模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥，其主要部件包括閥體、啟閉件、閥蓋、閥桿、閥座、導(dǎo)流筒、閥座支撐板、導(dǎo)流筒支撐板、操作機(jī)構(gòu)和排污閥等。啟閉件布置在閥座和導(dǎo)流筒之間，其凸面和凹面為相互偏心球面結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)凸球面與凹球面球心的相對位置以及它們的半徑，可以調(diào)節(jié)啟閉件各處的厚度以調(diào)節(jié)閥門處于不同閥位時啟閉件與閥座之間的密封比壓，這使得閥門在某些閥位時可以實現(xiàn)強(qiáng)制密封。另外，啟閉件、閥桿、閥座、導(dǎo)流筒、閥座支撐板、導(dǎo)流筒支撐板以及閥蓋可以做成一個模塊，在拆卸閥蓋與閥體連接的緊固件后，可以將整個模塊從閥門中整體抽出，這使得此閥門的易損件實現(xiàn)了模塊化更換。
【專利說明】模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種閥門，尤其是一種方便更換閥芯的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥。

【背景技術(shù)】
[0002]作為石油、化工、電力、冶金、造紙等行業(yè)各類管道系統(tǒng)的“咽喉”，閥門在上述行業(yè)中有著極為廣泛的應(yīng)用，而球閥和楔式閘閥是其中應(yīng)用最多的閥門類型。
[0003]普通的球閥一般包括閥體、閥桿、閥蓋、球體、閥座等，閥桿與球體傳動連接，使球體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來改變球體流道與閥座之間的相對關(guān)系從而達(dá)到開啟和關(guān)閉介質(zhì)的目的。球閥的操作通常為90°角行程操作，具有開關(guān)迅速、操作方便的優(yōu)點，并且在全開、全關(guān)兩個位置時閥座密封面與球面會處于閉合狀態(tài)，不易被介質(zhì)沖蝕，因此在各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。但是，普通球閥具有以下兩個缺點:其一，在開關(guān)過程中，很大一部分介質(zhì)會流經(jīng)閥腔后流向下游，在此過程中，介質(zhì)流向變化劇烈，流體速度很快，會對球體和閥座密封面形成嚴(yán)重沖刷，球體和閥座均容易發(fā)生磨損；其二，無論球體相對于閥座處于何種位置，這兩者之間的壓力是相同的，即在任何閥位兩者之間的密封比壓是相同的，這使得兩者之間密封比壓的選擇成了兩難問題:選擇較高的密封比壓會加快球體密封面和閥座密封面的磨損，而選擇較低的密封比壓會無法保證閥門的密封性能。
[0004]普通的楔式閘閥一般包括閥體、閥桿、閥蓋、楔式閘板、閥座等，閥桿與閘板傳動連接，使閘板上下運(yùn)動來改變閘板流道與閥座之間的相對關(guān)系從而達(dá)到開啟和關(guān)閉介質(zhì)的目的。楔式閘閥是一種強(qiáng)制密封式閥門，其強(qiáng)制密封是通過楔式閘板與閥座在全關(guān)位狀態(tài)時相互擠壓產(chǎn)生強(qiáng)制密封力而實現(xiàn)的，強(qiáng)制密封力提高了閥門在全關(guān)位時的密封比壓，保證了楔式閘閥在全關(guān)位的密封性能，同時這種設(shè)計降低了閘板與閥座密封面在開關(guān)過程中的磨損。但是，楔式閘閥為多回轉(zhuǎn)式操作，開關(guān)過程需要較長時間，操作不夠方便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明結(jié)合了球閥與楔式閘閥在設(shè)計上的優(yōu)點，克服了它們的上述缺點，并且相關(guān)易磨損部件實現(xiàn)了模塊化設(shè)計，目的是提供一種模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥，其主要部件包括閥體、啟閉件、閥蓋、閥桿、閥座、導(dǎo)流筒、閥座支撐板、導(dǎo)流筒支撐板、操作機(jī)構(gòu)和排污閥等。閥桿與啟閉件傳動連接，使啟閉件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來改變啟閉件流道與閥座之間的相對關(guān)系從而達(dá)到開啟和關(guān)閉介質(zhì)的目的。在設(shè)計上，只要閥桿帶動啟閉件旋轉(zhuǎn)90°左右即可以實現(xiàn)閥門全開位與全關(guān)位的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了閥門的角行程操作。因此，本閥門與普通球閥相同，具有開關(guān)迅速、操作方便的優(yōu)點，而避免了楔式閘閥需要多回轉(zhuǎn)操作的缺點。
[0008]啟閉件布置在閥座和導(dǎo)流筒之間，其凸面和凹面均為球面結(jié)構(gòu)。閥座的一側(cè)與啟閉件的凸球面接觸配合，另外一側(cè)與閥體接觸配合。導(dǎo)流筒的一側(cè)與啟閉件的凹球面接觸配合，另外一側(cè)與閥體接觸配合。凸球面與凹球面為偏心結(jié)構(gòu)，即它們的球心不重合。此偏心結(jié)構(gòu)使得啟閉件各處的厚度并不完全相同，進(jìn)而使得啟閉件的不同位置與閥座和導(dǎo)流筒之間的壓力是不完全相同的。通過調(diào)節(jié)凸球面與凹球面球心的相對位置以及它們的半徑，可以調(diào)節(jié)啟閉件各處的厚度以調(diào)節(jié)閥門處于不同閥位時啟閉件與閥座之間的密封比壓，這使得閥門在某些閥位時可以實現(xiàn)強(qiáng)制密封。這使得閥門密封比壓的選擇不再是兩難問題，在設(shè)計上可以實現(xiàn)在需要啟閉件與閥座和導(dǎo)流筒之間有較大壓力之處采用較大的啟閉件厚度。例如，可以將啟閉件在全關(guān)位的厚度設(shè)計的較大，使得啟閉件與閥座和導(dǎo)流筒在全關(guān)位狀態(tài)時相互擠壓產(chǎn)生強(qiáng)制密封力，強(qiáng)制密封力提高了閥門在全關(guān)位時的密封比壓，保證了閥門在全關(guān)位的密封性能，實現(xiàn)了全關(guān)位的強(qiáng)制密封，同時，其它閥位的密封比壓較小，降低了啟閉件與閥座密封面在開關(guān)過程中的磨損。
[0009]導(dǎo)流筒安裝在閥體內(nèi)，其一側(cè)與閥體相接觸配合形成密封，另外一側(cè)與啟閉件凹球面接觸配合，此結(jié)構(gòu)會在閥門開關(guān)過程中對介質(zhì)起到導(dǎo)流的作用，使得絕大多數(shù)介質(zhì)會直接經(jīng)導(dǎo)流筒而流向下游，在此過程中，介質(zhì)對啟閉件和閥座密封面的沖刷可以忽略，啟閉件和閥座不容易磨損，這避免了普通球閥的一個缺點。
[0010]另外，啟閉件、閥桿、閥座、導(dǎo)流筒、閥座支撐板、導(dǎo)流筒支撐板以及閥蓋可以做成一個模塊，在拆卸閥蓋與閥體連接的緊固件后，可以將整個模塊從閥門中整體抽出，這使得此閥門的易損件實現(xiàn)了模塊化更換，降低了更換易損件的難度，節(jié)省了維修時間，可以大大減少用戶的停工成本。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0012]閥門為90°角行程操作，具有開關(guān)迅速、操作方便的優(yōu)點，而避免了普通強(qiáng)制密封閥需要多回轉(zhuǎn)操作的缺點；啟閉件的凸球面和凹球面采用偏心設(shè)計，使得啟閉件與閥座和導(dǎo)流筒在指定的閥位狀態(tài)可以擠壓產(chǎn)生強(qiáng)制密封力，強(qiáng)制密封力提高了閥門的密封比壓，保證了閥門在這些閥位的密封性能，實現(xiàn)了強(qiáng)制密封，同時，其它閥位的密封比壓較小，降低了啟閉件與閥座密封面在開關(guān)過程中的磨損；閥門中設(shè)置導(dǎo)流筒，使得絕大多數(shù)介質(zhì)會直接經(jīng)導(dǎo)流筒而流向下游，在此過程中，介質(zhì)對啟閉件和閥座密封面的沖刷可以忽略，啟閉件和閥座不容易磨損；啟閉件、閥桿、閥座、導(dǎo)流筒等部件可以做成一個模塊，這使得此閥門的易損件實現(xiàn)了模塊化更換，降低了更換易損件的難度，節(jié)省了維修時間，可以大大減少用戶的停工成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1為本發(fā)明涉及的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥的主要結(jié)構(gòu)；
[0014]附圖2為本發(fā)明涉及的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥全開位閥腔示意圖；
[0015]附圖3為本發(fā)明涉及的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥全關(guān)位閥腔示意圖；
[0016]附圖4為本發(fā)明涉及的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥的啟閉件偏心結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]附圖5為本發(fā)明涉及的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥半開位介質(zhì)對密封元件沖刷示意圖；
[0018]附圖6為普通球閥半開位介質(zhì)對密封元件沖刷示意圖；
[0019]附圖7為本發(fā)明涉及的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥閥芯模塊示意圖:

【具體實施方式】
[0020]一種模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥，其主要部件包括:閥體1、啟閉件2、閥蓋3、閥桿4、閥座5、導(dǎo)流筒6、閥座支撐板7、導(dǎo)流筒支撐板8、操作機(jī)構(gòu)9、排污閥10。如圖1所示。
[0021]啟閉件2與閥桿4相連接,通過旋轉(zhuǎn)閥桿4帶動啟閉件2作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來改變啟閉件2的流道與閥座5的通徑之間的相對關(guān)系開啟和關(guān)閉介質(zhì)的目的。當(dāng)啟閉件2的流道面積與閥座5的通徑面積100%連通時，閥門處于全開位；當(dāng)啟閉件2的流道面積與閥座5的通徑面積100%隔絕時，閥門處于全關(guān)位；當(dāng)啟閉件2的流道面積與閥座5的通徑面積部分連通時，閥門處于半開位。
[0022]在設(shè)計上，只要閥桿4帶動啟閉件2在約90°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，即可以起到在全開位和全關(guān)位之間改變閥位的目的，即閥門實現(xiàn)了角行程操作。
[0023]啟閉件2布置在閥座5和導(dǎo)流筒6之間，其凸面和凹面均為球面結(jié)構(gòu)。閥體1、啟閉件2、閥蓋3、閥座5和導(dǎo)流筒6之間會形成一個腔體，稱之為閥腔。如圖2、圖3所示。
[0024]閥座5的一側(cè)與閥體I接觸配合，并且在閥座5和閥體I之間設(shè)有密封圈，使得閥座5與閥體I之間可以形成密封，介質(zhì)不會從閥座5與閥體I之間流過。閥座5的另外一側(cè)與啟閉件2的凸球面接觸配合，根據(jù)介質(zhì)條件和實際使用需求，可以在閥座5鑲嵌密封圈從而它們之間實現(xiàn)密封密封，也可以通過提高閥座5與啟閉件2的加工精度從而使它們之間實現(xiàn)金屬-金屬密封，這兩種方式都可以保證介質(zhì)不會從閥座5與啟閉件2之間流過。
[0025]導(dǎo)流筒6的一側(cè)與閥體2接觸配合，并且在導(dǎo)流筒6與閥體I之間設(shè)有密封圈，使得導(dǎo)流筒6與閥體I之間可以形成密封，介質(zhì)不會從導(dǎo)流筒6與閥體I之間流過而進(jìn)入閥腔。導(dǎo)流筒6的另外一側(cè)與啟閉件2的凹球面接觸配合，根據(jù)介質(zhì)條件和實際使用需求，可以在導(dǎo)流筒6鑲嵌密封圈從而它們之間實現(xiàn)密封，也可以通過提高導(dǎo)流筒6與啟閉件2的加工精度從而使它們之間實現(xiàn)金屬-金屬密封，這兩種方式都可以保證介質(zhì)不會從導(dǎo)流筒6與啟閉件2之間流過而進(jìn)入閥腔。
[0026]啟閉件2的凸球面與凹球面為偏心結(jié)構(gòu)，即它們的球心不重合。此偏心結(jié)構(gòu)使得啟閉件各處的厚度并不完全相同，進(jìn)而使得啟閉件2的不同位置與閥座5和導(dǎo)流筒6之間的壓力是不完全相同的。通過調(diào)節(jié)凸球面與凹球面球心的相對位置以及它們的半徑，可以調(diào)節(jié)啟閉件2各處的厚度以調(diào)節(jié)閥門處于不同閥位時啟閉件2與閥座5之間的密封比壓，這使得閥門在某些閥位時可以實現(xiàn)強(qiáng)制密封。通常而言，閥門在全關(guān)位的密封性對于閥門而言是至關(guān)重要的，因此，可以將啟閉件2在全關(guān)位的厚度設(shè)計的較大，使得啟閉件2與閥座5和導(dǎo)流筒6在全關(guān)位狀態(tài)時相互擠壓產(chǎn)生強(qiáng)制密封力，強(qiáng)制密封力提高了閥門在全關(guān)位時的密封比壓，保證了閥門在全關(guān)位的密封性能，實現(xiàn)了全關(guān)位的強(qiáng)制密封，同時，其它閥位的密封比壓較小，降低了啟閉件2與閥座5密封面在開關(guān)過程中的磨損。以上描述的啟閉件偏心結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0027]導(dǎo)流筒6安裝在閥體I內(nèi)，其一側(cè)與閥體I相接觸配合形成密封，另外一側(cè)與啟閉件2凹球面接觸配合，此結(jié)構(gòu)會在閥門開關(guān)過程中對介質(zhì)起到導(dǎo)流的作用，使得絕大多數(shù)介質(zhì)會直接經(jīng)導(dǎo)流筒6而流向下游，在此過程中，介質(zhì)對啟閉件2和閥座5密封面的沖刷可以忽略，啟閉件2和閥座5不容易磨損，如圖5所示。這種介質(zhì)流通方式避免了普通球閥在閥門開關(guān)過程中介質(zhì)會沖刷閥芯和閥座密封面的沖刷，如圖6所示。
[0028]另外，啟閉件2、閥桿4、閥座5、導(dǎo)流筒6、閥座支撐板7、導(dǎo)流筒支撐板8以及閥蓋3可以做成一個模塊15，在拆卸閥蓋3與閥體I之間連接的緊固件后，可以將整個模塊15從閥體I中整體抽出，這使得此閥門的易損件實現(xiàn)了模塊化更換。如圖7所示。
[0029]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特種和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0030]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可以被其它等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0031]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥，一種模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥，其主要部件包括閥體1、啟閉件2、閥蓋3、閥桿4、閥座5、導(dǎo)流筒6、閥座支撐板7、導(dǎo)流筒支撐板8、操作機(jī)構(gòu)9、排污閥10，其特征是:啟閉件2布置在閥座5和導(dǎo)流筒6之間，其凸面和凹面均為球面結(jié)構(gòu)，且凸球面與凹球面為偏心結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥，其中的啟閉件2各處的厚度可以通過其凸球面與凹球面球心的相對位置以及它們的半徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)閥門處于不同閥位時啟閉件2與閥座5之間的密封比壓的目的，從而實現(xiàn)閥門在某些閥位時的強(qiáng)制密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥，其中的閥桿4帶動啟閉件2在約90°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，即可以起到在全開位和全關(guān)位之間改變閥位的目的，實現(xiàn)了閥門角行程操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥，其中的導(dǎo)流筒6安裝在閥體I內(nèi)，其一側(cè)與閥體I相接觸配合形成密封，另外一側(cè)與啟閉件2凹球面接觸配合，此結(jié)構(gòu)會在閥門開關(guān)過程中對介質(zhì)起到導(dǎo)流的作用，使得絕大多數(shù)介質(zhì)會直接經(jīng)導(dǎo)流筒6而流向下游。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化設(shè)計角行程操作的強(qiáng)制密封閥，其中的啟閉件2、閥桿.4、閥座5、導(dǎo)流筒6、閥座支撐板7、導(dǎo)流筒支撐板8以及閥蓋3可以做成一個模塊15，在拆卸閥蓋3與閥體I之間連接的緊固件后，可以將整個模塊15從閥體I中整體抽出。
【文檔編號】F16K5/06GK104132157SQ201310157590
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月2日
【發(fā)明者】劉海亮, 張在曉, 王磊, 趙壽軍 申請人:劉海亮, 張在曉, 王磊, 趙壽軍