一种防积液球阀的制作方法

1.本发明属于球阀技术领域，具体涉及一种防积液球阀。


背景技术：

2.球阀作为一种常用的流体元件，由于其具有密封性好、开关简单轻便、使用寿命长、操作简单等特点，在石油、化工、发电、市政、造纸、钢铁等领域都有较为广泛的应用。
3.在现有球阀中，阀球和阀体之间会留有一定空间，在当阀球由开启状态转变为关闭状态的过程中，由于阀球的转动，使得阀座开口和阀球通孔错开，此时球阀中的介质就会流入阀球和阀体之间的空间内，当阀球完全关闭后，由于阀球和阀座配合，使得阀体和阀球之间的空腔和阀球通孔形成了密闭腔体，此时，如果介质中的大块杂质进入了这个腔体内，会使球阀出现不能完全开启的现象，而如果介质为易结晶介质，在球阀长时间处于关闭状态时，介质会在腔体内形成大量结晶，不仅造成阀体通孔堵塞，同时会造成球阀无法开启等问题。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明公开了一种防积液球阀，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
5.该防积液球阀包括阀体、阀球、阀杆、空腔液囊和通孔液囊；所述阀体上设有连通的进口和出口，所述阀球上设有通流孔，所述阀球位于所述阀体内部的进口和出口之间并且能够进行往复转动；所述阀杆的一端位于所述阀体的外部，另一端位于所述阀体的内部并且与所述阀球连接，以驱动所述阀球在所述阀体内部进行往复转动；所述空腔液囊位于所述阀球与所述阀体之间，能够膨胀至填充所述阀体与所述阀球之间的空腔；所述通孔液囊位于所述通流孔的内壁，能够膨胀至填充所述通流孔；所述阀体上设有排液孔，所述排液孔能够将所述空腔和外界连通；所述阀球转动至所述通流孔与所述进口和所述出口连通或者所述阀球转动至所述通流孔与所述进口和所述出口断开时，所述排液孔将所述空腔和外界连通。
6.优选的，所述阀体上设有两个排液孔，所述阀球上设有排液流道；两个所述排液孔沿同一圆周方向间隔分布，并且均与外界保持连通；所述排液流道的一端延伸至所述阀球中与所述空腔形成连通的位置，另一端能够随所述阀球的转动与两个所述排液孔形成选择连通。
7.优选的，该防积液球阀还包括液腔；所述液腔能够与所述空腔液囊和所述通孔液囊选择性连通，以输出液体至所述空腔液囊或所述通孔液囊。
8.优选的，该防积液球阀还包括控制套；所述控制套套设在所述阀杆的外部，并且能够相对于所述阀杆进行往复转动；所述控制套设有挡板，所述挡板能够在所述阀体的内部进行往复移动，并且在所述挡板的两侧分别形成相对独立的液腔和空气腔，所述空气腔与外界空气连通。
9.优选的，所述控制套还设有底板，所述底板、所述挡板和所述阀体形成所述液腔和所述空气腔；所述阀杆上设有转盘和通孔流道，所述转盘位于所述底板和所述阀体之间，并且能够随所述阀杆相对于所述阀体和所述底板进行往复转动；所述底板上设有沿其转动方向的第一弧形槽和第二弧形槽，所述转盘上设有第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔，所述阀体上设有第一通道和第二通道；所述通孔流道的一端与所述通孔液囊连通，另一端与所述第一通道的一端连通，所述第一通道的另一端与所述第三连接孔选择连通；所述第二通道的一端与所述空腔液囊连通，另一端与所述第一连接孔或所述第二连接孔选择连通；所述第一弧形槽与所述第三连接孔选择连通，所述第二弧形槽与所述第一连接孔或所述第二连接孔选择连通；
10.所述阀杆驱动所述阀球转动至所述通流孔与所述进口和所述出口连通时，所述控制套带动所述挡板向所述液腔方向转动，所述液腔能够通过所述第二弧形槽与所述第一连接孔保持连通，所述第一连接孔与所述第二通道连通；
11.所述阀杆驱动所述阀球转动至对所述进口和所述出口封堵时，所述控制套带动所述挡板向所述液腔方向转动，所述液腔能够通过所述第一弧形槽与所述第三连接孔连通，所述液腔能够通过所述第二弧形槽与所述第二连接孔保持连通，所述第三连接孔与所述第一通道连通，第二连接孔与所述第二通道连通。
12.优选的，所述第一弧形槽和所述第二弧形槽沿圆周方向依次开设，所述挡板向所述液腔方向转动时，所述第一弧形槽先与所述第三连接孔连通并且滑过所述第三连接孔后，所述第二弧形槽再与所述第二连接孔形成连通。
13.优选的，所述进口和所述出口沿同一直线方向设置，所述通流孔沿所述阀球的径向设置，所述第一弧形槽的圆心角为45
°
，所述第二弧形槽的圆心角为45
°
。
14.优选的，所述阀体采用分体式结构，包括本体和阀盖；所述阀盖与所述本体采用可拆卸式连接，所述阀盖、所述底板和所述挡板构成所述液腔。
15.优选的，所述排液孔采用螺纹孔结构。
16.优选的，该防积液球阀还设有阀座；所述阀座位于所述阀体的内部，并且与所述阀球形成滑动密封接触，所述空腔位于所述空腔液囊、所述阀座和所述阀球之间。
17.本发明的防积液球阀具有以下有益技术效果：
18.1、在本发明中，通过在阀球和阀体之间形成空腔的位置设置空腔液囊以及在通流孔中设置通孔液囊，就可以在该防积液球阀完成开启或关闭操作之后，利用空腔液囊和通孔液囊的膨胀操作，将空腔内的介质和杂质有效排出，从而避免介质和杂质残留在空腔内以及避免易结晶介质造成阀体通孔堵塞，保证该防积液球阀的正常顺利工作。
19.2、在本发明中，通过设置与阀杆同轴套设连接的控制套，并且在控制套、阀杆和阀体上分别设置弧形槽、连通孔和通道，就可以利用控制套相对于阀杆进行的往复转动，控制弧形槽、连通孔和通道之间的连接关系，从而实现液腔与空腔液囊或通孔液囊的连通关系，以准确控制液囊的膨胀和收缩，达到对该防积液球阀关闭时对通孔和空腔内介质的排出操作，以及对该防积液球阀开启时对空腔内介质的排出操作而不影响通流孔正常通流工作，并且在阀球转动的过程中保持液囊的收缩状态而避免阀球与液囊的摩擦接触，延长该球阀的使用寿命。
20.3、在本发明中，通过在阀球中靠近阀体下端的位置设置排液流道并且在阀体上设
置两个沿圆周方向间隔分布的排液孔，使该球阀完全开启或完全关闭之后再将排液流道和排液孔连通，从而可以快速将空腔内的介质和杂质排出，并且避免阀球转动过程中空腔与排液流道连通而可能发生的介质泄漏。
附图说明
21.图1为本实施例防积液球阀开启状态的剖面结构示意图；
22.图2为图1中a-a方向的结构示意图；
23.图3为图1中b-b方向的结构示意图；
24.图4为图1中i处的局部放大示意图；
25.图5为图4中c-c方向的结构示意图；
26.图6为图1中d-d方向的结构示意图。
具体实施方式
27.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。
28.结合图1至图6所示，本实施例中的防积液球阀，包括阀体1、阀球2、阀杆3、空腔液囊4和通孔液囊5。阀体1上设有连通的进口6和出口7，阀球2上设有通流孔8，阀球2位于阀体1内部的进口6和出口7之间并且能够进行往复转动。阀杆3的一端位于阀体1的外部，另一端位于阀体1的内部并且采用方形结构与阀球2形成固定连接，以驱动阀球2在阀体1的内部进行往复转动。空腔液囊4位于阀球2与阀体1之间的空腔9中，并且能够膨胀至填充阀体1与阀球2之间空腔9。通孔液囊5位于通流孔8的内壁，并且能够膨胀至填充通流孔8。
29.同时，在阀体1上还设有排液孔10，排液孔10能够将空腔9和外界连通。其中，当阀球2转动至通流孔8将进口6和出口7连通或者阀球2转动至通流孔8将进口6和出口7断开时，排液孔10将空腔9和外界连通。
30.此时，当阀杆控制阀球转动至进口和出口连通后，通过控制空腔液囊膨胀，利用空腔液囊填充空腔，就可以将进入空腔的介质和杂质通过排液孔排出，而通流孔则保持正常通流工作；当阀杆控制阀球转动至进口和出口断开连通后，通过分别控制空腔液囊膨胀和通孔液囊膨胀，就可以分别将空腔内的介质和杂质以及通流孔内的介质和杂质通过排液孔排出，从而避免有介质和杂质残留在空腔内以及避免易结晶介质造成通流孔堵塞，保证该防积液球阀的正常顺利工作。
31.在本实施例中，阀杆采用手动结构形式，即阀杆中位于阀体外部的一端设有沿水平方向设置的手柄，用于操作人员握持以驱动阀杆进行转动，进而带动阀球进行往复转动。当然，在其他实施例中，根据阀球尺寸和重量的不同，也可以采用电动阀杆，利用电驱动的方式控制阀球的往复转动。
32.结合图1和图6所示，在本实施例的阀体1上设有两个排液孔10，同时在阀球2上设有排液流道11。两个排液孔10沿同一圆周方向间隔分布，并且均与外界保持连通。排液流道11的一端延伸至阀球2中与空腔9形成连通的位置，另一端则随阀球2的转动能够与两个排液孔10形成选择连通。这样，就可以在阀球转动至该防积液球阀完全开启或完全关闭状态时，再将空腔与外界连通，实现对空腔中介质和杂质的排出，同时避免阀球转动过程中空腔通过排液流道与外界的连通而可能产生的泄漏问题。
33.结合图1所示，在本实施例的防积液球阀中，还设有一个液腔12，并且液腔12能够与空腔液囊4和通孔液囊5进行选择性连通，以输出液体至空腔液囊4或通孔液囊5，从而实现对空腔液囊4和通孔液囊5的膨胀操作。
34.结合图1至图3所示，该实施例的防积液球阀中，还设有控制套13。控制套13套设在阀杆3的外部，并且能够相对于阀杆3进行往复转动。在控制套13设有沿图2所示竖直方向设置的挡板14，挡板14能够在阀体1的内部进行往复转动，并且在挡板14的两侧分别形成相对独立的液腔12和空气腔15，而空气腔15则与外界空气连通。
35.此时，挡板与空腔形成类似活塞缸结构，利用挡板向液腔方向的转动，就可以对液腔中的液体形成压缩，从而将液体推入空腔液囊或通孔液囊，实现对空腔液囊和通孔液囊的膨胀操作，同时空气腔中引入空气；反之，当挡板反向向空气腔方向转动时，液腔体积增加，空腔液囊和通孔液囊中的液体回流至液腔中，从而实现对空腔液囊和通孔液囊的收缩恢复。
36.进一步，在本实施例中，空腔液囊和通孔液囊优选弹性材质制备而成，这样在空腔液囊和通孔液囊的材料弹性恢复力作用下，可以加快液体向液腔的回流速度，提高空腔液囊和通孔液囊的收缩恢复速度。
37.进一步，在本实施例中，控制套13的底板设有沿水平方向设置的底板16，并且在底板16、挡板14和阀体1之间形成液腔12和空气腔15。阀杆3上设有转盘17和通孔流道18，转盘17位于底板16和阀体1之间，并且能够随阀杆3相对于阀体1和底板16进行往复转动。在底板16中构成液腔12的位置设有沿其转动方向的第一弧形槽19和第二弧形槽20，转盘17上设有分别在不同位置的第一连接孔21、第二连接孔22和第三连接孔23，阀体1上设有第一通道24和第二通道25。其中，通孔流道18的一端与通孔液囊5连通，另一端与第一通道24的一端连通，而第一通道24的另一端则与第三连接孔23形成选择连通。第二通道25的一端与空腔液囊4连通，另一端与第一连接孔21或第二连接孔22选择连通。第一弧形槽19与第三连接孔23选择连通，第二弧形槽20与第一连接孔21或第二连接孔22选择连通。
38.当阀杆3驱动阀球2转动至通流孔8将进口6和出口7连通时，第一连接孔21转至与第二通道25连通，此时控制套13带动挡板14向液腔12的方向转动，可以使液腔12通过第二弧形槽20与第一连接孔21连通。当阀杆3驱动阀球2转动至对进口6和出口7封堵时，第二连接孔22转至与第二通道25连通，第三连接孔23转至与第一通道24连通，控制套13带动挡板14向液腔12的方向转动，使液腔12通过第一弧形槽19与第三连接孔23连通，以及通过第二弧形槽20与第二连接孔22连通。
39.此时，在完成阀杆带动阀球的转动之后，通过驱动控制套相对于阀杆进行往复转动，就可以控制弧形槽、连通孔和通道之间的连接关系，从而实现液腔与空腔液囊或通孔液囊的连通关系，达到对该防积液球阀关闭时对通孔和空腔内介质的排出操作，以及对该防积液球阀开启时对空腔内介质的排出操作。
40.结合图3所示，在本实施例中，将第一弧形槽19和第二弧形槽20沿圆周方向依次开设，使控制套13进行单一方向转动的过程中，先将第一弧形槽19转动至与第三连接孔23连通并且滑过第三连接孔23后，再将第二弧形槽20转动至与第二连接孔22形成连通，即将液腔分别与通孔油囊和空腔油囊形成连通。
41.此时，在关闭该防积液球阀后，就可以使液腔先与通孔液囊连通再与空腔液囊连
通，即先将通孔内的介质和杂质排出至空腔，再将空腔内的介质和杂质通过排液流道排出至外部。这样，不仅可以避免对空腔内介质和杂质进行排出时介质和杂质回流至通孔，而且还可以将液腔内的液体集中流入通孔液囊或空腔液囊，提高对通孔液囊或空腔液囊进行膨胀的速度，提高对介质和杂质的排出效果。
42.此外，在本实施例的转盘17上还设有一个连接弧形槽26。其中，连接弧形槽26在远离底板16的一侧，并且一端与第一连接孔21保持连通，另一端则延伸至能够与第二通道25形成连通的位置，即阀球2转动至将进口6和出口7连通时，连接弧形槽26随转盘17转动至与第二通道25的连接位置，进而使第一连接孔21与第二通道25形成连通关系。这样，通过设置连接弧形槽就可以使第一连接孔在转盘上的开设位置至更靠近空气腔处，从而在该防积液球阀处于开启状态时，可以在控制套转动时使第二弧形槽先单独与第一连接孔形成连通关系，进而达到对空腔液囊中介质和杂质排出时机的准确控制效果，最终可以对空腔内介质和杂质进行单独排出的操作而不影响通流孔的正常工作。
43.其中，在本实施例中，阀体1上的进口6和出口7沿同一直线设置，通流孔8沿阀球2的径向设置，第一弧形槽19的圆心角为45
°
，第二弧形槽20的圆心角为45
°
。此时，通过对控制套进行45
°
的转动，就可以控制液腔中液体由第一弧形槽排出或由第二弧形槽排出。
44.此外，结合图1和图2所示，在本实施例中，阀体1采用分体式结构设计，包括本体1a和阀盖1b。其中，阀盖1b与本体1a之间采用可拆卸式连接，例如螺栓连接，并且具体由阀盖1b、底板16和挡板14构成液腔12。通过将阀体设计为分体式结构设计，并且底板和转盘均位于阀盖与本体连接位置，从而便于对阀杆和控制套进行安装，提高该防积液球阀的制备便捷性。
45.结合图6所示，在本实施例中，2个排液孔10间隔90
°
设置并且采用螺纹孔结构，以便于与外界管道进行拆装连接，用于对排出的介质进行有效处理。
46.结合图1所示，在本实施例的防积液球阀中还设有阀座27。阀座27位于阀体1的内部，并且与阀球2形成滑动密封接触，此时的空腔9具体位于空腔液囊4、阀座27和阀球2之间。利用阀座不仅便于与阀球形成密封，而且更便于对与阀球进行密封的密封面进行加工，降低加工难度，降低该防积液球阀的制造成本。
47.结合图1至图6所示，本实施例防积液球阀的工作过程如下：
48.当需要关闭该防积液球阀时，首先，转动阀杆3沿图3所示的顺时针方向进行转动，带动阀球2转过90
°
后使通流孔8与进口6和出口7错开并且完全切断进口6和出口7之间的连通关系。同时，位于转盘17上的第一连接孔21、第二连接孔22、第三连接孔23和连接弧形槽26也同步转动90
°
，使连接弧形槽26转动至与第二通道25断开连通关系，即第一连接孔21与第二通道25断开连通，而第二连接孔22转动至与第二通道25连通，第三连接孔23转动至与第一通道24和第一弧形槽19连通，并且排液流道11转动至与其中一个排液孔10连通。在阀球2进行上述转动的过程中，通流孔8与阀座27错开时，通流孔8中的介质进入空腔9中。接着，转动控制套13沿图3所示的逆时针方向进行转动，带动第一弧形槽19和第二弧形槽20进行逆时针方向转动以及带动挡板14向液腔12方向移动，使液腔12的体积减小，将液腔12中的液体通过第一弧形槽19、第三连接孔23、第一通道24和通孔流道18进入通孔液囊5中，使通孔液囊5在通流孔8内开始进行膨胀，将通流孔8内的介质和杂质排出至空腔9中，待控制套13由图3所示位置转过45
°
后，第一弧形槽19转动至与第三连接孔23断开连接位置，通孔
液囊5完全膨胀，将通流孔8内的介质和杂质完全推入空腔9中，与此同时，第二弧形槽20转动至与第二连接孔22形成连通的位置，再继续转动控制套13，使液腔12的体积继续减小，使液腔12中的液体开始通过第二弧形槽20、第二连接孔22、第二通道25进入空腔液囊4中，使空腔液囊4在空腔9内开始进行膨胀，待控制套13由图3所示位置转过90
°
后，空腔液囊4完全膨胀，从而将空腔9内的介质和杂质推入排液流道11并通过排液孔10排出该防积液球阀的外部，在上述过程中，外界空气自然进入空气腔15。然后，开始反方向转动控制套13，带动第一弧形槽19和第二弧形槽20进行反方向转动以及带动挡板14向减小空气腔15体积方向移动，即开始增大液腔12，此时先是由第二弧形槽20与第二连接孔22连通，使空腔液囊4内的液体开始反向流入液腔12而体积收缩恢复，待控制套13转过45
°
时，空腔液囊4收缩恢复至原始状态，第二弧形槽20断开与第二连接孔22的连通而第一弧形槽19转动至与第三连接孔23连通，从而通孔液囊5内的液体开始反向流入液腔12而体积收缩恢复，待控制套13再次转过45
°
时，通孔液囊5收缩恢复至原始状态，在此过程中空气腔15内的空气则自然排出至外界，至此完成将该防积液球阀的关闭，并且将通流孔8和空腔9内的介质和杂质排出至外部。
49.当需要开启该防积液球阀时，首先，逆时针方向转动阀杆3至图1所示位置，带动阀球2转过90
°
后使通流孔8将进口6和出口7连通。同时，位于转盘17上的第一连接孔21、第二连接孔22、第三连接孔23和连接弧形槽26也同步转动90
°
，使连接弧形槽26转动至图3和图5所示位置而与第二通道25连通，即第一连接孔21通过连接弧形槽26与第二通道25连通，而第二连接孔22和第三连接孔23转动至图5所示位置而处于封堵状态，即分别断开与第二通道25和第一通道24的连通，排液流道11则转动至与另外一个排液孔10连通。在阀球2进行上述转动的过程中，通流孔8与阀座27错开时，通流孔8中的介质进入空腔9中。接着，转动控制套13沿图3所示的逆时针方向进行转动，带动第一弧形槽19和第二弧形槽20进行逆时针方向转动以及带动挡板14向液腔12方向移动，使液腔12的体积减小，将液腔12中的液体通过第二弧形槽20、第一连接孔21、连接弧形槽26、第二通道25进入空腔液囊4中，使空腔液囊4在空腔9内开始进行膨胀，待控制套13转过45
°
后，空腔液囊4完全膨胀，从而将空腔9内的介质和杂质推入排液流道11并通过排液孔10排出该防积液球阀的外部，在上述过程中，通流孔8内正常流过介质，外界空气则自然进入空气腔15。然后，开始反方向转动控制套13，带动第一弧形槽19和第二弧形槽20进行反方向转动以及带动挡板14向减小空气腔15体积方向移动，即开始增大液腔12，此时第二弧形槽20与第一连接孔21连通，使空腔液囊4内的液体开始反向流入液腔12而体积收缩恢复，待控制套13转过45
°
时，即转至图3所示位置时，空腔液囊4收缩恢复至原始状态，在此过程中空气腔15内的空气则排出至外界且通流孔8内正常流过介质，至此完成将该防积液球阀的开启，并且将空腔9内的介质和杂质排出至外部。