高參數旋轉啟閉的閥門結構的製作方法

2023-09-17 09:41:40

專利名稱：高參數旋轉啟閉的閥門結構的製作方法
技術領域：
本發明是關於高參數旋轉啟閉閥門結構的發明。
在現有控制介質通斷的各種閥門中，球閥、蝶閥、旋塞閥屬旋轉啟閉的閥門，其中，旋塞閥歷史最悠久。從古羅馬皇室茶桶上竹製旋塞閥算起，已有一千多年了。旋塞閥閥座為上大下小的圓錐孔，孔中裝有一隻錐度一致的旋塞體，在圓錐孔和旋塞體軸芯線垂直方向上開有直通的流道孔。當旋塞體與圓錐孔上的流道孔相通時，旋塞閥全開啟，將旋塞體旋轉90度，旋塞閥全關閉。由於旋塞體在圓錐孔中需壓緊才能形成密封，但是壓緊後密封副間容易咬結，旋轉時容易拉毛，啟閉扭矩也極大。所以現有旋塞閥用量只佔閥門總量0.24%左右，而且多數作為常溫、低壓的低參數閥門使用。為了提高旋塞閥的技術參數，近年來，有將旋塞體上行後，密封副間形成間隙，不咬結、不拉毛時，再旋轉90度。這種結構雖然能適應高參數要求，但是旋塞體上行或下壓是靠旋轉手輪，而旋塞體旋轉90度這一動作是靠轉動另外的手柄才完成的。也就是每開或關一次，都需要操作兩種手輪(柄)。本人的兩項同名專利，專利號為85204475、87100516「撐開式閥門密封結構」及專利申請號為92109430.2的「高溫高壓球閥蝶閥」，都對高參數旋轉啟閉閥門包括旋塞閥的密封和啟閉結構提出過新的方案。近幾年來，本人在對撐開式高參數球閥、蝶閥、旋塞閥三種旋轉啟閉閥門的二千多次試驗、試用過程中，對高參數旋轉啟閉閥門的密封結構和啟閉機構，有了較大的改進與完善。
本發明的目的是要提供一種只需動作一種手輪(柄)即可開關的高參數旋轉啟閉的閥門結構。
該結構主要由密封和啟閉兩部分組成密封部份閥體中腔是上大下小的圓錐孔，孔中有整體式環形閥座，或分離式彈性、浮動環形閥座。還有一隻和環形閥座錐度一致的旋塞體。在環形閥座中間和旋塞體軸芯線垂直方向上，開有和球閥一樣的圓形流道孔。流道一般為二通孔，也有三通、四通、甚至五通孔的。閥體中腔圓錐孔和旋塞體上可帶有刮除密封面間粘附物的裝置。當閥門在全開啟位置時，旋塞體順時針旋轉90度後下行，壓緊圓錐孔上的環形閥座，旋塞體上的洩壓通道已下行到環形閥座以下，閥門全關閥。當旋塞體在關閉位置先上行，使洩壓通道上行到環形閥座流道孔以內，這時閥門進口端壓力介質和閥腔中的壓力介質通過洩壓通道，流向閥門出口端，加之旋塞體脫開環形閥座上行後，旋塞體與環形閥座密封面之間也形成了間隙，閥門進口端和閥腔中的壓力介質同時通過密封面間形成的間隙流向出口端。進、出口兩端壓力基本平衡，旋塞體再逆時針旋轉90度，環形閥座上的流道孔與旋塞體上流道孔完全相通，閥門全開啟。
啟閉部份閥門上部支架上留有橫豎90度相交，橫槽旋轉90度的直角槽，並且裝有單向傳遞扭矩的鋸齒形爪式離合器。順時針旋轉閥杆螺母和鋸齒形爪式離合器的主動輪，帶動閥杆、旋塞體和限位方銷(相當於從動輪)按直角槽軌跡橫向旋轉90度，通過直角槽上部的脫落斜角銷上斜邊的作用，使脫落斜角銷連同主動輪上升，脫開限位方銷。繼續順時針旋轉閥杆螺母，使限位方銷在直角槽的豎槽內下行，與其同步的閥杆、旋塞體也同時下行，楔緊環形閥座，閥門全關閉。逆時針旋轉閥杆螺母和鋸齒形爪式離合器主動輪，帶動閥杆、旋塞體脫開環形閥座上行，也使限位方銷在直角槽的豎槽中上行。當上行到最高位置，也就是旋轉90度的橫槽處，脫落斜角銷、離合器主動輪，閥杆螺母上的調節螺塞同時限止了限位方銷繼續上行，迫使限位方銷連同旋塞體只能按直角槽軌跡橫向旋轉90度，閥門全開啟。
高參數旋轉啟閉的閥門結構與現有技術相比較，該結構集球閥、閘閥、旋塞閥三種閥門優點於一體，也是三種閥門互相「嫁接」、「雜交」的結果。該結構不但保留了球閥、旋塞閥流體阻力小，流向不受限止，開關迅速等優點，而且還採用了閘閥啟閉最省力的方法和機構，以及閘閥楔式密封的原理。
高參數旋轉啟閉的閥門結構與本人申請號為94109430.2的「高溫高壓球閥蝶閥」中金屬密封副撐開式球閥結構相比較，該結構不但保留了球閥圓形流道孔，流通能力大，密封副間形成間隙再旋轉，不咬結、不拉毛，均帶有洩壓裝置，能承受高溫高壓介質等優點外，而且該結構的整體式錐度旋塞體與高溫高壓球閥結構的帶斜面組合式球相比較，旋塞體更為簡單，更容易製造，可靠性更好，旋塞體比組合球直徑尺寸也大大減小，使閥體中腔直徑尺寸同時減小，容易帶有刮除密封面上粘附物的裝置，更適應泥漿、煤漿等帶顆粒性的介質。
發明的具體結構由以下的實施例及附圖結出

圖1是依據本發明提出的一種適用於高參數旋轉啟閉閥門及撐開式球閥、蝶閥的啟閉機構圖。
圖2是依據本發明提出的一種高參數旋轉啟閉的閥門處於全關閉位置的結構圖。
圖3是依據本發明提出的一種高參數旋轉啟閉的閥門處於關閉和開啟中間位置的結構圖。
圖4是依據本發明提出的一種高參數旋轉啟閉的閥門處於全開啟位置的結構圖。
下面結合圖1、圖2、圖3、圖4詳細說明依據本發明提出的具體結構細節及工作情況。
順時針轉動閥杆螺母(1)和單向傳遞扭矩的鋸齒形爪式離合器主動輪(2)在壓縮彈簧(3)的作用下，主動輪(2)上的鋸形齒爪與限位方銷(4)上的方身壓緊嚙合，帶動閥杆(5)旋塞體(6)在直角槽的橫槽中旋轉90度，通過限位方銷(4)兩端的圓柱表面與直角槽豎槽上端脫落斜角銷(7)上斜邊的作用，使脫落斜角銷(7)連同主動輪(2)上行脫落限位方銷(4)。這時的限位方銷(4)、旋塞體(6)已達到圖1和圖3的示意位置。主動輪(2)在壓縮彈簧(3)的作用下，只能帶動限位方銷(4)順時針旋轉90度後脫開，不能帶動限位方銷(4)逆時針旋轉。只能帶動脫落斜角銷(7)下行，不能帶動脫落斜角銷(7)旋轉。脫落斜角銷(7)，在限位方銷(4)的作用下，也只能帶動主動輪(2)上行脫開限位方銷(4)，不能隨主動輪(2)旋轉。當閥門處於圖1和圖3位置時，繼續旋轉閥杆螺母(1)，已經脫開主動輪(2)上鋸形齒爪的限位方銷(4)，在直角槽豎槽內下行，閥杆(5)和旋塞體(6)也同步下行，當旋塞體(6)下行楔緊閥體中腔圓錐孔中環形閥座(8)時，旋塞體(6)上的洩壓孔(9)也下行到環形閥座(8)外，處於圖2位置時，閥門全關閉。
逆時針旋轉閥杆螺母(1)帶動閥杆(5)、旋塞體(6)脫開環形閥座(8)上行，限位方銷(4)也只能在直角槽的豎槽內同步上行，當旋塞體(6)上的洩壓孔(9)進入環形閥座(8)內，開始洩壓，旋塞體(6)與環形閥座(8)密封面之間也已形成間隙，這時進出口兩端及閥體中腔壓力介質開始相通。當旋塞體(6)、閥杆(5)及限位方銷(4)繼續上行到最高位置時，單向傳遞扭矩的鋸齒形爪式離合器主動輪(2)雖然不能帶動限位方銷(4)逆時針旋轉，但是主動輪(2)和脫落斜角銷(7)一起限止了限位方銷(4)繼續上行，而且閥杆螺母(1)上的調節螺塞也阻止了閥杆(5)繼續上行。所以，閥杆(5)、旋塞體(6)、限位方銷(4)連同主動輪(2)隨閥杆螺母(1)一起逆時針旋轉90度，處於圖4位置時，閥門全開啟。
利用該結構既可設計、製造高參數旋轉啟閉閥門系列新產品，也可以按現有旋塞閥、球閥、閘閥、截止閥的要求，設計製造取代產品。
權利要求
1.高參數旋轉啟閉閥門結構的旋塞體，先順時針旋轉90度後，再下行楔緊環形閥座，洩壓通道錯位密封，閥門全關閉；旋塞體先上行，洩壓通道相通，使旋塞體與環形閥座之間形成間隙後，再逆時針旋轉90度，閥門全開啟，其特徵是A、所述旋塞體上帶有洩壓的通道，B、所述環形閥座上帶有促使閥座密封表面能貼緊旋塞體密封表面的彈性、浮動結構，C、所述旋塞體與環形閥座及閥體流道通孔，均為圓形道孔。
2.根據權利要求1所述的高參數旋轉啟閉閥門及撐開式球閥、蝶閥的啟閉機構特徵在於閥門支架中間裝有與閥杆螺母同步旋轉，只能順時針單方向傳遞扭矩的離合器，離合器主動輪為鋸齒形爪式輪，從動輪(限位方銷)固定在閥杆上，並與閥杆同步旋轉，或上、下運行，閥門支架上還有橫豎90度相交，橫向旋轉90度的直角槽，限位方銷按直角槽軌跡橫向90度旋轉，或上、下運行，使啟閉機構實現順時針連續轉動閥杆螺母，閥門即可全關閉，逆時針連續轉動閥杆螺母，閥門即可全開啟的啟閉全過程。
3.根據權利要求1所述高參數旋轉啟閉閥門結構的特徵在於閥體中腔圓錐孔上和旋塞體上帶有刮除密封面之間粘附物的裝置。
全文摘要
高參數旋轉啟閉閥門結構的旋塞體(1)在閥杆(2)帶動下，按直角槽軌跡順時針旋轉90度後下行，楔緊環形閥座(3)，這時洩壓孔(4)也已下行到環形閥座(3)外，閥門全關閉。旋塞體(1)脫開環形閥座(3)上行，洩壓孔(4)進入環形閥座(3)內，開始洩壓，密封副之間也有了間隙，進出口壓力介質相通，逆時針旋轉90度，閥門全開啟。
文檔編號F16K5/02GK1114024SQ9410718
公開日1995年12月27日 申請日期1994年6月9日 優先權日1994年6月9日
發明者王加新 申請人:王加新