[0001] 本发明涉及的一种球阀及其工作方法，特别是涉及应用于球阀技术领域的一种防火防静电耐高压球阀及其工作方法。

[0002] 球阀是一种通过旋转球体来控制流体通断的阀门，阀杆带动球体在阀体内旋转，从而改变阀体内的通道形状，实现流体的通断控制。球阀的阀座通常采用弹性材料制成，确保阀门在关闭状态下具有良好的密封性能，球阀的防火结构核心在于其密封圈的设计，密封圈受到火灾高温影响自身的密封效果，同时球阀的软性阀座是电绝缘体。这意味着它们不易导电，当流体中的电荷在它们表面聚集时以及球体与阀座之间会发生相互摩擦，这种摩擦会产生静电，若静电难以及时导出，则静电可能会导致阀门的卡死或工作不正常，且静电积累到一定程度并遇到火花等点火源，可能引发火灾或爆炸等严重后果。

[0003] 中国发明专利CN202110493543.1公开了一种可在线维护顶装式储气库金属硬密封球阀，设置第二弹簧蓄能密封圈为双密封结构，实现双向密封；第一弹簧蓄能密封圈设置为单密封结构，实现单向密封，便于在下游进行检维修。经过特殊设计，将阀座拆装所需空间与弹簧蓄能密封圈沟槽分开，在介质压力作用下，密封圈的往复行程极小，故其密封性能更稳定、更可靠，盖体和阀体接触的面上设置金属密封环，能起到防火和进一步密封的效果，密封性能稳定可靠，防火，防静电，阀门总扭矩小，设置第二弹簧蓄能密封圈和第一弹簧蓄能密封圈可起到双向密封，便于在下游检维修。

[0004] 现有的球阀对于阀杆上的密封填料缺少防火、防高温保护，大多只是采用可耐受高温的材料制作密封填料，或者如上述专利在密封结构外安装金属密封环，防火耐高温效果不好，且现有球阀还缺少防静电结构，影响球阀的长时间使用。

[0019] 下面结合附图对本申请的两种实施方式作详细说明。

[0020] 第一种实施方式：图1至图2示出，一种防火防静电耐高压球阀及其工作方法，包括阀体1，阀体1的中部转动连接有阀芯101，阀体1的两端均套设有密封基座102，密封基座102与阀芯101的两端对应，阀体1的顶部固定连接有阀盖103，阀盖103的内部固定套设有密封填套104，密封填套
104的中部转动连接有阀杆105，阀杆105的底端与阀芯101固定插接；
阀芯101在阀体1旋转，在阀芯101的内部空腔连通阀体1两端时，实现球阀的开启
状态，反之阀芯101旋转九十度，阀芯101切断阀体1两端的连通，实现球阀的关闭，密封基座
102与阀芯101紧密接触，实现阀芯101与阀体1之间的密封，密封填套104实现阀杆105与阀盖103之间的密封。

[0021] 图2至图6示出，阀芯101的内部一端固定连接有芯内体2，芯内体2的内部固定连接有热换管201，阀杆105的底部开设有插接孔202，插接孔202与热换管201插接，插接孔202与热换管201之间套设有导热套圈203，芯内体2的外凸表面呈三角状设置，阀芯101的内部另一端对应芯内体2的外凸端开设有弧槽205，三角状的芯内体2便于流体介质冲刷绕过芯内体2，弧槽205提高阀芯101内部流通空间，有效降低芯内体2对阀芯101内部流通效果的影响，热换管201由铜管制成，通过铜质的热换管201有效提高；在将本球阀安装到管路上后，球阀处于连通状态时，流动的流体介质穿过阀芯
101，具体流体介质穿过阀芯101的过程如图6所示，其中的箭头标注，代表流体介质流动的路径，流体介质冲刷阀芯101内部的芯内体2表面，实现流体介质与芯内体2之间的热传导，导热套圈203提高插接孔202与热换管201之间热传递效果，然后通过热换管201实现流体介质对阀杆105的热传递散热，铜质的热换管201有效提高热传递效果，在球阀外部出现火灾时，火灾产生的高温影响阀盖103内部密封填套104，密封填套104的密封作用受到破坏，通过保护密封填套104的密封效果，从而有效提高球阀的防火效果。

[0022] 图5至图8示出，导热套圈203的外部表面固定镶嵌有导电柱钮204，导电柱钮204的两端分别与插接孔202内壁和热换管201外壁接触，导电柱钮204呈倾斜设置，且导电柱钮204由弹簧钢材料制成，导热套圈203由导热硅胶材料制成，利用导热套圈203的弹性挤压导电柱钮204的两端，便于导电柱钮204的两端分别与插接孔202内壁和热换管201外壁紧密接触，从而有效提高静电传导稳定性；
通过导热套圈203填充在插接孔202与热换管201之间，利用导热套圈203的弹性压
迫导电柱钮204更加倾斜，使得导电柱钮204的两端分别接触插接孔202内壁和热换管201外壁，插接孔202与热换管201之间形成静电传导路径，实现阀芯101聚集的静电通过阀杆105导出，从而有效提高球阀的防静电能力。

[0023] 第二种实施方式：本实施方式相较于第一种实施方式，主要新增了芯外槽3，具体新增结构如下，其余结构与第一种实施方式一致。

[0024] 图9至图10示出，阀芯101靠近芯内体2的一端外部开设有芯外槽3，芯外槽3的外端口小于密封基座102的内圈，关闭球阀后，进入球阀的流体介质冲击进入芯外槽3内，增加阀芯101的受压面积以分散高压的流体介质施力的压力，有效提高球阀的耐高压能力，芯外槽3对应芯内体2呈锥形设置，且芯外槽3的内部暴露出热换管201的底部，通过改变流体介质对芯外槽3内壁施力，对阀芯101的施力方向较为分散，从而有效提高阀芯101的耐高压能力，芯外槽3的内壁固定连接有导热片301，导热片301的内端与出热换管201的底部固定连接，流体介质进入芯外槽3内与热换管201的底部进行热交换传递，起到对阀杆105的热传递散热，有效提高球阀的防火效果；
在需要关闭管道上的球阀时，旋转操作阀杆105将球阀关闭，阀芯101上的芯外槽3旋转到球阀的进入端方向，使得芯外槽3迎向流体介质的冲刷方向，具体的流体介质进入芯外槽3的过程如图10所示，其中大型箭头代表流体介质流动方向，小型箭头代表流体介质对芯外槽3的施压情况，高压的流体介质施力向芯外槽3的内壁，芯外槽3呈锥形以增加阀芯
101的受压面积，并且利用芯外槽3的内壁改变阀芯101的受力方向，以分散流体介质的高压，相较于现有的球面的阀芯101，流体介质沿着阀芯101的球面直接冲击密封基座102，本技术方案中的芯外槽3有效降低密封基座102的密封难度，从而有效提高球阀的耐高压能力，在球阀处于关闭状态时，进入芯外槽3的流体介质与热换管201的底部进行热交换传递，同样起到对阀杆105的热传递散热，以防止球阀处于关闭状态，对密封填套104散热保护，从而进一步有效提高球阀的防火效果。

[0025] 图1和图9示出，阀体1的底部开设有取液口302，取液口302的内端与芯外槽3的下方平齐对应，通过取液口302将芯外槽3内截留的流体介质取出，便于球阀内部流体介质的取样操作，同时排出芯外槽3内截留的流体介质，有效避免流体介质长期截留影响球阀的使用，取液口302的外端插接有封堵塞303，封堵塞303与阀体1之间通过螺钉螺纹连接，利用封堵塞303对取液口302的封闭，便于取液口302的启闭操作；在需要开启管道上的球阀时，在球阀从关闭状态切换至开启状态，阀芯101旋转九十度，芯外槽3内截留部分流体介质，通过取液口302将芯外槽3内截留的流体介质取出，便于球阀内部流体介质的取样操作，便于工作人员实施对流体介质的取样管理操作，或者在球阀后续长时间处于开启状态前，通过取液口302将芯外槽3内截留的流体介质排出，有效避免芯外槽3内的流体介质长时间遗存，避免影响球阀的使用。

[0026] 结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。