第一快速关阀助力扭簧安装件115，其与环形主体111连接，第一快速关阀助力扭簧安装件115与第一凸台113相邻设置，扭簧14套设于第一凸台113外壁，扭簧14一端与第一快速关阀助力扭簧安装件115抵接。
33.具体地，扭簧14一端与第一快速关阀助力扭簧安装件115抵接，另一端与控制阀的阀体2抵接，从而在转动阀瓣11，以开启控制阀时对扭簧14进行蓄能，关闭控制阀时，扭簧14释能以带动阀瓣11在保持自动调心的状态下快速完成逆向旋转的动作。
34.在另一实施例中，如图1
‑
5所示，阀瓣11还包括第二凸台116及第二快速关阀助力扭簧安装件117，第二凸台116设于环形主体111的周面，位于远离椭圆形凹槽1131远离的一侧，第二快速关阀助力扭簧安装件117与环形主体111连接，位于远离椭圆形凹槽1131的一侧，第二快速关阀助力扭簧安装件117与第二凸台116相邻设置，扭簧14套设于第二凸台116外壁，扭簧14一端与第二快速关阀助力扭簧安装件117抵接。
35.在一实施例中，阀瓣11包括开启限位台阶118及关闭限位台阶119，开启限位台阶118与关闭限位台阶119均设于环形主体111的周面，且位于远离椭圆形凹槽1131的一侧，控制阀启闭机构开启时，开启限位台阶118用于与阀体2相抵，第一通道1111与阀体2的管道通径一致，关闭时，关闭限位台阶119用于与阀体2相抵，球冠状密封面112朝向阀体2的密封阀座21。
36.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118能确保控制阀开启时第一通道1111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119能确保控制阀关闭时球冠状密封面112与密封阀座21相对应，最大程度地切断控制阀。
37.本实用新型的环形主体111、球冠状密封面112、第一凸台113、旋转控制台阶114、第一快速关阀助力扭簧安装件115、第二凸台116、第二快速关阀助力扭簧安装件117、开启限位台阶118及关闭限位台阶119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。
38.在一实施例中，如图1、6所示，第一滚动轴承12完全容置于椭圆形凹槽1131内，控制阀启闭机构1还包括盖板15，其中部设有供偏心主轴13穿过的第二通孔(图中未示出)，盖板15盖设于第一凸台113远离第一通道1111的一侧，以遮蔽或裸露椭圆形凹槽1131。
39.具体地，盖板15可以限制第一滚动轴承12的相对位置，避免第一滚动轴承12在位置上产生偏移，进而导致的控制阀启闭机构1失效。
40.在一实施例中，如图1、2、3、6所示，盖板15的至少部分外轮廓大于扭簧14的内轮廓，使得盖板15可以限制扭簧14的相对位置，避免扭簧14脱离第一凸台113外壁，进而避免控制阀启闭机构1失效。
41.在一实施例中，如图1
‑
4所示，控制阀启闭机构1还包括调心组件16，其包括万向调心支架161及调心底座162，万向调心支架161与环形主体111的周面连接，并位于远离椭圆形凹槽1131的一侧，调心底座162安装于万向调心支架161，并与万向调心支架161配合使用。
42.具体地，调心组件16能对阀瓣11起支撑作用，以减少阀瓣11做调心运动，以及转动
时的震动，使阀瓣11做调心运动、以及转动更为稳定。
43.本实用新型实施例展示了一种控制阀启闭机构1，如1
‑
4所示，通过设置第一滚动轴承12及偏心主轴13，并在阀瓣11上设置与第一滚动轴12承配合使用的椭圆形凹槽1131，旋转偏心主轴13带动第一滚动轴承12在椭圆形凹槽1131内旋转摆动，以使第一滚动轴承12挤压椭圆形凹槽1131的槽壁，进而使阀瓣11在转动前进行移动，阀瓣11转动复位后，反向旋转偏心主轴13，带动第一滚动轴承12在椭圆形凹槽1131内旋转摆动，以使第一滚动轴承12挤压椭圆形凹槽1131的槽壁，进而使阀瓣11进行移动，直至球冠状密封面112与密封阀座21抵接，由于阀瓣转动时球冠状密封面112与密封阀座21分离，不会产生摩擦，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13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。
44.本实用新型提供了第二种控制阀启闭机构，用于导通或切断阀体2，包括偏心主轴13、阀瓣11、主动件及从动件。阀瓣11包括环形主体111及球冠状密封面112，环形主体111中部设有用于导通阀体2的第一通道1111，球冠状密封面112设于环形主体111周面，用于切断阀体2。主动件与偏心主轴13连接，从动件设于环形主体111周面，其中，转动偏心主轴13驱动主动件做偏心运动，使主动件与从动件配合，进而带动阀瓣11移动。
45.具体地，主动件包括但不限于上述实施例的第一滚动轴承12，从动件包括但不限于上述实施例的椭圆形凹槽1131。
46.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。