一种凸轮式自密封球阀的制作方法

1.本发明属于阀门技术领域，具体地涉及一种凸轮式自密封球阀。


背景技术：

2.目前，市场在用的球阀大多是将密封件固定在阀体内壁上，实际应用中，常因密封件被阀瓣磨损或切损、密封材料老化、或制造误差导致密封件对阀瓣的接触压强不足等原因，至使阀门的密封功能失效。另，通径和额定压力大的球阀，常因密封件对阀球的摩擦阻力扭矩过大，或阀门内腔被流体中的沉淀物淤堵，导致阀门启闭困难或启闭失效。由此可见，阀门市场急需能解决以上问题的新技术产品。


技术实现要素：

3.本发明针对上述现有技术中存在的问题，经过细心研制和反复试验，提出一种凸轮式自密封球阀，该技术不仅提高了球阀的密封稳定性、延长了使用寿命，还解决了大通径、高压力球阀操作费力的难题。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
5.一种凸轮式自密封球阀，包括阀球驱动轴、手轮、阀体、阀球及端盖；阀球设置在阀体的内腔中，端盖的一端与阀体连接，端盖的另一端按行业标准设有与管道法兰连接的把合孔及密封端面；其特征在于所述的阀体上设置主动齿轮和被动齿轮，主动齿轮和被动齿轮组成齿轮传动副；阀体内设有凸轮式移动密封环，凸轮式移动密封环和被动齿轮同轴心，凸轮式移动密封环和被动齿轮组成凸轮式轴向移动机构；凸轮式移动密封环对应阀球密封面的一端设有密封件，凸轮式移动密封环的另一端与端盖之间设有复位密封弹簧。
6.所述的被动齿轮为齿圈式结构，齿圈的内壁沿圆周设有轴向凸台，轴向凸台的端面为凹凸或波浪形结构，轴向凸台与齿圈同轴心。
7.所述的凸轮式移动密封环的外壁沿圆周设有外沿台，外沿台的端面与被动齿轮的轴向凸台端面相匹配设有凹凸或波浪形结构，外沿台的端面与轴向凸台的端面相互啮合组成凸轮式轴向移动机构。
8.所述的阀球和阀球驱动轴之间的连接采用轴承式铰接结构或键连接结构；所述的阀球驱动轴和主动齿轮为一体式结构或分体式结构。
9.所述的阀球和阀球驱动轴之间采用轴承式铰接结构，且阀球驱动轴和主动齿轮为一体式结构时，所述的阀球和阀球驱动轴相对应的端面上设置差动机构，所述的差动机构的结构为，阀球和阀球驱动轴相对应的端面上分别沿圆周设置有阀球凸台和驱动轴凸台，阀球凸台和驱动轴凸台相啮合，阀球凸台和驱动轴凸台沿圆周的长度总和小于圆周周长。
10.所述的阀球和阀球驱动轴之间采用键连接结构，且阀球驱动轴和主动齿轮为分体式结构时，阀球驱动轴和主动齿轮分别键连接有手轮和扳把，手轮控制阀球转动，扳把控制主动齿轮转动。
11.所述的齿轮传动副为一个主动齿轮同时带动两个被动齿轮，两个被动齿轮分别设
置在阀球的两侧，同时，在阀球两侧对应设置凸轮式移动密封环，被动齿轮和凸轮式移动密封环分别在阀球的两侧组成凸轮式轴向移动机构，两侧凸轮式轴向移动机构的移动方向相反。
12.所述的齿轮传动副为一个主动齿轮带动一个被动齿轮，被动齿轮设置在阀球的一侧，同一侧与被动齿轮对应设置凸轮式移动密封环，凸轮式移动密封环和被动齿轮组成凸轮式轴向移动机构。
13.所述的齿轮传动副设置为圆锥齿轮传动副。
14.本发明的有益效果如下：本发明所提供的一种凸轮式自密封球阀，通过在被动齿轮和凸轮式移动密封环之间设置凸轮式轴向移动机构，将开启或关闭阀门分三步进行：第一步，首先使凸轮式移动密封环轴向移动，密封件离开阀球密封面；第二步，驱动阀球旋转90
°
角；第三步，利用复位密封弹簧的推力使之前离开阀球的凸轮式移动密封环回移，并在复位密封弹簧的推力和凸轮式移动密封环两端的压差推力作用下，使凸轮式移动密封环上的密封件紧压在阀球密封面上，满足密封需求。
15.由此可见，本发明技术不会因阀球的转动磨损或切损密封件；转动阀球时，无来自密封件的摩擦阻力；阀门的密封效果不受密封材料老化或密封面被磨损的影响，而是取决于复位密封弹簧和移动式密封件两端的压差推力。
16.与现有技术相比，本发明技术使球阀的密封性能稳定可靠，操作省力，可大幅延长阀门的使用寿命。
附图说明
17.为使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明技术，不用于限定本发明技术。
18.图1是本发明一种凸轮式自密封球阀的实施例1结构示意图。
19.图2是本发明一种凸轮式自密封球阀的实施例2结构示意图。
20.图3是本发明一种凸轮式自密封球阀的实施例3结构示意图。
21.图4是本发明一种凸轮式自密封球阀的实施例4结构示意图。
22.图5是本发明齿圈的结构示意图。
23.图6是本发明凸轮式移动密封环的结构示意图。
24.图7是本发明阀球的结构示意图。
25.图8是本发明阀球驱动轴的结构示意图。
26.图中标记： 1、手轮；2、主动齿轮；3、阀球驱动轴；4、阀体； 5、被动齿轮；6、阀球；7、凸轮式移动密封环； 8、端盖；9、复位密封弹簧；10、密封件；11、扳把；12、轴向凸台；13、外沿台；14、阀球凸台；15、驱动轴凸台； a、轴承式铰接机构；b、差动机构；c、凸轮式轴向移动机构；d、排放口。
具体实施方式
27.以下结合附图所示，对本发明一种凸轮式自密封球阀进行更详细的解释说明。
28.实施例1如图 1所示，一种凸轮式自密封球阀，包括阀体4、阀球6和端盖8，阀球6设置在阀体4的内腔中，端盖8的一端与阀体4连接，端盖8的另一端按行业标准设有与管道法兰连接的把合孔及密封端面；阀体4上设置主动齿轮2和被动齿轮5；主动齿轮2同时带动两个被动齿轮5组成齿轮传动副，两个被动齿轮5分别设置在阀球6的两侧，主动齿轮2和被动齿轮5均为圆锥齿轮结构；阀球两侧与被动齿轮5相对应设置有凸轮式移动密封环7，凸轮式移动密封环7和被动齿轮5同轴心；所述的被动齿轮5为齿圈式结构，齿圈的内壁沿圆周设有轴向凸台12，轴向凸台的端面为凹凸或波浪形结构，轴向凸台与齿圈同轴心。所述的凸轮式移动密封环7的外壁沿圆周设有外沿台13，外沿台的端面与被动齿轮的轴向凸台端面相匹配设有凹凸或波浪形结构，外沿台的端面与轴向凸台的端面相互啮合组成凸轮式轴向移动机构c，两侧凸轮式轴向移动机构的移动方向相反；凸轮式移动密封环7对应阀球密封面的一端设有密封件10，凸轮式移动密封环7的另一端与端盖8之间设有复位密封弹簧9；阀球驱动轴3和主动齿轮2设置为一体式结构；手轮1与阀球驱动轴3键连接；阀球6通过轴承式铰接机构a与阀球驱动轴3连接。所述的轴承式铰接机构a是采用现有技术中滚珠轴承原理，实现承载和旋转功能。
29.所述的阀球和阀球驱动轴相对应的端面上设置差动机构b，所述的差动机构b的结构为，阀球6和阀球驱动轴3相对应的端面上分别沿圆周设置有阀球凸台14和驱动轴凸台15，阀球凸台和驱动轴凸台相啮合，阀球凸台和驱动轴凸台沿圆周的长度总和小于圆周周长，因此，转动阀球驱动轴时可延迟阀球转动，即，先驱动被动齿轮，待被动齿轮转动到位之后，再同步驱动阀球和被动齿轮转动。
30.启闭操作说明：第一步，转动手轮1，通过齿轮传动副和凸轮式轴向移动机构c推动凸轮式移动密封环7轴向平移，使密封件10离开阀球6；第二步，利用差动机构b，待密封件10离开阀球6后，再推动阀球6旋转；第三步，阀球6转到位之后，再回转手轮1，使凸轮式移动密封环7回移，至密封件10压在阀球6密封面上。
31.实施例2如图 2所示，主动齿轮2带动一个被动齿轮5组成锥齿轮传动副，被动齿轮5设置在阀球6的一侧；阀球6与被动齿轮5相对应的一侧设置凸轮式移动密封环7，凸轮式移动密封环7和被动齿轮5同轴心；所述的被动齿轮5为齿圈式结构，齿圈的内壁沿圆周设有轴向凸台12，轴向凸台的端面为凹凸或波浪形结构，轴向凸台与齿圈同轴心。所述的凸轮式移动密封环7的外壁沿圆周设有外沿台13，外沿台的端面与被动齿轮的轴向凸台端面相匹配设有凹凸或波浪形结构，外沿台的端面与轴向凸台的端面相互啮合组成凸轮式轴向移动机构c；凸轮式移动密封环7对应阀球密封面的一端设有密封件10，凸轮式移动密封环7的另一端与端盖8之间设有复位密封弹簧9；其他结构同实施例1。
32.实施例3如图 3所示，阀球驱动轴3和主动齿轮2设置成分体式结构；阀球驱动轴3一端与手轮1键连接，阀球驱动轴的另一端与阀球6键连接；主动齿轮2一端与扳把11螺栓连接；主动齿轮2同时带动两个被动齿轮5组成齿轮传动副，两个被动齿轮5分别设置在阀球6的两侧，与阀球6两侧的凸轮式移动密封环7组成凸轮式轴向移动机构c；其他结构同实施例1。
33.启闭操作说明：第一步，转动扳把11，通过锥齿轮传动副和凸轮式轴向移动机构c
推动凸轮式移动密封环7轴向平移，使密封件10离开阀球6；第二步，转动手轮1使阀球6旋转90
°
；第三步，回转扳把11，使凸轮式移动密封环7回移，至密封件10压在阀球6密封面上。
34.实施例4如图 4所示，主动齿轮2带动一个被动齿轮5组成齿轮传动副，凸轮式移动密封环7与被动齿轮5组成凸轮式轴向移动机构c，设置在阀球的一侧；其他结构同实施例3。
35.以上所述所有部件的安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械连接方式，其中滑动/转动固定即为滑动/转动状态下不脱落，并且其所有部件的具体结构、型号和系数指标均为其自带技术，只要能够达成其有益效果的均可进行实施，故均在此不再赘述。
36.以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。