一種自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥，所述閘閥包括具有閥腔的上閥體、具有高壓腔的高壓側(cè)閥體、具有低壓腔的低壓側(cè)閥體、可在所述閥腔內(nèi)及高壓側(cè)閥體和低壓側(cè)閥體之間滑動(dòng)的閘板，所述閘閥還包括一用于平衡閥腔與高壓腔的壓力的壓力平衡機(jī)構(gòu)，所述壓力平衡機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)閥或電磁閥、盛裝有壓電材料的函箱，所述電動(dòng)閥或電磁閥通過(guò)連通管分別與所述閥腔和高壓腔相連通，所述函箱通過(guò)連通管分別與所述閥腔和高壓側(cè)管道相連通，所述電動(dòng)閥或電磁閥的兩端分別與位于所述函箱兩端處的壓電材料相電連，當(dāng)所述高壓腔和閥腔之間的壓力差大于設(shè)定壓力差時(shí)，所述電動(dòng)閥或電磁閥連通，所述閥腔和高壓側(cè)管道相連通。
【專利說(shuō)明】一種自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥。

【背景技術(shù)】
[0002]閘閥在流體工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，且大多數(shù)閘閥在管道系統(tǒng)中要承受非常大的壓強(qiáng)，所以對(duì)閘閥的力學(xué)穩(wěn)定性有相當(dāng)高的要求，同時(shí)也要求閘閥能在較大的壓力下可以正常開(kāi)啟和關(guān)閉。普通閘閥在設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮了其在充滿介質(zhì)時(shí)整體所應(yīng)承受的最大壓強(qiáng)，同時(shí)也假設(shè)閘閥高壓側(cè)壓力與閥腔內(nèi)的壓力相等，但閘閥在特殊工況下會(huì)存在“鍋爐效應(yīng)”，即異常工況下的外部熱源作用于閥體內(nèi)部，使閥腔內(nèi)的實(shí)際壓力大于閘板高壓側(cè)的壓力，此時(shí)閘板上下游兩個(gè)密封面會(huì)同時(shí)靠緊閥座，開(kāi)啟閘閥時(shí)則需要克服閘板與閥座間的兩個(gè)摩擦力。當(dāng)“鍋爐效應(yīng)”產(chǎn)生的閥腔與閘板高壓側(cè)的壓力差達(dá)到一定極限，閘閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)開(kāi)啟力矩將無(wú)法克服閘板與兩個(gè)閥座間的摩擦力，致使閥門(mén)無(wú)法開(kāi)啟，當(dāng)壓力繼續(xù)升高時(shí)，閥門(mén)本身的力學(xué)穩(wěn)定性及密封性將會(huì)受到破壞。在實(shí)際應(yīng)用中，為防止“鍋爐效應(yīng)”的產(chǎn)生，需要及時(shí)感知閥腔與閘板高壓側(cè)的壓力差并及時(shí)加以平衡，但閘閥閘板高壓側(cè)與閥腔內(nèi)壓力差較為難以測(cè)定，且測(cè)定后如何及時(shí)卸除壓力差也較為困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥，其可自動(dòng)平衡閘板高壓側(cè)管道和閥腔間的壓力，避免產(chǎn)生“鍋爐效應(yīng)”。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥，所述閘閥包括具有閥腔的上閥體、具有高壓腔的高壓側(cè)閥體、具有低壓腔的低壓側(cè)閥體、可在所述閥腔內(nèi)及高壓側(cè)閥體和低壓側(cè)閥體之間滑動(dòng)的閘板，所述閘閥還包括一用于平衡閥腔與高壓腔的壓力的壓力平衡機(jī)構(gòu)，所述壓力平衡機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)閥或電磁閥、盛裝有壓電材料的函箱，所述電動(dòng)閥或電磁閥通過(guò)連通管分別與所述閥腔和高壓腔相連通，所述函箱通過(guò)連通管分別與所述閥腔和高壓側(cè)管道相連通，所述電動(dòng)閥或電磁閥的兩端分別與位于所述函箱兩端處的壓電材料相電連，當(dāng)所述高壓腔和閥腔之間的壓力差大于設(shè)定壓力差時(shí)，所述電動(dòng)閥或電磁閥連通，所述閥腔和高壓側(cè)管道相連通。
[0006]優(yōu)選地，所述壓電材料為石英或鋯鈦酸鉛。
[0007]優(yōu)選地，位于所述函箱相對(duì)的兩端處的壓電材料均連接有一導(dǎo)線，所述導(dǎo)線與函箱相絕緣，所述導(dǎo)線分別連接于所述電動(dòng)閥或電磁閥的兩極。
[0008]優(yōu)選地，所述上閥體和高壓側(cè)閥體上均開(kāi)設(shè)有一通孔，所述函箱、電動(dòng)閥或電磁閥均通過(guò)連通管連接于所述通孔處。
[0009]更優(yōu)選地，所述連通管通過(guò)承插焊接或內(nèi)螺紋連接于所述上閥體或高壓側(cè)閥體。
[0010]優(yōu)選地,所述電動(dòng)閥為電動(dòng)球閥。
[0011]本實(shí)用新型采用以上結(jié)構(gòu)，相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):1、壓電材料可自行感知閘閥閘板高壓側(cè)與發(fā)墻內(nèi)的壓力差，無(wú)需通過(guò)其他測(cè)量裝置測(cè)定。2、平衡閥腔內(nèi)介質(zhì)和高壓側(cè)管道內(nèi)介質(zhì)的壓力的電動(dòng)閥或電磁閥可自動(dòng)連通和關(guān)斷，無(wú)需外力介入，且任何時(shí)間均可自動(dòng)連通和關(guān)斷，自動(dòng)化程度很高。3連通電動(dòng)閥或電磁閥的觸發(fā)信號(hào)來(lái)自于壓電材料產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，且觸發(fā)信號(hào)與閥腔內(nèi)和高壓側(cè)管路內(nèi)的介質(zhì)壓力同步，超過(guò)設(shè)定壓力差即連通電磁閥或電動(dòng)閥，無(wú)滯后時(shí)間。3、由于連通管內(nèi)徑較小，在電動(dòng)閥或電磁連通后，兩側(cè)介質(zhì)流動(dòng)量較小，壓力平衡后即關(guān)斷，以最小的介質(zhì)流量達(dá)到了閥腔和高壓側(cè)管路壓力的平衡，對(duì)閘閥截流效應(yīng)的影響降到了最低。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中，1、上閥體；11、閥腔；12、閥座；13、閥蓋；2、閘板；21、閥桿；3、高壓側(cè)閥體；31、高壓腔；4、低壓側(cè)閥體；41、低壓腔；5、壓力平衡機(jī)構(gòu)；51、連通管；52、導(dǎo)線；53、函箱；54、電磁閥。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍作出更為清楚明確的界定。
[0015]圖1所示為一種自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥。所述閘閥包括具有閥腔11的上閥體
1、具有高壓腔31的高壓側(cè)閥體3、具有低壓腔41的低壓側(cè)閥體4、固定連接于所述上閥體I的用于將閥腔11封閉的閥蓋13、可在所述閥腔11內(nèi)及高壓側(cè)閥體3和低壓側(cè)閥體4之間滑動(dòng)的閘板2，所述閘板2與一閥桿21相固定連接，所述閥桿21可滑動(dòng)地穿設(shè)在所述閥蓋13上以帶動(dòng)閘板2滑動(dòng)，所述高壓側(cè)閥體3用于與上游管道相連接，所述低壓側(cè)閥體4用于與下游管道相連接，所述上閥體1、高壓側(cè)閥體3和低壓側(cè)均相固定連接，當(dāng)所述閘板2向上滑動(dòng)至所述閥腔11內(nèi)時(shí)，所述閥腔11與高壓腔31和低壓腔41均相連通，即閘閥開(kāi)啟；當(dāng)所述閘板2向下滑動(dòng)至所述高壓側(cè)閥體3和低壓側(cè)閥體4之間時(shí)，所述閥腔11、高壓腔31、低壓腔41相隔斷，即閘閥關(guān)閉。為了增強(qiáng)關(guān)閉狀態(tài)下的閘閥的密封性能以及將閥腔11與高壓腔31、閥腔11與低壓腔41相隔斷，高壓側(cè)閥體3和低壓側(cè)閥體4之間固定連接有閥座12，閥座12上開(kāi)設(shè)有供閘板2穿過(guò)的孔。
[0016]所述閘閥還包括一用于平衡閥腔11與高壓腔31的壓力的壓力平衡機(jī)構(gòu)5，當(dāng)閘閥在關(guān)斷狀態(tài)下，閥腔11壓力過(guò)高，至高于與高壓腔31的設(shè)定壓力差時(shí)，壓力平衡機(jī)構(gòu)5平衡閥腔11與高壓腔31的壓力，以避免產(chǎn)生“鍋爐效應(yīng)”，消除因此造成的閘閥無(wú)法開(kāi)啟以及損壞等。所述壓力平衡機(jī)構(gòu)5包括電動(dòng)閥或電磁閥、盛裝有壓電材料的函箱53，所述電動(dòng)閥或電磁閥通過(guò)連通管51分別與所述閥腔11和高壓腔31相連通，所述函箱53通過(guò)連通管51分別與所述閥腔11和高壓腔31相連通，所述電動(dòng)閥或電磁閥的兩端分別與位于所述函箱53兩端處的壓電材料相電連，當(dāng)所述電動(dòng)閥或電磁閥兩極間的感應(yīng)電壓大于高壓腔31閥腔11的設(shè)定壓力差時(shí)，所述電動(dòng)閥或電磁閥連通，所述閥腔11和高壓腔31相連通。
[0017]具體到本實(shí)施例中，所采用的電動(dòng)閥為型號(hào)為Q961-160C DN8的電動(dòng)球閥54，當(dāng)然也可以為電磁閥等，具體視閘閥本體本身的設(shè)計(jì)壓力及通孔口徑而定，如果閘閥本身設(shè)計(jì)壓力較大且通孔口徑較大，則選用設(shè)計(jì)壓力較大且流道口徑也較大的電動(dòng)球閥，如閘閥本身設(shè)計(jì)壓力較小且通孔口徑較小，則可選取設(shè)計(jì)壓力較小且流道口徑也較小的其他類型電動(dòng)閥及電磁閥。所述壓電材料為石英或鋯鈦酸鉛。閘閥的型號(hào)為Z61W-160C DN500的閘閥，其公稱壓力16MPa，為避免鍋爐效應(yīng)使閘板2與閥座12間的摩擦力過(guò)大，設(shè)計(jì)允許高壓腔31與閥腔11內(nèi)最大壓力差(即設(shè)定壓力差)為2MPa。所述連通管51為鋼管，所述上閥體I和高壓側(cè)閥體3上均開(kāi)設(shè)有一孔徑為14mm的圓形通孔，將兩個(gè)Φ 14X2.5mm規(guī)格的20#鋼管以承插焊接方式分別連接于上閥體I和高壓側(cè)閥體3上，上述鋼管再以Y型三通分為兩支，一支連通函箱53,另一支連通電動(dòng)球閥54。
[0018]函箱53內(nèi)裝有石英或鋯鈦酸鉛等具有壓電材料效應(yīng)的材料，函箱53具有相對(duì)的兩端。位于所述函箱53相對(duì)的兩端處的壓電材料均連接有一導(dǎo)線52，所述導(dǎo)線52與函箱53相絕緣，所述導(dǎo)線52分別連接于所述電動(dòng)球閥54的兩極。即導(dǎo)線52從壓電材料內(nèi)部引出時(shí)，有絕緣膠皮阻隔導(dǎo)線52與壓電材料函箱53外殼的接觸。
[0019]如果設(shè)計(jì)允許閘閥的高壓腔31與閥腔11間的壓力差最大為Pmax (即設(shè)定壓力差)，則在Pmax施加于壓電材料兩端時(shí)，壓電材料會(huì)因?yàn)樽陨淼膲弘娦?yīng)而在函箱53兩端處產(chǎn)生感應(yīng)電壓Umax，施加于函箱53兩端的壓電材料上的壓力差減小時(shí)，感應(yīng)電壓相應(yīng)減小。將Umax設(shè)定為電動(dòng)球閥54或電磁閥的觸發(fā)閾值，其實(shí)時(shí)的感應(yīng)電壓達(dá)到Umax時(shí)，電動(dòng)球閥54或電磁閥自動(dòng)開(kāi)啟，在Umax以下則保持關(guān)閉。具體到本實(shí)施例中，測(cè)定在函箱53兩端處的壓電材料施加2MPa壓強(qiáng)時(shí)，其感應(yīng)電壓為12V，于是將電動(dòng)球閥54的開(kāi)啟電壓(觸發(fā)閾值)設(shè)定為12V，再將由函箱53內(nèi)的壓電材料引出的導(dǎo)線52連接于電動(dòng)球閥54的兩極。
[0020]當(dāng)本實(shí)用新型用于流體管道中以后，由于函箱53內(nèi)不導(dǎo)通，且電動(dòng)球閥54處于關(guān)斷狀態(tài)，如果無(wú)“鍋爐效應(yīng)”或者“鍋爐效應(yīng)”本身影響較小，通常情況下與普通閘閥作用相同，閘板起阻流作用，閘板高壓側(cè)的高壓腔31與閥腔11自然隔斷。當(dāng)閘閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，如果發(fā)生“鍋爐效應(yīng)”導(dǎo)致高壓腔31與閥腔11件產(chǎn)生壓力差，連通管51會(huì)將壓力差傳導(dǎo)至函箱53兩端及電動(dòng)球閥54兩端。如果壓力差在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)，本實(shí)用新型與普通閘閥一樣沒(méi)有動(dòng)作，但當(dāng)壓力差達(dá)到設(shè)計(jì)上限Pmax時(shí)，函箱53內(nèi)的壓電材料兩端會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電壓Umax,在Umax的觸發(fā)下，電動(dòng)球閥54連通,此時(shí)高壓腔31與閥腔11內(nèi)的介質(zhì)在連通管51內(nèi)導(dǎo)通并由高壓一端流向低壓一端，從而降低閥腔11與高壓腔31的壓力差，當(dāng)壓力差降至Pmax以下時(shí)，電動(dòng)球閥54自動(dòng)關(guān)斷，閥腔11與高壓腔31內(nèi)的介質(zhì)繼續(xù)隔斷。
[0021]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，是一種優(yōu)選的實(shí)施例，其目的在于熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥，所述閘閥包括具有閥腔(11)的上閥體(I)、具有高壓腔(31)的高壓側(cè)閥體(3)、具有低壓腔(41)的低壓側(cè)閥體(4)、可在所述閥腔(11)內(nèi)及高壓側(cè)閥體(3)和低壓側(cè)閥體(4)之間滑動(dòng)的閘板(2)，其特征在于:所述閘閥還包括一用于平衡閥腔(11)與高壓腔(31)的壓力的壓力平衡機(jī)構(gòu)(5)，所述壓力平衡機(jī)構(gòu)(5)包括電動(dòng)閥(54)或電磁閥、盛裝有壓電材料的函箱(53)，所述電動(dòng)閥(54)或電磁閥通過(guò)連通管(51)分別與所述閥腔(11)和高壓腔(31)相連通，所述函箱(53)通過(guò)連通管(51)分別與所述閥腔(11)和高壓腔(31)相連通，所述電動(dòng)閥(54)或電磁閥的兩端分別與位于所述函箱(53)兩端處的壓電材料相電連，當(dāng)所述高壓腔(31)和閥腔(11)之間的壓力差大于設(shè)定壓力差時(shí)，所述電動(dòng)閥(54)或電磁閥連通，所述閥腔(11)和高壓腔(31)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥，其特征在于:所述壓電材料為石英或鋯鈦酸鉛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥，其特征在于:位于所述函箱(53)相對(duì)的兩端處的壓電材料均連接有一導(dǎo)線(52)，所述導(dǎo)線(52)與函箱(53)相絕緣，所述導(dǎo)線(52)分別連接于所述電動(dòng)閥(54)或電磁閥的兩極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥，其特征在于:所述上閥體(I)和高壓側(cè)閥體(3)上均開(kāi)設(shè)有一通孔，所述函箱(53)、電動(dòng)閥(54)或電磁閥均通過(guò)連通管(51)連接于所述通孔處。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥，其特征在于:所述連通管(51)通過(guò)承插焊接或內(nèi)螺紋連接于所述上閥體(I)或高壓側(cè)閥體(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)感應(yīng)式壓力平衡閘閥，其特征在于:所述電動(dòng)閥(54)為電動(dòng)球閥。
【文檔編號(hào)】F16K37/00GK204061951SQ201420447194
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】鄭昌偉, 鄒平國(guó), 張文中 申請(qǐng)人:蘇州熱工研究院有限公司, 中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司