專利名稱：多功能自壓式活塞閥的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于介質輸送系統(tǒng)中一種截斷介質和調節(jié)流量的閥門裝置。
在介質輸送系統(tǒng)中，現在廣泛使用各種閘閥。這種閥門內部都有可以上下移動的閘板，用來調整閥門開啟程度。閥門通徑小時以手動開啟閥門，當通徑大壓力高時，手動閥門開啟力大，操作人員勞動強度高。為解決這個問題，現在實用的是電動閥門、水力閥門和氣動閥門。這幾種閥門都增加了一套閥門啟閉裝置并需要外部動力源，因此閥門構造復雜、加工困難、價格貴，維修工作量大，故障多。閘閥還有一個共同的缺點，加工精度不高或使用時間長時，容易關閉不嚴發(fā)生內漏，管路壓力越大泄漏量也越大。
本實用新型的目地是提供一種結構簡單，操作省力，不用外部動力源，價格較低及具有止回和緩閉功能的閥門。
本實用新型的目的是這樣實現的主閥體中間是球形過流腔，左端是比過流腔進口直徑大的園柱形控制腔，右端是主閥門座和入口，出口與過流腔垂直貫通?；钊y芯是帶有臺肩的園柱體，臺肩的外園與控制腔內表面配合，做直線往復滑動。三通轉心控制閥安裝在控制腔蓋板上，與控制腔常通。從主閥門入口接一導壓管至控制閥，在導壓管上安裝一個單向閥，其方向只能使介質從入口流向控制閥。從主閥門出口也接一導壓管至控制閥。通過開關控制閥，調整控制腔內的介質壓力，從而使活塞閥芯在兩端介質推力差的作用下，開啟和關閉主閥門。
本實用新型有如下一些優(yōu)點本實用新型根據液壓原理用一個很小的力開關控制閥，就可以實現對主閥門的開啟和關閉，從而使閥門操作省力、簡便。
活塞閥芯是依靠兩端介質推力差動作的，不需要外部動力源及閥門啟閉裝置。因此結構簡單，價格比其他非人力閥門低。
管路系統(tǒng)壓力越大，作用在活塞閥芯上的介質推力差越大，關閉主閥門的力越大，泄漏量越少。
當入口壓力突然降低時，活塞閥芯在出口壓力作用下能自動關閉主閥口，防止介質倒流，使該閥具有止回功能。
具有緩閉功能，可以完全消除水錘效應，有效保護水泵及管道設備。
具有穩(wěn)壓功能，可在一定程度上自動減弱管網的壓力波動。
本實用新型的具體結構由以下實施例和附圖給出。


圖1是多功能自壓式活塞閥處于關閉狀態(tài)的結構示意圖。
圖2是多功能自壓式活塞處于全開狀態(tài)時三通轉心控制閥的閥芯位置示意圖。
圖3是多功能自壓式活塞閥處于半開狀態(tài)時三通轉心控制閥的閥芯位置示意圖。
參照附圖，主閥體(11)中間是球形過流腔(5)，左端是園柱形控制腔(13)，控制腔內孔的直徑比過流腔進水口直徑大。主閥體的右端是法蘭(2)，用于連接進水管，(1)是壓力水入口。主閥體的下端是法蘭(23)，用于連接出水管，(25)是壓力水出口，出口與過流腔垂直并貫通。主閥體的左端是法蘭(12)，用于連接控制腔蓋板(14)。過流腔與入口中間是主閥門座(3)。
主閥體內的活塞閥芯(24)，靠近左端有臺肩(8)，臺肩的外園與控制腔內表面配合?；钊y芯右端按裝有導向支腿(26)，導向支腿的外園與入口內表面配合，起導向作用，保證活塞閥芯在主閥體內做直線往復滑動?；钊y芯的右端面與主閥門座封接觸形成主閥口，用以通斷壓力水入口與出口。為了保證主閥口密封良好，在活塞閥芯的右端面上安裝了密封圈(4)。在臺肩左側安裝了密封圈(9)，以保證控制腔密封良好。
三通轉心控制閥(18)安裝在控制腔蓋板上，與主閥體控制腔常通。控制閥閥芯(20)有中心內孔(17)，并加工出周向180度的縫隙式節(jié)流口(16)。介質可以通過節(jié)流口的狹縫流入閥芯內孔，再進到主閥體控制腔，旋轉閥芯就可以改變節(jié)流口縫隙的通流面積大小。這種結構保證了在壓力差一定的條件下，控制閥的開度與流量成線性關系，開度調節(jié)范圍大。
從主閥門入口接一導壓管(6)至控制閥入口(15)，在導壓管上安裝一個單向閥(10)，其方向只能使介質從主閥門入口流向控制閥，而不能從控制閥倒流回主閥門入口。從主閥門出口也接一導壓管(22)至控制閥出口(21)。
活塞閥芯受力分析主閥門入口的壓力水首先作用在活塞閥芯右端面上，產生軸向推力F1，有使活塞閥芯向左滑動開啟閥門的趨勢。同時主閥門入口的壓力水經導壓管、單向閥、三通轉心控制閥流入主閥體控制腔，作用在活塞閥芯帶有臺肩的左端面上，產生軸向推力F2，有使活塞閥芯向右滑動關閉閥門的趨勢。主閥門出口的壓力水經活塞閥芯與過流腔壁的間隙進入環(huán)狀空腔(7)，作用在活塞閥芯臺肩的環(huán)形承壓面上，產生軸向推力F3，有使活塞閥芯向左滑動開啟閥門的趨勢。當活塞閥芯滑動時，摩擦阻力F4阻止其滑動。
F1＝1／4πD21P1
F2＝1／4πD22P2F3＝1／4π(D22－D21)P3式中D1——活塞閥芯直徑D2——活塞閥芯臺肩直徑P1——主閥門入口壓力P2——主閥門控制腔壓力P3——主閥門出口壓力活塞閥芯的運動狀態(tài)由這四個力的大小決定當F2＞F1＋F3＋F4時，活塞閥芯向右滑動關閉主閥門。
當F2＝F1＋F3時，活塞閥芯處于平衡狀態(tài)，主閥門保持一定開度。
當F2＋F4＜F1＋F3時，活塞閥芯向左滑動開啟主閥門。
緩閉功能的實現參照
圖1，把控制閥閥芯(20)轉到
圖1位置時，閥芯將控制閥入口(15)開啟，出口 (21)關閉，從主閥門入口經導壓管、單向閥來的壓力水，通過控制閥入口(15)，閥芯節(jié)流口(16)，中心內孔(17)全部進入主閥體控制腔(13)，控制腔壓力逐漸升高，接近主閥門入口壓力。因為活塞閥芯兩端直徑不同，承壓面積不同，在相同壓力作用下所受的軸向推力也不同。當控制腔的壓力升高到一定值時，F2＞F1＋F3＋F4，活塞閥芯在兩端介質推力差的作用下開始緩慢向右滑動，直到壓緊主閥門座，閥門呈關閉狀態(tài)。系統(tǒng)壓力越高，這個推力差越大，關閉主閥門的力越大，主閥門的密封性越好，泄漏量越小。當閥門通徑較大時，控制腔很大而導壓管較細，向控制腔充水時間長，關閉主閥門就比較緩慢，使該閥具有緩閉功能。
開啟功能的實現參照圖2，把控制閥閥芯(20)，由
圖1位置逆時針轉動180度，轉到圖2位置時，閥芯將控制閥入口(15)關閉，出口(21)開啟，主閥門入口的壓力水不能通過控制閥進入主閥體控制腔，而主閥體控制腔的壓力水通過控制閥閥芯內孔(17)、閥芯節(jié)流口(16)，出口(21)，導壓管(22)流到主閥門出口，控制腔的壓力很快降低，接近主閥門出口的壓力。當控制腔的壓力降低到一定值時，F2＋F4＜F1＋F3，活塞閥芯開始向左滑動，逐漸開啟主閥門，直到最大開度。
主閥門開度的調整參照
圖1和圖3，把控制閥閥芯(20)由
圖1位置逆時針轉動一定角度后，閥芯節(jié)流口(16)越過密封面(19)，逐漸開啟控制閥出口(21)，關閉入口(15)，控制閥入口，出口與主閥門控制腔都連通。主閥門入口的壓力水經導壓管，單向閥進入控制閥，一部分仍然進入主閥體控制腔，另一部分則通過控制閥流向主閥門出口，控制腔壓力下降。當壓力下降到一定值時，F2＋F4＜F1＋F3，活塞閥芯開始向左滑動，主閥門開度越來越大。主閥門開度增大，出口壓力增大，又反過來使控制腔壓力也隨之增大。當達到F2＝F1＋F3時，活塞閥芯處于平衡狀態(tài)，靜止不動，主閥門開度保持一定。如再調整控制閥開度，主閥門開度又隨之變化，從而實現了對主閥門開度的調整。當控制閥閥芯轉動角度小于90度時，控制閥進口開度大于出口開度，控制腔壓力較高，主閥門開度小?？刂崎y閥芯轉動角度90度時，進口開度等于出口開度。當控制閥閥芯轉動角度大于90度時，進口開度小于出口開度，控制腔壓力較低，主閥門開度大。
穩(wěn)壓功能的實現當主閥門開啟正常運行時，如主閥門出口或入口壓力因其他原因升高或降低，控制腔的壓力也必然隨之升高或降低，活塞閥芯相應右移或左移，主閥門開度自動關小或開大。從而使出口或入口壓力降低或升高，壓力波動范圍減小，實現一定程度的穩(wěn)壓作用。
止回功能的實現第一種情況在主閥門開啟正常運行時，入口壓力突然降低到出口壓力以下。在這種情況下，出口壓力水經導壓管(22)、控制閥(18)倒流入控制腔(13)。因單向閥(10)的作用，壓力水不能倒流到主閥門入口?？刂魄粔毫χ饾u升高，活塞閥芯右移，關閉主閥門，實現了止回功能。
第二種情況在主閥門關閉停止供水時，入口壓力突然降低。在這種情況下，主閥門出口壓力水不能經控制閥倒流回控制腔，而是經活塞閥芯與過流腔壁的間隙進入環(huán)狀空腔(7)。因密封圈(9)是L型或U型，唇口朝向控制腔蓋板，只能阻止壓力水從控制腔流向過流腔，反向不起密封作用，所以環(huán)狀空腔中的壓力水經過臺肩與控制腔的間隙進入控制腔內，并推動活塞閥芯向右滑動，關閉主閥門，實現止回的功能。
在上述兩種情況，向控制腔內充水都需要一定的時間，關閉主閥門比較緩慢，使該閥其有緩閉止回的功能。
權利要求1.一種依靠介質自身壓力開啟和關閉的多功能自壓式活塞閥，由主閥體(11)、活塞閥芯(24)、導向支腿(26)、主閥門座(3)、導壓管(6)(22)、單向閥(10)和控制閥(18)等組成，其特征是主閥體中間是球形過流腔(5)，左端是比過流腔進口直徑大的園柱形控制腔(13)，右端是主閥門座(3)和入口(1)，出口(25)與過流腔垂直貫通，活塞閥芯(24)是一個帶有臺肩(8)的園柱體，臺肩的外園與控制腔內表面配合，做直線往復滑動，活塞閥芯的右端面與主閥門座密封接觸形成主閥口，用以通斷壓力水入口與出口，三通控制閥(18)安裝在控制腔蓋板(14)上，與控制腔常通，從主閥門入口接一導壓管(6)至控制閥入口(15)，在導壓管上安裝一個單向閥(10)，其方向只能使介質從主閥門入口流向控制閥入口，從主閥門出口也接一導壓管(22)至控制閥出口(21)。
2.根據權利要求1所述的多功能自壓式活塞閥，其特征是三通控制閥閥芯(20)有中心內孔(17)，并加工出周向180度的縫隙式節(jié)流口(16)。
3.根據權利要求1所述的多功能自壓式活塞閥，其特征是密封圈(9)是L型成U型密封圈，唇口朝向控制腔蓋板(14)。
4.根據權利要求1所述的多功能自壓式活塞閥，其特征是活塞閥芯右端安裝一個導向支腿(26)。
專利摘要一種多功能自壓式活塞閥，其特征是活塞閥芯在主閥體內做直線往復滑動，通過開關控制閥，調整主閥體控制腔內的介質壓力，使活塞閥芯在兩端介質推力差的作用下，開啟和關閉主閥門。與現有同類型非人力閥門相比，該閥操作省力簡便，結構簡單，不需要外部動力源和外加閥門啟閉裝置，具有緩閉和止回功能，可以完全消除水錘效應，防止介質倒流，有效保護水泵和管道設備。
文檔編號F16K31/122GK2132042SQ9222645
公開日1993年5月5日 申請日期1992年7月6日 優(yōu)先權日1992年7月6日
發(fā)明者郭玉臣, 郭玉潤 申請人:郭玉臣, 郭玉潤