球芯自适应补偿机构的制作方法

1.本实用新型涉及阀门技术领域，特别涉及一种球芯自适应补偿机构。


背景技术：

2.对于低温球阀，其阀芯为球芯，需要与阀体精确定位，传统的定位方式是测量球芯装入的中心高，与阀体流道中心高进行对比，通过加工不同高度的垫圈来保证球芯装入中心高度。通过多次调整来实现球芯的中心位置与阀座、流道中心始终在一个水平面上；
3.该装配过程中需进行多次装配、拆卸及测量的重复工作，整个装配过程较为繁琐，而且该装配调试过程是在常温环境下进行，当阀门在低温条件下工作时，球芯受冷收缩及球芯自重使中心位置发生竖向偏移，使球芯中心高与阀座中心高产生相对偏移，造成球芯球面与阀座密封面不能完全贴合，影响阀门的密封性能。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供一种球芯自适应补偿机构，可实现在低温条件下，球芯受冷收缩及球芯自重中心高自动补偿，使球芯中心高保持不变；提高了球阀在低温条件下阀门的密封性及可靠性。
5.本实用新型提供了一种球芯自适应补偿机构，包括安装于阀门内的加载组件，所述加载组件对球芯具有竖直向上的加载力。
6.进一步，所述加载组件包括弹性件和加载轴，所述加载轴与球芯竖向同轴设置，所述弹性件对加载轴具有轴向向上的弹性加载力，以使得加载轴对球芯具有竖直向上的加载力。
7.进一步，所述加载组件还包括支撑球，所述加载轴上端通过支撑球支撑于球芯底部。
8.进一步，所述加载组件还包括调节件，所述弹性件在竖向方向上设置于调节件与加载轴之间，所述调节件以竖向可调的方式设于阀门上，以调节弹性件的拉伸或压缩的弹性加载力。
9.进一步，所述球芯底部竖向同轴开设有支撑盲孔，所述加载轴上端伸至支撑盲孔内并支撑于支撑盲孔底部。
10.进一步，所述加载轴上端中心处开设有半球形槽，所述支撑球设置于半球形槽内。
11.进一步，所述球芯底部竖向同轴设置有锥形槽，所述支撑球支撑于锥形槽内壁上。
12.进一步，所述加载组件还包括垫片，所述弹性件为碟片弹簧，所述弹性件位于垫片和加载轴下端之间，所述调节件支撑于垫片底部并对垫片具有向上的加载力，以使得垫片向上压缩弹性件。
13.进一步，所述阀门底部开设有安装通孔，所述调节件以竖向可调的方式设于安装通孔内，所述安装通孔底部密封设有底塞。
14.进一步，所述加载轴上端与支撑盲孔之间通过衬套转动配合。
15.本实用新型的有益效果：
16.本实用新型中，当阀门在低温环境下时，加载组件的加载力对球芯受冷收缩造成的球芯竖向向下移动进行补偿，对球芯起到竖向补偿定位的作用，保证阀门从常温环境到低温环境时球芯中心高的稳定性，避免因中心高偏移造成阀座泄漏及开关力矩增大的现象，提高了球阀在低温条件下阀门的密封性及可靠性，并且提高了阀座的密封稳定性及阀门开关力矩的稳定性；
17.本实用新型中，对球阀采用球芯自动补偿可调中心高结构设计，可提高球芯的定位精度，保证阀门的密封性能；同时该结构也可减少阀门装配难度及缩短装配时间，提高装配效率。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
19.图1为本实用新型结构示意图；
20.图2为局部放大结构示意图；
具体实施方式
21.本实施例提供了一种球芯自适应补偿机构，包括安装于阀门内的加载组件，所述加载组件对球芯10具有竖直向上的加载力。
22.加载组件可以设置于阀体上、阀盖上或者阀座上，以设置于阀体上为例进行说明，加载组件可设置于阀体上并位于球芯上方，此时加载组件作用于球芯上的加载力为竖直向上的拉力，或者加载组件可设置于阀体上并位于球芯的下方，此时加载组件作用于球芯上的加载力为竖直向上的推力，当加载组件设置于阀盖或者阀座上时，也可设置于球芯的上方或者下方，或者在球芯的上方和下方均设置加载组件，此处不再赘述；
23.结合图1所示，整个加载组件安装于阀体上并位于球芯的正下方，且对球芯具有竖直向上的加载力，在低温环境下，该加载力对球芯受冷收缩造成的球芯竖向移动进行补偿，对球芯起到竖向补偿定位的作用，保证阀门从常温环境到低温环境时球芯中心高的稳定性，避免因中心高偏移造成阀座泄漏及开关力矩增大的现象，提高了球阀在低温条件下阀门的密封性及可靠性，并且提高了阀座的密封稳定性及阀门开关力矩的稳定性；
24.本实施例中对球阀采用球芯自动补偿可调中心高结构设计，可提高球芯的定位精度，保证阀门的密封性能；同时该结构也可减少阀门装配难度及缩短装配时间，提高装配效率。
25.本实施例中，所述加载组件包括弹性件1和加载轴2，所述加载轴与球芯竖向同轴设置，所述弹性件对加载轴具有轴向向上的弹性加载力，以使得加载轴对球芯具有竖直向上的加载力。
26.当加载轴位于球芯的上方时，则弹性件对加载轴具有向上的弹性拉力，加载轴连接于球芯上端并对球芯具有向上的拉力，此时由于球芯上方还设置有阀杆，应将阀杆底部设为中空结构，并将加载轴和弹性件内套设置于阀杆内，加载轴与球阀应单自由度转动配合，此时阀杆与球芯应保持一定的竖向滑动行程，以使得球芯可沿阀杆竖向滑动调整中心高度；当加载轴位于球芯的下方时，则弹性件对加载轴具有向上的弹性压缩力，加载轴支撑
于球芯下端并对球芯具有向上的支撑力，此时加载轴和弹性件应设置于阀体上；
27.结合图1所示，弹性件设置于加载轴下方，且弹性件位于加载轴与阀座底部之间，弹性件处于压缩状态，并对加载轴具有轴向向上的弹性加载力；弹性件可以为弹性套筒、弹簧或者其他已知的弹性结构，由于弹性件施加弹性加载力，可适应加载轴与阀座之间的轴向间隙的微变，防止加载力突变，使得加载力保持大致恒定，以对球芯提供稳定的加载力。
28.本实施例中，所述加载组件还包括支撑球3，所述加载轴上端通过支撑球3 支撑于球芯底部。
29.支撑球可采用钢球或者其他硬质材料制成的球体，支撑球设置于加载轴上端与球芯之间，通过支撑球可减少加载轴与球芯之间的接触面，进而减小加载轴与球芯之间的相对转动的开关摩擦力矩，最终减少阀门的开关力矩，进一步保证了阀门开关力矩的稳定性。
30.本实施例中，所述加载组件还包括调节件4，所述弹性件在竖向方向上设置于调节件与加载轴之间，所述调节件以竖向可调的方式设于阀门上，以调节弹性件的拉伸或压缩的弹性加载力。
31.当加载轴和弹性件设置于球阀上时，则调节件调节弹性件的拉伸弹性加载力，当加载轴和弹性件设置于球阀下时，则调节件调节弹性件的压缩弹性加载力，调节件可以为液压驱动结构、螺纹驱动结构等已知的结构实现加载轴竖向可调，通过对调节件轴向位置的调节，调节弹性件的压缩状态，进而调节弹性加载力的大小。
32.本实施例中，所述球芯底部竖向同轴开设有支撑盲孔，所述加载轴2上端伸至支撑盲孔内并支撑于支撑盲孔底部。
33.通过支撑盲孔和加载轴的配合，提高二者的装配精度，利于保持二者同轴配合，进而保证加载力位于球芯的竖向中轴线位置，以使得整个球芯整体均匀竖向上移，在保证球芯中心高度的同时，也防止球芯受加载力导致的偏转现象，同时加载轴对球芯起到横向定位作用。
34.本实施例中，所述加载轴上端中心处开设有半球形槽5，所述支撑球设置于半球形槽5内。
35.结合图2所示，半球形槽的中心点位于球芯的竖直轴线所在的直线上，通过半球形槽的设置，利于锁定支撑球，同时使得支撑球具有自动调心功能，进而保证支撑球对球芯的支撑点位于球芯的竖直轴线上。
36.本实施例中，所述球芯底部竖向同轴设置有锥形槽6，所述支撑球支撑于锥形槽6内壁上。
37.结合图2所示，锥形槽为向下开口的结构，支撑球支撑于锥形槽6内壁形成线接触结构，支撑球与半球形槽形成点接触，通过点接触和线接触的方式，既减小了加载轴与球芯之间的摩擦力，同时也保证了支撑球的稳定性，以保证支撑球精确的支撑于加载轴底部。
38.本实施例中，所述加载组件还包括垫片7，所述弹性件为碟片弹簧，所述阀体内腔底部开设有安装槽，所述安装槽与球芯竖向同轴设置，所述加载轴下端伸至安装槽内，所述弹性件和垫片设置于安装槽内，所述弹性件位于垫片和加载轴下端之间，所述调节件4支撑于垫片底部并对垫片具有向上的加载力，以使得垫片向上压缩弹性件。
39.结合图1所示，安装槽为圆柱槽，垫盘呈圆形片，垫片是配合碟片弹簧而设置，使得调节件的加载力均匀的作用于碟片弹簧的大圆端。
40.本实施例中，所述阀体底部开设有安装通孔，所述调节件4以竖向可调的方式设于安装通孔内，所述安装通孔底部密封设有底塞8。
41.所述安装通孔与加载轴同轴设置，本实施例中安装通孔为螺纹孔，调节件为调节螺钉，调节螺钉沉入安装通孔内，并通过底塞8将安装通孔密封，底塞8同样采用螺纹连接的方式密封于安装通孔内，以防止阀体内的介质外漏。
42.本实施例中，所述加载轴2上端与支撑盲孔之间通过衬套9转动配合。
43.衬套可以为铜套或者由自润滑材料制成，衬套可与加载轴上端过盈配合，此时衬套与支撑盲孔之间转动配合，或者衬套可与支撑盲孔过盈配合，此时衬套与加载轴之间转动配合，通过衬套的设置可减小加载轴与支撑盲孔之间的摩擦，同时也便于后期的维护。
44.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。