一种消除气蚀的球阀的制作方法

本发明涉及管道控制阀门领域，特别是指一种消除气蚀的球阀。

背景技术：

球阀由于具有流体阻力小、流通能力大、开关迅速、密封性能好、寿命长、便于气控和电控等优点，广泛应用于煤化工、石化、钢铁、冶金及空分等行业。

然而，球阀具有流通能力大、开关迅速的特点，特别在阀门启闭过程中，阀门两侧的压力差较大时，流体介质流速会很高，很容易发生气蚀现象，当流体介质以很高的速度通过球阀流道时，由于液态流体压力的降低而析出气体产生气泡，气泡承受的压力达到一定值时，就会发生局部炸裂，造成阀门内件的损害。

技术实现要素：

为了解决现有球阀由于气蚀现象造成阀门内件的损害的问题，本发明提供一种消除气蚀的球阀，不但可以防止气蚀，消除噪声与振动，同时降低了阀门的能量消耗，改善了操作人员的工作环境，在小开度时可有效消除气蚀，而在大开度时气蚀现象不明显时可满足阀门更大的流量要求，而且结构简单，便于加工，利于装配，具有节能高效的特点。

本发明提供的一种消除气蚀的球阀，包括第一阀体部、第二阀体部、阀杆、球体、阀座、弹簧和固定轴，还包括具有通孔的球面壁板，所述球面壁板部分覆盖在所述球体的出口流道上。

在本发明一个具体的实施方案中，所述球面壁板的直径与所述球体直径相同，所述球面壁板与球体一体成型。

在本发明一个具体的实施方案中，所述球面壁板在所述球体的出口流道上的一侧边缘为弧形，所述弧形投影在侧视图上为一圆弧，其圆心在所述球阀流道中心轴线上。

在本发明一个具体的实施方案中，所述弧形投影在侧视图上为一圆弧，其半径为f，f为5～15mm，其圆心与所述球体4的球心的距离为g，g为5～15mm。

在本发明一个具体的实施方案中，所述球面壁板的厚度为10～20mm。

在本发明一个具体的实施方案中，所述通孔为圆形通孔。

在本发明一个具体的实施方案中，所述圆形通孔的直径为2～10mm。

在本发明一个具体的实施方案中，所述球面壁板上设置有c行d列规则分布的通孔。

在本发明一个具体的实施方案中，2≤c≤10，2≤d≤10。

在本发明一个具体的实施方案中，所述通孔的中心轴线汇聚于所述球体的出口流道中心线上的指定点。

在本发明一个具体的实施方案中，所述指定点与所述球体的球心的距离为e，e为5～15mm。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，采用了新的球体结构设计，在球体出口流道处部分覆盖具有通孔的球面壁板，通过通孔的数量、分布、形状、尺寸、流向等设计，增大了流体介质的阻力，对高压差进行降压节流，增加了流体介质的摩擦损失，降低了流体介质通过阀门的流速，通过通孔后相互撞击的流体形成的湍流促使流体介质中析出的气体气泡在远离金属零部件表面处发生破裂，从而最大限度地减少对阀门内件的破坏，可有效抑制气蚀的产生，并有助于降低流体产生的噪声水平与振动强度，降低了阀门的能量消耗，改善了操作人员的工作环境。球体的出口流道未覆盖部分为一弧形，在小开度时可有效消除气蚀，而在大开度时气蚀现象不明显时可满足阀门更大的流量要求，同时具有结构简单，便于加工，利于装配，节能高效的特点。

在优选实施方案中，采用了新的球体结构设计，球体出口流道处部分被与球体直径相同且具有一定厚度的球面壁板覆盖，球面壁板的厚度为10～20mm，球面壁板上分布有通孔，通孔的形状为圆形，直径为2～10mm，通孔为规则分布，共有c行d列，通孔的中心轴线汇聚于球体的流道中心线上的一点，与球心的距离为e，e为5～15mm。球面部分覆盖的壁板上的通孔将流体介质分散成多束流体，同时通孔的中心轴线不平行，流体通过通孔后相互撞击的流体形成的湍流，形成缓冲区和压力恢复区，在远离金属零部件表面发生气泡的崩溃，避免了流体介质通过阀门时在高压差工况下，流速过快，导致压力降低，液体析出气体，析出的气体形成气泡，当气泡承受的压力达到一定值时在阀门内件表面炸裂，从而最大限度地减少对阀门内件的破坏。球体的出口流道未覆盖部分为一弧形，弧形投影在侧视图上为一圆弧，其圆心在所述球阀流道中心轴线上。其半径为f，f为5～15mm，其圆心与所述球体4的球心的距离为g，g为5～15mm。在球阀小开度时可有效消除气蚀，而在球阀大开度时气蚀现象不明显时可满足阀门更大的流量要求。

附图说明

图1为本发明的一种消除气蚀的球阀的全开状态前剖面结构示意图；

图2为本发明的一种消除气蚀的球阀的全开状态上剖面结构示意图；

图3为本发明的一种消除气蚀的球阀的全关状态前剖面结构示意图；

图4为本发明的一种消除气蚀的球阀的全关状态上剖面结构示意图；

图5为本发明的一种消除气蚀的球阀的开关状态上剖面结构示意图。

[附图标记说明]

1、第一阀体部；

2、第二阀体部；

3、阀杆；

4、球体；

5、阀座；

6、弹簧；

7、固定轴；

8、通孔；

9、球面壁板。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1为本发明的一种消除气蚀的球阀的全开状态前剖面结构示意图，图2为本发明的一种消除气蚀的球阀的全开状态上剖面结构示意图，图3为本发明的一种消除气蚀的球阀的全关状态前剖面结构示意图，图4为本发明的一种消除气蚀的球阀的全关状态上剖面结构示意图，图5为本发明的一种消除气蚀的球阀的开关状态上剖面结构示意图。如图1至图5中所示，本发明提供的消除气蚀的球阀包括第一阀体部1、第二阀体部2、阀杆3、球体4、阀座5、弹簧6和固定轴7，还包括具有通孔8的球面壁板9，所述球面壁板9部分覆盖在所述球体4的出口流道上。

在一个可选实施例中，如图2或图4或图5所示，所述球面壁板9的直径与所述球体4直径相同，所述球面壁板9与球体4一体成型，便于加工和安装。

在一个可选实施例中，如图3所示，所述球面壁板9在所述球体4的出口流道上的一侧边缘为弧形，所述弧形投影在侧视图上为一圆弧，其圆心在所述球阀流道中心轴线上，其半径为f，其圆心与所述球体4的球心的距离为g。优选地，弧形的半径f取值为5～15mm，弧形的圆心与球体4的球心的距离g取值为5～15mm。这种设计在小开度时可有效消除气蚀，而在大开度时气蚀现象不明显时可满足阀门更大的流量要求，且在全开状态下，不会影响流体通孔介质的正常流通。

在一个可选实施例中，球面壁板9的厚度为10～20mm。

在一个可选实施例中，通孔8为圆形通孔。优选地，所述圆形通孔的直径为2～10mm。

在一个可选实施例中，例如图3所示，球面壁板9上设置有c行d列规则分布的通孔。

优选地，2≤c≤10，2≤d≤10。

在一个可选实施例中，通孔8的中心轴线汇聚于球体4的出口流道中心线上的指定点。

优选地，如图1、图2、图4、图5中所示，通孔8的中心轴线汇聚的指定点与球体4的球心的距离为e，e为5～15mm。

本发明提供的消除气蚀的球阀，其结构包括由第一阀体部1和第二阀体部2组成的阀体，阀体中，固定轴7支撑球体4，球体4与两个阀座5形成球面密封，弹簧6提供的弹簧力将阀座5压向球体4，实现球体4与阀座5的密封，阀杆3驱动球体4转动完成开关动作。在阀门启闭过程中，阀门两侧的压力差较大时，流体介质流速会很高，很容易发生气蚀现象，当流体介质以很高的速度通过球阀流道时，由于液态流体压力的降低而析出气体产生气泡，气泡承受的压力达到一定值时，就会发生爆炸，造成阀门内件的损害。气泡爆炸时，在局部会产生很高的压力和冲击波，而远离爆炸中心的地方，压力会急剧衰减。而气泡爆炸产生的冲击波是造成气蚀、噪音及振动的一个主要因素。因此防止气蚀的有效措施是防止气泡的产生以及避免气泡在阀门内件表面爆炸，造成对阀门内件的损害。球体4出口流道处部分覆盖的球面壁板上设计有通孔8，通孔8的形状为圆形，通孔8的中心轴线汇聚于球体4的流道中心线上的一点，与球心的距离为e。球面壁板上的通孔8将流体介质分成多束流体，同时通孔8的中心轴线不平行，流体通过通孔8后相互撞击的流体形成的湍流，形成缓冲区和压力恢复区，在远离金属零部件表面发生气泡的崩溃，从而最大限度地减少对阀门内件的破坏。可有效抑制气蚀的产生，并有助于降低流体产生的噪声水平与振动强度，降低了阀门的能量消耗，改善了操作人员的工作环境。

如图4所示，消除气蚀的球阀在全关状态下，球体4与阀座5形成球面密封，实现了球阀对流体介质的切断功能。

消除气蚀的球阀在高压差工况开关时，增大了流体介质的阻力，增加了流体介质的摩擦损失，降低了流体介质通过阀门的流速，通过通孔8后相互撞击的流体形成的湍流促使流体介质中析出的气体气泡在远离金属零部件表面处发生破裂，从而最大限度地减少对阀门内件的破坏，可有效抑制气蚀的产生，并有助于降低流体产生的噪声与振动。球体的出口流道未覆盖部分为一弧形，在球阀小开度时可有效消除气蚀，而在球阀大开度时气蚀现象不明显时可满足阀门更大的流量要求。

本发明提供的消除气蚀的球阀采用了新的球体结构设计，在球体出口流道处部分覆盖具有通孔的球面壁板，通过通孔的数量、分布、形状、尺寸、流向等设计，增大了流体介质的阻力，对高压差进行降压节流，增加了流体介质的摩擦损失，降低了流体介质通过阀门的流速，通过通孔后相互撞击的流体形成的湍流促使流体介质中析出的气体气泡在远离金属零部件表面处发生破裂，从而最大限度地减少对阀门内件的破坏，可有效抑制气蚀的产生，并有助于降低流体产生的噪声水平与振动强度，降低了阀门的能量消耗，改善了操作人员的工作环境。球体的出口流道未覆盖部分为一弧形，在小开度时可有效消除气蚀，而在大开度时气蚀现象不明显时可满足阀门更大的流量要求，同时具有结构简单，便于加工，利于装配，节能高效的特点。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。