专利名称:卸荷式球阀的制作方法
本实用新型为卸荷式球阀，属于球阀的卸荷式结构和控制系统的改进。
一般球阀，在进行开启或关闭时，阀座与球体间紧密接触，使得密封副的摩擦力相当大，故操作力矩大，还影响了阀的使用寿命。有的球阀虽有卸荷装置，但其整个装置是采用机械的方法，结构大而复杂。操作力矩也大，操作时间长。有的球阀虽也有卸荷装置，但仅用于液体介质，不能完全卸荷，控制系统亦较复杂。
本实用新型的卸荷式球阀的目的，是要采用一种简单的装置，除可用于液体介质外。还可用于密封难度较大的气体介质。并且操作灵活，操作力矩小，操作时间短。使用寿命长。
本卸荷式球阀的阀门部分具有阀体，球体、上阀杆、下阀杆，主密封圈，导套等。该球体的上、下两端连接有上阀杆和下阀杆，上阀杆及下阀杆各有其轴承，构成固定球结构。主密封圈与导套组成阀座。该阀座能轴向移动。围绕阀座有阀体内腔，中间腔和背腔。背腔有一股供控制用的通路，中间腔直接通大气，需要时也可以做成一股供控制用的通路。导套的不同直径的外圆上各装设有一道或一道以上的密封圈，尤其能适用于密封难度比液体介质大的气体介质的密封。球体的一侧只一个阀座时，可以实现球前的单面密封，球体的左、右两侧各放置一个阀座时，可以实现球前及球后的双面密封。本球阀的操作方式用手动，有特殊需要时也可做成气动。
本球阀从开到关的过程中，背腔和中间腔均处于卸压状态，主密封圈与球体间，上阀杆、下阀杆与其轴承间均处于卸荷状态，因而能轻巧地转动上阀杆，带动球体转过90°，然后将背腔通以压缩气体或液体，则使阀座压紧球体而阀门关闭。
本球阀从关到开的过程中，在转动手柄之前，首先将背腔卸压，使主密封圈与球体间，上阀杆、下阀杆与其轴承间都得到部分卸荷，由于主密封圈与球体间的卸荷，其间的比压很小，不能起密封作用，因而，球前的介质，特别是气体介质。在瞬间内高速漏入阀体内腔，形成一种介质压力，这一压力作用于阀座上，对阀座产生推力。使主密封圈与球体间进一步卸荷，这一卸荷又使上阀杆。下阀杆与其轴承间卸荷。该推力大到一定程度，便把阀座推离球体，这时，主密封圈与球体间达到完全的卸荷。随着漏泄时间的延续，阀体内腔的压力越益上升，球前与阀体内腔的压差则变得很小。这一压差引起一种作用于球体上的力，此力并由球体传递于上、下阀杆的轴承上。由于压差变得很小，此力亦相应很小，此即上、下阀杆与其轴承间得到再次卸荷。经过以上一系列的卸荷，主密封圈与球体间，上阀杆、下阀杆与其轴承间都得到充分卸荷。然后可轻巧地转动上阀杆，带动球体转过90°，而达到阀门全开。然而阀门的介质若为液体，由于它是不可压缩的，因而它从球前漏入阀体内腔后，不会在短时间内形成较大的压力作用于阀座上，故液体介质是难以实现充分卸荷。故本球阀特别适用于能实现充分卸荷，以更利于减小阀门操作力矩的气体介质。有时，阀门使用的介质压力本来很小，漏入阀体内腔的介质压力亦很小，因而主密封圈与球体间不能达到充分卸荷。阀门如没有得到充分卸荷，致使操作力矩过大时，可对中间腔通以压缩气体或液体，迫使阀座离开球体，实现主密封圈与球体间的完全卸荷，然后，可轻巧地转动阀门。
本球阀可用于液体介质，尤能适用于密封难度比液体介质大的气体介质。
本卸荷式球阀的阀门部分有单面密封阀门部分和双面密封阀门部分两种，其控制系统有多种多样，可选择其中一种与一种阀门部分结合，构成一种卸荷式球阀。
图1是单面密封阀门部分的示意图，图2是双面密封阀门部分的示意图，图3～16是控制系统示意图。图3～9与图1的结合构成单面密封的卸荷式球阀，图10～16与图2的结合构成双面密封的卸荷式球阀，均可供用户选用。
在图1及图2的示意图中，在阀体〔7〕内装有一个球体〔2〕，该球体的上、下两端连接有上阀杆〔3〕和下阀杆〔1〕，该上阀杆及下阀杆各有其轴承，构成其固定球结构，该固定球结构的一侧有一阀座，也可以其两侧各有一个阀座。该阀座是由一个导套〔6〕和一个主密封圈〔5〕组成。该导套的不同直径的外圆上各装设有一道或一道以上的密封圈，尤其能适用于密封难度比液体介质大的气体介质的密封。围绕该阀座有阀体内腔〔4〕，中间腔〔8〕和背腔〔9〕，该背腔有一股供控制用的通路，该中间腔直接通大气，需要时也可以做成一股供控制用的通路。
图3与图1结合的球阀以及图10与图2结合的球阀，均可以用气筒对背腔〔9〕打气以进行控制。当结合在上阀杆〔3〕上的手柄〔11〕被转到阀门的关闭位置时，就用气筒通过背腔接头〔10〕对该背腔打气，球阀便关闭，密封与否，看压力表可知。操作之前，该背腔务须卸压。
图4与图1结合的球阀以及图11与图2结合的球阀均可以用气筒对背腔〔9〕及中间腔〔8〕打气以进行控制。当手柄〔11〕被转到阀门的关闭位置时，就用气筒通过背腔接头〔10〕对该背腔打气，球阀便关闭，密封与否看压力表可知。操作之前，须先将该背腔卸压。如果主密封圈〔5〕与球体〔2〕间没有充分卸荷，致使启闭力矩过大，可先用气筒从中间腔接头〔16〕对该中间腔充气，迫使该主密封圈离开该球体，接前可马上把刚才充进的气放掉，然后可轻巧地转动该手柄。球阀关闭时，该中间腔务须卸压。
图5与图1结合的球阀以及图12与图2结合的球阀，均可以把压力源〔12〕直接与背腔〔9〕相接以进行控制，当手柄〔11〕被转到阀门的关闭位置时，即用该压力源对该背腔充气，球阀便关闭，操作之前，该背腔务须卸压。
图6与图1结合的球阀以及图13与图2结合的球阀均可以把压力源〔12〕直接与背腔〔9〕相接以进行控制，另外还对中间腔〔8〕用气筒打气以进行控制。当手柄〔11〕被转到阀门的关闭位置时，用该压力源对该背腔充气，球阀便关闭。操作之前，该背腔务须卸压。如果主密封圈〔5〕与球体〔2〕间没有充分卸荷，致使启闭力矩过大，可先用气筒从中间腔接头〔16〕对该中间腔充气，迫使该主密封圈离开该球体，接着可马上把刚才充进的气放掉，然后可轻巧地转动手柄。球阀关闭时，该中间腔务须卸压。
图7与图1结合的球阀以及图14与图2结合的球阀均可以把压力源〔12〕通过换向阀〔13〕与背腔〔9〕相接以进行控制。当手柄〔11〕被转到阀门的关闭位置时，该换向阀上的触头〔14〕被压杆〔15〕压下，该压力源的气体立即经该换向阀进入该背腔。球阀便关闭。操作之前，先使该压杆与该触头脱开，让该背腔卸压，然后可转动该手柄。阀门在进行操作时，该背腔自行处于卸压状态。
图8与图1结合的球阀以及图15与图2结合的球阀均可以把压力源〔12〕通过换向阀〔13〕与背腔〔9〕相接以进行控制，另外对中间腔〔8〕用气筒打气以进行控制。当手柄〔11〕被转到阀门的关闭位置时，触头〔14〕被压杆〔15〕压下，该压力源的气体立即经该换向阀进入该背腔，球阀便关闭。操作之前，先使该压杆与该触头脱开，让该背腔卸压，然后可转动该手柄。阀门在进行操作时，该背腔自行处于卸压状态。如果主密封圈〔5〕与球体〔2〕间没有充分卸荷，致使启闭力矩过大，可先用气筒从中间腔接头〔16〕对该中间腔充气，迫使该主密封圈离开该球体，接着可马上把刚才充进的气放掉，然后可轻巧地转动该手柄。球阀关闭时，该中间腔务须卸压。
图9与图1结合的球阀以及图16与图2结合的球阀均可以把压力源〔12〕分成两路，一路经换向阀〔13〕与背腔〔9〕相接，另一路经换向阀〔17〕与中间腔〔8〕相接，从而进行控制。当手柄〔11〕被转到阀门的关闭位置时，触头〔14〕被压杆〔15〕压下，该压力源的气体，立即经换向阀〔13〕进入该背腔，球阀便关闭。操作之前，先使该压杆与该触头脱开，让该背腔卸压，然后可转动该手柄。本阀在进行操作时，该背腔自行处于卸压状态。如果主密封圈〔5〕与球体〔2〕间没有充分卸荷，致使启闭力矩过大，可将换向阀〔17〕上的触头〔18〕按下，该压力源的气体，立即经该换向阀对该中间腔充气，迫使该主密封圈离开该球体，随即使该触头复位，该中间腔的气体立即经该换向阀卸压。然后可轻巧地转动该手柄。球阀关闭时，该中间腔务须卸压。
权利要求
1.卸荷式球阀，在阀体[7]内装有一个球体[2]，该球体的上、下两端连接有上阀杆[3]及下阀杆[1]，该上阀杆及下阀杆各有其轴承，构成固定球结构，其特征在于该固定球结构的一侧有一个阀座，该阀座由一个导套[6]和一个主密封圈[5]组成，该导套的不同直径的外圆上各设有一道或一道以上的密封圈，围绕该阀座由该密封圈分隔成阀体内腔[4]，中间腔[8]和背腔[9]，该背腔的环形截面积大于该中间腔的环形截面积，该背腔和中间腔都有一股控制通路。
2.根据权利1的球阀，其特征还在于该固定球结构的另一侧也有一个阀座。
3.根据权利1，2的球阀，其特征还在于该球阀可用于液体介质，特别适用于能实现充分卸荷以更利于减小操作力矩的气体介质。
4.根据权利1，2的球阀，其特征还在于可以将压力源直接与该控制通路相接。
5.根据权利1，2的球阀，其特征还在于可以将压力源通过换向阀与该控制通路相接。
6.根据权利1，2的球阀，其特征还在于可以该中间腔的控制通路直接通大气。
专利摘要
卸荷式球阀是一种固定球，浮动阀座的阀门。阀门从开到关，背腔卸压，故能轻巧地转动球体，转到关闭位置时，背腔充气，阀座压紧球体阀门关闭。阀门从关到开，先将背腔卸压，然后可轻巧地转动球体，打开阀门。控制背腔或中间腔的压力源可直接与之相接，也可经换向阀进入，此外还可直接用气筒打气。
文档编号F16K5/06GK85202998SQ85202998
公开日1986年8月20日 申请日期1985年7月18日
发明者韩庆 申请人:杭州制氧机厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan