强制密封球阀的制作方法

本发明涉及阀门制造领域，特别是一种强制密封球阀。

背景技术：

阀门是应用十分广泛的流体控制部件，具有导流、截流、调节、分流等作用。市场上常见的阀门通过旋转阀芯使阀芯与阀座接触而关闭阀门，由于多次开关阀门而使阀芯与阀座长期摩擦，很容易出现泄漏现象，而且普通球阀开闭所需要的力矩很大，即使阀芯与阀体没有多次开启，但也有可能出现密封不严的现象；在现有技术下，为了关紧阀门，在关闭阀门时而对阀门拧得过紧，造成阀芯对阀座的压力过大而使阀座严重变形甚至损坏，而频繁更换阀座是非常影响正常生产及工程进度；市场中多数的强制密封球阀不能准确控制阀芯对阀座的压紧力，阀门的压紧力通常情况都是由工人师傅凭借自己的经验而关闭的，这就经常造成阀门的关紧力或大或小的情况，也非常容易使阀门的传动系统及零部件产生不必要的损坏。

技术实现要素：

本发明技术的目的在于提供一种密封效果更好，解决传统阀门容易泄露的问题，这也是一种开关阀门力矩小、开闭阀门时阀座与阀芯无摩擦、能根据阀门在不同工况下推荐对应的最佳阀门关紧力、能实时监控阀座的受压情况的强制密封球阀。

本发明通过以下技术方案实现：

一种强制密封球阀，包括阀体、阀芯、阀杆、手柄、阀盖、阀座、阀杆架、柱销、螺杆，所述阀芯顶部设有阀芯孔，所述阀芯孔内设有若干成对的可转动的柱销；所述阀杆的下部伸入阀芯孔内的柱销之间相互配合，当球阀全关时，所述阀杆下端相对于柱销相对移动，控制阀芯与阀体间的强制密封；

由于上述结构，在阀芯的顶部设有阀芯孔，阀芯孔内设置有一对以上可转动的柱销，阀杆下部伸入到阀芯孔内的柱销之间，这样设计以便于阀杆上下移动时，阀杆能够与阀芯孔内的柱销相互配合使阀芯与阀体形成强制密封面，而阀杆转动时，阀杆带动阀芯转动，控制阀门的开和关。

一种强制密封球阀，所述阀杆的下部包括阀杆体、斜线段及直线段，其中直线段位于阀杆的端部，所述直线段的截面尺寸小于阀杆体的截面尺寸，所述直线段的中心线与阀杆的中心线重合/平行；其中直线段与阀杆体之间通过斜线段过渡连接，所述斜线段包括相对布置的内斜面与外斜面，所述内斜面与外斜面同向倾斜布置，所述外斜面将直线段的边缘连接阀杆体的边缘，所述内斜面将直线段连接至阀杆体并圆弧过渡。

由于上述结构，通过将阀杆下部设计成阀杆体、斜线段及直线段，内斜面与外斜面同向倾斜布置，能够在阀杆向上、下移动时产生相对应的作用；直线段的中心线与阀杆的中心线重合/平行，使得直线段与柱销互相作用时，阀芯与阀体之间不会形成强制密封面；阀杆上下移动能够控制阀芯的转动，使阀芯与阀座之间的强制密封面形成/消除。当阀杆向下移动，斜线段推动柱销，使得阀芯向阀座方向转动，从而使阀芯压紧阀座形成强制密封面；当阀杆向上移动，斜线段推动柱销，使得阀芯脱离阀座，强制密封消除。

一种强制密封球阀，所述阀芯的阀芯孔设有一对或两对可转动的柱销，所述阀杆的下部伸入至成对的柱销之间，所述阀杆下部的斜线段与直线段均能与柱销接触配合，使所述阀杆下部可相对于柱销上下移动。

由于上述结构，设置一对或两对可转动的柱销，使得与阀杆接触的均为柱销，阀杆上下移动时，柱销也跟着一起转动，阀杆与柱销间的摩擦力很小。

一种强制密封球阀，所述阀芯底部设有转柱，所述转柱能够支撑阀芯转动。

由于上述结构，阀芯底部的转柱能够支撑阀芯自转，同时转柱还能够支撑阀芯以转柱为圆心的转动，当阀芯与阀座形成强制密封面时，转柱提供给阀芯支撑力的作用。

一种强制密封球阀，所述阀体内设有阀座，所述阀座为铜材质，所述阀座与阀芯相互配合而形成密封面。

由于上述结构，通过在阀体内设有阀座，使强制密封面由阀芯与阀座形成，阀芯直接挤压的为阀座，阀座为铜材质，铜材质较软，因此阀座发生形变而形成强制密封面，阀座体积更小，更易更换，价格比更换阀体更低。

一种强制密封球阀，所述阀体上安装有阀盖，所述阀盖上安装有阀杆架，所述阀杆架开设有螺旋限位槽，所述阀杆架套在阀杆上，所述阀杆通过传动部件与手柄连接，所述螺杆穿过阀杆与阀杆架相互配合控制阀杆上下移动和转动。

由于上述结构，通过在阀杆架上开设螺旋限位槽，螺杆穿过阀杆与螺旋限位槽互相配合，使得转动手柄，能够控制阀杆沿轴线自转，也能够控制阀杆的上下移动，更易控制阀门的开、关。

一种强制密封球阀，所述阀体与阀座之间设有监测系统，所述监测系统包括两个压力传感器、MCU、及LED显示器，所述压力传感器，一个用于测量阀座所受压紧力，另一个用于测量阀体内的液体压力，并分别传递至MCU；

所述MCU根据压力传感器传递的压紧力值，将阀座所受的压紧力实时显示在LED显示器上；MCU根据传感器传送的阀体内的液体压力值，计算出在阀体内的液体压力下，刚好完全密封阀门，阀芯作用于阀座的最佳压紧力值，并将此最佳压紧力值显示在LED显示器上；若阀座所受的压紧力值超过阈值时，MCU控制LED显示器发出报警信号，并根据不同情况使LED显示器发出不同级别的警报。

由于上述结构，通过在阀座上设有压力传感器，压力传感器把阀座受力信号传给MCU,MCU通过分析能够判断出阀座的受力程度并将受力数据显示在LED显示器上，若阀座受力接近或超过阀座的压紧力阈值时，LED显示器就会发出警告，根据不同级别警告分为黄色警告和红色警告，最大警告级别为红色警告，LED显示闪烁红色警示灯并显示相应警告文字，其次为黄色警告，LED显示闪烁黄色色警示灯并显示相应警告文字；关闭阀门时，压力传感器可测得阀内的液体压力，MCU可根据此液体压力计算出在阀体内的此液体压力下，刚好完全密封阀门，阀芯作用于阀座的最佳压紧力值，操控者可以在LED显示器中读取该值，同时，LED显示器也显示阀内液体压力值，操控制可通过手柄调节阀芯对阀座的力的大小，当阀芯对阀座的压紧力值与MCU计算出的最佳关闭阀门的压紧力值相等时，阀门关闭到最佳位置；阀门关闭到最佳时，LED显示绿色提示灯，使操作者非常清楚调节阀芯对阀座的挤压程度，使得此强制密封球阀更易操控。

本发明的有益效果是:

1、控制手柄能够调节阀芯对阀座的压紧力，因此当阀芯与阀座有一定的磨损之后也能够有效关闭阀门，使得密封效果更好，不容易泄露；

2、打开阀门会先使阀芯与阀座脱离，关闭阀门时，阀芯转动到关闭位置后，阀芯才与阀座有作用力，从而打开和关闭阀门的力矩很小，打开和关闭阀门不会使阀芯与阀座产生摩擦；

3、监测系统能够实时反映阀芯对阀座的压紧力，并在不同工况下，控制系统能够提供阀芯对阀座的最佳压紧力值，使得关闭阀门更轻松，避免对阀门操作失误，最大限度保护阀门。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中标记：1为阀杆、1-1为阀杆体、1-2为斜线段、1-3为直线段、2为阀杆架、3为阀杆孔、4为螺杆、5为螺母、6为阀盖、7为手柄、8为螺旋限位槽、9为柱销、10为阀芯孔、11为阀芯、12为阀体、13为阀座、14为转柱、15为监测系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1所示一种强制密封球阀，包括阀杆1、阀杆体1-1、斜线段1-2、直线段1-3、阀杆架2、阀杆孔3、螺杆4、螺母5、阀盖6、手柄7、螺旋限位槽8、柱销9、阀芯孔10、阀芯11、阀体12、阀座13、转柱14、监测系统15，所述阀芯11设于阀体12内，其特征是：所述阀芯11顶部设有阀芯孔10，所述阀芯孔10内设有一对的可转动的柱销9，阀芯11底部设有一个转柱14，转柱14可以支持阀芯11自转和以转柱14为圆心的转动，所述阀杆1的下部伸入阀芯孔10内的柱销9之间相互配合，当球阀全关时，所述阀杆1下端相对于柱销9上下移动，阀杆1的斜线段1-2和直线段1-3与能够转动的柱销9接触配合，使阀芯11能够绕以转柱14为圆心的转动。阀芯11为不锈钢材质，当阀芯11顺时针旋转时，阀芯11与设于所述阀体12内的阀座13接触配合形成强制密封面，由于阀座13体积比阀芯11小得多，更换也更方便，从成本上来说也更便宜，所以阀座13材质为比阀芯11不锈钢材质软的铜，一硬一软互相挤压而形成强制密封面。所述阀杆1的下部包括阀杆体1-1、斜线段1-2及直线段1-3，其中直线段1-3位于阀杆1的端部，所述直线段1-3的截面尺寸小于阀杆体1-1的截面尺寸，所述直线段1-3的中心线与阀杆1的中心线重合/平行；其中直线段1-3与阀杆体1-1之间通过斜线段1-2光滑过渡连接，所述斜线段1-2包括相对布置的内斜面与外斜面，所述内斜面与外斜面同向倾斜布置，所述外斜面将直线段1-3的边缘连接阀杆体1-1的边缘，所述内斜面将直线段连接至阀杆体1-1并圆弧过渡；所述阀体12上通过螺栓安装有阀盖6，所述阀盖6上用螺栓安装有阀杆架2，所述阀杆架2开设有螺旋限位槽8，所述阀杆架2套在阀杆1上，所述阀杆1通过控制系统与手柄7连接，所述螺杆4穿过阀杆1与阀杆架2相互配合控制阀杆上下移动和转动，以此来控制阀门的开关以及强制密封；所述阀体12与阀座13之间安装监测系统15，所述监测系统15由两个压力传感器、MCU、LED显示器组成，所述压力传感器一个用来测量阀芯对阀座13的压紧力值，另一个用来测量阀体12内的液体压力值，所述MCU根据压力传感器传递的压紧力值，将阀座所受的压紧力实时显示在LED显示器上；MCU根据传感器传送的阀体内的液体压力值，计算出在阀体内的液体压力下，刚好完全密封阀门，阀芯作用于阀座的最佳压紧力值，并将此最佳压紧力值显示在LED显示器上；阀座13所受的压力值达到阀座所能承受的压力阈值的0.85倍时，LED显示器显示黄色警报，显示相应警告文字；阀座13所受压力值超过阀座所能承受的压力阈值的0.95倍时，LED显示器显示红色警报并显示相应警告文字。

此发明强制密封球阀的动作原理是：

1、从阀门关闭到打开，顺时针转动手柄7，在穿过阀杆1的螺杆4与螺旋限位槽8及其他传动部件共同作用下，先使阀杆7的斜线段推动柱销9，阀杆7上移，阀杆7将作用力作用在柱销9上，使阀芯11以转柱14为圆心逆时针转动，从而使阀芯11与阀座13分离，在LED显示器显示阀芯11对阀座13的压紧力为零时，继续顺时针转动手柄7，阀芯11才以阀杆1为轴线而自转，转动90°后，阀门全开。

2、从阀门打开到关闭，逆时针转动手柄7，在此阀门传动系统的作用下，先使阀杆1沿轴线先自转，从而带动阀芯11自转，阀芯11从打开位置转动到关闭位置后，继续逆时针转动手柄7，阀杆1向下移动，阀杆的斜线段1-2推动柱销9，使阀芯11以转柱14为圆心而顺时针转动，阀芯11略微挤压阀座13，安放在阀座13后的压力传感器就会将压紧力值信号发送给MCU，MCU经过处理将压紧力值显示在LED显示器上，此后，操控者根据LED显示器上的数值来操控手柄7控制阀门的压紧力，同时，压力传感器将阀内液体压力的信号传给MCU,MCU将信号经过处理后使LED显示器上显示阀内压力及最佳关闭阀门所需压紧力值；阀座13所受的压力值达到阀座所能承受的压力阈值的0.85倍时，LED显示器显示黄色警报，显示相应警告文字；阀座13所受压力值超过阀座所能承受的压力阈值的0.95倍时，LED显示器显示红色警报并显示相应警告文字。