一种球阀

技术领域

本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种球阀。

背景技术

球阀是启闭件由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动的阀门，也可用于流体的调节与控制，球阀的启闭件是球体。球阀按照驱动方式分为气动球阀、电动球阀、手动球阀。球阀广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中，但是目前球阀在使用时依然存在以下不足：

1、球阀在使用时，由于其结构特点，使得在阀球转动时，阀座会与阀球产生摩擦，使得阀座在使用一段时间后会出现损坏，大大缩短了球阀的使用寿命；

2、球阀在使用时，由于多种原因使得球阀会出现泄漏问题，而球阀泄漏会造成球阀控制失效，不能完成对系统的控制；

3、球阀在使用时，由于很难保证介质的清洁度，使得球阀在使用时阀球表面会附着很多杂质，这些杂质会影响球阀的密封，使得球阀在使用时需要定期对其进行拆卸维护，而拆卸维护步骤繁杂，不仅会造成环境污染，而且会耗费大量人力。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种球阀。该球阀包括壳体、阀杆、转动座和阀球，转动座转动设置在壳体中，转动座的一端开设安装滑槽，阀杆一端沿阀杆长度方向滑动设置在安装滑槽中，转动座的另一端与阀球连接使得阀球随阀杆转动；安装滑槽内设置将阀杆分别锁定在安装滑槽内上部、中部和下部的锁定装置，通过作用于阀杆上的外力驱动阀杆在安装滑槽中滑动以改变阀杆的锁定位置；阀球随阀杆正向转动以开启流道，阀球随阀杆反向转动以关闭流道；

壳体内设置活动阀座和第一传动组件，阀杆上同轴固定设置控制盘，第一传动组件一端与活动阀座连接，第一传动组件另一端与控制盘连接；当阀杆定位在中部时，控制盘通过第一传动组件控制活动阀座与阀球抵触密封，当阀杆分别定位在上部和下部时，控制盘通过第一传动组件控制活动阀座与阀球分离；

壳体内设置刮板和第二传动组件，第二传动组件与刮板连接，第二传动组件通过复位弹簧与壳体弹性连接；当阀杆分别定位在中部和下部时，控制盘与第二传动组件分离，第二传动组件在复位弹簧作用下控制刮板远离阀球，当阀杆定位在上部时，控制盘抵触第二传动组件使刮板贴合在阀球表面，复位弹簧被压缩；

壳体内设置闸板和液压系统，闸板上固定设置轴杆，闸板通过轴杆转动设置在壳体中，轴杆上套设扭簧，在球阀未发生泄露时，轴杆通过弹性锁定杆锁定使得闸板处于远离流道的位置；在球阀发生泄露后，泄露的介质进入液压系统中推动弹性锁定杆脱离轴杆以解锁轴杆，闸板在扭簧作用下转动至流道中以封堵流道；

轴杆的侧壁固定设置拨动块，控制盘上开设让位缺口，在发生泄露后需要开启流道时，向内推动阀杆使得阀杆锁定在安装滑槽的下部，拨动块位于让位缺口中，阀球随阀杆正向转动以打开流道，在控制盘随阀杆转动过程中，控制盘推动让位缺口中的拨动块转动直至弹性锁定杆自动锁定轴杆，此时闸板远离流道。

可选地，第一传动组件包括安装座、L形连接杆和水平连接杆，安装座的一端开设滑动套设在控制盘侧端的滑槽，安装座随控制盘同步移动，安装座的另一端与L形连接杆的一端固定连接，L形连接杆的另一端与水平连接杆的一端铰接，水平连接杆的另一端与活动阀座铰接，L形连接杆滑动设置在壳体中，L形连接杆的滑动方向与控制盘的移动方向一致；当阀杆定位在中部时，水平连接杆处于水平状态，当阀杆定位分别定位在上部和下部时，水平连接杆处于倾斜状态。

可选地，第二传动组件包括U形连接杆，U形连接杆的开口朝向控制盘，U形连接杆上靠近阀杆的上端设置与安装座配合抵触的凸面，U形连接杆上靠近阀杆的下端与刮板的一端铰接，U形连接杆上远离阀杆的上端通过复位弹簧与壳体弹性连接，当阀杆定位在上部时，安装座抵触U形连接杆使复位弹簧压缩，刮板贴合在阀球上，通过转动阀球使刮板将阀球上的附着物刮下，当阀杆分别定位在中部和下部时，安装座与U形连接杆分离，U形连接杆在复位弹簧作用下控制刮板远离阀球。

可选地，液压系统包括第一通道、第二通道、第三通道和连通槽，第一通道的入口与流道连通，第一通道内设置单向阀，第一通道的出口与第三通道连通，第二通道的一端与第一通道的中部连通，第二通道与第一通道的连通处位于单向阀和第一通道的入口之间；转动座的侧壁上开设所述连通槽，在阀球关闭流道后，第三通道的一端与第二通道的另一端通过连通槽连通，在阀球开启流道后，连通槽与第二通道和第三通道错开，转动座将第二通道另一端以及第三通道的一端封闭，第三通道的另一端与壳体内安装弹性锁定杆的安装槽开口连通；在发生泄露后，泄露的介质从第一通道的入口进入，并推动单向阀关闭第一通道，介质依次经过第二通道、连通槽和第三通道到达安装槽的开口处，安装槽开口处的介质推动弹性锁定杆移动以解锁轴杆，使得闸板自动转动至流道中将流道封堵。

可选地，当球阀发生泄露时，闸板封堵在阀球与流道出口之间的流道中，第一通道的入口位于阀球与闸板之间。

可选地，轴杆上开设与弹性锁定杆配合锁定的插槽。

可选地，锁定装置包括弹性锁定球以及上锁槽、中间锁槽和下锁槽，弹性锁定球设置于安装滑槽的内侧壁上，上锁槽、中间锁槽和下锁槽沿阀杆长度方向依次分布在阀杆侧壁上，当弹性锁定球配合锁定在上锁槽中时，阀杆定位在上部位置，当弹性锁定球配合锁定在中间锁槽中时，阀杆定位在中部位置，当弹性锁定球配合锁定在下锁槽中时，阀杆定位在下部位置。

可选地，转动座上固定设置插接于阀球上的连接块使得阀球与转动座同步转动。

可选地，在球阀关闭状态下，阀球正向转动90度以打开球阀，在球阀完全开启状态下，阀球反向转动90度以关闭球阀。

可选地，阀杆穿出壳体的一端固定设置手柄。

本发明的球阀，具有以下有益技术效果：

1、在本发明的球阀中，通过设置可滑动的阀杆，并通过控制盘和第一传动组件的配合，方便控制活动阀座贴紧阀球和远离阀球，从而在转动阀球时避免了磨损，延长了阀球和阀座的工作寿命；通过控制盘与第二传动组件的配合，方便控制刮板靠近和远离阀球，从而方便对阀球进行清理，保证阀球的正常工作和密封性；通过控制盘、闸板和液压系统配合，使得球阀在发生泄漏后能自动将球阀流道封堵，避免泄漏。

2、在本发明的球阀中，通过设置可旋转的闸板，使得在球阀处于关闭状态发生泄漏时，介质通过进口进入球阀，泄漏到出口处，由于球阀泄漏，使得球阀出口处压力不会下降，进而使得介质推动弹性锁定杆移动，将闸板解锁，在扭簧的作用下，闸板转动将球阀出口封堵，进而防止球阀泄漏，保证球阀的密封性，同时需要开启球阀时，下压阀杆再旋转阀杆，可通过控制盘带动闸板克服扭簧回转，将闸板同时打开，同时在弹性锁定杆将闸板锁定，不影响球阀的开启，操作方便。

3、在本发明的球阀中，通过设置可上下移动的阀杆，使得通过上拉阀杆，可带动U形连接杆转动，通过杠杆作用进而使得刮板与阀球贴合，通过转动阀杆，可带动阀球转动，进而通过刮板将阀球上的杂质刮下，对阀球进行自动清洁，无需拆卸，节省人力，不污染环境。

4、在本发明的球阀中，通过设置L形连接杆和水平连接杆带动活动阀座移动，使得阀杆上提和下压都能带动活动阀座向后移动以远离阀球，进而使得在阀球开启、关闭和对阀球清理时，阀球和活动阀座都不会产生摩擦，设计可靠。

5、在本发明的球阀中，通过设置可上下移动的阀杆，使得在进行阀球清理时，需要上提阀杆，使得控制盘上升远离拨动块，在阀杆旋转时，不会触碰轴杆上的拨动块，进而不会影响闸板的工作，结构巧妙，互不干扰。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明图1中A-A方向剖视图；

图3为本发明图1中B-B方向剖视图；

图4为本发明图1中C-C方向剖视图；

图5为本发明图1中D-D方向剖视图。

附图标记：1、壳体；11、流道；111、球阀进口；112、球阀出口；12、活动阀座；13、阀杆；131、上锁槽；132、中间锁槽；133、下锁槽；134、手柄；14、转动座；141、安装滑槽；142、连接块；15、阀球；151、贯穿通道；16、控制盘；161、让位缺口；17、刮板；2、锁定装置；3、第一传动组件；31、安装座；32、L形连接杆；33、水平连接杆；4、第二传动组件；41、复位弹簧；42、U形连接杆；421、凸面；5、液压系统；51、第一通道；52、第二通道；53、第三通道；54、连通槽；55、单向阀；6、闸板；61、轴杆；611、插槽；612、拨动块；62、弹性锁定杆；63、扭簧。

具体实施方式

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。

实施例

结合图1-图5所示，本实施例公开了一种球阀，该球阀包括壳体1、阀杆13、转动座14和阀球15，转动座14转动设置在壳体1中，转动座14的一端开设安装滑槽141，阀杆13一端沿阀杆13长度方向滑动设置在安装滑槽141中，转动座14的另一端与阀球15连接使得阀球15随阀杆13转动；安装滑槽141内设置将阀杆13分别锁定在安装滑槽141内上部、中部和下部的锁定装置2，通过作用于阀杆13上的外力驱动阀杆13在安装滑槽141中滑动以改变阀杆13的锁定位置；阀球15随阀杆13正向转动以开启流道11，阀球15随阀杆13反向转动以关闭流道11；壳体1内设置活动阀座12和第一传动组件3，阀杆13上同轴固定设置控制盘16，第一传动组件3一端与活动阀座12连接，第一传动组件3另一端与控制盘16连接；当阀杆13定位在中部时，控制盘16通过第一传动组件3控制活动阀座12与阀球15抵触密封，当阀杆13分别定位在上部和下部时，控制盘16通过第一传动组件3控制活动阀座12与阀球15分离；壳体1内设置刮板17和第二传动组件4，第二传动组件4与刮板17连接，第二传动组件4通过复位弹簧41与壳体1弹性连接；当阀杆13分别定位在中部和下部时，控制盘16与第二传动组件4分离，第二传动组件4在复位弹簧41作用下控制刮板17远离阀球15，当阀杆13定位在上部时，控制盘16抵触第二传动组件4使刮板17贴合在阀球15表面，复位弹簧41被压缩；壳体1内设置闸板6和液压系统5，闸板6上固定设置轴杆61，闸板6通过轴杆61转动设置在壳体1中，轴杆61上套设扭簧63，在球阀未发生泄露时，轴杆61通过弹性锁定杆62锁定使得闸板6处于远离流道11的位置；在球阀发生泄露后，泄露的介质进入液压系统5中推动弹性锁定杆62脱离轴杆61以解锁轴杆61，闸板6在扭簧63作用下转动至流道11中以封堵流道11；轴杆61的侧壁上固定设置拨动块612，控制盘16上开设让位缺口161，在发生泄露后需要开启流道11时，向壳体1内推动阀杆13使得阀杆13锁定在下部，拨动块612位于让位缺口161中，阀球15随阀杆13正向转动以打开流道11，在控制盘16随阀杆13转动过程中，控制盘16推动让位缺口161中的拨动块612转动直至弹性锁定杆62自动锁定轴杆61，此时闸板6远离流道11。

通过上述设置，在转动阀球15的时候先将活动阀座12远离阀球15，在阀球15转动到指定位置后，控制活动阀座12与阀球15抵触密封，从而避免了活动阀座12与阀球15的磨损，延长了阀球15和活动阀座12的使用寿命；需要清除阀球15表面的附着物时，控制刮板17贴合在阀球15表面，通过控制阀球15转动，从而将阀球15表面的附着物刮下，操作方便；在球阀未发生泄露时，壳体1内的阀杆13远离流道11，在球阀发生泄露时，通过壳体1内液压系统5控制轴杆61解锁，从而闸板6自动转动至流道11中将流道11封堵，从而解决了球阀泄露的问题，结构简单，自动阻止泄露，节省了劳动力；在发生泄露后需要打开球阀时，通过转动阀杆13带动阀球15转动以打开球阀，同时控制盘16推动轴杆61上的拨动块612转动以驱动闸板6远离流道11，并通过弹性锁定杆62将轴杆61自动锁定，从而避免闸板6影响球阀的正常使用，通过阀杆13在安装滑槽141中的锁定位置的切换以及控制盘16对第一传动组件3、第二传动组件4和闸板6的控制，实现了球阀自动清理阀球15、自动防止泄露以及避免阀球15与活动阀座12产生磨损的多种功能。

在阀杆13定位在安装滑槽141上部位置后，通过转动阀球15以调节流道11流量的过程中，刮板17同时将阀球15表面的附着物刮下，从而增加了对阀球15的清理次数，保证了阀球15的正常工作和密封效果。

本实施例的球阀中，第一传动组件3包括安装座31、L形连接杆32和水平连接杆33，安装座31的一端开设滑动套设在控制盘16侧端的滑槽，从而使得安装座31不会跟随控制盘16转动，并且使得安装座31可以随控制盘16沿阀杆13长度方向同步上下移动，安装座31的另一端与L形连接杆32的一端固定连接，L形连接杆32的另一端与水平连接杆33的一端铰接，水平连接杆33的另一端与活动阀座12铰接，L形连接杆32滑动设置在壳体1中，L形连接杆32的滑动方向与控制盘16的移动方向一致；当阀杆13定位在中部时，水平连接杆33处于水平状态，当阀杆13定位分别定位在上部和下部时，水平连接杆33处于倾斜状态。

通过上述设置，当阀杆13锁定在安装滑槽141的中部时，水平连接杆33处于水平位置，此时水平连接杆33的水平长度最长，从而水平连接杆33抵触活动阀座12与阀球15贴紧密封；当阀杆13从中部滑动到上部锁定的过程中，控制盘16带动安装座31上移，安装座31带动L形连接杆32上移，L形连接杆32带动水平连接杆33产生倾斜，从而水平连接杆33的水平长度减小，从而水平连接杆33带动活动阀座12远离阀球15；当阀杆13从中部滑动到下部锁定的过程中，水平连接杆33发生倾斜，从而水平连接杆33带动活动阀座12远离阀球15，结构简单，通过改变阀杆13在安装滑槽141中的锁定位置实现了活动阀座12与阀球15的抵触与分离。

本实施例的球阀中，第二传动组件4包括U形连接杆42，U形连接杆42的开口朝向控制盘16，U形连接杆42上靠近阀杆13的上端设置与安装座31或者控制盘16配合抵触的凸面421，U形连接杆42上靠近阀杆13的下端与刮板17的一端铰接，U形连接杆42上远离阀杆13的上端通过复位弹簧41与壳体1弹性连接，当阀杆13定位在上部时，安装座31或者控制盘16抵触U形连接杆42使复位弹簧41压缩，刮板17贴合在阀球15上，通过转动阀球15使刮板17将阀球15上的附着物刮下，当阀杆13分别定位在中部和下部时，安装座31与U形连接杆42分离，U形连接杆42在复位弹簧41作用下控制刮板17远离阀球15。

通过上述设置，当阀杆13分别锁定在安装滑槽141的中部和下部时，安装座31和控制盘16均与第二传动组件4分离，第二传动组件4在复位弹簧41的作用下通过杠杆作用带动刮板17远离阀球15，保证阀球15的正常转动；当阀杆13锁定在安装滑槽141的上部时，安装座31或控制盘16抵触第二传动组件4的一端，使复位弹簧41被压缩，在杠杆作用下，U形连接杆42带动刮板17贴合在阀球15表面，由于阀杆13锁定在安装滑槽141的上部，活动阀座12与阀球15分离，阀球15可以正常转动而不会与活动阀座12产生磨损，通过转动阀球15使得阀球15表面的附着物被刮板17刮下。

本实施例的球阀中，液压系统5包括第一通道51、第二通道52、第三通道53和连通槽54，第一通道51的入口与流道11连通，第一通道51内设置单向阀55，第一通道51的出口与第三通道53连通，第二通道52的一端与第一通道51的中部连通，第二通道52与第一通道51的连通处位于单向阀55和第一通道51的入口之间；转动座14的侧壁上开设所述连通槽54，在阀球15关闭流道11后，第三通道53的一端与第二通道52的另一端通过连通槽54连通，在阀球15开启流道11后，连通槽54与第二通道52和第三通道53错开，转动座14将第二通道52另一端以及第三通道53的一端封闭，第三通道53的另一端与壳体1内安装弹性锁定杆62的安装槽开口连通；在发生泄露后，泄露的介质从第一通道51的入口进入，并推动单向阀55关闭第一通道51，介质依次经过第二通道52、连通槽54和第三通道53到达安装槽的开口处，安装槽开口处的介质推动弹性锁定杆62移动以解锁轴杆61，使得闸板6自动转动至流道11中将流道11封堵。

通过上述设置，在球阀关闭状态下，连通槽54连通第二通道52和第三通道53，从而当球阀发生泄露后，泄露的介质经过第一通道51、第二通道52、连通槽54和第三通道53到达安装弹性锁定杆62的安装槽开口处，并推动弹性锁定杆62远离轴杆61以解锁轴杆61，从而闸板6转动至流道11中将流道11封堵，起到防泄漏的效果；发生泄露后需要打开球阀时，转动阀球15使得连通槽54与第二通道52和第三通道53错开，第二通道52和第三通道53断开，由于单向阀55的设置，第一通道51中的介质无法进入第三通道53，在闸板6打开后，弹性锁定杆62自动将轴杆61锁定。

本实施例的球阀中，当球阀发生泄露时，闸板6封堵在阀球15与流道11出口之间的流道11中，第一通道51的入口位于阀球15与闸板6之间。

本实施例的球阀中，轴杆61上开设与弹性锁定杆62配合锁定的插槽611。当轴杆61转动至弹性锁定杆62与插槽611对齐时，弹性锁定杆62自动伸入插槽611中将轴杆61锁定，闸板6处于打开状态。

本实施例的球阀中，锁定装置2包括弹性锁定球以及上锁槽131、中间锁槽132和下锁槽133，弹性锁定球设置于安装滑槽141的内侧壁上，上锁槽131、中间锁槽132和下锁槽133沿阀杆13长度方向依次分布在阀杆13侧壁上，当弹性锁定球配合锁定在上锁槽131中时，阀杆13定位在上部位置，当弹性锁定球配合锁定在中间锁槽132中时，阀杆13定位在中部位置，当弹性锁定球配合锁定在下锁槽133中时，阀杆13定位在下部位置。

通过上述设置，当阀杆13滑动至弹性锁定球与其中一个锁槽对齐时，弹性锁定球自动伸入该锁槽中将阀杆13锁定。

本实施例的球阀中，转动座14上固定设置插接于阀球15上的连接块142使得阀球15与转动座14同步转动。通过连接块142实现转动座14与阀球15的同步转动，结构简单，连接稳定性好，连接块142的横截面可以为除圆形以外的多种形状，只要满足转动座14与阀球15同步转动即可。

本实施例的球阀中，在球阀关闭状态下，阀球15正向转动90度以打开球阀，在球阀完全开启状态下，阀球15反向转动90度以关闭球阀。

本实施例的球阀中，阀杆13穿出壳体1的一端固定设置手柄134。通过操作手柄134驱动阀杆13转动和滑动。

本实施例的工作原理如下：当使用本实施例的球阀进行工作，将球阀从关闭转换成开启状态时，首先向下按压阀杆13使得弹性锁定球与下锁槽133锁定，从而将阀杆13定位在安装滑槽141的下部，控制盘16随阀杆13向下移动，进而带动安装座31向下移动，安装座31推动L形连接杆32向下移动，在水平连接杆33作用下带动活动阀座12向左移动以远离阀球15，然后控制手柄134带动阀杆13逆时针转动，从而带动阀球15转动90度，如图5所示，然后向上拉动阀杆13，通过控制盘16带动L形连接杆32向上移动，通过水平连接杆33带动活动阀座12向右移动与阀球15贴紧密封，完成球阀开启，介质从球阀进口111进入穿过阀球15的贯穿孔后从球阀出口112流出。

如果需要球阀从开启转换成关闭状态时，首先向下按压阀杆13使得阀杆13定位在安装滑槽141的下部，控制盘16随阀杆13向下移动，进而带动安装座31向下移动，推动L形连接杆32向下移动，在水平连接杆33的作用下带动活动阀座12向左移动以远离阀球15，然后控制手柄134带动阀杆13顺时针转动，从而带动阀球15转动90度将球阀关闭，如图5所示，然后向上拉动阀杆13，通过控制盘16带动L形连接杆32向上移动，通过水平连接杆33带动阀座向右移动与阀球15贴紧密封，介质从球阀进口111进入被阀球15截断，完成球阀关闭。

当球阀在关闭状态出现泄漏时，介质从球阀进口111进入，泄漏至球阀出口112，使得球阀出口112压力不下降，介质依次经过第一通道51、第二通道52、连通槽54和第三通道53后到达安装槽的开口处，介质推动弹性锁定杆62下移与轴杆61分离，将轴杆61解锁，在扭簧63作用下带动轴杆61转动，进而带动闸板6转动至流道11中将球阀出口112封堵，进而达到防止泄露的目的。

当球阀需要再次开启时，首先向下按压阀杆13，将阀杆13定位在安装滑槽141的下部，第一传动组件3带动活动阀座12与阀球15脱离，逆时针转动阀杆13带动控制盘16转动，当控制盘16与拨动块612触碰时，带动轴杆61克服扭簧63转动，进而将闸板6打开，球阀开启，当弹性锁定杆62与轴杆61上的插槽611对齐后，弹性锁定杆62自动伸入插槽611中将轴杆61锁定。而弹性锁定杆62上方的介质通过单向阀55流出第一通道51，进而流出球阀出口112。向壳体1外拉动阀杆13并使阀杆13锁定在中部，活动阀座12和阀球15贴合密封，完成球阀开启。当球阀处于开启状态时，由于连通槽54位置变化，使得第二通道52和第三通道53断开，流经球阀的介质压力再大也不能进入第三通道53中，从而不能控制弹性锁定杆62解锁轴杆61，进而不会使闸板6转动，闸板6保持开启，不会影响球阀工作。

当球阀需要进行清理时，首先向壳体1外拉动阀杆13，使得弹性锁定球与上锁槽131配合定位，从而将阀杆13锁定在上部，控制盘16随阀杆13上移，进而带动安装座31向上运动，进而通过了L形连接杆32和水平连接杆33带动活动阀座12远离阀球15，同时安装座31推动U形连接杆42克服复位弹簧41移动，从而通过杠杆作用带动U形连接杆42转动，进而带动刮板17与阀球15贴合，然后旋转手柄134，带动阀球15转动360度，使得刮板17将阀球15上的杂质刮掉，由于控制盘16随阀杆13上移，使得控制盘16不会和拨动块612触碰，不会影响闸板6工作，杂质会随着介质流动被冲走，在介质冲走后，向壳体1内下压阀杆13使其回到中部锁定，完成清理。