一种调节阀的制作方法

1.本发明属于管道阀门的技术领域，具体涉及一种调节阀。


背景技术：

2.调节阀是控制流体在输送管道上介质流量的一种装置，是工业自动化控制系统中的执行单元，是调节系统中必不可少的部件，它是组成工业自动化系统的重要环节，而且按其功能可分为切断和调节两种。
3.目前，调节阀在调节系统中的介质流量时，一般存在以下问题：
4.1、由于调节阀在调节介质流量时，其阀芯长时间受到介质冲刷，从而使得阀芯受到冲蚀，经常受损，为了避免调节阀失效，需要经常对调节阀进行维护，在阀芯受损时需要更换阀芯，但是更换阀芯需要将调节阀从管路上拆下，然后再将调节阀拆开，取出阀芯进行跟换，这种更换方式，不仅步骤繁琐，耗费大量人力，而且还需要停止系统工作，耽误系统工作进程；
5.2、当调节阀更换阀芯时，无法保证阀芯和阀座之间的距离，使得在更换后，需要重新对调节阀进行调节，此过程较为麻烦，不仅耗时，而且需要工作人员有一定的经验；
6.3、目前有些能实现在线维修的调节阀，但是在进行在线维修时，不需要拆卸阀体，但需要将调节阀两侧管路关闭，维修过程中调节阀不能工作，依然无法实现真正的在线维修，还是存在耽误系统工作进程的问题。


技术实现要素：

7.针对上述问题，本发明公开了一种调节阀，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
8.该调节阀包括阀体、阀套、转轴、两个半球阀芯和更换杆；所述阀体设有进口和出口，所述阀套与所述阀体活动连接，并且一端作为密封端位于所述阀体内部的进口和出口之间；所述转轴位于所述密封端并且沿水平方向与所述阀套转动连接，所述转轴的一端伸出所述阀套；所述更换杆与所述阀体活动连接，并且一端伸入所述阀体的内部并且能够与所述转轴中伸出所述阀套的一端连接，以驱动所述转轴相对于所述阀套进行转动；两个半球阀芯的形状相同分别位于所述转轴的两侧且构成一个完整的球形体，能够随所述转轴进行转动以及随所述阀套进行往复移动，其中位于靠近所述密封端的半球阀芯与所述密封端形成接触密封，并且伸出所述密封端能够与所述阀体形成接触密封。
9.优选的，所述阀套的密封端采用收口设计，所述转轴中位于所述阀套的部分设有两个导向杆和两个预紧弹簧；两个导向杆沿所述阀套的轴向设置在转轴的两侧，分别与两个半球阀芯形成滑动连接，所述预紧弹簧位于所述导向杆与所述半球阀芯之间，以驱动所述半球阀芯向远离所述转轴的方向移动；所述阀套内部设有顶杆，所述顶杆的一端与所述阀套连接，另一端与远离所述密封端的所述半球阀芯形成滑动抵接，使该半球阀芯向靠近所述转轴的方向移动。
10.优选的，所述顶杆与所述阀套采用螺纹连接。
11.优选的，所述顶杆中与所述半球阀芯接触的一端设有磁铁，所述半球阀芯采用磁性金属制备。
12.优选的，所述导向杆采用方形杆，所述半球阀芯设有与所述导向杆对应的方形孔。
13.优选的，该调节阀还包括调节杆，所述调节杆沿所述阀套的轴向设置，一端与所述阀体连接，另一端与所述阀套连接，以驱动所述阀套相对于所述阀体进行往复直线移动。
14.优选的，所述调节杆采用螺杆；所述调节杆的一端与所述阀体形成相对转动的滑动连接，另一端与所述阀套螺纹连接。
15.优选的，所述转轴中位于所述阀套外部的一端设有转轮，所述更换杆能够与所述转轮形成连接，以驱动所述转轮进行转动。
16.优选的，所述转轮上设有棘轮，所述更换杆的端部设有单向推板和推板弹簧；所述单向推板与所述更换杆转动连接，所述推板弹簧位于所述更换杆与所述单向推板之间，以驱动所述单向推板向上转动至与所述更换杆保持固定位置；所述更换杆向下移动时，所述推板弹簧驱动所述单向推板位于固定位置，以形成与所述棘轮的接触并驱动所述棘轮进行转动；所述更换杆向上移动时，所述单向推板克服所述推板弹簧进行转动而滑过所述棘轮，所述棘轮保持固定。
17.优选的，该调节阀还设有弹簧片，所述转轮上还设有限位段，所述限位段的外圆周面设有限位直边；所述弹簧片沿竖直方向设置在所述阀套上并且能够与所述限位段的限位直边贴合接触，以限制所述转轮的转动。
18.本发明的调节阀具有以下有益技术效果：
19.1、在本发明中，通过在阀体内部设置阀套，在阀套内部设置转轴以及位于转轴上可以构成一个完整球体的两个半球阀芯，利用转轴带动两个半球阀芯进行转动而切换位置，就可以在保持阀套在阀体中位置不变以及两个半球阀芯保持完整球体的情况下，对阀套内部两个半球阀芯的位置进行切换，从而更换对阀体内部流体通道进行控制的半球阀芯，实现在不影响流量控制以及改变流量的情况下，实现对阀芯的在线更换，并且更换操作简单快速。
20.2、在本发明中，通过将位于阀套中密封端的半球阀芯与阀套进行接触密封，从而可以利用阀体与阀套之间的调节杆改变阀套在阀体内部的位置，带动半球阀芯同步移动而对进口和出口之间流体通道的通流面积进行改变，实现该调节阀对流量的调节。
21.3、在本发明中，通过在转轴上设置方形杆形式的导向杆，同时在半球阀芯上设置相应的方形孔，从而可以使半球阀芯相对于转轴不发生转动，方便安装以及避免半球阀芯与阀套之间形成绕导向杆的相对转动，提高密封效果和连接稳定性。
22.4、在本发明中，通过在转轴的端部设置棘轮和限位段，在更换杆的端部设置单向推板和推半弹簧以及在限位段设置弹簧片，从而利用对更换杆沿竖直方向的往复驱动，可以对棘轮进行单向转动驱动，进而带动转轴实现对两个半球阀芯位置的切换，达到对阀芯简单快速的更换操作。
附图说明
23.图1为本实施例调节阀的剖面结构示意图；
24.图2为图1中a-a方向的结构示意图；
25.图3为图1中b-b方向的结构示意图；
26.图4为图1中c-c方向的结构示意图；
27.图5为本实施例调节阀中阀套的结构示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍。
29.结合图1至图5所示，本实施例中的调节阀，包括阀体1、阀套2、转轴3、第一半球阀芯41、第二半球阀芯42和更换杆5。
30.阀体1采用分体式结构，由本体和阀盖两部分组成，并且在本体部分设有进口6和出口7。阀套2与阀体1中阀盖部分形成沿竖直方向可以相对滑动的活动连接，阀套2的下端作为密封端且位于阀体1中本体内部的进口6和出口7之间。转轴3位于密封端并且沿水平方向与阀套2转动连接，同时转轴3的一端伸出阀套2。更换杆5与阀体1形成沿竖直方向相对滑动的活动连接，并且下端伸入阀体1的内部能够与转轴3中伸出阀套2的一端连接，以驱动转轴3相对于阀套2进行转动。第一半球阀芯41和第二半球阀芯42的形状相同分别位于转轴3的两侧且构成一个完整的球形体，能够随转轴3的转动在阀套2的内部进行转动，以及能够随阀套2相对于阀体1进行往复移动。其中，位于靠近密封端的第二半球阀芯42与阀套2的密封端通过密封件8形成接触密封，并且伸出密封端能够与阀体1形成接触密封，以切断和控制进口6和出口7之间流体通道的通流面积。
31.优选的，在本实施例中阀套2的密封端采用收口设计，以形成对第二半球阀芯42的承托密封。同时，转轴3中位于阀套2的部分设有沿第一导向杆91和第二导向杆92，两个导向杆沿阀套2的轴向设置在转轴3的两侧，分别与两个半球阀芯形成滑动连接，即两个半球阀芯分别套设在两个导向杆上。在第一导向杆91和第一半球阀芯41之间设有第一预紧弹簧101，在第二导向杆92和第二半球阀芯42之间设有第二预紧弹簧102，其中第二预紧弹簧102能够驱动第二半球阀芯42向远离转轴3的方向移动，即图1所示的向下移动，从而使第二半球阀芯42保持在与密封件8的接触密封状态。在阀套2的内部还设有一个顶杆11，顶杆11的上端与阀套2连接，下端与第一半球阀芯41形成滑动抵接，使第一半球阀芯41克服第一预紧弹簧101的作用力而向靠近转轴3的方向移动，从而使第一半球阀芯41和第二半球阀芯42构成一个完整球体。
32.优选的，在本实施例中，顶杆11与阀套2之间采用螺纹连接。这样，可以使顶杆与阀套形成可拆装的连接，以便于对位于转轴上方的半球阀芯进行拆装操作。
33.进一步，在本实施例中，顶杆11的下端采用圆弧结构，以增加与第一半球阀芯41的接触面积。在顶杆11的下端设有磁铁12，同时第一半球阀芯41和第二半球阀芯42均采用磁性金属制备，例如铁质半球阀芯。此时，利用磁铁对第一半球阀芯形成的磁吸附力，就可以很方便的将第一半球阀芯从阀套中取出以及准确放入阀套，提高对半球阀芯的更换便捷性。
34.此外，在本实施例中，第一导向杆91和第二导向杆92均采用方形杆，即横截面为方形的杆状结构，而第一半球阀芯41和第二半球阀芯42中也分别设有相应的方形孔。这样，利用方形杆和方形孔的滑动配合，就可以避免半球阀芯绕导向杆形成转动，即避免第二半球
阀芯形成相对于密封件和阀体的转动，从而提高半球阀芯与阀体之间的接触密封效果以及半球阀芯与阀套之间的密封效果。
35.结合图1所示，在本实施例的调节阀中，还设有一个调节杆13。调节杆13沿阀套2的轴向设置，一端与阀体1连接，另一端与阀套2连接，以驱动阀套2相对于阀体1进行往复直线移动。这样，就可以通过阀套带动第二半球阀芯在阀体内部进行往复移动，以改变第二半球阀芯对进口和出口之间通道的遮挡，实现该调节阀对流经介质的流量调节。
36.优选的，在本实施例中，调节杆采用螺杆，并且调节杆的下端与阀体形成能够相对转动的滑动连接，上端则与阀套形成螺纹连接。这样，通过对调节杆进行往复转动，就可以实现对阀套相对于阀体的往复移动调整，实现对流量的精准调节效果。
37.结合图1和图3所示，在本实施例的转轴3中位于阀套2外部的一端设有一个转轮14，同时更换杆5的下端伸入至阀体1的内部能够与转轮14形成连接，以驱动转轮14进行转动，从而带动转轴3进行转动，进而使第一半球阀芯41和第二半球阀芯42随转轴3在阀套2的内部进行转动，进行位置切换，即切换至第一半球阀芯41与密封端的密封件8形成接触密封，而第二半球阀芯42转动至与顶杆11接触的位置，之后通过顶杆11就可以对更换下来的第二半球阀芯42进行拆除而不影响第一半球阀芯41的正常工作，完成该调节阀对阀芯的在线更换。
38.其中，在本实施例中，在转轮14的一端设有棘轮141，而更换杆5的下端则设有单向推板15和推板弹簧16。其中，单向推板15与更换杆5转动连接，推板弹簧16位于更换杆5与单向推板15之间，以驱动单向推板15向上转动至与更换杆5保持固定位置，即图3所示位置。
39.此时，当更换杆5向下移动时，推板弹簧16驱动单向推板15位于固定位置，以形成与棘轮141的接触并驱动棘轮141进行转动，进而带动转轴3进行转动；当更换杆5向上移动时，单向推板15与棘轮141形成接触而克服推板弹簧16的作用力进行转动，从而滑过棘轮141而使棘轮141保持固定，这样通过对更换杆5进行竖直方向的往复移动，就可以实现对转轴3的单向转动，进而实现对两个半球阀芯的位置切换。
40.进一步，结合图4所示，在本实施例的调节阀中，还设有两个弹簧片17，同时转轮14的另一端设有限位段142，在限位段142的外圆周面设有沿圆周方向的四个限位直边，即限位段142为方形结构。两个弹簧片17沿竖直方向设置在阀套2上并且能够与限位段142中相对的两个限位直边形成贴合接触。此时，利用弹簧片与限位段的接触配合，就可以形成对转轮的转动限制，这样，在更换杆向下移动时，利用单向推板驱动棘轮而带动限位段克服弹簧片就可以实现对转轴的转动，而在更换杆向上移动时，在单向推板压缩推板弹簧的转动以及弹簧片与限位段中限位直边的贴合接触，使棘轮可以保持在静置状态，从而进一步保证更换杆对转轴的单向转动控制。
41.此外，结合图1和图3所示，在更换杆5和阀体1之间还设有一个更换弹簧18，以驱动更换杆5向上移动。这样，利用更换弹簧就可以对更换杆形成向上的驱动力，提高更换杆向上移动复位的速度，提高对阀芯进行更换的效率。
42.其中，在本实施例中，转轮采用均布四个棘齿的棘轮和均布四个限位直边的限位段的组合结构形式，从而更换杆可以单次驱动转轴形成90
°
的转动，而驱动两次就可以完成两个半球阀芯的位置更换。当然，在其他实施例中，转轮也可以采用外齿轮结构形式，而更换杆则采用齿条结构形式，利用齿条与外齿轮的啮合，由齿条带动外齿轮进行往复转动，此
时，就可以在齿条的一次单向移动过程中完成对两个半球阀芯的位置更换。
43.结合图1至图5所示，本实施例调节阀的工作过程如下：
44.图1所示为本实施例调节阀处于关闭状态，即调节杆13带动阀套2移动至第二半球阀芯42与阀体1保持接触的位置，此时，进口6和出口7之间处于断开状态，而更换杆5则在更换弹簧18的作用下保持在远离转轮14的位置，而转轴3则在两个弹簧片17与限位段142的配合下保持位置固定状态，顶杆11则处于对第一半球阀芯41滑动抵接的位置，从而使第一半球阀芯41和第二半球阀芯42保持在构成一个完整球体的状态。
45.当需要调节流经该调节阀的流量时，对调节杆13进行转动，以驱动阀套2相对于阀体1进行竖直方向的移动，进而带动第二半球阀芯42相对于阀体1进行移动，以改变进口6和出口7之间通道的通流面积，实现对流经该调节阀的流量调节。
46.当需要进行阀芯更换时，即切换第一半球阀芯41和第二半球阀芯42的位置时，首先，按压更换杆5以克服更换弹簧18而带动单向推板15向靠近棘轮141的方向移动，待单向推板15与棘轮141接触并继续向下移动的过程中，通过限位段142克服弹簧片17的作用力而使棘轮141进行90
°
转动，即驱动转轴3带动两个半球阀芯进行90
°
转动；接着，松开对更换杆5的按压，在更换弹簧18的恢复力作用下驱动更换杆5向上移动，而单向推板15与棘轮141接触时，一方面单向推板15克服推板弹簧16进行转动，另一方面弹簧片17与限位段142中限位直边贴合接触形成对棘轮141的转动限位，从而使单向推板15滑过棘轮141而棘轮141保持不动；然后，再次按压更换杆5，使棘轮141再次转过90
°
，即转轴3再次带动两个半球阀芯进行90
°
转动，从而完成对第一半球阀芯41和第二半球阀芯42的位置更换，将第一半球阀芯41切换至与密封件8形成接触密封以及对进口6和出口7之间流体通道的通流面积控制，在此过程中阀套2保持位置不变且不对流经该调节阀的流量产生任何影响。
47.之后，利用顶杆11中磁铁12与第二半球阀芯42之间的磁吸附连接，就可以通过顶杆11将第二半球阀芯42从阀套2中取出，并且在对第二半球阀芯42进行更换维护后再次放入阀套2中，以备后续与第一半球阀芯41再次进行更换。