阅读说明：本技术 低扭矩自检漏球阀 (Low-torque self-checking ball-leakage valve ) 是由 孙宁 颜志汉 王宝建 刘凯磊 康绍鹏 于 2019-12-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低扭矩自检漏球阀,它包括本体、阀芯、两个阀座、与所述阀座一一对应的弹性装置和阀座驱动装置；所述本体设有介质通道,所述阀芯旋转连接在所述介质通道中,所述阀座滑动连接在所述介质通道中,所述阀芯的两侧各设有一个所述阀座,所述弹性装置设于对应的阀座和所述本体之间,所述弹性装置用于驱动所述阀座抵接在所述阀芯上；所述阀座驱动装置安装在所述本体上并与两个所述阀座相连,所述阀座驱动装置用于驱动两个所述阀座克服其对应的弹性装置的弹力向脱离所述阀芯的方向移动。本发明能够减少旋转阀芯所需的扭矩,利于操作人员操作,并且能够及时检测球阀是否发生泄漏,以便及时维修,减少经济损失,降低环境污染。(The invention discloses a low-torque self-leakage-detection ball valve which comprises a body, a valve core, two valve seats, elastic devices and valve seat driving devices, wherein the elastic devices and the valve seat driving devices correspond to the valve seats one by one; the valve body is provided with a medium channel, the valve core is rotationally connected in the medium channel, the valve seats are slidably connected in the medium channel, two sides of the valve core are respectively provided with one valve seat, the elastic device is arranged between the corresponding valve seat and the body, and the elastic device is used for driving the valve seats to abut against the valve core; the valve seat driving device is arranged on the body and connected with the two valve seats, and the valve seat driving device is used for driving the two valve seats to move in the direction of being separated from the valve core by overcoming the elasticity of the corresponding elastic devices. The invention can reduce the torque required by rotating the valve core, is beneficial to the operation of operators, and can detect whether the ball valve leaks or not in time so as to be convenient for maintenance in time, reduce economic loss and reduce environmental pollution.)

低扭矩自检漏球阀

技术领域

本发明涉及一种低扭矩自检漏球阀。

背景技术

目前，球阀适用于长输管线和一般工业管线，其强度、安全性、耐恶劣环境性等在设计时都进行了特殊考虑，能够适应各种腐蚀性和非腐蚀性介质。球阀在工作时，阀前流体压力在阀芯上产生的作用力全部传递给轴承，因而阀座不会承受过大的压力，所以球阀的阀座变形小，球阀密封性能稳定、使用寿命长，适用于高压、大口径管线。

传统的球阀的启闭件为一个阀芯，利用阀芯旋转实现封堵和打开介质通道的目的，阀芯的两侧对称设置有阀座，阀座的一侧与阀芯之间通过密封圈进行密封，阀座另外一侧设置有弹性件，在弹性件的弹力作用下阀座与阀芯相抵接。因此，阀芯要承受来自阀座的密封压力，进而产生摩擦力，使得阀芯旋转过程中受到的阻力增大，使旋转阀芯所需的扭力增大，不利于操作人员的操作。并且因球阀长期使用而受到磨损和腐蚀会造成球阀结合面损伤，造成介质泄漏，造成经济损失及环境污染，由于球阀经常安装于偏僻、隐蔽的地方，其主要依靠人工检测，无法及时发现球阀泄漏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种低扭矩自检漏球阀，它能够减少旋转阀芯所需的扭矩，利于操作人员操作，并且能够及时检测球阀是否发生泄漏，以便及时维修，减少经济损失，降低环境污染。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种低扭矩自检漏球阀，它包括：

设有介质通道的本体；

旋转连接在所述介质通道中并用于在旋转过程中封堵或打开所述介质通道的阀芯；

两个滑动连接在所述介质通道中的阀座，所述阀芯的两侧各设有一个所述阀座；

与所述阀座一一对应并设于对应的阀座和所述本体之间的弹性装置，所述弹性装置的一端部与所述本体相抵，所述弹性装置的另一端部与对应的阀座相抵，以便所述弹性装置驱动所述阀座抵接在所述阀芯上；

安装在所述本体上并与两个所述阀座相连的阀座驱动装置，所述阀座驱动装置用于动作以驱动两个所述阀座克服其对应的弹性装置的弹力向脱离所述阀芯的方向移动。

进一步提供一种所述阀座驱动装置的具体方案，所述低扭矩自检漏球阀还包括与所述阀芯的上端部相连并用于被驱动旋转以带动所述阀芯旋转的阀杆，所述阀座驱动装置包括：

旋转套接在所述阀杆上的外套环；

连接在所述外套环上的凸轮组件；

滑动连接在所述本体中并与所述阀座一一对应的阀座推动件，所述阀座推动件的一端部与对应的阀座的外周部相抵，所述阀座推动件的另一端部与所述凸轮组件相抵；

与所述外套环相连的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置用于驱动所述外套环旋转以带动所述凸轮组件旋转，进而驱动所述阀座推动件移动以驱动所述阀座克服所述弹性装置的弹力向脱离所述阀芯的方向移动。

进一步提供一种所述凸轮组件的具体方案，所述凸轮组件包括：

连接在所述外套环上的凸轮座，所述凸轮座的外周部设有两个相对设置的远端部和两个相对设置的近端部，所述远端部和所述近端部沿所述凸轮座的周向间隔设置；

多个沿所述凸轮座的周向分布并旋转连接在所述凸轮座的外周部的滚轮，所述滚轮用于在所述凸轮座跟随所述外套环旋转的过程中与所述阀座推动件相抵。

进一步提供一种所述旋转驱动装置的具体方案，所述旋转驱动装置包括：

连接在所述外套环上的从动齿轮；

旋转连接在所述本体上并与所述从动齿轮啮合的主动齿轮；

连接在所述本体上并与所述主动齿轮相连的驱动电机，以便所述驱动电机驱动所述主动齿轮旋转，进而带动所述从动齿轮和所述外套环旋转。

进一步，所述低扭矩自检漏球阀还包括设于所述本体上并与所述阀芯的下端部相连以支撑所述阀芯的下端部的下支撑件；

所述下支撑件的外周壁上嵌装有至少一个用于与所述本体相抵以密封连接所述下支撑件和所述本体的下密封圈；

所述下支撑件上还滑动连接有与所述阀座推动件一一对应的移动推动件；

所述移动推动件与所述下支撑件之间设有移动弹性件，所述移动弹性件的一端部与所述下支撑件相抵，所述移动弹性件的另一端部与所述移动推动件的一端部相抵，以便所述移动弹性件驱动所述移动推动件移动，以使所述移动推动件的另一端部抵接在对应的阀座推动件上。

进一步提供一种所述弹性装置的具体方案，所述弹性装置包括至少两个沿对应的阀座的周向分布，并连接在对应的阀座和所述本体之间的抵接弹性件，所述抵接弹性件的一端部与对应的阀座相抵，所述抵接弹性件的另一端部与所述本体相抵。

进一步，所述阀座的外周壁上嵌装有用于与所述介质通道的通道壁相抵以密封连接所述阀座和所述本体的侧部密封圈；

所述阀座的靠近所述阀芯的端部嵌装有用于与所述阀芯相抵以密封连接所述阀座和所述阀芯的端部密封圈。

进一步为了及时检测所述低扭矩自检漏球阀是否发生泄漏，在介质通道中的介质流动方向上，所述介质通道包括位于所述阀芯的上游侧的进口通道和位于所述阀芯的下游侧的出口通道；

所述低扭矩自检漏球阀还包括连接在所述本体上并用于采集所述进口通道中的进口压力和所述出口通道中的出口压力，以便根据所述进口压力和所述出口压力判定是否发生泄漏的检漏装置。

进一步提供一种所述检漏装置的具体方案，所述检漏装置包括进口传感器、出口传感器、信号采集器、控制器和报警装置；其中，

所述进口传感器与所述进口通道相连并用于检测所述进口通道中的进口压力；

所述出口传感器与所述出口通道相连并用于检测所述出口通道中的出口压力；

所述信号采集器的输入端分别与所述进口传感器和所述出口传感器相连，所述信号采集器的输出端与所述控制器相连，以便所述信号采集器接收所述进口传感器测得的进口压力信号和所述出口传感器测得的出口压力信号，并将所述进口压力信号和所述出口压力信号发送给所述控制器；

所述控制器与所述报警装置控制连接，所述控制器用于将接收到的进口压力信号和出口压力信号作差，并当差值小于预设值时，所述控制器控制所述报警装置动作以发出警报。

进一步提供一种所述本体的具体结构，所述本体包括两个与所述阀座一一对应的左右体和连接在两个所述左右体之间的中阀体组件；其中，

所述介质通道依次穿过其中一个左右体、中阀体组件和另一个左右体；

所述左右体中设有用于装配对应的阀座的装配槽，所述阀座滑动连接在对应的左右体中的装配槽中；

所述弹性装置设于对应的阀座和对应的左右体之间；

所述阀座驱动装置连接在所述中阀体组件上。

采用了上述技术方案后，所述驱动电机驱动所述主动齿轮旋转，进而带动所述从动齿轮和所述外套环旋转，并通过所述外套环带动所述凸轮组件旋转，所述凸轮组件驱动所述阀座推动件移动，所述阀座推动件推动所述阀座克服所述弹性装置的弹力向脱离所述阀芯的方向移动，以减小或消除所述阀芯和所述阀座之间的摩擦力，减少了旋转所述阀芯所需的扭矩，方便操作人员操作。

所述进口传感器检测得到所述进口通道中的进口压力，所述出口传感器检测得到所述出口通道中的出口压力，所述信号采集器接收所述进口传感器测得的进口压力信号和所述出口传感器测得的出口压力信号，并将所述进口压力信号和所述出口压力信号发送给所述控制器；所述控制器将接收到的进口压力信号和出口压力信号作差，根据已知的流量-压差特性公式，流量与压差的开方成正比，如若出现泄漏情况，压差将变小，当差值小于预设值时，可以认定为发生泄漏，所述控制器控制所述报警装置动作以发出警报，能够及时检测球阀是否发生泄漏，以便及时维修，减少了经济损失，降低了环境污染。

附图说明

图1为本发明的低扭矩自检漏球阀的结构示意图；

图2为本发明的凸轮组件的结构示意图；

图3为本发明的凸轮组件的俯视图；

图4为本发明的低扭矩自检漏球阀的外部结构示意图；

图5为本发明的检漏装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1~4所示，一种低扭矩自检漏球阀，它包括：

设有介质通道1的本体；

旋转连接在所述介质通道1中并用于在旋转过程中封堵或打开所述介质通道1的阀芯2，所述阀芯为球体，所述球体上设有流通孔；

两个滑动连接在所述介质通道1中的阀座3，所述阀芯2的两侧各设有一个所述阀座3；

与所述阀座3一一对应并设于对应的阀座3和所述本体之间的弹性装置，所述弹性装置的一端部与所述本体相抵，所述弹性装置的另一端部与对应的阀座3相抵，以便所述弹性装置驱动所述阀座3抵接在所述阀芯2上；

安装在所述本体上并与两个所述阀座3相连的阀座驱动装置，所述阀座驱动装置用于动作以驱动两个所述阀座3克服其对应的弹性装置的弹力向脱离所述阀芯2的方向移动，以消除或减小所述阀座3与所述阀芯2之间的摩擦力，进而减少旋转所述阀芯2所需的扭矩，方便操作人员操作；具体的，所述阀座3可以向脱离所述阀芯2的方向移动至脱离所述阀芯2。

如图1~4所示，所述低扭矩自检漏球阀还可以包括与所述阀芯2的上端部相连并用于被驱动旋转以带动所述阀芯2旋转的阀杆4，所述阀座驱动装置例如但不限于以下结构，它包括：

旋转套接在所述阀杆4上的外套环5，所述外环套与所述阀杆4之间通过多个O型圈密封连接；

连接在所述外套环5上的凸轮组件6；

滑动连接在所述本体中并与所述阀座3一一对应的阀座推动件7，所述阀座推动件7的一端部与对应的阀座3的外周部相抵，所述阀座推动件7的另一端部与所述凸轮组件6相抵；

与所述外套环5相连的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置用于驱动所述外套环5旋转以带动所述凸轮组件6旋转，进而驱动所述阀座推动件7移动以驱动所述阀座3克服所述弹性装置的弹力向脱离所述阀芯2的方向移动；具体的，所述阀杆4的上端部连接有手轮100。

如图1~3所示，所述凸轮组件6例如但不限于以下结构，它包括：

连接在所述外套环5上的凸轮座8，所述凸轮座8的外周部设有两个相对设置的远端部9和两个相对设置的近端部10，所述远端部9和所述近端部10沿所述凸轮座8的周向间隔设置；

多个沿所述凸轮座8的周向分布并旋转连接在所述凸轮座8的外周部的滚轮11，所述滚轮11用于在所述凸轮座8跟随所述外套环5旋转的过程中与所述阀座推动件7相抵，以便驱动所述阀座推动件7移动；具体的，所述凸轮座8上设有键槽并通过键与所述外套环5相连，所述滚轮11通过销轴旋转连接在所述凸轮座8的外周部上。

如图1、4所示，所述旋转驱动装置例如但不限于以下结构，它包括：

连接在所述外套环5上的从动齿轮12；

旋转连接在所述本体上并与所述从动齿轮12啮合的主动齿轮13；

连接在所述本体上并与所述主动齿轮13相连的驱动电机14，以便所述驱动电机14驱动所述主动齿轮13旋转，进而带动所述从动齿轮12和所述外套环5旋转。

如图1所示，所述低扭矩自检漏球阀还包括设于所述本体上并与所述阀芯2的下端部相连以支撑所述阀芯2的下端部的下支撑件15；

所述下支撑件15的外周壁上嵌装有至少一个用于与所述本体相抵以密封连接所述下支撑件15和所述本体的下密封圈16，所述下密封圈16可以为O型圈；

所述下支撑件15上还滑动连接有与所述阀座推动件7一一对应的移动推动件17；

所述移动推动件17与所述下支撑件15之间设有移动弹性件18，所述移动弹性件18的一端部与所述下支撑件15相抵，所述移动弹性件18的另一端部与所述移动推动件17的一端部相抵，以便所述移动弹性件18驱动所述移动推动件17移动，以使所述移动推动件17的另一端部抵接在对应的阀座推动件7上，以便配合所述凸轮组件6驱动所述阀座推动件7移动。具体的，所述移动弹性件18可以为弹簧，所述阀芯2的下端部设有方形孔，所述下支撑件15通过滑动轴承连接在所述方形孔中，所述滑动轴承的具体结构为现有技术，本实施例中不作具体赘述。

如图1所示，所述弹性装置例如但不限于以下结构，它包括至少两个沿对应的阀座3的周向分布，并连接在对应的阀座3和所述本体之间的抵接弹性件19，所述抵接弹性件19的一端部与对应的阀座3相抵，所述抵接弹性件19的另一端部与所述本体相抵，以便所有所述抵接弹性件19共同驱动对应的阀座3抵接在所述阀芯2上；在本实施例中，所述抵接弹性件19可以设有4个，所述抵接弹性件19可以为弹簧。

如图1所示，所述阀座3的外周壁上可以嵌装有用于与所述介质通道1的通道壁相抵以密封连接所述阀座3和所述本体的侧部密封圈；

所述阀座3的靠近所述阀芯2的端部可以嵌装有用于与所述阀芯2相抵以密封连接所述阀座3和所述阀芯2的端部密封圈20。

如图1、4、5所示，在介质通道1中的介质流动方向上，所述介质通道1包括位于所述阀芯2的上游侧的进口通道21和位于所述阀芯2的下游侧的出口通道22；

所述低扭矩自检漏球阀还包括连接在所述本体上并用于采集所述进口通道21中的进口压力和所述出口通道22中的出口压力，以便根据所述进口压力和所述出口压力判定是否发生泄漏的检漏装置。

如图1、4、5所示，所述检漏装置例如但不限于以下结构，它包括进口传感器23、出口传感器24、信号采集器25、控制器26和报警装置27；其中，

所述进口传感器23与所述进口通道21相连并用于检测所述进口通道21中的进口压力；

所述出口传感器24与所述出口通道22相连并用于检测所述出口通道22中的出口压力；

所述信号采集器25的输入端分别与所述进口传感器23和所述出口传感器24相连，所述信号采集器25的输出端与所述控制器26相连，以便所述信号采集器25接收所述进口传感器23测得的进口压力信号和所述出口传感器24测得的出口压力信号，并将所述进口压力信号和所述出口压力信号发送给所述控制器26；

所述控制器26与所述报警装置27控制连接，所述控制器26用于将接收到的进口压力信号和出口压力信号作差，并当差值小于预设值时，所述控制器26控制所述报警装置27动作以发出警报。具体的，根据已知的流量-压差特性公式，流量与压差的开方成正比，如若出现泄漏情况，压差将变小，当差值小于预设值时，可以认定为发生泄漏。在本实施例中，所述信号采集器25、控制器26和报警装置27集成于检测装置200中，所述控制器26为本领域技术人员熟知的现有技术，本实施例中不作具体赘述。

如图1、4所示，所述本体例如但不限于以下结构，它包括两个与所述阀座3一一对应的左右体28和连接在两个所述左右体28之间的中阀体组件；其中，

所述介质通道1依次穿过其中一个左右体28、中阀体组件和另一个左右体28；

所述左右体28中设有用于装配对应的阀座3的装配槽，所述阀座3滑动连接在对应的左右体28中的装配槽中；

所述弹性装置设于对应的阀座3和对应的左右体28之间；

所述阀座驱动装置连接在所述中阀体组件上；具体的，所述进口传感器23安装在其中一个所述左右体28上，所述出口传感器24安装在另一个左右体28上。

在本实施例中，所述中阀体组件可以包括：

中阀体29，两个所述左右体28均连接在所述中阀体29上；

连接在所述中阀体29的下端部的下阀盖30，所述下支撑件15连接在所述下阀盖30上；

连接在所述中阀体29的上端部的上阀盖31；

连接在所述上阀盖31上的上支撑件32，所述上支撑件32的内周壁与所述外套环5的外周壁之间通过至少一个O型圈密封连接，所述上支撑件32的外周壁与所述上阀盖31的内周壁之间通过至少一个O型圈密封连接；

连接在所述上支撑件32上的齿轮箱体33，所述主动齿轮13和所述从动齿轮12均位于所述齿轮箱体33中，所述主动齿轮13旋转连接在所述齿轮箱体33上；

连接在所述齿轮箱体33上的电机支座34，所述驱动电机14安装在所述电机支座34上，所述电机支座34还安装有用于包罩住所述驱动电机14的电机罩壳；

连接在所述齿轮箱体33和所述上支撑架之间的支撑盘35，所述检测装置200连接在所述支撑盘35上。

本发明的工作原理如下：

所述驱动电机14驱动所述主动齿轮13旋转，进而带动所述从动齿轮12和所述外套环5旋转，并通过所述外套环5带动所述凸轮组件6旋转，所述凸轮组件6驱动所述阀座推动件7移动，所述阀座推动件7推动所述阀座3克服所述弹性装置的弹力向脱离所述阀芯2的方向移动，以减小或消除所述阀芯2和所述阀座3之间的摩擦力，减少了旋转所述阀芯2所需的扭矩，方便操作人员操作。

所述进口传感器23检测得到所述进口通道21中的进口压力，所述出口传感器24检测得到所述出口通道22中的出口压力，所述信号采集器25接收所述进口传感器23测得的进口压力信号和所述出口传感器24测得的出口压力信号，并将所述进口压力信号和所述出口压力信号发送给所述控制器26；所述控制器26将接收到的进口压力信号和出口压力信号作差，根据已知的流量-压差特性公式，流量与压差的开方成正比，如若出现泄漏情况，压差将变小，当差值小于预设值时，可以认定为发生泄漏，所述控制器26控制所述报警装置27动作以发出警报，能够及时检测球阀是否发生泄漏，以便及时维修，减少了经济损失，降低了环境污染。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。