一种球阀

技术领域

本申请涉及流体控制技术领域，具体涉及一种球阀。

背景技术

随着科学技术的不断发展，生产工艺及产品结构的不断改进，球阀的应用也越来越广泛。球阀的主要作用是用于切断、分配和改变介质的流动方向，而在很多情况下也需要更精确地控制流量的大小。现有的球阀结构，节流槽与球阀连接处过于尖锐，在安装密封圈后，密封圈会与节流槽和球阀连接处的尖锐部位摩擦，从而导致密封圈磨损，因此，如何提高密封圈的使用寿命是一个技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种球阀，该球阀有利于提高密封圈的使用寿命。

本申请实施例的一个方面提供一种球阀，包括：阀芯，所述阀芯具有通道、第一开口和第二开口，所述通道的一端与所述第一开口连通，所述通道的另一端与所述第二开口连通；所述阀芯具有外壁，所述外壁设置有节流槽，所述节流槽在所述球阀的转动方向延伸，所述节流槽包括第一端和第二端，所述第一端远离所述第一开口，所述第二端与所述第一开口连通；所述球阀包括底壁，所述底壁限定出至少部分所述节流槽，所述球阀包括连接部，所述连接部包括第一壁面和第二壁面，所述第一壁面包括至少部分所述外壁，所述第二壁面包括至少部分所述底壁，在平行于所述球阀的轴向方向的截面上，所述第一壁面在与所述第二壁面的连接处的切线与所述第二壁面的延伸方向的夹角为钝角。

本申请中将第一壁面与第二壁面相接位置设置为钝角，能够降低节流槽与密封圈接触处的尖锐程度，因此，密封圈在使用时不易磨损，保证了密封圈的密封效果，延长了密封圈的使用寿命。

附图说明

图1为本申请第一实施例中球阀装置的示意图；

图2为图1球阀的示意图；

图3为图2中球阀的主视示意图；

图4为图2中球阀另一角度的示意图；

图5为图4中球阀的主视示意图；

图6为图5另一视角的示意图；

图7为图6中A-A向的剖视示意图；

图8为图5的右视示意图；

图9为图8中B-B向的剖视示意图；

图10为图8中球阀的阀芯在未切削之前的结构示意图；

图11为本申请第二实施例中球阀的示意图；

图12为本申请第三实施例中球阀的示意图。

附图标记：

100-球阀；

101-阀芯；101a-第一接口部；101b-第二接口部；101c-通路；1011-球形外表面；10111-切削部；1012-节流槽；10121-轮廓线；102-球头杆；103-旋转头；

200-密封圈；

300-转子部件；

400-阀座；400a-第一连通腔部；400b-第二连通腔部；

500-轴承；

600-阀体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

实施例1

请参考图1，图1为本申请第一实施例中球阀装置的示意图。

该实施例中的球阀装置包括转子部件300、阀体600、球阀100，阀体600的内腔设置阀座400，阀座400设置有第一连通腔部400a和第二连通腔部400b，用于进入或者流出介质，图1中第一连通腔部400a和第二连通腔部400b相对设置。球阀100位于阀体600的内腔中，球阀100包括球形的阀芯101和球头杆102，球头杆102和转子部件300连接，阀芯101设置有贯通的通道101c，通道101c的两端为第一接口部101a和第二接口部101b。转子部件300转动时可以通过球头杆102带动阀芯101转动，继而调节第一接口部101a、第二接口部101b与第一连通腔部400a、第二连通腔部400b的对接面积，用于控制第一连通腔部400a和第二连通腔部400b的通断以及流量。如图1所示，当第一接口部101a和第一连通腔部400a完全对接，第二接口部101b和第二连通腔部400b完全对接，则第一连通腔部400a和第二连通腔部400b通过通道101c连通，开度最大，当球阀100自图1所示的位置绕球头杆102的轴线转动一定角度后，则开度减小，直至第一接口部101a和第二连通腔部400b在周向上完全错开，第二接口部101b和第二连通腔部400b在周向上完全错开，第一连通腔部400a和第二连通腔部400b断开，则球阀装置的开度为零。

此外，该实施例中的球阀100还设置有节流槽1012，节流槽1012可以增加球阀装置开度调节的幅度和稳定性。

请继续参考图2-5理解，图2为图1球阀100的示意图；图3为图2中球阀100的主视图；图4为图2中球阀100另一角度的示意图；图5为图4中球阀100的主视图。

该实施例中的球阀100包括球形的阀芯101、球头杆102以及旋转头103，球头杆102沿轴向和阀芯101相接，球头杆102与阀芯101可以是一体式结构，也可以是分体固定，球头杆102与转子部件300连接后，可以随转子部件300转动并继而带动阀芯101转动。阀芯101还一体设置或者分体固定连接有旋转头103，旋转头103和球头杆102同轴，旋转头103可以和阀体600内安装的轴承500配合，这样利于支撑球阀100绕轴线转动，球阀100转动的轴线即球头杆102的轴线，也是转子部件300的轴线，轴线延伸的方向定义为球阀100的轴向。

由此可知，本实施例所述的球形的阀芯101，并不要求阀芯101为完整的球体，从图3可以看出，阀芯101沿轴线方向的两端为平直面，用于和旋转头103、球头杆102相接，另外，阀芯101垂直于轴向的两端也为平直面，开设上述的第一接口部101a和第二接口部101b，阀芯101设置的平直面利于和阀体600内的轴承500进行支撑匹配，以及与第一连通腔部400a、第二连通腔部400b的内侧端口的匹配。

本实施例中阀芯101具有外壁1011，外壁1011设置有节流槽1012，节流槽1012沿球阀100转动方向延伸，其延伸的两端分别为第一端M和第二端N，如图3所示，从左至右，第一端M延伸至右侧的第二端N，第一端M和第二接口部101b在周向上具有间距，而节流槽1012的第二端N与阀芯101的第一接口部101a连通，当转动至第一接口部101a和第一连通腔部400a在周向上错开后，第一接口部101a还可以通过节流槽1012继续和第一连通腔部400a导通，但节流槽1012的流通面积小于第一接口部101a的流通面积，故可以达到节流的目的，节流的基本原理和现有技术相同，不再详细展开。

需要强调的是，本实施例中的节流槽1012和阀芯101的外壁1011相接的位置呈钝角，可参照图5并结合图6、7理解，图6为图5另一视角的示意图；图7为图6中A-A向的剖视图。

从图5、7可以看出，球阀包括底壁10121，底壁10121限定出至少部分节流槽1012，球阀还包括连接部，连接部包括第一壁面b和第二壁面a，第一壁面b包括至少部分外壁1011，第二壁面a包括至少部分底壁10121，在平行于球阀的轴向方向的截面上，第一壁面b在与第二壁面a的连接处的切线L(图5、7中虚线示意)与第二壁面a的延伸方向之间的夹角α为钝角，即α﹥90°。

如图1所示，阀座400中在第一连通腔部400a和第二连通腔部400b的内侧端口设置有密封圈200，球阀100在转动过程中，阀芯101的外壁1011会频繁地与密封圈200摩擦，本实施例中将节流槽1012和外壁1011相接的部分定义为连接部，连接部位于节流槽1012的第二壁面a和位于外壁1011的第一壁面b的切线之间为钝角。经研究，现有技术中的节流槽为在外壁进行深挖后形成的内凹的节流槽结构，节流槽的槽壁和外壁相接位置为锐角，较为尖锐，这是导致密封圈产生磨损的主要原因之一，因此，本实施例中将第一壁面b和第二壁面a设置为钝角，能够降低节流槽1012与密封圈200接触处的尖锐程度，因此，密封圈200在使用时不易磨损，保证了密封圈200的密封效果，延长了密封圈200的使用寿命。此外，由于是钝角设置，可以在外壁1011进行切削形成节流槽1012，这种结构的节流槽1012加工时不易破坏外壁1011。

可以继续结合图8-10理解，图8为图5的右视图；图9为图8中B-B向的剖视图；图10为图8中球阀100的阀芯101在未切削之前的结构示意图。

对比图8、10可知，阀芯101的外壁1011直接切削掉一部分，该部分定义为切削部10111，切削部10111如图10所示的剖面线部分，这部分被切削后，露出的表面作为新的外表面，新的外表面部分即为节流槽1012，由于是切削后形成，则节流槽1012相较于外壁1011的其他部分，在转动至密封圈200的位置时，和密封圈200之间将存在间距，从而可以保持第一接口部101a和第一连通腔部400a的导通。

再看图5、7、9可知，底壁10121为平面结构，即节流槽1012在轴向截面上的任一轮廓线10211均为直线，并不内凹，整体从图3来看，可以理解为由平直的面从左侧的第一端M向右侧的第二端N弯曲形成节流槽1012，这样直接在外壁1011进行切削，即可获得第一壁面b和第二壁面a之间的夹角α为钝角的节流槽1012，加工也很简单。

此时，本实施例还提供加工上述球阀100的节流槽1012的加工方法，首先是提供具有外壁1011的待加工件，通过加工设备将待加工件的外壁1011进行切削，切削后露出的表面形成节流槽1012。这里的待加工件为阀芯101尚未加工出节流槽1012时的结构。

具体地，加工设备可以包括铣刀，即可进行车铣切削，具体地，可以用铣刀(铣刀可以是球形铣刀)由球阀100的球头杆102的径向方向伸入，径向即垂直于轴向的方向，铣刀沿径向伸入后，可以沿着外壁1011顺时针或者逆时针方向转动，从节流槽1012的第一端M向第二端N，或者从第二端N向第一端M的方向进行切割。当然，铣刀也可以沿轴向方向伸入，沿着外壁1011转动切割，直接铣出节流槽1012。

加工设备也可以包括砂轮，通过砂轮研磨进行切削。首先，将球阀100的外壁1011靠近旋转的砂轮，根据节流槽1012的形状确定砂轮切入的深度。

加工设备可以包括电极丝，通过电极丝进行线切削。可以将球阀100的轴向与电极丝平行布置，然后电极丝和球阀100相对转动，可以沿着外壁1011直接切出节流槽1012。

如图3所示，节流槽1012的宽度在第一端M至第二端N的方向上逐渐增加，第一端M可以仅仅一点，渐增设置，即随着逐渐靠第一接口部101a，节流槽1012的宽度也逐渐增加，这样使得开度逐渐变化，和第一接口部101a形成较好的衔接。节流槽1012的最大宽度D小于第一接口部101a的直径，这样可以达到较好的节流的目的。

可知，上述至少限定出部分节流槽1012的底壁1021为平面结构，而且是切削外壁1011形成，则宽度逐渐增加时，节流槽1012的深度在第一端M至第二端N的方向上相应地也是逐渐增加，可以理解，节流槽1012在本实施例中不同于现有技术中的节流槽，节流槽1012并非内凹的凹槽结构，此时这里所述的节流槽1012的深度表示切削掉的阀芯101的厚度，即底壁1021的任一点在径向上和对应的外壁1011的圆弧的距离h。如图10所示，切削部10111的厚度随着宽度的渐增也渐增。

在上述切削工艺中，铣刀沿径向或者轴向进入后，在切削过程中，可以通过控制与球阀100的不同径向距离来加工出宽度渐增、深度渐增的节流槽1012；同样，砂轮和电极丝进行切削时，也可以通过控制和球阀100在径向上的距离以切出不同的深度，加工出宽度渐增、深度渐增的节流槽1012。

另外，如图8所示，该实施例中的第一接口部101a和第二接口部101b在平行于球阀100通道101c方向上的间距S，不超过第一接口部101a和第二接口部101b之间间距K的2/3。这样可以保证节流槽1012在周向上的长度比例，确保节流的行程满足要求。

此外，如图3所示，可以定义一参考面P，参考面P垂直于轴向，并且通过通道的中心线，节流槽1012可以相对参考面P对称设置，这样节流槽1012和第一接口部101a相接的部分，相对第一接口部101a中心线而言对称，节流均匀。

实施例2

请继续参考图11，图11为本申请第二实施例中球阀100的示意图。

可对照图9理解，第一实施例中，至少限定出部分节流槽1012的底壁10121为平面结构，且底壁10121的任一点至球阀100的轴线X的距离均相等。

而第二实施例中，与实施例一基本相同，至少限定出部分节流槽1012的底壁10121也为平面结构，区别在于，从图11可以看出，在底壁10121一端指向另一端的方向上，底壁10121至轴线X的间距渐增，即实施例二中节流槽1012轴向截面的轮廓线为斜线。可知，在图11中轮廓线至轴线X的间距自左向右渐增，可知自右向左渐增也可以。

实施例3

请继续参考图12，图12为本申请第三实施例中球阀100的示意图。

该实施例与第一、第二实施例相同的是，该节流槽1012同样是在外壁1011直接切削形成，并不形成内凹的凹槽结构，从而在和外壁1011相接位置形成钝角。

但是不同于第一、第二实施例，第三实施例中底壁10121为外凸的弧面，可以看出节流槽102的轴向截面的轮廓线为外凸的弧形，底壁10121的中部至轴线X的距离最大，然后向两端的方向，与轴线X的距离逐渐减小。

此外，实施例3中的节流槽1012也可以相对参考面P对称设置。

上述三个实施例中的节流槽1012都是直接在外壁1011上切削形成，节流槽1012形态上的区别，使得介质流过节流槽1012时流量上会有一定的变化，可以根据节流的实际需求选取三个实施例中的任一种节流槽1012。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。