直行程截止類閥門的製作方法

2023-05-19 07:10:06 1

專利名稱：直行程截止類閥門的製作方法
技術領域：
本發明與閥門有關，尤其與一種直行程截止類閥門(包括截止閥、節流 閥、安全閩等)有關。
背景技術：
直行程類閥門的開啟與關閉是由閥門的執行機構(電動、氣動、液壓或 手動絲杆)提供足夠的、合理的拉力或推力來實現的。在化工變壓吸附系統中，由於管道內介質流向、壓力是變化的(壓力變化範圍真空~ 30kgf/cm2),傳統的截止類閥門只能按最大密封壓力來配置執行機構，使得 執行機構的功率大、尺寸大，這樣帶來如下問題1.閥門全行程時間長，滯 後效應顯著，不適合響應速度要求高的控制系統；2.執行機構輸出力大，當 介質壓力較低時，作用於閥芯-閥座密封副的密封比壓很大，但構成密封副的 材料(例如聚四氟乙烯)的許用比壓較小，導緻密封副的使用壽命縮短； 3.執行機構造價高，不經濟。目前，解決上述問題的技術手段是加裝平衡機構，有如下兩種結構形式一種是在閥瓣上加裝活塞式平衡機構，使其和闔體形成密閉的平衡腔， 平衡介質通道設在閥瓣中部，其缺點是，體積大，閥瓣密封性能差，加工精 度要求高，使用壽命短。另一種是中國專利公開的《閥杆平衡式閥門》(公開號CN2623979 )， 它在閩杆上增設了一個活塞式平衡機構，將管道內的介質引入該機構的壓力 腔，向活塞施加一定壓力，使之與閥瓣所受的壓力平衡，這樣，執行機構就 只需提供滿足閥瓣密封所需的啟閉力，從而減小執行機構的功率大及尺寸，並降低作用於閥瓣/閥座密封副的密封比壓。但是，該閥門還存在在如下缺 點1. 活塞式平衡機構的活塞與缸壁的配合面需要潤滑脂潤滑，在化工管道中，特別在變壓吸附系統中，大多數是高危可爆性介質(例如純度90%以上 的氫、氧等)，是嚴格禁油的，使用潤滑脂是嚴重的安全隱患。2. 活塞式平衡機構的缸體與執行機構的缸體直接相連，二者之間只有一 個隔斷，活塞杆與該隔斷要相對運動，配合面必然有間隙。由於變壓吸附工 藝系統的壓力變化範圍是從30kgf/cm2左右變化到負壓，在負壓的狀態下，執 行機構(氣缸或油缸)中的工作介質(壓縮空氣或壓力油)將被抽入到閥體 內與可燃可爆氣體混合，形成安全隱患。3. 執行機構輸出軸的密封件設平衡機構的缸體內部，不能直接觀察其完 好狀況，磨損失效後若未及時更換，造成洩漏。此時，在閥內高壓工況下， 介質將被壓入執行機構中，與壓縮空氣或壓力油混合，成為安全隱患。4. 活塞式平衡機構的動力源為管道內的被輸送介質，但大多數工位中的 介質中是含粉塵的，容易造成活塞密封異常磨損，使用壽命短。發明內容本發明的目的，是克服上述《閥杆平衡式閥門》的缺點，提供一種直行 程截止類閥門。該閥門不僅具備平衡功能，能滿足密封比壓要求，更主要 是不使用油性物質，且閥門內的被輸送介質與執行機構內的工作介質不會 串通，因而沒有安全隱患。本發明的目的是這樣實現的設計一種直行程截止類閥門，該闊門具有 閥體、閥蓋、閥杆、閥瓣以及執行機構，所述閩體上具有閥座，所述閥瓣固 定在所述闊杆上，與所述閥座相配合；其特徵在於，所述閥體內具有上、下 布置的兩個閥座，所述閥瓣也是兩個，分別對應上、下閥座，將所述閥體的 內部空間隔離，構成上、中、下三個腔室，其中，下腔室通往閥門的一個埠，中腔室通往閥門的另一個埠；在所述閥杆的心部設有一軸向通道，將 上、下兩個腔室連通。所述執行機構通過其支架固定在閥蓋上，執行機構的活塞杆與閥蓋的配 合部設有密封件。所述閾體內具有閥籠，該閥籠呈圓簡狀，簡壁具有通孔，將中腔室與閥 門埠連通，該閥籠的上、下端面分別閥體內的上、下面配合，其內周面與 上閥瓣的周面配合，配合部留有介質流通間隙。所述閥籠是整體結構，也可以是組合結構。所述下閥座可以設置在閥體上，也可以設置在閥籠上。所述閥瓣與閥座的密封面可以是平面，也可以是圓錐面，或其它幾何型面。上述構造的閥門，當介質的流向是從下腔流向中腔時，其壓力既作用於 下閥瓣的下承壓面，又經閥杆中心的通道進入上腔，作用於上闔瓣的上承壓 面，如果兩承壓面的面積相同，則兩作用力大小相同，方向相反，其作用於 閎杆上的合力為零；同理，當介質的流向是從中腔流向下腔時，其壓力既作 用於下閥瓣的上承壓面，又作用於上閎瓣的下承壓面，其合力也為零。這 樣，執行機構就只需提供滿足閥瓣密封所需的啟閉力，從而減小執行機構的 功率大及尺寸，使闔門的全行程時間縮短，同時也降低成本，並降低閥瓣/閥 座密封副的密封比壓，延長密封副的使用壽命。更為重要的是:由於沒有活塞結構，:閥門腔室內的所有零件都不需要潤 滑，沒有油性物質；又由於閥門的平衡腔與執行機構的缸體是分離的，閥門 內的被輸送介質與執行機構內的工作介質不會串通；用於變壓吸附系統中， 可確保使用安全。以下結合實施例及其附圖詳細說明本發明。


圖l為本閥門的一種結構中代號含義1—執行機構；2 —執行機構的輸出軸；3—連接套；4一 支架；5—密封套；6—閥杆；7—閥杆通道；8—上閥瓣；9—上閥籠；IO—上 密封圉；ll一下閥籠；12 —下閥瓣；13—下密封圈；14一閥體；15 —下腔； 16—中腔；17—上腔；18_閎蓋。具休實施力式參見圖l:本閥門具有閥體14、閥蓋18、閥杆6、閥瓣以及執行機構l。執 行機構1通過其支架4固定在閥蓋18上，其輸出軸2通過連接套3與閥杆6連接； 閥杆6貫穿閥蓋18，配合部設有密封套5。以上是公知的截止類閥門的一般結 構。本發明的特點是在閥體14內設有兩個上、下布置的閥座，閥杆6上固定 安裝有兩個閎瓣，即上閥瓣8、下閥瓣12，分別與上、下閥座對應，構成密封 副，兩個密封面分別設有密封圏IO、 13。密封面可以是平面，也可以是圓錐 面，或其它幾何型面。當閥門處於關閉狀態時，上閥瓣8、下閥瓣12將閥門內部空間隔離成上、 中、下三個腔(17、 16、 15)室。在閬杆6的芯部，開有一個軸向通道7,將上 腔17、下腔15連通。由於直接在閥體14上加工雙閥座的工藝難度較大，尺寸、形位精度不 高，閥門的洩漏等級低，故在閥體14內增設了閩籠，該閥籠呈筒狀，將上閥 座加工在閥籠上，下閥座加工在閥體H上。也可將閥籠設計成圖l所示的分段 結構，即上閎籠9、下閥籠ll，將上、下閥座分別加工在上、下閥籠上。下閥 籠ll的壁上有通孔，使籠內空間與中腔室16相通。上閥籠9的內部空間構成上 腔室17，上閥籠9的內周面與上閥瓣8的周面配合，配合部留有介質流通間 隙。這樣，當閥門處於關閉狀態時，只有上、下兩個腔室相通，當閥門處於 開啟狀態時，上、中、下三個腔室全部相通。本閥門的工作過程當介質的流向是從下腔15流向中腔16時，其壓力既作用於下閥瓣12的下 承壓面，又經閥杆中心的通道7進入上腔17，作用於上閥瓣8的上承壓面，如 果兩承壓面的面積相同，則兩作用力大小相同，方向相反，其作用於閥杆6上 的合力為零；同理，當介質的流向是從中腔16流向下腔15時，其壓力既作用 於下閥瓣12的上承壓面，又作用於上閥瓣8的下承壓面，其作用於閥杆6上的 合力也為零。這樣，執行機構就只需提供滿足閥瓣密封所需的啟閉力，從而 減小執行機構的功率大及尺寸，使閥門的全行程時間縮短，同時也降低成 本，並降低閥瓣/閥座密封副的密封比壓，延長密封副的使用壽命。可見，本閥門具備專利產品《閥杆平衡式閥門》同等的功能和效果，但 與之相比，本閥門的結構更簡單，加工、裝配工藝難度低，成本低，尤其是 安全性好，主要體現在以下幾個方面1. 本閥門用普通的閥瓣/閾座結構，替代《閎杆平衡式閥門》的活塞式結 構，構成壓力平衡腔，顯然，閥瓣/閥座結構的加工、裝配工藝難度低，成本 低。2. 由於沒有活塞結構，閥門腔室內的所有零件都不需要潤滑，沒有油性 物質，用於變壓吸附系統中，可確保使用安全。3. 由於閬門的執行機構是按常規用支架安裝在閥蓋上，其缸體與平衡腔是分離的，閥門內的被輸送介質與執行機構內的工作介質不會串通，用於變 壓吸附系統中，可確保使用安全。4. 由於閥杆密封件是按常規設在閩蓋上，便於觀察其磨損精況，及時維護或更換，當系統內處於負壓狀態時，不易將大氣中的空氣、水分吸入系統 內。且由於沒有活塞結構，不用潤滑油，自然也不會吸入潤滑油；又由於執 行機構的缸體與平衡腔是分離的，也不會將執行機構內的工作介質吸入系 統，用於變壓吸附系統中，可確保使用安全。
權利要求
1.一種直行程截止類閥門，具有閥體、閥蓋、閥杆、閥瓣以及執行機構，所述閥體上具有閥座，所述閥瓣固定在所述閥杆上，與所述閥座相配合；其特徵在於所述閥體內具有上、下布置的兩個閥座，所述閥瓣也是兩個，分別對應上、下閥座，將所述閥體的內部空間隔離，構成上、中、下三個腔室，其中，下腔室通往閥門的一個埠，中腔室通往閥門的另一個埠；在所述閥杆的心部設有一軸向通道，將上、下兩個腔室連通。
2. 根據權利要求1所述的直行程截止類閥門，其特徵在於所述執行機構 通過其支架固定在閥蓋上，執行機構的活塞杆與閥蓋的配合部設有密封件。
3. 據權利要求1所述的直行程截止類閥門，其特徵在於所述閥體內具有 閥籠，該閥籠呈圓筒狀，簡壁具有通孔，將中腔室與閥門埠連通，該閥籠 的上、下端面分別閥體內的上、下面配合，其內周面與上閾瓣的周面配合， 配合部留有介質流通間隙。
4. 根據權利要求3所述的直行程截止類閩門，其特徵在於所述閥籠是整 體結構，或是組合結構。
5. 根據權利要求3所述的直行程截止類閥門，其特徵在於所述下閥座設 置在閥體上，或設置在閥籠上。
6. 根據權利要求1所述的直行程截止類閥門，其特徵在於所述閥瓣與閥 座的密封面是平面，或是圓錐面，或其它幾何型面。
全文摘要
本發明公開一種直行程截止類閥門，該閥門具有閥體、閥杆、閥瓣，閥體上具有閥座，閥瓣固定在所述閥杆上與閥座相配合；所述閥體內具有上、下布置的兩個閥座，閥瓣也是兩個，分別對應上、下閥座，將閥體的內部空間隔離，構成上、中、下三個腔室，其中，下腔室通往閥門的一個埠，中腔室通往閥門的另一個埠；在閥杆的心部設有一軸向通道，將上、下兩個腔室連通。該閥門由於沒有活塞結構，閥門腔室內的所有零件都不需要潤滑，沒有油性物質；又由於閥門的平衡腔與執行機構的缸體是分離的，閥門內的被輸送介質與執行機構內的工作介質不會串通；用於變壓吸附系統中，可確保使用安全。
文檔編號F16K1/44GK101216120SQ20081004516
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月8日 優先權日2008年1月8日
發明者達 雷 申請人:四川威克自控技術有限公司