一種閥瓣、閥芯及啟閉閥的製作方法

2023-09-18 07:33:45

專利名稱：一種閥瓣、閥芯及啟閉閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及閥門及閥門組件，尤其涉及啟閉閥、啟閉閥用閥芯及閥芯用閥瓣。
背景技術：
近幾年，隨著國內石油、化工、矽工業等行業的迅猛發展，各種大型裝置在全國各地相繼投資建設、生產，而耐磨硬密封閥門(主要是耐磨硬密封金屬球閥)在煤化工和矽工業裝置得到廣泛應用，並對整個裝置穩定起著關鍵作用。該種閥門的使用工況是由高壓氣體輸送具有一定硬度的固體煤粉或矽粉等顆粒，當閥門進行開關動作時，高速運動的固體顆粒對閥門的閥體表面、閥座以及其流道會造成很大的衝擊和磨蝕，並且粉料或顆粒介質很容易進入閥門組件的各個縫隙中尤其是密封面及閥座與閥體配合位置，因此這些介質很容易堆積在閥座彈簧腔內，造成彈簧失效，導致閥門密封失效或閥門抱死無法啟閉。另外，球閥及平板閘閥等閥門為保證密封效果及減小啟閉力矩，設置的閥座都是可以沿閥門的流道方向活動，從而使設置在閥座上的彈性元件和密封件直接暴露在介質中，這樣就直接縮短了彈性元件和密封件的使用壽命，並間接的縮短了閥門的使用壽命。再者，油煤漿等介質有一個特點，就是如果油煤漿流通不暢或靜止不動，就會發生聚合反應，結焦抱死。例如，目前在直接液化煤漿管道上使用的切斷閥門全部是球閥，當操作需要切斷管道時將球閥關閉，球體流道內及閥腔內的油煤漿由於無法及時排出，沉積在球腔及閥門體腔內的油煤漿就有可能發生介質結焦從而使閥門抱死無法開啟。

實用新型內容本實用新型的一個目的在於解決上述問題，提供了一種可使介質無法進入閥門體腔，減少了介質對閥門密封面及閥門體腔內其他部件的衝蝕的閥門用閥瓣。本實用新型採用的技術方案為一種閥瓣，包括用於關閉閥門的管道的閥瓣本體和用於提供介質在閥門體腔內的流經通道的導流套，所述導流套兩端開口，所述閥瓣本體與導流套的外壁相承接，使閥瓣本體的用於與閥門的內壁相接觸的端面與導流套的位於同側的端面平齊，形成閥瓣的接觸面。其中，所述閥瓣的接觸面噴焊有硬質合金層。其中，所述閥瓣本體的第一端面作為與閥門的內壁相接觸的端面與導流套的位於同側的第一端面平齊，形成閥瓣的接觸面；所述閥瓣本體的與第一端面相對的第二端面相對導流套的位於同側的第二端面向內縮進。其中，所述閥瓣的導流套的形成第二端面的第二端為沿徑向向外凸出的臺階部。本實用新型的第二個目的是提供一種由上述閥瓣組成的閥芯。本實用新型採用的技術方案為一種閥芯，包括兩個上述閥瓣，分別作為左、右閥瓣，所述左、右閥瓣的導流套的第二端面密封連接，形成閥芯的用於連通閥門的上遊通道和下遊通道的導流通道；一用於與閥門的閥杆連接的支撐軸的左、右端分別與左、右閥瓣的閥瓣本體限制其相對轉動地連接，所述支撐軸上設置有左、右限位件，一左彈性件卡設於左限位件與左閥瓣的閥瓣本體的第二端面之間，一右彈性件卡設於右限位件與右閥瓣的閥瓣本體的第二端面之間。其中，所述左、右閥瓣的導流套在二者的接縫處套設一閥瓣套，所述左、右閥瓣的導流套的第二端面之間設置一在閥瓣套的徑向上受閥瓣套擠壓，在閥瓣套的軸向上受左、右閥瓣的導流套擠壓的密封件。其中，所述閥瓣的導流套的形成第二端面的第二端為沿徑向向外凸出的臺階部，所述閥瓣套套設於左、右閥瓣的臺階部上。其中，所述左限位件為左調節螺母，所述左調節螺母與支撐軸的左段螺紋配合連接，以調節左彈性件的壓縮程度。其中，所述右限位件為右調節螺母，所述右調節螺母與支撐軸的右段螺紋配合連接，以調節右彈性件的壓縮程度。本實用新型的第三個目的是提供一種採用上述閥芯的啟閉閥。本實用新型採用的技術方案為一種啟閉閥，作為一種閥門包括閥體、兩個閥蓋和安裝於閥體上的具有閥杆的動力裝置，所述閥蓋上設置有通道；兩個閥蓋分別作為左、右閥蓋分設於閥體兩端、且與閥體連接在一起，使閥體與左、右閥蓋圍成啟閉閥的閥門體腔；左、右閥蓋上的管道分別作為啟閉閥的上、下遊管道與閥門體腔相通；所述啟閉閥還包括上述閥芯，所述閥芯夾設於左、右閥蓋之間，並通過左、右閥瓣的接觸面與左、右閥蓋的接觸面滑動配合，所述支撐軸安裝於閥杆上；所述閥芯，左、右閥蓋的相對位置關係的要求為當動力裝置通過閥杆帶動閥芯運動至啟閉閥的關閉位時，左、右閥瓣分別關閉上、下遊通道；當動力裝置通過閥杆帶動閥芯運動至啟閉閥的打開位時，閥芯的導流通道直接連通上、下遊通道，使介質經導流通道流經啟閉閥。其中，所述支撐軸以可在支撐軸的軸向上相對閥杆移動的方式安裝於閥杆上。其中，所述閥杆的末端具有一安裝套管，所述支撐軸與安裝套管通過鍵連接進行在支撐軸的軸向上可相對移動的配合連接。其中，所述閥體上安裝一洩放閥。其中，所述閥蓋的內壁具有圍繞通道設置的密封凸臺，所述密封凸臺的接觸面作為閥蓋的接觸面噴焊有硬質合金層，左閥瓣的閥瓣本體的第一端面與左閥蓋的密封凸臺的接觸面滑動配合，右閥瓣的閥瓣本體的第一端面與右閥蓋的密封凸臺的接觸面滑動配合。其中，所述閥瓣的接觸面噴焊有硬質合金層。本實用新型的有益效果為本實用新型的閥瓣通過設計用於關閉閥門的通道的閥瓣本體和在閥門打開使供介質流經閥門體腔的導流套，可避免介質對閥門的密封面及閥門體腔內例如是彈性件等的衝蝕，可以有效延長閥門的使用壽命，也不會因介質在閥門體腔內沉積導致閥門無法啟閉；由於閥瓣相對於閥體、閥杆活動，所以閥杆不受介質和彈性件產生的徑向力(沿閥杆徑向的徑向力)，閥杆不會發生「卡、憋」等現象，所以閥門的啟閉力矩小；另外，本實用新型的閥瓣、閥芯及啟閉閥具有結構設計簡單、合理、製造工藝簡單和成本低的優勢；閥門主要密封位置通過採用噴焊硬質合金層的處理，無非金屬材料，能有效地實現了對高溫、帶顆粒、高參數性能流體的控制要求，達到金屬密封零洩漏。
圖1為根據本實用新型所述閥瓣的一種實施結構的右視圖；圖2為圖1的A-A向的階梯剖示意圖；圖3為根據本實用新型所述啟閉閥的一種實施結構的剖視圖，其中，啟閉閥處於關閉狀態；圖4為圖3所示啟閉閥的處於打開狀態的剖視圖；圖5為根據本實用新型所述啟閉閥的另一種實施結構的剖視圖；圖6為圖3至5中閥蓋的剖視圖；圖7為圖6中閥蓋的側視圖。
具體實施方式
如圖1和2所示，本實用新型的閥瓣31包括用於關閉閥門的管道的閥瓣本體311和用於提供介質在閥門體腔內的流經通道315的導流套312，所述導流套兩端開口，使其可以單獨或者配合另一閥瓣31的導流套連通閥門的上、下遊通道(即入口通道和出口通道)；該閥瓣本體311與導流套312的外壁相承接，使閥瓣本體311的用於與閥門的內壁相接觸的端面與導流套312的位於同側的端面平齊，形成閥瓣31的接觸面。在此，閥瓣的接觸面可噴焊有硬質合金層，例如噴焊STL，以提高閥瓣的接觸面的耐磨性。對於密封要求較低的閥體，可以採用單閥瓣，即閥瓣本身即作為閥芯使用，這樣，閥瓣的彼此相對的第一和第二端面均為用於與閥門的內壁相接觸的端面，使導流套312的第一端面(與閥瓣的第一端面同側)與閥瓣311的第一端面平齊，導流套312的第二端面(與閥瓣的第二端面同側)與閥瓣311的第一端面平齊。對於密封要求較高的閥體，通常採用雙閥瓣，閥瓣之間需要加設實現預緊的彈性件等零部件，對於該種需求的閥瓣，如圖1和2所示，其閥瓣本體311的第一端面作為與閥門的內壁相接觸的端面與導流套的位於同側的第一端面平齊，形成閥瓣的接觸面；而閥瓣本體的與第一端面相對的第二端面相對導流套的位於同側的第二端面向內縮進。對於如圖1和2所示的閥瓣，其導流套312的形成第二端面的第二端可為沿徑向向外凸出的臺階部314，以便於在與另一閥瓣組接時加設密封件，這樣，也可以減少導流套其他部分的用料，即減少其他部分的壁厚。如圖3所示，採用如圖1和2所示的閥瓣31的閥芯3，包括兩個上述閥瓣31，分別作為左、右閥瓣31a、31b，左、右閥瓣31a、31b的導流套312的第二端面密封連接，形成閥芯3的用於連通閥門的上遊通道和下遊通道的導流通道。該閥芯3還包括一用於與閥門的閥杆連接的支撐軸32，支撐軸32的左、右端分別與左、右閥瓣3 la、3 Ib的閥瓣本體311限制其相對轉動地連接，例如，如圖1和2所示，可在閥瓣本體311的第二端面上設置非圓形的例如是方形的異形凹槽313，而支撐軸32的軸端設置與異形凹槽313的形狀相匹配的異形軸端，這樣，即可限制支撐軸32相對閥瓣本體311轉動，通過設計支撐軸，可以保證左、右閥瓣的運動的同步性；另外，該支撐軸32上設置有左、右限位件33a、33b，一左彈性件34a卡設於左限位件33a與左閥瓣31a的閥瓣本體311的第二端面之間，一右彈性件34b卡設於右限位件33b與右閥瓣31b的閥瓣本體311的第二端面之間，這樣，所述閥芯3即可通過左、右彈性件34a、34b提供的預緊力壓在與閥門的接觸面上(例如閥蓋的接觸面上)產生密封比壓，實現可靠的密封，這樣，配合導流套即可有效避免閥門在啟閉運動過程中介質進入閥門體腔內。在本實施例中，左、右彈性件34a、34b可以但並不局限於採用碟簧。為了實現左、右閥瓣31a、31b的導流套312在第二端面處的密封連接，該左、右閥瓣31a、31b的導流套在二者的接縫處套設一閥瓣套39，左、右閥瓣31a、31b的導流套312的第二端面之間設置一在閥瓣套39的徑向上受閥瓣套39擠壓，而在閥瓣套39的軸向上受左、右閥瓣31a、31b的導流套312擠壓的密封件38，該密封件38可以採用金屬空心O形圈，這樣，即可在通過左、右閥瓣的導流套，閥瓣套39及密封件38四者形成密封副，無論左、右閥瓣是處於伸展還是壓縮狀態，介質在流經導流通道時都不會進入閥門體腔內。另外，該閥瓣套39可進一步保證左、右閥瓣同步運動。以上左限位件33a可為左調節螺母，左調節螺母與支撐軸32的左段螺紋配合連接，以調節左彈性件的壓縮程度。同理，右限位件33b可以為右調節螺母，右調節螺母與支撐軸32的右段螺紋配合連接，以調節右彈性件的壓縮程度。這樣，即可調節左、右彈性件34a,34b對左、右閥瓣的閥瓣本體作用產生的密封比壓，以達到閥門既能密封又能輕鬆啟閉的效果。如圖3所示，本實用新型的採用上述閥芯的啟閉閥(作為一種閥門)包括閥體1、兩個如圖6和7所示的閥蓋2和安裝於閥體I上的具有閥杆81的動力裝置，閥蓋2上設置有通道22 ;兩個閥蓋分別作為左、右閥蓋2a、2b分設於閥體I兩端、且與閥體I例如是通過雙頭螺柱5和六角螺母4連接在一起(閥蓋2在外周上設置有一圈均勻布置的用於穿設雙頭螺柱5的連接通孔)，使閥體I與左、右閥蓋2a、2b圍成啟閉閥的閥門體腔；左、右閥蓋上的管道分別作為啟閉閥的上、下遊管道與閥門體腔相通(指未設置閥芯的情況下)。該閥蓋2的內壁211可以設置一圈卡槽212，而閥體I通過兩端面上的卡接部與卡槽212進行卡合，閥體I的卡接部與卡槽212的底面之間可設置一圈中部墊6，以配合雙頭螺柱5和六角螺母4實現閥蓋與閥體的可靠連接。另外，如圖6和7所示，閥蓋2的通道的管壁25在外端沿徑向向外延伸形成用於與運輸介質的管道連通的安裝法蘭26。該啟閉閥還包括上述閥芯3，閥芯3夾設於左、右閥蓋2a、2b之間，並通過左、右閥瓣31a、31b的接觸面與左、右閥蓋2a、2b的接觸面滑動配合，該支撐軸32安裝於閥杆81上；閥芯3，左、右閥蓋2a、2b的相對位置關係的要求為如圖3所示，當動力裝置通過閥杆81帶動閥芯3運動至啟閉閥的關閉位時，左、右閥瓣31a、31b分別關閉上、下遊通道，即分別封堵上、下遊通道；如圖4所示，當動力裝置通過閥杆81帶動閥芯3運動至啟閉閥的打開位時，閥芯3的導流通道直接連通上、下遊通道，使介質經導流通道流經啟閉閥，而不會進入閥門體腔內衝蝕啟閉閥的零部件，尤其是不會損壞左、右彈性件，有效避免彈簧失效，延長啟閉閥的使用壽命。該支撐軸32可以可在支撐軸的軸向上相對閥杆81移動的方式安裝於閥杆上，這樣，既可保證左、右彈性件34a、34b提供的預緊力均衡地作用在兩側的左、右閥瓣31a、31b上，又能避免閥杆81在其徑向上受力，這樣閥杆81隻受閥門啟閉時產生的沿閥杆的軸向的軸向力，更加有利於閥杆及閥門的使用。本實施例中，閥杆81的末端具有一安裝套管，支撐軸32與安裝套管通過鍵連接(例如是平鍵)進行在支撐軸的軸向上可相對移動的配合連接。一方面為了避免因閥門一端密封面損壞使沉積在閥門體腔內的介質結焦而抱死，導致閥門無法開啟，另一方面為管道搶修爭取更多的時間，可在閥體I上安裝一洩放閥7。為了與閥瓣的接觸面配合使用，閥蓋2的內壁具有圍繞通道22設置的密封凸臺23，以減少閥蓋2的接觸面的處理面積，該密封凸臺23的接觸面作為閥蓋的接觸面噴焊有例如是STL的硬質合金層，左閥瓣31a的閥瓣本體的第一端面與左閥蓋2a的密封凸臺23的接觸面滑動配合，右閥瓣31b的閥瓣本體的第一端面與右閥蓋2b的密封凸臺23的接觸面滑動配合。該閥蓋2的內壁還可設置一塊位於密封凸臺23上方的支撐凸臺24，如圖4所示，支撐凸臺24用於在閥芯運動至閥體的打開位時，配合密封凸臺23的位於通道22上方的上部邊緣支撐閥瓣本體。在左、右彈性件34a、34b的作用下，閥瓣的硬質合金層與閥蓋的硬質合金層始終緊密接觸密封，這樣，啟閉閥無論處於打開或關閉狀態，介質都不會從密封面進入閥門體腔。本領域技術人員可以根據閥門的具體要求，設定閥蓋及閥瓣的接觸面的光滑程度，該閥蓋2的接觸面(對於具有密封凸臺的為密封凸臺的接觸面)與閥瓣的接觸面可以通過平面磨床及/或手工研磨的方式獲得O. 2μ m的表面粗糙度，這樣，可以使閥門獲得高質量的密封效果及耐磨性。該閥瓣31的導流套的外壁上可設置用於限制閥芯向上及向下移動的距離的例如是螺釘的限位件318，閥體的內壁上設置有配合限位件318使用的擋塊等，另限位件318亦可限制閥瓣套左右竄動。上述動力裝置可採用任何能通過閥杆帶動閥芯上下運動的結構，例如可採用如圖3和4所示的與普通的氣動閘閥的動力裝置相同的結構，該種動力裝置包括與閥體I連接的安裝座，閥杆81經安裝座伸入閥門體腔內，閥杆81與安裝座之間從上至下設置有碟簧87、填料墊86、上填料85、隔環84、下填料83和上密封座82，氣動執行器813經支架812安裝於安裝座上。另外，上述動力裝置也可採用如圖5所示的結構。在某些特殊工況條件下可採用直行程氣動執行器縮短閥門的啟閉時間，使之成為快速啟閉閥。由於本實用新型的改進不涉及動力裝置部分， 因此，在本實用新型中不對動力裝置的具體結構進行詳細說明。綜上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並非用來限定本實用新型的實施範圍。即凡依本實用新型權利要求的內容所作的等效變化及修飾，皆應屬於本實用新型的技術範圍。
權利要求1.一種閥瓣，其特徵在於包括用於關閉閥門的管道的閥瓣本體和用於提供介質在閥門體腔內的流經通道的導流套，所述導流套兩端開口，所述閥瓣本體與導流套的外壁相承接，使閥瓣本體的用於與閥門的內壁相接觸的端面與導流套的位於同側的端面平齊，形成閥瓣的接觸面。
2.根據權利要求1所述的閥瓣，其特徵在於所述閥瓣本體的第一端面作為與閥門的內壁相接觸的端面與導流套的位於同側的第一端面平齊，形成閥瓣的接觸面；所述閥瓣本體的與第一端面相對的第二端面相對導流套的位於同側的第二端面向內縮進。
3.—種閥芯，其特徵在於包括兩個權利要求2所述的閥瓣，分別作為左、右閥瓣，所述左、右閥瓣的導流套的第二端面密封連接，形成閥芯的用於連通閥門的上遊通道和下遊通道的導流通道；一用於與閥門的閥杆連接的支撐軸的左、右端分別與左、右閥瓣的閥瓣本體限制其相對轉動地連接，所述支撐軸上設置有左、右限位件，一左彈性件卡設於左限位件與左閥瓣的閥瓣本體的第二端面之間，一右彈性件卡設於右限位件與右閥瓣的閥瓣本體的第二端面之間。
4.根據權利要求3所述的閥芯，其特徵在於所述左、右閥瓣的導流套在二者的接縫處套設一閥瓣套，所述左、右閥瓣的導流套的第二端面之間設置一在閥瓣套的徑向上受閥瓣套擠壓，在閥瓣套的軸向上受左、右閥瓣的導流套擠壓的密封件。
5.根據權利要求4所述的閥芯，其特徵在於所述閥瓣的導流套的形成第二端面的第二端為沿徑向向外凸出的臺階部，所述閥瓣套套設於左、右閥瓣的臺階部上。
6.根據權利要求3所述的閥芯，其特徵在於所述左限位件為左調節螺母，所述左調節螺母與支撐軸的左段螺紋配合連接，以調節左彈性件的壓縮程度 '及/或， 所述右限位件為右調節螺母，所述右調節螺母與支撐軸的右段螺紋配合連接，以調節右彈性件的壓縮程度。
7.一種啟閉閥，作為一種閥門包括閥體、兩個閥蓋和安裝於閥體上的具有閥杆的動力裝置，所述閥蓋上設置有通道；兩個閥蓋分別作為左、右閥蓋分設於閥體兩端、且與閥體連接在一起，使閥體與左、右閥蓋圍成啟閉閥的閥門體腔；左、右閥蓋上的管道分別作為啟閉閥的上、下遊管道與閥門體腔相通；其特徵在於 所述啟閉閥還包括權利要求3至6中任一項所述的閥芯，所述閥芯夾設於左、右閥蓋之間，並通過左、右閥瓣的接觸面與左、右閥蓋的接觸面滑動配合，所述支撐軸安裝於閥杆上；所述閥芯，左、右閥蓋的相對位置關係的要求為當動力裝置通過閥杆帶動閥芯運動至啟閉閥的關閉位時，左、右閥瓣分別關閉上、下遊通道；當動力裝置通過閥杆帶動閥芯運動至啟閉閥的打開位時，閥芯的導流通道直接連通上、下遊通道，使介質經導流通道流經啟閉閥。
8.根據權利要求7所述的啟閉閥，其特徵在於所述支撐軸以可在支撐軸的軸向上相對閥杆移動的方式安裝於閥杆上。
9.根據權利要求7所述的啟閉閥，其特徵在於所述閥蓋的內壁具有圍繞通道設置的密封凸臺，所述密封凸臺的接觸面作為閥蓋的接觸面噴焊有硬質合金層，左閥瓣的閥瓣本體的第一端面與左閥蓋的密封凸臺的接觸面滑動配合，右閥瓣的閥瓣本體的第一端面與右閥蓋的密封凸臺的接觸面滑動配合。
10.根據權利要求9所述的啟閉閥，其特徵在於所述閥瓣的接觸面噴焊有硬質合金層。
專利摘要本實用新型公開了一種閥瓣、閥芯及啟閉閥，閥瓣包括關閉閥門的管道的閥瓣本體和提供介質在閥門體腔內的流經通道的導流套，閥瓣本體的第一端面與導流套的位於同側的第一端面平齊，形成閥瓣的接觸面；閥芯包括左、右閥瓣，二者的導流套的第二端面密封連接，形成閥芯的連通閥門的上、下遊通道的導流通道，使介質經導流通道流經啟閉閥，而未進入閥門體腔內衝蝕其他零部件；連接閥杆的支撐軸的左、右端分別與左、右閥瓣的閥瓣本體限制其相對轉動地連接，支撐軸上設置有卡設於限位件與閥瓣本體的第二端面間的彈性件。啟閉閥的閥蓋的接觸面與閥芯的閥瓣的接觸面均可噴焊硬質合金層，以增加密封及耐磨性。
文檔編號F16K27/12GK202901344SQ201220570168
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月1日 優先權日2012年11月1日
發明者金理凡, 孫功珍, 蔣必仁, 蔣可忠 申請人:京東大型閥門有限公司