雙旋塞閥的製作方法
2023-10-08 21:08:54 5
專利名稱：雙旋塞閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於控制多股流體通路的一種新型旋塞閥，它能對互不相通的多股流體通路進行多種連通狀態的切換，能使流體輸送系統中需要同時進行切換的許多條管路的操作，用這樣一個閥門的一次動作來完成，並且這些管路可以在數種連通狀態之間進行切換。
背景技術：
在科研及生產設備的流體輸送系統中，許多場合都需要對數條管路同步進行切換。在1985年以前任何閥門都只能對一條管路進行控制，因此對數條管路的同步切換根本無法實現，這在美國專利US4,108,207中已有描述。在任何裝置中閥門多不僅操作繁瑣，也極易發生誤操作。1985年本申請人在中國專利CN85103570中提供了分別用球體、圓柱體和圓錐體作閥塞的三種結構形成的多通路切換閥，改變了一隻閥門只能控制一條管路的狀況，實現了由一隻閥門對多條管路的同步控制，其產品在鞍山鋼鐵公司、首都鋼鐵公司、齊魯石化公司、燕山石化公司、天津鹼廠、北京熱電廠等等大型企業中使用都獲得了成功；並通過了部級鑑定。但是二十餘年的實踐顯示，這幾種結構形式的多通路閥在有些特定的使用場合下也還有其不足的地方。例如，為了替代世界各國在測量與自動調節系統中大量使用的三閥組(國外叫做三閥歧管閥，見圖1)，先後設計了用球體作閥塞的單閥歧管閥(見圖2)和用圓錐體作閥塞的旋塞歧管閥(見圖3)。從圖2可以看到，在單閥歧管閥上，兩個進口接管咀和兩個出口接管咀分別位於上下閥體上，不在同一平面之內，而三閥組的兩個進口接管咀和兩個出口接管咀都是位於同一平面之內的，因此要用單閥歧管閥去換下在用設備上的三閥組時就必需移動一下與三閥組連接的儀表(差壓變送器)，也就是說單閥歧管閥與三閥組的互換性還不夠好。從圖3可看到，旋塞歧管閥雖然與三閥組的互換性很好，但由於其閥體內錐形閥腔的長細比太大，並且是盲孔，對於閥體的鑄造和錐形閥腔內工程塑料襯套的澆注在工藝上都有較大難度。
圖4所示是用差壓變送器⑥與三閥組⑦配合在一起，測量管道⑨中流體流量的測量系統圖。圖中的負壓閥⑩、正壓閥⑧和平衡閥⑤三者是完全相同的三個截止閥。由於差壓變送器⑥必須同時有這三個閥門一起配合使用，所以現在世界各國幾乎全都把這三個閥門的閥體做成一體，使這三個閥門聯成一組⑦(如圖中虛線所圈起的那樣)，故取名為三閥組。三閥組⑦的閥體上共有四個接管咀，同四條引壓管①②③④相連接。三閥組中三個閥門在操作上仍然是各自獨立的，故三閥組有三個操作手柄。在這套測量系統中差壓變送器共有三種工況停表、調零和投表，與此對應三閥組的三種工況是a)停表——正壓閥⑧和負壓閥⑩關閉，平衡閥⑤開啟，使引壓管①④與差壓變送器⑥的連通被隔斷，引壓管②③相連通；b)調零——負壓閥⑩關閉，正壓閥⑧和平衡閥⑤開啟，使引壓管②⑧④相連通，以使差壓變送器的正負壓室同時接受管路⑨內孔板前的介質壓力c)投表——平衡閥⑤關閉，正壓閥⑧和負壓閥⑩開啟，使引壓管①和②③和④兩兩相通，以使差壓變送器的測量元件感受孔板前後的壓差，對管路⑨中流體的流量進行測量。自然差壓變送器三種工況之間的切換會有六種情形停表一調零、停表一投表、調零一投表、調零一停表、投表一調零、投表一停表，於是對應這六種情形，三閥組中三個閥門就要按六種不同的順序進行操作，所以在差壓變送器的工況切換過程中，三閥組的操作必然很繁鎖，並且容易發生誤操作。
發明內容
本發明的目的是提供一種能同時對數條進口管路和數條出口管路彼此之間進行多種連通狀態切換的新結構形式的多通路切換閥，並解決CN85103570專利所提供的多通路切換閥在某些特定場合技術上所存在的不足，豐富多通路閥門的品種。
本發明的雙旋塞閥，包括閥體、兩個圓錐形閥塞、襯套、閥杆以及同閥杆相連的驅動裝置，閥體內的孔與外接管路相連，轉動到位的閥塞的通道和閥體內相應的孔對準。
閥體是整個閥門各零件的支承殼體，外接被切換的數條進口管路和數條出口管路，閥體上具有與被切換管路相接的接管咀。與閥體內錐形閥腔表面牢固連結著的錐形工程塑料襯套即為閥座。兩個圓錐形閥塞分為上閥塞和下閥塞，上下兩閥塞的錐頂相對，上閥塞的下端與下閥塞的上端相互連接，以保證上下閥塞一起由一個驅動裝置驅動，在兩個閥塞上通過打孔或開槽、或既打孔又開槽構成閥塞上的通道，上閥塞上的通道與下閥塞上的通道之間至少各有一條互不相通，以便使該閥門至少在一個工況下能至少使兩股流體管路互不相通地穿過。不在同一閥塞上的通道之間至少各有一條互不相通，並且至少各有一條通道相互連通。閥塞中通道的設置要同幾種切換狀態的要求相適應，以便使多股流體通路同步地切換到預定的連通狀態，閥杆的下端與上閥塞的上端連為一體，其上端與驅動裝置相連，驅動方式可以採用手動、電動、氣動和液動等方式。閥塞由上下端蓋保持在錐形閥腔內而使上下閥塞的錐面與襯套保持緊密配合，且在上下端蓋與上下閥塞之間分別布置有墊片。所述閥杆穿過上端蓋中的孔而與上閥塞相連。所述襯套由具有自潤滑性、耐高低溫、耐腐蝕、抗輻射等性能的工程塑料製成。所述墊片與襯套可由同樣的材料製成。
世界各國都廣泛地把差壓變送器、三閥組及節流裝置(孔板)三者配合在一起，在測量和自動化系統中，用來連續測量液體、氣體或蒸汽的流量、壓力、差壓、負壓以及開口或受壓容器內液體的液位、比重、密度和兩種不同比重液體的分界面等等，所以三閥組是一個用量很大的產品。下邊就以用來取代三閥組的雙旋塞閥為例對雙旋塞閥作一詳細說明。
本發明的各主要零件其特點和優點通過以下說明以及附圖將更為明了。
圖1是現有技術中的三閥組的結構圖。
圖2是現有技術中的單閥歧管閥的結構圖。
圖3是現有技術中的旋塞歧管閥的結構圖。
圖4是使用差壓變送器和三閥組的現有技術中流體流量測量系統簡圖。
圖5是本發明用於取代三閥組場合的雙旋塞閥設計圖。
圖6是用於取代三閥組的本發明雙旋塞閥在三種工況下的剖面簡圖。
具體實施例方式
雙旋塞閥按照具體使用要求可以設計成多種形式，根據需要用它切換的流體股數的多少，可以通過設計使它具有不同數目的進口和出口，進口和出口的數目可以相同，也可以不同，但進口和出口的數目都不少於兩個。轉動閥塞可使至少兩條進口管路和至少兩條出口管路之間的連通狀態進行切換。另外，根據被切換的多股流體通路需要有幾種連通狀態，所設計的雙旋塞閥就應當具有幾個工位。為了便於說明，下邊就以用於取代三閥組的雙旋塞閥為例，詳細說明雙旋塞閥的工作原理。
圖5是用於取代三閥組的本發明雙旋塞閥的設計圖。圖中的附圖標記所指示的部件如下1閥體；2上閥塞；3襯套；4上端蓋；5驅動裝置；6防松墊片；7螺帽；8墊片；9下閥塞；10下端蓋；11墊片。閥體1右側的外接管咀為進口接管咀，其中，右側上邊的接管咀連接孔板前的管腔，右側下邊的接管咀連接孔板後的管腔。閥體1左側的外接管咀為出口接管咀，其中，左側上邊的接管咀連接差壓變送器的正壓室，下邊的接管咀連接差壓變送器的負壓室。本發明並不僅限於此。錐形的上閥塞2與閥杆一體形成，閥杆與驅動裝置5通過螺帽7連接在一起，在驅動裝置5和螺帽7之間布置有防松墊片6。當然也可採用其他連接方式。襯套3由具有自潤滑性、耐高低溫、耐腐蝕、抗輻射等性能的工程塑料製成。襯套3牢固地固定在閥體1的錐形內腔上且與內腔的形狀相一致，並且在襯套3上製作有與進口通道和出口通道相連通的孔。錐形的下閥塞9與上閥塞2插接在一起且二者的錐頂相對布置。驅動裝置5通過閥杆帶動上閥塞2和下閥塞9一起按指定的方向和角度旋轉以改變工位。上下閥塞2、9由上端蓋4和下端蓋10保持在錐形閥腔內，且在上端蓋4與上閥塞2之間及下端蓋10和下閥塞9之間分別布置有墊片8、11，墊片8、11與襯套3可由相同的材料製成。所述閥塞可樞轉地布置在上下端蓋中，閥杆穿過上端蓋4中的孔而與上閥塞2相連。
雙旋塞閥與三閥組的外接尺寸可完全相同，這樣，在單閥歧管閥上存在的與三閥組互換性不夠好的問題在雙旋塞閥上不存在了。
對照圖3和圖5可以看到兩點第一，雙旋塞閥的閥塞相當於把旋塞歧管閥的閥塞一截而二，由一個高度較大的圓錐體變成了兩個高度較小的園錐體，因此旋塞歧管閥上錐形閥腔長細比太大的問題在雙旋塞閥上不存在了，而雙旋塞閥的閥腔是通孔，在旋塞歧管閥上閥腔是盲孔的問題，在雙旋塞閥上也不存在了。這樣以來，雙旋塞閥閥體的鑄造以及閥腔內塑料襯套的澆注工藝都變簡單了。第二，在旋塞歧管閥的一個閥塞上有兩股流體通過，要保證這兩股流體既無外漏又無相互滲漏，則必須使一個高度較大的圓錐形閥塞的錐面處處都與襯套密合好，而在雙旋塞閥的每一個閥塞上都只有一股流體通過，因此要保證這兩股流體既無外漏又無相互滲漏，只須每個高度較小的圓錐形閥塞的錐面處處都與襯套密合好就行了，這就使雙旋塞閥的加工以及安裝調試都比旋塞歧管閥容易許多。
圖6是用於取代三閥組的雙旋塞閥對應於差壓變送器停表、調零及投表三種狀態的三個工位的剖視圖。圖6a為對應於差壓變送器停表的工位，引壓管①④之間以及它們與差壓變送器的連通被上下閥塞隔斷，引壓管②⑧通過上下閥塞錐面上的溝槽以及上下閥塞插接部位的環腔相連通，使差壓變送器的正負壓室壓力平衡，讓差壓變送器的測量元件在長期停用的情況下無負荷，以延長其使用壽命；圖6b為對應於差壓變送器調零的工位，引壓管①②⑧通過上下閥塞錐面上的溝槽以及上下閥塞插接部位的環腔相連通，使差壓變送器的正負壓室同時接受管路⑨內孔板前方的介質壓力，在正負壓室壓力平衡在介質工作壓力的狀態下調整其零位；圖6c為對應於差壓變送器投表的工位，引壓管①和②通過上閥塞內的通孔相連通，使差壓變送器的正壓室與管路⑨中孔板前的管腔相連通，同時引壓管③和④通過下閥塞內的通孔相連通，使差壓變送器的負壓室與管路⑨中孔板後的管腔相連通，讓差壓變送器的測量元件感受孔板前後的差壓。雙旋塞閥三個工位之間的切換隻需扭動手柄輪轉一個≤120度的轉角即可完成，既簡便又不會發生誤操作。
本發明的益處用雙旋塞閥取代三閥組帶來了如下好處第一，在切換引壓管①②③④之間呈指定連通狀態的過程中，操作簡化了，由原來差壓變送器每次改變狀態必須操作三閥組的幾個閥門變為只操作一個雙旋塞閥；第二，用三閥組切換引壓管④②③④之間達到指定連通狀態的過程中，不同工況之間的切換要按不同的順序操作三閥組上的三個閥門，容易發生誤操作，而在雙旋塞閥上三個工位在手柄上標出了其特定的位置，只需扭動手柄轉過一個不大於120度的角度，杜絕了誤操作事故的發生；第三，用三閥組切換引壓管①②③④之間的連通狀態，由一種工況到另一種工況需要幾次啟閉三閥組上的閥門，而其每個閥門的啟閉都需扭動手柄轉許多圈，操作時間長，而用雙旋塞閥改變工況。只需扭動手柄轉一下就完成了，操作時間短(約0.4秒)，實現了快速切換；第四、用三閥組切換引壓管①②③④之間達到指定的連通狀態，因需要分別操作三閥組上的幾個閥門改變其啟閉狀態，所以無法做到同步，而用雙旋塞閥切換四條引壓管的連通狀態是在同一瞬間同步達到的；第五，雙旋塞閥的密封副為金屬對工程塑料，不同於三閥組的密封副為金屬對金屬，所以雙旋塞閥的使用壽命遠長於三閥組。
用於取代三閥組的雙旋塞閥由於需要用它控制的管路數目小，所需要的管路連通狀態也不複雜，但通過對它的說明，對雙旋塞閥可以歸納出如下四點1、雙旋塞閥能同步地切換數條互不相通的流體輸送管路呈幾種連通狀態。
2、需要雙旋塞閥給數條管路提供幾種連通狀態，則雙旋塞閥就應具備幾種工況，每一工況都要求在雙旋塞上按照管路連通狀態的相應要求來設置通道。
3、與雙旋塞閥連接的進口管與出口管的數目可以相等，也可以不等，但進口管和出口管同時都至少有兩條。
4、雙旋塞閥能減少管路系統中閥門的數量，降低設備造價，簡化系統操作，杜絕誤操作事故的發生。
權利要求
1.一種雙旋塞閥，包括閥體、圓錐形閥塞、布置在閥體腔內的襯套、與閥塞相連的閥杆以及驅動裝置，閥體上的孔與外接的進口管路和出口管路相連，轉動到位的閥塞的通道和閥體上相應的孔對準，其特徵在於在閥門的閥體內裝有兩個錐頂對置的所述圓錐形閥塞，在兩個閥塞上分別設置有若干條通道，所述兩個圓錐形閥塞相互連接而由同一個驅動裝置通過閥杆驅動。
2.根據權利要求1所述的雙旋塞閥，其特徵在於不在同一閥塞上的通道之間至少各有一條互不相通，並且至少各有一條通道相互連通。
3.根據權利要求1所述的雙旋塞閥，其特徵在於所述進口管路與出口管路的數目相等。
4.根據權利要求1所述的雙旋塞閥，其特徵在於所述進口管路與出口管路的數目不相等。
5.根據權利要求1、3、4之一所述的雙旋塞閥，其特徵在於所述進口管路與所述出口管路均至少為兩條。
6.根據權利要求1所述的雙旋塞閥，其特徵在於所述襯套由自潤滑、耐高低溫、耐腐蝕、抗輻射的塑料製成。
全文摘要
本發明是一種用於控制多股流體通路的新型旋塞閥，它有兩個錐頂對置的圓錐形閥塞，所述閥塞相連且由同一個驅動裝置驅動。在兩個閥塞上分別設置有若干條通道，不在同一閥塞上的通道之間至少各有一條互不相通，並且至少各有一條相互連通。所述通道與數條進口管路和數條出口管路相連接，可以在流體輸送系統中取代若干個現有的閥門，對多股流體通路同步地進行切換。
文檔編號F16K11/083GK1851301SQ20061008155
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月26日 優先權日2006年5月26日
發明者姜瀛洲 申請人:姜瀛洲