手动阀门主要指手轮操作和扳手操作，为确保阀门能够开启和关闭，作用在手轮和扳手上的最大推力应不超过360 N。对球阀而言手轮操作主要指蜗轮箱上的手轮，蜗轮箱球阀的限位以及电动、气动、电-液联动、气-液联动等一般是通过其驱动装置的内部结构实现的。

带驱动装置的球阀自限位结构如图1所示，其常见限位结构是在阀门联接盘处设置凹槽，通过阀杆上的键与连接盘凹槽相互抵接而实现阀门的自限位。带驱动装置的球阀其锁定功能可通过铅封、钢丝锁、挂锁、链条锁、单锁、联锁等与驱动装置相搭配实现。

3.扳手操作的手动球阀限位锁定结构
具有自限位锁定功能的扳手操作手动球阀的常见结构有压板螺栓限位锁定、压板台肩限位锁定和限位管限位手柄锁定等。
   3.1  压板螺栓限位锁定
压板螺栓限位锁定结构如图2所示，定位板尾部2侧端面与贯穿压板的内六角螺钉圆盘相抵接，实现阀门的开关限位锁定。在压板上部设置2个与中心轴线互成90°的凸耳锁孔，该锁孔位置与定位板锁孔相对应。在阀门处于全开位置时，定位板锁孔与压板锁孔Ⅰ相对应；在阀门处于全关位置时，定位板锁孔与压板锁孔Ⅱ相对应。
 压板螺栓限位锁定结构的填料压板和内六角螺钉是承压部件，直接承受着填料的密封力。同时，内六角螺钉圆盘会受到定位板端部的冲击载荷，当阀门经过长时间的反复启闭时会导致压板的螺钉松弛，存在疲劳剪应力导致压力边界失效的风险。

  3.2  压板台肩限位锁定
 压板台肩限位锁定结构如图3所示，定位板尾部2侧端面与压板台肩端面相抵接，实现阀门的开关限位锁定。在填料压板上设置与定位板相对应的2个台肩，同时在填料压板上设有与定位板相对应的锁孔。
压板台肩缓冲了来自定位板对压板螺栓的横向冲击载荷，但是在压板上设置锁孔削弱了压板的强度，因此该结构存在压板失效的潜在风险。

3.3  限位管限位手柄锁定
     限位管限位手柄锁定结构如图4所示，手柄2侧端面与阀盖上的限位管相抵接，实现阀门的开关限位，手柄头部锁孔与半月牙型定位板的锁孔相对应配合实现锁定功能。限位管一端插入阀盖沉孔，另一端与定位板通过内六角螺钉相抵接，手柄设置在定位板与压板之间。

 该结构相对压板螺栓限位锁定和压板台肩限位锁定来说比较有优势。在阀门全开和全关过程中，手柄产生的横向冲击载荷先作用在限位管上，然后传递至内六角螺钉，避免了压板承压螺钉受到横向载荷的冲击。受空间位置的限制，该结构相对复杂，手柄一般采用板材制作而成，限位内六角螺钉反复受到来自手柄的横向冲击载荷，也存在被剪断失效的风险。

4.新型手动球阀限位锁定结构
在现有3种自限位锁定功能手动球阀的基础上进行结构优化设计。通过圆形定位板与支架挡肩来限制手柄的转动角度，使其只能在90°范围内转动，从而使球阀能准确处于完全开启或完全关闭的状态。新型手动球阀限位锁定主体结构如图5所示。

 4.1  手柄座
     手柄座上方设有可贯穿手柄的通孔，该手柄可用无缝钢管制作而成。无缝钢管一端经冲压形成喇叭口，另一端加工用于安装轴用钢丝挡圈的凹槽。对比现有技术的限位管限位手柄锁定结构，当阀门操作扭矩增大时，无缝钢管可在手柄座孔中灵活移动，可自由伸展长度，从而使阀门启闭更加省力。当阀门安装在管道上长期处于开位置或关位置时，无缝钢管可随时从管道上取下，保证了管路系统的安全可靠。

 4.2  圆形定位板
 圆形定位板（图6）设有与中心成90°夹角的凸耳，在凸耳的中心位置设置2个锁孔，同时在凸耳对称面加工与支架挡肩相抵接的缺口。在定位板的中心处设置与阀杆扁轴相互平行配合的通孔，阀杆扁轴贯穿此通孔后与手柄座的竖直扁孔相抵接，当手柄带动阀杆转动时定位板也随之转动。

 4.3  支架
 在支架（图7）上部设有凸耳，凸耳中心设有锁孔，凸耳正对面设有挡肩，在支架底部设置4个支脚，在支脚上设置与阀盖螺纹孔相固定的通孔，利用支架螺钉将支架与阀盖固定。装配时定位板在支架上方，定位板缺口内侧面与支架上方挡肩的2侧面相抵接，使定位板只能在90°转角内旋转，从而消除了阀门由于不能完全关闭所带来的安全隐患。

5.结语 
本文所设计的新型手动球阀限位锁定结构，通过圆形定位板与支架挡肩来实现球阀的限位锁定，该结构优点在于：
（1）采用手柄座与无缝钢管使阀门的启闭过程更加灵活省力。当阀门安装在管道上长期处于开位置或关位置时，无缝钢管可随时从管道上取下，保证管路系统的安全可靠。
（2）支架挡肩与圆形定位板将阀门的开关过程限制在90°转角内，准确地实现了手动阀门的限位锁定功能，避免了开关过程中定位板对压板螺栓产生的横向冲击载荷。通过支架挡肩将手柄转动时产生的横向载荷传递至支架4个支脚螺钉上，避免了压板螺栓受到横向剪切力。
（3）设计合理，稳定性好，提高了手柄转动的准确度，规避了在压板上设置锁孔导致削弱压板强度的问题，保证了填料密封的可靠性，延长了阀门的使用寿命。