一种无摩擦球阀及控制方法

本发明属于无摩擦球阀，具体涉及一种无摩擦球阀及控制方法。

背景技术：

1、球阀一般包括阀体、球瓣以及用于控制球阀启闭的执行部分，随着科学技术的发展和人们对控制系统认识的提高，执行部分由原来简单的手动执行发展为可以自动控制启闭，自动调节流体流量、动力大小、响应速度、关闭严密不泄漏的流体控制执行部分。自动控制执行部分一般为气动执行机构、电动执行机构、液动执行机构。随着石油化工领域对大型高压油气管道阀门质量要求越来越高，球阀作为大型高压油气管道阀门中最重要一环，在其上安装各种保护装置和仪表，以保证阀门在开启或关闭时不会因出现卡死等现象而导致生产停止。

2、传统控制球阀启闭的执行部分，结构较为复杂，控制操作繁琐，且在进行球阀的启闭过程中，阀瓣旋转，存在与阀体、密封圈的摩擦问题，球阀长期频繁的启闭动作，严重影响球阀的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的球瓣旋转时与密封圈或阀体之间有较大摩擦力的缺陷，提供了一种无摩擦、使用寿命长的无摩擦球阀及控制方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、作为第一个方面，一种无摩擦球阀，包括：

4、相对设置的上支撑和下支撑；

5、阀体，安装在所述上支撑和下支撑之间；

6、拼接式球瓣，设置在所述阀体内部，用于控制阀体的通断；

7、执行机构，安装在所述上支撑上，用于控制所述拼接式球瓣的方向；其中，

8、所述执行机构包括安装在所述上支撑上的活塞缸和液压摆动缸、用于给所述活塞缸和液压摆动缸提供油的液压模块、转动安装在所述液压摆动缸旋转轴与所述拼接式球瓣转之间的至少一个第一球芯连杆和至少一个第二球芯连杆；

9、所述活塞缸带动所述拼接式球瓣沿竖直方向移动，减小或增大所述拼接式球瓣在水平面上的直径，即带动所述拼接式球瓣与所述阀体上的密封圈脱离或挤压抱合。

10、具体地，所述拼接式球瓣包括至少三个依次连接的球瓣模块，位于靠近所述液压摆动缸的旋转轴端部的两球瓣模块分别与所述第一球芯连杆、第二球芯连杆转动连接；位于所述液压旋转轴相对位置的所述球瓣模块与所述下支撑沿所述液压摆动缸的旋转轴轴线转动连接。

11、具体地，当球阀处于关闭状态或开启状态时，所述拼接式球瓣、第一球芯连杆、第二球芯连杆以及液压摆动缸旋转轴端部围设成圆形；

12、当拼接式球瓣旋转时，所述拼接式球瓣、第一球芯连杆、第二球芯连杆以及液压摆动缸旋转轴端部围设成椭圆形。

13、具体地，所述阀体包括从左至右依次通过法兰连接的左副阀体、中间阀体、右副阀体；其中，

14、所述上支撑、下支撑均安装在所述中间阀体上，转动所述拼接式球瓣至开启位置或关闭位置，控制球阀的开启/关闭。

15、具体地，所述液压模块包括安装在上支撑上的液压阀块，与所述液压阀块油路连通的油箱、电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第一比例溢流阀以及第二比例溢流阀；所述液压阀上还安装有压力开关、电动执行器以及液压泵。

16、具体地，所述油箱的出油口与三位四通电磁换向阀的a口液路连通，三位四通电磁换向阀c口均与第一比例溢流阀的进油口、第二二位二通电磁换向阀的进油口液路连通，所述第一比例溢流阀的出油口与所述液压摆动缸的进油口液路连通；所述第二二位二通电磁换向阀的出油口与所述活塞缸的进油口液路连通，所述第二二位二通电磁换向阀与所述活塞缸之间的液路上设置有压力继电器；

17、所述液压摆动缸的出油口与所述第一二位二通电磁换的进油口连通，所述第一二位二通电磁换的出油口与所述三位四通电磁换向阀d口连通；所述活塞缸的出油口通过第二比例溢流阀与所述三位四通电磁换向阀d口连通，所述三位四通电磁换向阀b口与油缸液路连通。

18、作为第二个方面，一种无摩擦球阀的控制方法，包括通过所述活塞缸带动液压摆动缸进行上下方向的移动，即对拼接式球瓣的水平方向的直径进行调节，带动拼接式球瓣脱离或挤压抱合所述阀体；

19、在所述拼接式球瓣脱离所述阀体时，通过液压摆动缸带动拼接式球瓣在关闭位置和开启位置之间无摩擦旋转。

20、具体地，包括球阀由开启状态转换为关闭状态控制模式和球阀由关闭状态转换为开启状态控制模式；

21、所述球阀处于关闭状态时，所述拼接式球瓣与所述阀体上的密封圈处于压紧抱合状态；所述球阀处于开启状态时，所述拼接式球瓣与所述阀体上的密封圈处于脱离状态。

22、具体地，所述球阀由开启状态转换为关闭状态控制模式具体包括以下步骤：

23、a1.所述液压摆动缸的上油口进油，带动液压旋转轴的旋转轴转动，旋转轴旋转带动所述拼接式球瓣沿旋转轴的轴线旋转；

24、a2.所述活塞缸上油口进油，活塞缸中的液油推动活塞向下移动，带动液压摆动缸向下移动，液压摆动缸带动所述拼接式球瓣向下移动，在所述下支撑的作用下压紧所述拼接式球瓣完成闭合；

25、具体地，所述球阀由关闭状态转换为开启状态控制模式具体包括以下步骤：

26、b1.所述活塞缸下油口进油，所述活塞缸中的活塞带动液压摆动缸上移，即带动所述拼接式球瓣与所述阀体取消压紧；

27、b2.所述液压摆动缸下油口进油，液油推动旋转轴带动所述拼接式球瓣旋转，对应阀体开口，完成开启。

28、本发明的一种无摩擦球阀的有益效果是：

29、本发明通过活塞缸里的液油带动拼接式球瓣进行水平面上直径的减小，使得拼接式球瓣与阀体之间脱离，即使得拼接式球瓣与密封圈不接触，液压摆动缸带动脱离的拼接式球瓣旋转至开启位置或闭合位置，在通过液压摆动缸将拼接式球瓣与阀体进行压紧。本发明的球阀结构能够实现精准控制球瓣与阀体的分离或压紧，使得球瓣无摩擦转动，从而实现球阀开启、关闭转换过程中，球瓣与阀体之间无摩擦，解决了现有技术中球阀的启闭需要人工操作且操作复杂，阀瓣在旋转过程中存在与密封圈的摩擦问题，大大增加了球阀的使用寿命，同时也保证了球阀在启闭过程中的稳定性。

技术特征：

1.一种无摩擦球阀，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种无摩擦球阀，其特征在于：所述拼接式球瓣(4)包括至少三个依次连接的球瓣模块，位于靠近所述液压摆动缸(52)的旋转轴(521)端部的两球瓣模块分别与所述第一球芯连杆(53)、第二球芯连杆(54)转动连接；位于所述液压旋转轴(521)相对位置的所述球瓣模块与所述下支撑(2)沿所述液压摆动缸(52)的旋转轴(521)轴线转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种无摩擦球阀，其特征在于：当球阀处于关闭状态或开启状态时，所述拼接式球瓣(4)、第一球芯连杆(53)、第二球芯连杆(54)以及液压摆动缸(52)旋转轴(521)端部围设成圆形；

4.根据权利要求1所述的一种无摩擦球阀，其特征在于：所述阀体(3)包括从左至右依次通过法兰连接的左副阀体(31)、中间阀体(32)、右副阀体(33)；其中，

5.根据权利要求1所述的一种无摩擦球阀，其特征在于：所述液压模块(55)包括安装在上支撑(1)上的液压阀块(551)，与所述液压阀块(551)油路连通的油箱(552)、电磁换向阀、第一二位二通电磁换向阀(554)、第二二位二通电磁换向阀(555)、第一比例溢流阀(556)以及第二比例溢流阀(557)；所述液压阀上还安装有压力开关(559)、电动执行器(560)以及液压泵(558)。

6.根据权利要求5所述的一种无摩擦球阀，其特征在于：所述油箱(552)的出油口与三位四通电磁换向阀(553)的a口液路连通，三位四通电磁换向阀(553)c口均与第一比例溢流阀(556)的进油口、第二二位二通电磁换向阀(555)的进油口液路连通，所述第一比例溢流阀(556)的出油口与所述液压摆动缸(52)的进油口液路连通；所述第二二位二通电磁换向阀(555)的出油口与所述活塞缸(51)的进油口液路连通，所述第二二位二通电磁换向阀(555)与所述活塞缸(51)之间的液路上设置有压力继电器；

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种无摩擦球阀的控制方法，其特征在于：包括通过所述活塞缸(51)带动液压摆动缸(52)进行上下方向的移动，即对拼接式球瓣(4)的水平方向的直径进行调节，带动拼接式球瓣(4)脱离或挤压抱合所述阀体(3)；

8.根据权利要求7所述的一种无摩擦球阀的控制方法，其特征在于：包括球阀由开启状态转换为关闭状态控制模式和球阀由关闭状态转换为开启状态控制模式；

9.根据权利要求8所述的一种无摩擦球阀的控制方法，其特征在于，所述球阀由开启状态转换为关闭状态控制模式具体包括以下步骤：

10.根据权利要求8所述的一种无摩擦球阀的控制方法，其特征在于，所述球阀由关闭状态转换为开启状态控制模式具体包括以下步骤：

技术总结
本发明属于无摩擦球阀技术领域，具体涉及一种无摩擦球阀及控制方法。本发明的无摩擦球阀包括：相对设置的上支撑和下支撑；阀体；拼接式球瓣；执行机构；其中，执行机构包括安装在上支撑上的活塞缸和液压摆动缸、用于给活塞缸和液压摆动缸提供油的液压模块、转动安装在液压摆动缸旋转轴与拼接式球瓣转之间的至少一个第一球芯连杆和至少一个第二球芯连杆。本发明的球阀结构能够实现精准控制球瓣与阀体的分离或压紧，使得球瓣无摩擦转动，解决了现有技术中球阀的启闭需要人工操作且操作复杂，阀瓣在旋转过程中存在与密封圈的摩擦问题，大大增加了球阀的使用寿命，同时也保证了球阀在启闭过程中的稳定性。

技术研发人员：强红宾,王煜,刘凯磊,康绍鹏,王联,杨静,廖湘平
受保护的技术使用者：江苏理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16