一种球阀的制作方法

1.本发明属于阀门领域，尤其涉及一种球阀。


背景技术：

2.在管路中，因为阀门突然开闭或者水泵突然停机等外部因素使水的流速发生骤然变化，压力水流的惯性引起管路内压力的瞬间上升，这种现象称为水击或水锤，水流冲击波往复会产生很大的管路压力，从而破坏阀门和水泵，造成管路损坏。目前，通过在管道上加装水锤消除器，能在无需阻止流体流动的情况下，有效地消除各类流体在传输系统可能产生的水外锤和浪涌发生的不规则水击波震荡，从而达到消除具有破坏性的冲击波，起到保护的目的。然而，在管道上加装水锤消除器，会增加管道铺设的空间要求和施工难度，也不便于检修时排查水锤消除器，增加了检修工作量，并且管道内压力大幅度波动也容易阀芯卡位而转动困难，污垢杂质容易在阀门处淤积，给维护工作带来困难。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种球阀，可有效缓解水锤对于阀门的破坏，降低管道的铺设和检修难度。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种球阀，包括阀体和球芯，所述阀体内设有腔室，所述球芯设置于腔室内，所述阀体上设有进口和出口，所述球芯设有球芯通道，所述阀体的上部设有与球芯连接的阀杆，所述阀杆与球芯同步转动，所述阀杆底部设有缓冲腔，所述缓冲腔的底部与球芯通道连通，所述缓冲腔内设有缓冲活塞，所述缓冲腔上方设有储气室，所述缓冲腔上端至储气室保持单向连通，所述缓冲活塞上移时向储气室内进气加压，所述阀体上设有带动阀杆转动的气动马达，所述储气室设有通向气动马达的进气通道，所述进气通道打开时储气室内压缩空气带动气动马达转动，所述阀体上设有进液缸，所述进液缸内设有进液活塞，所述进气通道与进液缸顶部连通，所述阀杆设有进液通道，所述进液通道与进液缸的底部连通，所述球芯与腔室的交接处设有除淤喷口，所述除淤喷口与进液通道连通。缓冲腔内的缓冲活塞可沿缓冲腔位移，当管道压力瞬时增大时，缓冲活塞上移将缓冲腔上部的空气压进储气室内，从而减缓管道内因水锤现象产生的压力冲击。缓冲活塞通过多次往复移动向储气室内充气，使储气室空气压力增大。当需要手动操作转动球芯控制球阀开闭时，将储气室与气动马达连通时，一部分气压进入气动马达，利用气动马达辅助转动球芯，同时当进液通道打开时，另一部分气压推动进液缸内进液活塞移动，将进液缸内水压作用于除淤喷口产生水流，对于球芯与腔室的交接处进气冲洗，从而降低操作球阀的劳动强度，提高维护便利性。
5.作为优选，所述球芯与腔室的交接处设有排水环，所述排水环包括同轴布置内环和外环，所述除淤喷口设置在内环上，所述外环设有与进液通道保持连通的进液口，所述内环和外环同轴转动配合，所述内环和外环之间设有压缩弹簧，所述压缩弹簧处于放松状态时所述内环的除淤喷口与外环的进液口连通，所述压缩弹簧处于完全压缩状态时所述内环
的除淤喷口与外环的进液口断开连通。排水环中的内环可相对外环转动，当管道内压力稳定时，压缩弹簧推动内环使得除淤喷口和外环进液口连通。当发生水锤现象使管道内压力骤升时，水压可推动内环反向转动将除淤喷口与外环的进液口关闭，避免水压反向进入到进液缸内，起到保护球阀作用。
6.作为优选，所述除淤喷口沿内环圆周方向等角度间隔布置，所述除淤喷口的喷射方向倾斜于内环的径向。当水流经过除淤喷口沿倾斜方向喷射，形成旋向的水流，有助于将球芯与腔室的交接处的污垢杂质冲洗干净，保证球芯顺畅转动。
7.作为优选，所述气动马达的转轴与阀杆平行布置，气动马达的转轴上设有小齿轮，所述阀杆上设有与小齿轮啮合传动的大齿轮。通过小齿轮和大齿轮减速增扭作用，降低双手作对阀杆的转动作用力。
8.作为优选， 所述阀杆设有切换进气通道开闭的阀芯，所述阀杆设有使阀芯将进气通道处于常闭状态的阀芯弹簧，所述阀杆的顶部设有固定连接的转轮，所述转轮和阀杆之间设有作用于阀芯打开进气通道的推杆。推杆在未被推动时，阀芯弹簧推动阀芯将进气通道关闭，此时储气室内气压无法进入到进气通道中，缓冲活塞持续作用可对储气室加压储气，直至推杆推动阀芯将进气通道打开后才能使气动马达启动，提高了可操作性。
9.作为优选，所述转轮上设有按钮，所述按钮的下端与推杆的上端相抵，所述推杆的下方设有斜槽，所述阀芯的外端设有与斜槽相配合的滑动销，所述推杆下移时带动阀芯向外移动。这样，操作人员在转动转轮的同时按下按钮即可带动推杆将阀芯向外移动，从而打开进气通道，通过气动马达对阀杆转动助力，降低转动初始阶段所需作用力。
10.作为优选，所述缓冲腔设有与外界连通的进气口，所述进气口设有向缓冲腔内单向连通的进气单向阀，所述储气室设有与外界连通的泄气通道，所述泄气通道设有泄压阀。缓冲活塞下移时，外界空气可通过进气单向阀进入到缓冲腔内进行补充，泄气阀在储气室压力达到最大预设之后向外泄气避免储气室压力过大，同时进气单向阀和泄气阀也可为缓冲活塞上下移动提供阻尼，通过缓冲活塞的阻尼有助于平抑管道内压力波动。
11.本发明的有益效果是：（1）有效缓解管道内水锤现象产生的瞬时冲击和压力波动，对管道和阀门起到良好的保护效果；（2）无需在管道上加装水锤消除器，从而降低对于铺设空间的要求，提高管道铺设便利性；（3）可将水锤动能暂时储存，在转动球芯时进行助力转动并对球芯和腔室的交接处进行冲洗，提高后期检修维护便利性。
附图说明
12.图1是本发明的一种结构示意图；图2是图1中a处的局部放大图；图3是本发明排水环的结构示意图；图4是本发明排水环的截面图；图5是本发明除淤喷口断开时的结构示意图；图6是本发明阀芯处的结构示意图；图7是本发明缓冲活塞上移时的结构示意图；图8是发明阀芯向外移动时的结构示意图。
13.图中：阀杆1，储气室1a，进气单向阀1b，缓冲腔1c，储气单向阀1d，进气通道101，进
气口102，进液通道103，转轮2，气动马达3，大齿轮4，小齿轮5，阀体6，上阀体6a，下阀体6b，出口601，进口602，缓冲弹簧7，球芯8，缓冲活塞9，排水环11，球芯通道110，除淤喷口111，进液口112，外环11a，内环11b，压缩弹簧11c，进液活塞弹簧12，进液缸13，进液活塞14，阀芯15，阀芯弹簧16，滑动销17，推杆18，斜槽18a，按钮19。
具体实施方式
14.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
15.如图1所示的实施例中，一种球阀，包括阀体6和球芯8，阀体6内设有腔室，球芯8设置于腔室内，阀体6上设有进口602和出口601，球芯8设有球芯通道110，阀体6的上部设有与球芯8连接的阀杆1，阀杆1与球芯8同步转动。为了便于阀杆1和球芯8安装，阀体6可以设计为分体式结构，本实施例中的阀体6包括上阀体6a和下阀体6b，进口602和出口601设置在下阀体6b，上阀体6a和下阀体6b配合对阀杆1进行轴向定位，使阀杆1顺利旋转同时保证密封性能。
16.结合图2所示，阀杆1底部设有缓冲腔1c，缓冲腔1c与阀杆1中心轴线同轴布置，缓冲腔1c的底部与球芯通道110连通，缓冲腔1c内设有缓冲活塞9，缓冲腔1c上方设有储气室1a，缓冲腔1c上端和储气室1a之间设有储气单向阀1d，使得缓冲腔1c至储气室1a保持单向连通，缓冲活塞9上移时向储气室1a内进气加压，通过储气单向阀1d保持储气室1a内压力。缓冲腔1c设有与外界连通的进气口102，进气口102设有进气单向阀1b，使得外界向缓冲腔1c内单向连通。缓冲腔1c内设有缓冲弹簧7，缓冲弹簧7作用于缓冲活塞9，当缓冲活塞9上移时缓冲弹簧7被压缩，当缓冲活塞9收到缓冲弹簧7作用下移时外界空气可以进入到缓冲腔1c中。储气室1a设有与外界连通的泄气通道，泄气通道设有泄压阀，当储气室1a内压力较大时，可通过泄压阀向外界泄出压力，避免储气室1a内压过大。
17.如图1所示，阀体6上设有带动阀杆1转动的气动马达3，储气室1a设有通向气动马达3的进气通道101，进气通道101打开时储气室1a内压缩空气流向储气室1a，带动气动马达3转动。气动马达3的转轴与阀杆1平行布置，气动马达3的转轴上设有小齿轮5，阀杆1上设有与小齿轮5啮合传动的大齿轮4。气动马达3的下方可以设置减速器，为了降低空间占用可以选择如体积较小的行星轮式减速器，起到减速增扭的作用。
18.阀体6上设有进液缸13，进液缸13内设有进液活塞14，进气通道101与进液缸13顶部连通，阀杆1设有进液通道103，进液通道103与进液缸13的底部连通，球芯8与腔室的交接处设有除淤喷口111，除淤喷口111与进液通道103连通。为了保证出水流畅，球芯8与腔室的交接处设有排水环11，如图3、图4所示，排水环11包括同轴布置内环11b和外环11a，除淤喷口111设置在内环11b上，外环11a设有与进液通道103保持连通的进液口112，内环11b和外环11a同轴转动配合，内环11b和外环11a之间设有压缩弹簧11c，压缩弹簧11c处于放松状态时内环11b的除淤喷口111与外环11a的进液口112连通。当压缩弹簧11c处于完全压缩状态时如图5所示，内环11b的除淤喷口111与外环11a的进液口112断开连通。如图3所示，除淤喷口111沿内环11b圆周方向等角度间隔布置，除淤喷口111的喷射方向倾斜于内环11b的径向，当水流从除淤喷口111流出时将形成旋向水流，有助于水流将球芯8与腔室的交接处杂质污垢冲除。进液缸13内设有进液活塞弹簧12，当进气通道101打开时，气压推动进液活塞14，进液活塞弹簧12被压缩，当进气通道101关闭时，进液活塞弹簧12推动进液活塞14复位。
19.如图6所示，阀杆1设有切换进气通道101开闭的阀芯15，阀芯15可沿阀杆1径向滑动，阀杆1设有阀芯弹簧16，阀芯弹簧16伸张时推动阀芯15将进气通道101关闭，因而使得阀芯15处于常闭状态。阀杆1的顶部设有固定连接的转轮2，通过转轮2可带动阀杆1转动。转轮2和阀杆1之间设有推杆18，转轮2上设有按钮19，按钮19的下端与推杆18的上端相抵。推杆18作用于阀芯15，推杆18的下方设有斜槽18a，阀芯15的外端设有与斜槽18a相配合的滑动销17，推杆18下移时带动阀芯15向外移动，阀芯15将进气通道101打开。
20.在实际运行过程中，球阀进口602和出口601分别连接管道，球阀处于打开状态，此时管道内液体可从进口602流向出口601。当管道内出现水锤现象压力骤增，如图7所示，缓冲活塞9受压向上移动，将缓冲弹簧7压缩，缓冲腔1c内空气被压入到储气室1a内，进气通道101此时处于关闭状态，因而储气室1a内气压升高。当储气室1a内压力升高到预设值，缓冲活塞9再将空气压入储气室1a时，储气室1a的压缩空气将从泄气通道向外排出，同时泄气通道内的泄压阀可以起到节流缓冲效果。当需要关闭球阀时，通过按压转轮2上的按钮19，使推杆18下移将阀芯15向外移动，进气通道101因而被打开。此时，储气室1a内压缩空气通过进气通道101进入气动马达3，使气动马达3启动，气动马达3的转轴输出动力至阀杆1，为转轮2转动提供助力。气动马达3的进气口102以及进液缸13的进气口102分别通过支路与进气通道101连通，进气通道101打开时，进液缸13的进气口102也同时连通。储气室1a内部分压缩空气进入到进液缸13中时，进液缸13进液活塞14受压向另一端滑移，将进液缸13内液体压入进液通道103，从除淤喷口111排出。储气室1a的一部分压缩气体用于气动马达3助力阀杆1转动，还有一部分用于排水环11除淤清洁，也便于球阀的球芯8顺利转动。