一种定流量比例配气球阀的制作方法

本发明属于配气混合技术领域，涉及一种定流量比例配气球阀。

背景技术：

球阀由于其体积小、耐腐蚀等优点被广泛应用。球阀一般包括阀体、球芯及阀杆等部分，其基本功能是通过球芯旋转来实现介质的截断、接通和流量控制。在生产和科研领域，有时需要将两种气体或液体在流动中按一定比例互相混合后作为一路混合流体流路输出，通常两种流体混合的比例要求能够按需要在一定范围内调节，又要求混合后总的流量基本稳定。

目前技术多是用多个阀门和流量计的配合来实现此目的。

例如中国发明专利cn104535305a公布了一种运载火箭用定流量低温氢气配混系统。该配混系统由进气气动主球阀、减压器、小流量手动阀门、小流量限流孔板、常温配混手动阀门、大流量气动球阀、大流量限流孔板和液氮换热器组成。通过减压器和限流孔板来保证输入流量的稳定，通过常温配混手动阀门和液氮换热器实现常温氢气的预冷和分流，常温氢气和预冷氢气的流量配比通过常温氢气管路上的配混手动阀门来调节，实现最终输出流量的稳定以及两分流路流量的可调。

然而，上述配混系统是利用多个流量调节阀和多条管路实现分流量可调、总流量稳定的目的，存在结构繁琐、线路复杂、调节不便等弊端，且无法实现不同流体的混合。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了提供一种定流量比例配气球阀，以克服上述现有技术的缺陷，实现一个阀门同时进行混合比例线性可调以及总输出流量稳定。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种定流量比例配气球阀，该球阀包括阀体以及转动设置在阀体内部的球芯，所述的阀体内设有阀体三通通道，所述的球芯内设有与阀体三通通道相适配的球芯三通通道，该球芯三通通道包括相互连通的第一球芯进气通道、第二球芯进气通道及球芯出气通道，所述的第一球芯进气通道与第二球芯进气通道之间互成夹角。通过转动球芯，调节球芯三通通道与阀体三通通道的对应关系，进而调节第一球芯进气通道、第二球芯进气通道的开闭状态。由于第一球芯进气通道与第二球芯进气通道之间互成夹角，因而可以灵活调节第一球芯进气通道与第二球芯进气通道的流量配比，而不像传统的t型三通阀那样只能实现1:1混合。

优选地，所述的阀体内设有球芯安装腔，所述的球芯转动设置在球芯安装腔内。球芯通过在球芯安装腔内水平转动(即绕竖直中心轴自转)，调节第一球芯进气通道与第二球芯进气通道的开闭状态。

优选地，所述的阀体上插设有调节手柄，该调节手柄的底部与球芯的顶部相连接。通过转动调节手柄，方便对球芯转动角度的调节。

优选地，所述的阀体三通通道包括第一阀体进气通道、第二阀体进气通道及阀体出气通道，所述的第一阀体进气通道与第一球芯进气通道相适配，所述的第二阀体进气通道与第二球芯进气通道相适配，所述的阀体出气通道与球芯出气通道相适配。当第一球芯进气通道全开时，第一球芯进气通道正对第一阀体进气通道；当转动球芯使第二球芯进气通道全开时，第二球芯进气通道正对第二阀体进气通道；球芯出气通道始终保持全开状态，即始终与阀体出气通道正对应。

优选地，所述的第一阀体进气通道及第二阀体进气通道的中心轴共线，所述的阀体出气通道的中心轴与第一阀体进气通道的中心轴相垂直。

优选地，所述的第一阀体进气通道、第二阀体进气通道及阀体出气通道的中心轴延长线均经过球芯的中心处。即第一阀体进气通道、第二阀体进气通道、阀体出气通道组成的阀体三通通道截面呈t型，

优选地，所述的第一球芯进气通道的高度小于宽度，所述的第二球芯进气通道的高度小于宽度，所述的第一球芯进气通道的高度等于第二球芯进气通道的高度，所述的第一球芯进气通道的宽度等于第二球芯进气通道的宽度，所述的第一球芯进气通道的长度方向与第二球芯进气通道的长度方向互成夹角。第一球芯进气通道、第二球芯进气通道的横截面均呈矩形，且类似于狭缝状。球芯出气通道的横截面呈圆形，且球芯出气通道的内径大于第一球芯进气通道/第二球芯进气通道的高度，并小于第一球芯进气通道/第二球芯进气通道的宽度。

优选地，所述的球芯出气通道的长度方向与第一球芯进气通道的长度方向相垂直，所述的球芯出气通道的长度方向与第二球芯进气通道的长度方向相垂直，所述的第一球芯进气通道、第二球芯进气通道及球芯出气通道的中心轴延长线均经过球芯的中心处。即第一球芯进气通道的长度方向与第二球芯进气通道的长度方向所在的共同面与球芯出气通道的长度方向相垂直。

优选地，所述的第一球芯进气通道的长度方向与第二球芯进气通道的长度方向之间的夹角为钝角，并且该钝角满足以下条件：

当第一球芯进气通道全开时，第二球芯进气通道呈全闭状；

当第二球芯进气通道全开时，第一球芯进气通道呈全闭状；

当第一球芯进气通道半开时，第二球芯进气通道呈半开状。

也就是说，第一球芯进气通道与第二球芯进气通道不会像传统的t型三通阀那样同时处于全开状，但可以同时处于全闭状；当第一球芯进气通道与第二球芯进气通道均呈半开状时，进气流量配比为1:1；当第一球芯进气通道或第二球芯进气通道的开度逐渐增大时，进气流量配比会发生相应变化，并且进气流量混合配比与球芯旋转的角度呈线性关系。

优选地，所述的阀体的一端插设有管路连接件，该管路连接件的一端与球芯滑动接触，所述的第二阀体进气通道位于管路连接件内部。管路连接件用于与其他管道对接，以便实现不同流体的混合。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)本发明中，当第一球芯进气通道全开时，随着球芯的转动，第一球芯进气通道从全开至流量逐渐减小至全闭，第二球芯进气通道从全闭至流量逐渐增大至全开。由于第一球芯进气通道、第二球芯进气通道的横截面呈狭缝状，进气流量与球芯旋转的角度呈线性关系，因而进气流体混合比例与球芯旋转的角度也呈线性关系，可以方便地进行流体混合比例的调节而保持总输出流量的稳定不变。

2)不仅能够便捷、线性地调节两预混流体的混配比例，还能够保持混合流体输出流量的稳定不变。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为实施例中第一球芯进气通道全开时的俯视结构示意图；

图3为实施例中第一球芯进气通道与第二球芯进气通道均开启时的俯视结构示意图；

图中标记说明：

1—阀体、2—球芯、3—第一球芯进气通道、4—第二球芯进气通道、5—球芯出气通道、6—调节手柄、7—第一阀体进气通道、8—第二阀体进气通道、9—阀体出气通道、10—管路连接件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1所示的一种定流量比例配气球阀，包括阀体1以及转动设置在阀体1内部的球芯2，阀体1内设有阀体三通通道，球芯2内设有与阀体三通通道相适配的球芯三通通道，该球芯三通通道包括相互连通的第一球芯进气通道3、第二球芯进气通道4及球芯出气通道5，第一球芯进气通道3与第二球芯进气通道4之间互成夹角。

阀体1内设有球芯安装腔，球芯2转动设置在球芯安装腔内。阀体1上插设有调节手柄6，该调节手柄6的底部与球芯2的顶部相连接。

阀体三通通道包括第一阀体进气通道7、第二阀体进气通道8及阀体出气通道9，第一阀体进气通道7与第一球芯进气通道3相适配，第二阀体进气通道8与第二球芯进气通道4相适配，阀体出气通道9与球芯出气通道5相适配。第一阀体进气通道7及第二阀体进气通道8的中心轴共线，阀体出气通道9的中心轴与第一阀体进气通道7的中心轴相垂直。第一阀体进气通道7、第二阀体进气通道8及阀体出气通道9的中心轴延长线均经过球芯2的中心处。

第一球芯进气通道3的高度小于宽度，第二球芯进气通道4的高度小于宽度，第一球芯进气通道3的高度等于第二球芯进气通道4的高度，第一球芯进气通道3的宽度等于第二球芯进气通道4的宽度，第一球芯进气通道3的长度方向与第二球芯进气通道4的长度方向互成夹角。球芯出气通道5的长度方向与第一球芯进气通道3的长度方向相垂直，球芯出气通道5的长度方向与第二球芯进气通道4的长度方向相垂直，第一球芯进气通道3、第二球芯进气通道4及球芯出气通道5的中心轴延长线均经过球芯2的中心处。

如图2、图3所示，第一球芯进气通道3的长度方向与第二球芯进气通道4的长度方向之间的夹角为钝角，并且该钝角满足以下条件：

当第一球芯进气通道3全开时，第二球芯进气通道4呈全闭状；

当第二球芯进气通道4全开时，第一球芯进气通道3呈全闭状；

当第一球芯进气通道3半开时，第二球芯进气通道4呈半开状。

阀体1的一端插设有管路连接件10，该管路连接件10的一端与球芯2滑动接触，第二阀体进气通道8位于管路连接件10内部。

应用时，将该定流量比例配气球阀安装在化工管路中，混合流体出阀总流量要求稳定在100l/h，则设计左右进阀流体流量均为100l/h。

如图2、图3所示，将调节手柄6在0-30°范围内进行调节。先保持在左流路全开位(0°)，则此时出阀流体全为第一球芯进气通道3内流体，流量为100l/h。将调节手柄6旋转15°，由于进气流路构造是狭缝，进气流量与球芯2旋转的角度呈线性关系，则流体混合比例与球芯2旋转的角度也呈线性关系，此时出阀流体为第一球芯进气通道3、第二球芯进气通道4内流体，且混合比例为左流路流体50l/h，右流路流体50l/h，总流量100l/h。若要求出阀流体的混合比例为左流路流体10l/h，右流路流体90l/h，只需将调节手柄6的旋转角度调节至27°即可。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。