微力控制閥門的製作方法

2023-10-26 08:47:57 2

專利名稱：微力控制閥門的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種閥門，特別是一種微力控制閥門。
目前工業上廣泛使用的閘板閥、截止閥及球閥已有200多年的歷史，它們普遍存在質量問題，其根源不是製造質量問題，而是閥門設計本身存在一些不合理因素，最終導至閥門出現各種缺陷，例如磨損、洩漏、壽命短等。特別是高參數閥門，由於閥門力學分布不合理，不可避免的導致摩擦、摩損、局部壓應力過大，開關操縱困難，使閥門過早的損壞，喪失使用功能，給工業生產帶來巨大的經濟損失，並且對人的生命安全存在潛在危險。中國專利局CN93106600.X提出了一種設計方案，在一定情況下解決了開啟、關閉閥門驅動力過大的問題，但該技術方案同時存在一些不能克服的問題一是該沒計靠膠圈密封金屬漲圈密封。該種密封結構缺點是不耐高溫、高壓，在較高壓力條件下，就會出現明顯洩漏。二是該設計的驅動力為靠彈簧復位和靠楔體，開啟閥門該種設計的缺點是彈簧在高溫、高壓易產生疲勞，使彈簧力降低，影響閥體的壽命，楔體在大型閥體上為了達到使用目的必須製成較大體積的楔體，使用時十分不方便、笨重，由於楔體是在閥體一端進入閥體的，會對閥體的主要部件產生傾覆力矩，使閥芯之間產生摩擦或卡住，減少閥門使用壽命或使閥門報廢。三是該設計沒有逆向密封結構，當介質產生倒流時，閥體會出現洩漏現象，甚至將閥體損壞。
本發明的目的是提供一種驅動機構簡單、靈活，密封性能好且具有雙向密封結構的微力控制閥。
本發明的目的是這樣實現的本發明一種微力控制閥，其殼體兩端固定著左法蘭和右法蘭，殼體內有一個圓筒形定閥芯，定閥芯與左、右法蘭固定連接，定閥芯內壁沿軸向上帶有多個通孔，通孔中間有一個垂直於定閥芯內壁的隔板，當閥門關閉時，隔板與通孔以及定閥芯內壁形成密封狀態，在定閥芯外徑上有與定閥芯滑動配合的動閥芯，定閥芯外徑與動閥芯內徑形成一個環形腔，定閥芯外徑為一個變徑結構，該變徑結構位於當閥體處於關閉狀態時，環形腔內靠近定閥芯介質出口段，該段定閥芯處外徑相對定閥芯右段外徑產生一個圓柱狀凸臺，在動閥芯閥體上帶有密封件，定閥芯外徑與殼體內以及兩端的法蘭行成一個全密封的二次密封腔，該二次密封腔內帶有一個蝸輪螺母傳動裝置，即動閥芯外徑上帶有外螺紋，該螺紋上套裝著蝸輪螺母，螺母外徑為蝸輪齒形，並與蝸杆嚙合，殼體內壁帶有一個與蝸輪螺母配合的限位槽。
本發明設計的環形腔結構，使閥門始終處於一種關閉趨勢，並且使用微力就能夠開啟或關閉閥門，其結構原理是，由於定閥芯靠近出口端存在一個圓柱狀凸臺，使得環形腔內動閥芯靠近閥體出口的端面面積小於動閥芯入口端的端面面積，由於介質壓力在環形腔內是一個相同值，所以動閥芯內右端所受的壓力大於其左端受到壓力，這個壓力為兩端面面積之差乘以壓強。因此只要克服這個面積差產生的一個微力就可以開啟閥門。本發明的二次密封腔結構，保證本發明在高溫高壓狀態下不洩漏，使閥門的性能更加優異可靠。本發明的蝸輪螺母傳動裝置，防止了由於楔體產生傾覆力矩使閥芯產生摩損的現象，並能調節閥門內介質的流量和壓力。由於該驅動裝置的結構合理，使閥門的加工工藝變得更為合理簡單，普通的冷加工工具機就可加工製造閥門，並由於該驅動裝置使得閥門的整體體積變小，並且開關自如、靈活，使用壽命長。本發明另一個結構特點就是具有雙向密封性能，在使用過程中，當閥門關閉後會出現介質倒流的狀況，產生倒壓，本發明利用倒密封腔，將壓力作用在動閥芯形成的圓柱臺階上，使動閥芯與定閥芯的配合斜面相作用，本發明通過控制截面比壓，防止了介質倒流現象的產生，同時也保護了閥芯，延長了閥門的使用壽命。本發明創造可以採用密封環槽分別與金屬彈性密封圈和彈簧管配合，形成兩次密封。本發明創造的二次密封結構還可以通過三、六瓣密封圈或漲圈再與密封法蘭構成，二次密封結構有效地防止了閥門洩漏，二次密封結構外層的二次密封腔又對密封做了進一步的補充，使本發明創造在高溫、高壓條件下，密封效果顯得更為優良。本發明創造具有合理的內部力學分布，解決了目前閥門存在的局部壓應力過大，使密封面不可避免產生摩損，發生洩漏現象，本發明創造有效的克服閥門開關操縱力過大，使閥門過早損壞，喪失使用功能這一缺陷。由於體積較小，適於特殊環境下的要求，例如水下潛艇、化工設備管路、電站設備管路節約了空間，方便操作。


圖1為本發明實施例1結構主視圖的半剖視圖；圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為本發明實施例2結構主視圖的半剖視圖；圖4為本發明實施例3結構主視圖的半剖視圖；圖5為圖4的B-B剖視圖。
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳述。
如圖1所示的本發明，其殼體1兩端通過焊接固定著左法蘭2和右法蘭3，殼體1內有一圓筒形定閥芯4，定閥芯與左、右法蘭通過焊接固定連接，定閥芯4內壁沿軸向帶有多個通孔5，在通孔5中間，有一個垂直於定閥芯內壁的隔板6，隔板6將定閥芯4密封分割成兩部分，在定閥芯4外徑上有與定閥芯4滑動配合的動閥芯7，定閥芯4外徑與動閥芯7內徑形成一個環形腔8，定閥芯外徑為一個變徑結構，該變徑結構位於當閥體處於關閉狀態時，環形腔8內左端靠近定閥芯4出口段，該段定閥芯4外徑較定閥芯4右段外徑產生一個圓柱凸臺9，在動閥芯7上帶有密封件，以上結構表明，圓柱狀凸臺9的作用之一就是當閥門處於關閉狀態時，使得環形腔8內動閥芯左端面面積，小於動閥芯內右端面面積，因此只要一個微力就可以開啟閥門。如圖1所示的本發明在動閥芯上帶有密封件，在本實施例中，所述的密封件為在動閥芯兩段內徑分別與定閥芯滑動配合的密封環槽20，在密封環槽20兩端，本發明又增加了二次密封裝置，它是在閥體右法蘭3內端面上固定一個金屬彈性密封圈21，該密封圈套裝在定閥芯4上，在動閥芯7左端面上固定著彈簧管22，彈簧管22另一端連接密封板23，密封板23內徑與定閥芯4滑動配合。如圖1所示，定閥芯7外經與殼體1內壁以及兩端法蘭形成一個全密封的二次密封腔10。由於二次密封腔的設計，保證了本發明的密封效果，使得本發明在高溫、高壓狀態下不洩漏。如圖2所示在二次密封腔10內帶有一個蝸杆12與蝸輪螺母11傳動裝置，即動閥芯7外徑上帶有外螺紋，該螺紋上套裝著蝸輪螺母11，蝸輪螺母11外徑為蝸輪齒形，並與一個蝸杆12嚙合。驅動力由蝸杆傳遞給蝸輪螺母11，由於殼體1內壁帶有與蝸輪螺母11配合的限位槽13當蝸輪螺母轉動時，就會迫使動閥芯7沿軸嚮往復移動完成開啟，或關閉或達到調節閥門介質流量目的。當動閥芯7向左移動時，環形腔8就會越過隔板6，介質就會從隔板6右側通孔5進入環形腔8，再通過環形腔8進入隔板6左側通孔，再從左法蘭2端輸出，此時閥門開啟，反之蝸輪螺母傳動裝置也會帶動動閥芯退回到關閉狀態。如圖1所示的動閥芯7由兩部分構成，一部分是帶有外螺紋的右動閥芯14，另一部分為與右動閥芯14固定連接的左動閥芯15，左動閥芯15上固定著定位銷16，定位銷16另一端位於殼體1上平行於軸向的滑道內，左動閥芯15與定閥芯4圓柱狀凸臺9形成一個與軸向成傾角的配合斜面17，且左動閥芯15與定閥芯圓柱狀凸臺9左端面以及定閥芯4外徑形成一個倒密封腔19，該腔右側的左動閥芯15內徑比左動閥芯其它部分的內徑小，形成一個圓柱臺階18。這一結構的特點是防止倒壓產生時對閥門的損壞或洩漏情況的產生。當有倒壓產生時，壓力從定閥芯內壁通過隔板6左端進入到倒壓腔19，此時倒壓腔19由於左段截面積小於右段截面積，因此造成動閥芯7具有向右移動的趨勢，使左動閥芯15與定閥芯4圓柱狀凸臺形成的斜面產生一個比壓，達到自動密封並實現雙向密封的目的。
實施例2
如圖3所示的本發明，它與實施例1不同之處在於它由三、六瓣密封圈26或漲圈與密封法蘭形成二次密封裝置。具體結構如下動閥芯7兩端分別與左密封法蘭24和右密封法蘭25形成兩個環形腔，左密封法蘭和右密封法蘭25內徑均與定閥芯4滑動配合，且均與動閥芯7兩端連接，在兩個環形腔內均有三、六瓣密封圈26或漲圈。三、六瓣密封和漲圈密封均為常規技術，現提供兩處已有技術出處化學工業出版社1989年10月第1版，1993年第3次印刷的《化工機械手冊》，其中的《通用零部件和化工機器的維護檢修》分冊，第156-161頁提供了三、六瓣金屬填料密封結構。
化學工業出版社1979年10月出版的《機械設計手冊》第二版上冊，第二分冊，第1214頁，提供了關於環形密封槽(Q/ZB136-73)結構。
本實施例中的其它結構與實施例1相同，在這裡不再重述。
實施例3如圖4、圖5所示，本實施例為本發明的一個特例，其主要結構特徵與實施例1不同之處是二次密封腔與環形密封腔合二為一，且滑動閥芯為一個整體結構，在滑動閥芯左端固定著密封法蘭，在該密封法蘭與滑動閥芯形成的環腔內帶有密封腔，密封腔內有密封件27。本實施例適於壓力較小情況下使用，本實施例其它結構與實施例1相同，這裡不再重述。
權利要求
1.一種微力控制閥，其殼體(1)兩端固定著左法蘭(2)和右法蘭(3)，殼體內有一圓筒形定閥芯(4)，定閥芯(4)與左、右法蘭固定連接，定閥芯(4)壁上沿軸向帶有多個通孔(5)，在通孔(5)中間，有一個垂直於定閥芯內壁的隔板(6)，隔板(6)將定閥芯(4)密封分割成兩部分，在定閥芯(4)外徑上有與定閥芯(4)滑動配合的動閥芯(7)，其特徵是定閥芯(4)外徑與動閥芯(7)內徑形成一個環形腔(8)，定閥芯外徑為一個變徑結構，該變徑結構位於當閥體處於關閉狀態時，環形腔(8)靠近定閥芯(4)出口端，該段定閥芯(4)外徑較定閥芯(4)右段外徑產生一個圓柱凸臺(9)，在動閥芯(7)上設有密封件，定閥芯(4)外徑與殼體(1)內壁以及兩端的法蘭形成一個全密封的二次密封腔(10)，該二次密封腔(10)內帶有一個蝸輪螺母傳動裝置，即動閥芯(7)外徑上帶有外螺紋，該螺紋上套裝著蝸輪螺母(11)，蝸輪螺母(11)外徑為蝸輪齒形，並與一個蝸杆(12)嚙合，殼體(1)內壁帶有與蝸輪螺母配合的限位槽(13)
2.根據權利要求1所述的一種微力控制閥，其特徵是所述的動閥芯(7)分為兩部分，一部分帶有外螺紋的右動閥芯(14)，另一部分為與右動閥芯(14)固定連接的左動閥芯(15)，左動閥芯(15)上固定著定位銷(16)，定位銷(16)另一端位於殼體(1)上平行於軸向的滑道內，左動閥芯(15)右端內斜面與定閥芯(4)圓柱狀凸臺(9)形成一個與軸向成傾角的配合斜面(17)，且左動閥芯(15)與定閥芯圓柱狀凸臺(9)左端面以及定閥芯(4)外徑形成一個倒密封腔(19)，該腔右側的左動閥芯(15)內徑比左動閥芯其它部分的內徑小，形成一個內圓柱臺階(18)。
3.根據權利要求1或2所述的一種微力控制閥，其特徵是所述的動閥芯(7)上的密封件為在動閥芯兩端分別有與定閥芯(4)滑動配合的槽(20)，在閥體右法蘭(3)左端面上固定一個金屬彈性密封圈(21)，該密封圈裝在定閥芯(4)上，在動閥芯(7)左端面上固定著彈簧管(22)，彈簧管(22)另一端連接密封板(23)，密封板(23)內徑與定閥芯(4)滑動配合。
4.根據權利要求1或2所述的一種微力控制閥，其特徵是所述的動閥芯(7)兩端分別與左密封法蘭(24)和右密封法蘭(25)形成兩個環形腔，左密封法蘭(24)與右密封法蘭(25)內徑均與定閥芯(4)滑動配合，且均與動閥芯(7)兩端連接，在兩個環形腔內均有三、六瓣密封圖(26)或漲圈。
全文摘要
本發明涉及一種微力控制閥門，其殼體兩端固定著左、右法蘭，殼體內有一定閥芯，其外徑上套裝著動法芯，定閥芯外徑與動閥芯內徑形成一個環形腔，定閥芯外徑與殼體內壁以及兩端的法蘭形成一個全密封腔，該二次密封腔內帶有一個蝸輪螺母傳動裝置，本發明以微力即能開啟閥門，並且有二次密封結構以及二次密封腔，保證閥門在高溫、高壓下不洩漏，本發明具有合理的驅動裝置，並具有雙向密封功能，廣泛適於各種高溫、高壓環境中。
文檔編號F16K31/53GK1162709SQ9610318
公開日1997年10月22日 申請日期1996年4月18日 優先權日1996年4月18日
發明者李研經 申請人:李研經