阅读说明：本技术 一种可流量微调的球阀 (Ball valve capable of fine-adjusting flow ) 是由 冷远鹏 范宾 刘赟 张小沁 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种可流量微调的球阀,包括构成阀腔的阀体和端盖、设于阀腔内的球芯和与带动球芯旋转的调节手柄,所述球芯上设有贯穿的阀通道,所述阀体和端盖上设有与所述阀腔连通的流体通道,所述阀通道包括主通道和狭缝通道,在球芯由全关位置旋转到全开位置的过程中,所述主通道、狭缝通道先后与所述流体通道连通。与现有技术相比,本发明具有流量调节快速、精准、调节方便等优点。(The invention relates to a ball valve capable of finely adjusting flow, which comprises a valve body and an end cover which form a valve cavity, a ball core arranged in the valve cavity and an adjusting handle for driving the ball core to rotate, wherein a valve passage which penetrates through the ball core is arranged on the ball core, fluid passages which are communicated with the valve cavity are arranged on the valve body and the end cover, the valve passage comprises a main passage and a slit passage, and the main passage and the slit passage are sequentially communicated with the fluid passages in the process that the ball core rotates from a fully closed position to a fully open position. Compared with the prior art, the invention has the advantages of rapid and accurate flow regulation, convenient regulation and the like.)

一种可流量微调的球阀

技术领域

本发明涉及一种球阀，尤其是涉及一种可流量微调的球阀。

背景技术

球阀由于体积小、耐腐蚀等优点被广泛应用。其基本功能是通过球芯旋转来实现介质的截断和接通。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。一般球阀包括阀体、球体及阀杆等部分组成。在某些工程领域中，即要求流量阀长期稳定在一个固定的流量，又能在某些特殊试验工况下通过快速准确的微调来给流量一个偏移值。

中国专利CN105387238A公布了可快速关闭且可以微调流量的球阀，可以通过握柄14将螺杆下压，完成快速截至阀体内流体，可以通过对螺杆下压程度的不同来对阀体内流体的通过速度进行细微调节。但是该专利技术中的球阀无法同时实现较大流量的长期保持，又能在此流量基础上实现快速准确的流量微调。这是由于1.球芯内的流体通路为大通孔，开度的微小变化就会引起流量的巨大变化，对于某些需要微量调节的小流路无法实现精确调节。2.若完全将流体通路设置为裂隙式，虽然可以进行微小流量的准确调节，却由于裂隙狭窄而不能通过大流量。

另外，虽然中国专利CN105387238A公布了可快速关闭且可以微调流量的球阀，其实现微调流量的手段是手将螺杆不同程度下压。但实际上，1.容易理解，手下压的力度无法定量，该种通过手下压的方式不可能达到流量的准确控制；2.一般而言球阀球芯通路为圆形截面，螺杆为阻断流路必然亦为圆形截面，球阀无法提供其上下滑动的空间；3.即使螺杆可以上下滑动，由于流路与螺杆接触，容易在螺杆处造成流体泄漏。所以该发明无法同时实现较大流量的长期保持，又能在此流量基础上实现快速准确的流量微调。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种调节精度高、流量调节方便的可流量微调的球阀。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可流量微调的球阀，包括构成阀腔的阀体和端盖、设于阀腔内的球芯和与带动所述球芯旋转的调节手柄，所述球芯上设有贯穿的阀通道，所述阀体和端盖上设有与所述阀腔连通的流体通道，所述阀通道包括主通道和狭缝通道，在球芯由全关位置旋转到全开位置的过程中，所述主通道、狭缝通道所述流体通道连通。

本发明通过将球芯上的阀通道分为主通道和狭缝通道，在阀芯旋转的过程中，随着阀芯旋转角度的变化，狭缝通道与流体通道连通的面积呈现线性增加，并且适当设计狭缝的缝宽，随着阀开度增加，阀通道的流通面积增加缓慢，因此流量的增加也是比较缓慢的，从而实现了对流体流量的微调。

在球芯由全关位置旋转到全开位置的过程中，所述主通道和狭缝通道先后与所述流体通道连通。

本发明的球阀中，随着阀门开度的增加，主通道首先与流体通道连通，从而实现流量快速增加至设定的大流量值，并且长期保持；当需要在大流量的基础上进行微调增加流量时，通过进一步增加阀门开度，使狭缝通道与流体通道连通，对流体流量进行微调。

进一步地，所述狭缝通道和主通道连通连接。

进一步地，所述主通道的横截面为类半圆形状；所述狭缝通道的横截面为长条形状。

其中，类半圆形状为圆形形状采用直线切割后产生的形状，可以为标准的半圆，也可以为面积小于半圆的结构或者面积大于半圆的结构。

进一步地，在所述阀通道的横截面上，所述长条形状的延伸方向垂直于所述类半圆形状的竖边。

进一步地，在类半圆形状的竖边的长度方向上，所述矩形的宽度为所述类半圆形状竖边的长度的0.05～0.1倍。

进一步地，所述类半圆形状为半圆形，所述长条形状为矩形。

进一步地，球芯由全关位置向全开位置旋转30～60°时，所述主通道正好与所述流体通道完全连通。

进一步地，所述球芯由全关位置向全开位置旋转45°时，所述主通道正好与所述流体通道完全连通。

设置开度为45°时主通道完全与流体通道连通，实现大流量的长期保持，可以方便操作人员进行操作。

优选地，所述调节手柄贯穿所述阀体的侧壁并且与所述阀体旋转连接，所述调节手柄的端部与所述球芯固定连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)利用狭缝的面积可以随着阀门开度的增加呈现线性并且较为缓慢变化的原理，实现通过控制开度便捷精准地控制流量；

(2)主通道、狭缝通道先后与流体通道实现连通，通过主通道与流体通道连通实现较大流量下的长期保持，并且可以根据需要，在大流量的基础上实现流量线性微调，调节精度高；

(3)主通道和狭缝通道配合，先快速调节主通道至大流量设定值，然后通过狭缝通道微调的调节模式可以节省大量的工艺调试时间。

附图说明

图1为本发明的竖向截面的结构示意图；

图2为本发明中阀通道的横截面结构示意图；

图3为本发明中阀门开度与流量关系曲线；

图中，1为调节手柄、2为阀体、3为端盖、4为球芯、5为阀通道、51为主通道、52为狭缝通道。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种可流量微调的球阀，如图1所示，包括构成阀腔的阀体2和端盖3、设于阀腔内的球芯4和与带动球芯4旋转的调节手柄1，调节手柄1贯穿阀体2的侧壁并且与阀体2旋转连接，调节手柄的端部与球芯4固定连接。球芯4上设有贯穿的阀通道5，阀体2和端盖3上设有与阀腔连通的流体通道。

如图2所示，本实施例中阀通道5截面形状为蘑菇形状，包括连通的主通道51和狭缝通道52，在球芯4由全关位置旋转到全开位置的过程中，主通道51、狭缝通道52先后与流体通道连通，即球芯4的打开过程中，主通道51首先与流体通道连通，当主通道51与流体通道实现完全连通后，狭缝通道52才开始发挥作用，实现与流体通道的连通。其中，主通道51的横截面为类半圆形状，本实施例选择为半圆形状；狭缝通道52的横截面为矩形，并且在阀通道5的横截面上，矩形的延伸方向垂直于半圆形形状的竖边，在半圆形状的竖边的长度方向上，矩形的宽度为圆弧形状竖边的长度的0.1倍。通过设置主通道51的圆弧竖边在流体通道上的相对位置，实现球芯4由全关位置向全开位置旋转45°时，主通道51正好与流体通道完全连通。

本实施例的球阀能够同时实现较大流量的长期保持，以及在大流量基础上快速准确的流量微调的原理如图3所示：对于本带有流量微调区的球阀，流路通孔在开度小于等于45°时，与普通球阀相同，开度的增大可以实现快速开启并达到较大流量；在开度由45-90°变化的过程中，流体开始进入狭缝通道，如图3所示，开度与流量呈线性关系，实现流量微调。

将带有流量微调区的球阀安装在化工管路中。设计阀开度45°对应的流量为管路标准需求的流量：100L/h。手柄旋转45°，此时球芯相应缓慢旋转，液体反应物自暴露于管路中的主通道部分通过调节阀，然后出阀,流量为100L/h。一定周期后，随着阀下游管路老化，压损增大，出阀流量减小为99.99L/h。若为普通球阀，此时继续旋转手柄，则无法进行流量微调。但采用本带微调区的球阀，此时继续旋转手柄，液体反应物自暴露于管路中的主通道部分以及狭缝通道部分流过，并且流量与旋转角度(即开度)呈线性关系，易于实现流量精确微调至100L/h。

实施例2

本实施例的结构与实施例1中的结构大致相同，不同之处在于阀通道5的流通面积不同，对应的大流量设定值不同。将本实施例的带有流量微调区的球阀安装在化工管路中，设计阀开度45°对应的流量为管路标准需求的流量：80L/h。手柄旋转45°，此时球芯相应缓慢旋转，液体反应物自暴露于管路中的主通道部分通过调节阀，然后出阀，流量为80L/h。一段时间后，由于所使用的物料纯度下降。需要略微提高管路流量至80.03L/h。此时继续旋转手柄1°(此时开度为46°)，液体反应物自暴露于管路中的主通道部分以及狭缝通道部分流过，流量计显示出阀流量为80.01L/h。由于流量与旋转角度(即开度)呈线性关系，则直接旋转开度至48°，即可使得出阀流量为80.03L/h。获得此线性关系比例后，若需略微提高流量至80.04L/h，则直接旋转开度至49°；需略微提高流量至80.06L/h，则直接旋转开度至61°，节省大量的工艺调试时间。

本发明获得的球阀同时实现较大流量的长期保持，以及在大流量基础上快速准确的流量线性微调，可以通过能够通过控制开度便捷精准地控制流量，节省大量的工艺调试时间。

实施例3

本实施例的结构与实施例1的主体结构相同，不同之处在于狭缝通道52的尺寸不同，本实施例中狭缝通道52的宽度为圆弧形状竖边的长度的0.05倍，对于流量的微调幅度更小，流量调节更加精确。

实施例4

本实施例的结构与实施例1的主体结构相同，不同之处在于主通道51的圆弧竖边在流体通道上的相对位置，本实施例中球芯4由全关位置向全开位置旋转30°时，主通道51正好与流体通道完全连通。

实施例5

本实施例的结构与实施例1的主体结构相同，不同之处在于主通道51的圆弧竖边在流体通道上的相对位置，本实施例中球芯4由全关位置向全开位置旋转60°时，主通道51正好与流体通道完全连通。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。