自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥的製作方法

2023-05-02 02:11:46

專利名稱：自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種截止閥，尤其是一種適用於高壓大口徑的自平衡套筒式閥芯暗杆
截止閥。
背景技術：
在高壓管路系統中，對於口徑稍大的截止閥，控制其開啟與關閉需要另加一套龐 大的執行裝置，使閥門的成本增高、能耗變大， 為了解決上述技術問題，人們已經作了以下一些技術改進，例如 中國實用新型專利CN2072176U公布的小壓差式高壓、超高壓液壓截止閥，由閥芯
及閥體直接定位並與閥蓋共同構成平衡室，閥芯中心有一較大的下部為正錐形圓孔，油流
由圓孔進入平衡室，啟閉過程中大大減少了介質通過時產生的壓力損失，使閥芯兩端小壓
差變化不大，向下的小壓差又使閥芯有關閉的趨勢，密封更可靠，並且操縱力、重量均可降
低一半。該閥的主要缺點是由於其閥芯結構的限制，該閥門很難用於大口徑的管路系統；
閥門在啟閉過程中，仍需克服閥杆截面積所受液體壓力，而對於高壓管路系統中的閥門來
說，這個力是很大的，可見其節能效果不明顯。 中國實用新型專利CN2140999Y公布的一種柱塞閥，其密封是密封環在外力的作 用下變形，使之與柱塞之間形成緊密的配合層，密封性能可靠。該柱塞閥設有壓力平衡機 構，啟閉靈活。閥門全開啟或截流時不受介質衝刷，密封面受到保護，既可截止又可進行流 量調節。本閥門的主要缺點是雖然沒有介質的衝刷作用，但是每次啟閉閥門，節流孔邊緣 經過密封環時，會對密封環產生切削，降低使用壽命。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種適用於大口徑高壓管路系統中的、密封可 靠、節能降耗效果明顯的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥。 為了解決上述技術問題，本發明提供一種自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，包括閥 蓋以及設有閥前空腔和閥後空腔的閥體，閥前空腔和閥後空腔之間設置通道；在閥後空腔 內設有上下密封滑動相連的導向套和內設通道的套筒式閥芯，套筒式閥芯的底端用於阻斷 通道，導向套與閥體密封地固定相連，提升組件與套筒式閥芯相連；位於閥體上方的閥蓋與 閥體密封相連。 作為本發明的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥的改進提升組件包括通過轉動軸承 進行定位的閥杆，閥杆的下端設有外螺紋，位於套筒式閥芯通道內的牽引盤一端與閥杆的 下端螺紋相連、另一端與套筒式閥芯固定相連。
作為本發明的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥的進一步改進套筒式閥芯套裝在導 向套內，導向套的內表面設有導向槽，套筒式閥芯的外表面設有與導向槽相配合的導向鍵。
作為本發明的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥的進一步改進通道上設有密封環， 套筒式閥芯的底端依靠密封環阻斷通道。
作為本發明的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥的進一步改進用於密封的膜片的一 部分位於閥體和閥蓋之間，膜片的另一部分覆蓋在導向套的頂端和套筒式閥芯的頂端；且 膜片與套筒式閥芯的頂端固定相連。 作為本發明的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥的進一步改進導向套上設有與閥後 空腔相連通的通孔。 作為本發明的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥的進一步改進牽引盤包括內設內螺 紋的圓盤和牽引杆，圓盤的內螺紋與閥杆下端的外螺紋相吻合，圓盤與閥杆的下端螺紋相 連；牽引杆的一端與圓盤固定相連、另一端與套筒式閥芯的內表面固定相連。
本發明的有益效果是 本發明的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，獨特的套筒式閥芯結構，可抵消啟閉過 程中高壓液體作用在套筒式閥芯上的力，即使是對於大口徑的截止閥，啟閉力也很小，因此 只需要小功率的電動閥即可有效實現閥門的啟閉。密封環、膜片與密封填料的存在，保證了 閥門密封的可靠性，防止閥門洩漏，即使管道內液體有壓力波動，套筒式閥芯也不會上下跳 動，穩定性高。閥門開啟過程中，套筒式閥芯不會對密封環有切削作用，從而延長了密封環 的使用壽命。本發明所設計的暗杆結構，使得此截止閥工作時的總高度保持不變，安裝空間 小。本發明特別適用於高壓大口徑管路系統中，密封可靠、節能效果顯著、閥門成本低、安全 性高。 綜上所述，本發明的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥適用於大口徑的高壓管路系 統，且能節省閥門成本、降低能耗。


下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細說明。
圖1是本發明的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥的主視剖視示意圖；
圖2是圖1中A部的局部放大示意圖；
圖3是圖1中B-B剖的局部仰視放大示意圖； 圖中1、密封環；2、套筒式閥芯；3、導向鍵；4、導向槽；5、導向套；6、膜片；7、閥 蓋；8、壓蓋；9、頂蓋；10、閥杆；111、上軸承；112、下軸承；12、凸肩；13、壓板；14、通孔；15、 牽引盤；16、底端；17、牽引杆；18、圓盤；19、驅動機構；20、密封填料；31、閥前空腔；32、閥
後空腔；33、閥體；34、通道；35、中法蘭。
具體實施例方式
圖1 圖3結合給出了一種自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，包括內設空腔的閥蓋7 以及閥體33，閥體33內設有閥前空腔31和閥後空腔32，閥前空腔31和閥後空腔32依靠 通道34相連通；通道34上設有密封環1。在閥後空腔32內分別設有導向套5和套筒式閥 芯2，導向套5與閥體33的中法蘭35固定相連；導向套5內設有通道，套筒式閥芯2套裝 在導向套5的通道內。導向套5的內表面(即導向套5通道的表面)設有導向槽4，套筒 式閥芯2的外表面設有與導向槽4相配合的導向鍵3 ;依靠相互配合的導向槽4和導向鍵 3，套筒式閥芯2隻能沿著導向套5作上下滑動，而不能產生轉動。套筒式閥芯2內設通道 (即套筒式閥芯2僅由側壁圍合而成)，當套筒式閥芯2的底端16 (即套筒式閥芯2側壁的底端)下落到密封環1上時，套筒式閥芯2的底端16能依靠密封環1阻斷通道34，以此構 成軟密封，防止發生內洩漏，即避免閥前空腔31和閥後空腔32發生導通。
位於閥體33上方的閥蓋7與閥體33固定相連，膜片6的一部分位於閥蓋7與閥 體33之間，從而使閥體33與閥蓋7之間保持密封相連。膜片6的另一部分覆蓋在導向套5 的頂端和套筒式閥芯2的頂端，利用環形的壓板13使膜片6與套筒式閥芯2的頂端固定相
連；具體為壓板13底部設有外螺紋，套筒式閥芯2上部設有與此外螺紋相配合的內螺紋；
依靠壓板13和套筒式閥芯2之間的螺紋連接，從而使膜片6被緊壓在壓板13和套筒式閥 芯2頂端之間。膜片6可防止套筒式閥芯2與導向套5之間發生內洩漏，從而確保套筒式 閥芯2與導向套5之間的密封性。 在套筒式閥芯2的通道內設有牽引盤15，該牽引盤15由圓盤18和3根在圓周方 向上均勻設置的牽引杆17組成；每根牽引杆17的一端與圓盤18固定相連、另一端與套筒 式閥芯2的內表面固定相連；從而實現牽引盤15與套筒式閥芯2的固定相連。圓盤18內 設有內螺紋。 在閥蓋7的上端面固定設置壓蓋8。提升組件包括閥杆10，閥杆10上設有凸肩 12，在凸肩12的上下兩側各設置一個軸承，即在凸肩12的上側設置上軸承lll，在凸肩12 的下側設置下軸承112。呈下凹型的頂蓋9將凸肩12以及上軸承111和下軸承112均包含 在頂蓋9的內腔中，該頂蓋9位於壓蓋8的上方且與壓蓋8固定相連；S卩，頂蓋9、壓蓋8和 閥蓋7之間通過螺栓固定連接在一起。此上軸承111依靠頂蓋9與凸肩12被固定，下軸承 112依靠壓蓋8與凸肩12被固定；上軸承111的內圈和下軸承112的內圈均與閥杆10轉 動相連。上軸承111和下軸承112用於實現閥杆10的定位和低摩擦力旋轉。
閥杆10的上端穿越頂蓋9後與驅動機構19相連。閥杆10的下端設有與圓盤18 的內螺紋相配套的外螺紋；閥杆10的下端依次穿越壓蓋8、閥蓋7、壓板13後與圓盤18螺 紋相連。閥杆10、閥蓋7和壓蓋8之間設有密封填料20，防止發生外洩漏。
當套筒式閥芯2的底端16(即套筒式閥芯2側壁的底端)下落到密封環1上時， 閥前空腔31、通道34以及套筒式閥芯2的內表面、覆蓋在導向套5頂端和套筒式閥芯2頂 端的膜片6、閥蓋7的內表面圍合形成密封的空腔，該空腔與閥後空腔32不相通。
導向套5設有通孔14，通孔14的上端正對覆蓋在導向套5頂端的膜片6，通孔14 的下端與閥後空腔32相連通。當套筒式閥芯2作上下運動時，閥後空腔32內的流體能進 入膜片6與導向套5之間，抵消膜片6受到的液體壓力，從而延長膜片6的使用壽命。
上述自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥工作過程具體如下 1、通過驅動機構19使閥杆10逆時針旋轉，閥杆10帶動牽引盤15中的圓盤18轉 動，從而帶動套筒式閥芯2 ;由於套筒式閥芯2外表面的導向鍵3受到導向套5內表面的導 向槽4的限制，即限制了套筒式閥芯2的旋轉自由度，從而使閥杆10在通過螺紋傳遞力矩 時，套筒式閥芯2隻能沿著導向套5作直線向上運動；即螺紋傳遞的力矩可轉換成為控制套 筒式閥芯2向上運動的力。此時套筒式閥芯2的底端16與密封環1漸漸相分離，閥前空腔 31通過通道34與閥後空腔32相連通；以此實現閥門的開啟。 此時，由於覆蓋在套筒式閥芯2頂端的膜片6是與套筒式閥芯2頂端固定相連的； 因此，當套筒式閥芯2帶動此部分的膜片6作上升運動時，覆蓋在導向套5頂端的那部分膜 片6會與導向套5相分離。始終能確保液體不會在導向套5和套筒式閥芯2之間產生洩露。
當導向鍵3上行至與導向槽4的上頂端相接觸時，整個套筒式閥芯2就無法在上 行了。 閥門開啟時，在套筒式閥芯2的底部及頂部，均有高壓介質存在，介質對套筒式閥 芯2的作用力相互抵消，因此阻止閥門開啟的因素只包括套筒式閥芯2的重力、套筒式閥芯 2與導向套5之間的摩擦力、閥杆10與密封填料20以及上軸承111、下軸承112之間的摩 擦力矩，這些因素需要較小的驅動機構即可克服。 2、同理，通過驅動機構19使閥杆10順時針旋轉，從而使閥杆10在通過螺紋傳遞 力矩時，套筒式閥芯2隻能沿著導向套5作直線向下運動。此時套筒式閥芯2的底端16與 密封環1漸漸相貼合，當套筒式閥芯2的底端16下落到密封環1上時，套筒式閥芯2的底 端16能依靠密封環1阻斷通道34，閥前空腔31和閥後空腔32被隔斷。
此時，由於覆蓋在套筒式閥芯2頂端的膜片6是與套筒式閥芯2頂端固定相連的； 因此，當套筒式閥芯2帶動此部分的膜片6作下降運動時，與導向套5表面相分離的部分膜 片6會重新覆蓋在導向套5的表面。始終能確保液體不會在導向套5和套筒式閥芯2之間 產生洩露。 當套筒式閥芯2的的底端16下落到密封環1上時，整個套筒式閥芯2就無法再下 行了。 對於普通截止閥來說，關閉過程中，需要克服的阻止閥門關閉的因素有高壓介質 作用在閥杆橫截面積上的力、閥杆與填料之間的摩擦力等，而高壓介質作用在閥杆橫截面 積上的力很大，是所有阻止因素中的主體部分。本發明的套筒式結構，底部和頂部同時有高 壓介質存在，高壓介質的作用力相互抵消，關閉時只需克服套筒式閥芯2與導向套5之間的 摩擦力、閥杆10與密封填料20以及上軸承111、下軸承112之間的摩擦力矩；所以本發明 的關閉只需要較小的作用力，此作用力遠遠小於普通閥門關閉時所需要克服的高壓介質作 用力。 最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的一個具體實施例。顯然，本發明 不限於以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直 接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護範圍。
權利要求
自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，包括閥蓋(7)以及設有閥前空腔(31)和閥後空腔(32)的閥體(33)，閥前空腔(31)和閥後空腔(32)之間設置通道(34)；在其特徵在於在閥後空腔(32)內設有上下密封滑動相連的導向套(5)和內設通道的套筒式閥芯(2)，套筒式閥芯(2)的底端(16)用於阻斷通道(34)，導向套(5)與閥體(33)密封地固定相連，提升組件與套筒式閥芯(2)相連；位於閥體(33)上方的閥蓋(7)與閥體(33)密封相連。
2. 根據權利要求1所述的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，其特徵在於所述提升組件 包括通過轉動軸承進行定位的閥杆(IO)，閥杆(10)的下端設有外螺紋，位於套筒式閥芯 (2)通道內的牽引盤(15) —端與閥杆(10)的下端螺紋相連、另一端與套筒式閥芯(2)固定 相連。
3. 根據權利要求2所述的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，其特徵在於所述套筒式閥 芯(2)套裝在導向套(5)內，導向套(5)的內表面設有導向槽(4)，套筒式閥芯(2)的外表 面設有與導向槽(4)相配合的導向鍵(3)。
4. 根據權利要求3所述的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，其特徵在於所述通道(34) 上設有密封環(l)，套筒式閥芯(2)的底端(16)依靠密封環(1)阻斷通道(34)。
5. 根據權利要求4所述的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，其特徵在於用於密封的膜 片(6)的一部分位於閥體(33)和閥蓋(7)之間，膜片(6)的另一部分覆蓋在導向套(5)的 頂端和套筒式閥芯(2)的頂端；且膜片(6)與套筒式閥芯(2)的頂端固定相連。
6. 根據權利要求5所述的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，其特徵在於導向套(5)上 設有與閥後空腔(32)相連通的通孔(14)。
7. 根據權利要求6所述的自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，其特徵在於所述牽引盤 (15)包括內設內螺紋的圓盤(18)和牽引杆(17)，所述圓盤(18)的內螺紋與閥杆(10)下端 的外螺紋相吻合，圓盤(18)與閥杆(10)的下端螺紋相連；牽引杆(17)的一端與圓盤(18) 固定相連、另一端與套筒式閥芯(2)的內表面固定相連。
全文摘要
本發明公開了一種自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥，包括閥蓋(7)以及設有閥前空腔(31)和閥後空腔(32)的閥體(33)，閥前空腔(31)和閥後空腔(32)之間設置通道(34)；在閥後空腔(32)內設有上下密封滑動相連的導向套(5)和內設通道的套筒式閥芯(2)，套筒式閥芯(2)的底端(16)用於阻斷通道(34)，導向套(5)與閥體(33)密封地固定相連，提升組件與套筒式閥芯(2)相連；位於閥體(33)上方的閥蓋(7)與閥體(33)密封相連。該自平衡套筒式閥芯暗杆截止閥適用於大口徑高壓管路系統，具有密封可靠、節能降耗效果明顯的特點。
文檔編號F16K1/36GK101709781SQ20091015546
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月14日 優先權日2009年12月14日
發明者張含, 王建凱, 金志江, 錢錦遠 申請人:浙江大學