專利名稱：雙隔膜介控閥門的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到流體力學原理，從流體介質的壓力管道中引入介質壓力，并采取束流、導向、放大的技術措施，和現(xiàn)代閥門技術常用可行的方法，使之達到控制主閥門，通斷介質流的一種新型閥門技術。
閥桿與流體介質的直接接觸是現(xiàn)代老閥門的結構特征，由此引起旋轉力矩大、工作行程長、磨損快、易泄漏。近年出現(xiàn)的支控閥門，解決了閥桿與介質直接接觸的問題，但其結構較復雜，且不能調控出口流量。目前工業(yè)生產(chǎn)自動化的發(fā)展，遙控、集控、程控技術的采用，對閥門工業(yè)及其產(chǎn)品提出了新的要求。本實用新型正是真對目前閥門工業(yè)及其技術這一現(xiàn)狀提出來的。目的是提供一種控制裝置不與流體介質直接接觸，因而，控制力小、工作行程短、快速、靈敏，且結構簡單，實用于自動化管道系統(tǒng)的常溫、中低壓截斷閥門。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的介質流的通斷是靠主流道上的一個膜片組件的上下彈動來完成，而膜片組件的上下彈動是受由支流道引入的介質的壓力的控制，該支流壓力的大小及其變化又決定于由介控隔膜控制的水平通道的接通或關閉，以及開度的大小。水平通道的通斷和開度是由電磁閥的驅動或手動來實現(xiàn)。
由結構和工作原理決定了本實用新型有以下優(yōu)點和積極效果一、結構簡單對于老式手動閥門，省去了動密封裝置、閥桿、手輪，以控制調定裝置和靜密封代替。
對于老式電動閥門，省去了電機、減速器、轉矩限制器、動密封裝置，以電磁閥、控制調定裝置和靜密封代替。
對于現(xiàn)有支控閥門，省去了杠桿傳動機構、雙螺套調定裝置，以及鑄鐵的座和蓋，以兩個鋼制園盤和錐度螺旋副代替。
二、使用方便由結構和工作原理決定了操作時用力小(≤3kg)、速度快(≤8秒)、工作行程短(≤8mm)。對于老式閥門，它具備現(xiàn)有支控閥門的一切特點，對于現(xiàn)有支控閥門具有以下特點1、現(xiàn)有支控閥門是靠杠桿機構帶動推桿，本實用新型是直接撳動推桿，避免了由杠桿轉動引起的磨擦，因而無磨損，壽命長。
2、現(xiàn)有支控閥門是靠推桿抬起解除對隔膜的約束力而打開通道，本實用新型是直接推動隔膜打開通道，因而減少了壓力傳遞時間，啟閉快而可靠。
三、無內外泄漏1、由本閥門的結構決定，所有介質流道(主流道、支流道和排氣道)，均與控制裝置隔絕，不需要動密封，因此無外泄漏。
2、主流道和支流道各自成封閉系統(tǒng)，在兩零件之間的通道相接處以矩形密封圈靜密封，因此無內泄漏。
四、價格低廉與現(xiàn)有閥門相比有以下三種情況1、與老式手動閥門相比，價格相當或略高。
2、與老式電動閥門相比，低70％-80％。
3、與現(xiàn)有支控閥門相比，低25％-35％。
由本實用新型的優(yōu)點產(chǎn)生以下積極效果1、能適應和滿足生產(chǎn)工藝自動化的需要，是遙控、集控、程控系統(tǒng)所需的閥門部件。
2、因無內外泄漏，因此適用于有毒、有害介質或其他不允許污染環(huán)境的管道系統(tǒng)。
本實用新型的結構和工作原理由以下實施例及附圖給出圖面說明


圖11-閥體、1a-閥座、2-閥蓋、3-膜片組件、4-穩(wěn)壓彈簧、5-介控板、6-介控隔膜、7-介門軸、8-復位彈簧、9-過渡板、10-過渡隔膜、11-過渡桿、12-撳桿、13-微調螺母、14-端座、15-電磁閥。
圖21a-閥座、3-膜電組件、4-穩(wěn)壓彈簧、1-引入道、Ia-節(jié)流孔、a-主流腔、b-壓力控、Da-a腔有效作用面積直徑、Db-b腔有效作用面積直徑。
圖33-膜片組件、6-介控隔膜、II-排放道、IIa-水平排放道、a-主流腔、b-壓力腔、C-排放腔、d-環(huán)形通道。
圖43-膜片組件、Ia-節(jié)流孔、IIa-水平排放道、a-主流腔、b-壓力腔。
一、結構
圖1所示DN＝100mm，PN＝1.0MPa
圖1是本實用新型結構實施例的正剖面圖，它包括一個閥體(1)和一個閥蓋(2)，二者以法蘭形式和八個M8螺栓相聯(lián)接，形成了由入口-主流腔(a)-排放腔(c)-出口的主流道。閥體(1)與閥蓋(2)之間由膜片組件(3)隔開，形成了壓力腔(b)和環(huán)形通道(d)。膜片組件(3)與閥蓋(2)之間安裝一個壓力值為110牛頓的穩(wěn)壓彈簧(4)，作用是使膜片組件能平穩(wěn)地進引啟閉動作。在閥體(1)和閥蓋(2)上開有定值引入道(I)和節(jié)流孔(Ia)及排放道(II)，引入道和排放道統(tǒng)稱為定值支流道。閥蓋的上方安裝有介控板(5)，介控隔膜(6)，介門軸(7)及復位彈簧(8)，形成控制腔(e)，排放道(II)的水平段(IIa)穿過介控板(5)的直徑方向，并被隔膜(6)隔開，作用是控制介質的排放量和排放速度。在e腔的下側壁上開有排氣孔(III)，作用是當介控隔膜(6)下移時排除e腔內的空氣。介控板(5)的上方安裝有過渡板(9)，過渡隔膜(10)，過渡桿(11)形成過渡腔(f)，其作用是使流體介質與控制裝置完全隔開和傳遞控制力。在f腔的下側壁上開一排介孔IV，作用是當過渡隔膜(10)下移時，排出f腔內的介質。過渡板(9)的上方安裝本閥門的控制調定裝置，包括撳桿(12)，微調螺母(13)，端座(14)，和MFJ1-5.5電磁閥(15)，作用是實現(xiàn)本閥門的電磁動、點動、轉動三功能的控制形式。
二、工作原理由于膜片組件(3)的上下彈動，便開通或截斷主流道，使閥門呈現(xiàn)關閉狀態(tài)，膜片組件的動作是受b腔內介質壓強的變化的控制，同時也與a腔內介質的壓力有關。
a腔內的介質壓強(設為pa)是相對穩(wěn)定的常量，a腔內的有效作用面積(設為Fa)是常量，因此，a腔對膜片組件向上的作用力(設為Pa)是相對穩(wěn)定的常量。
即Pa＝pa·Fa……①b腔內的介質壓強(設為pb)是經(jīng)常變化的變重，b腔內的有效作用面積，(設為Fb)是常量，因此，b腔內對膜片組件向下的作用力(設為Pb)是經(jīng)常變化的變量。
即Pb＝pb·Fb……②由于環(huán)形通道(d)的作用，使得Db＞Da則有Fb＞Fa……③
Db、Da分別為b腔和a腔有效作用面積的直徑]Pb的變化量和變化速度，決定于水平排放道(IIa)的接通或斷開，以及開度的大小。水平排放道(IIa)的通斷及開度決定于介控隔膜(6)的彈動量，而介控隔膜(6)的彈動是靠電磁閥(15)或撳桿的推動來實現(xiàn)，于是閥門在工作中必然出現(xiàn)以下三種狀態(tài)1、關閉狀態(tài)(圖2所示)本閥門為常閉式閥門，即在不施加任外力的自然條件下是關閉的。
當管道內有壓力介質流通時，則經(jīng)過引入通(1)和節(jié)流孔(Ia)進入壓力腔(b)，按公式②b腔內產(chǎn)生對膜片組件(3)向下的作用力(Pb)，其值為；Pb=pb·Fb(MPa)。
與此同時，按公式①主流腔(a)內產(chǎn)生對膜片組件(3)向上的作用力(Pa)，其值為Pa＝pa·Fa(MPa)當Pb隨著介質的不斷輸入而逐漸升高，直到Pb＝Pa時，則有Pb·Fb＝Pb＞pa·Fa＝Pa[Fb＞Fa公式③]穩(wěn)壓彈簧(4)的彈力也是向下的，則關閉閥門的總力(設為P關)應為P關＝Pb-Pa+P彈4(MPa)。
這時膜片組件(3)在P關的作用下緊緊地被壓在閥座(1a)上。此時，閥門呈現(xiàn)完全關閉狀態(tài)。
當管道內輸送介質的最初時刻，由于b腔內介質壓強的升高(直到P關＞0時)是需要3-5秒鐘時間，此時，膜片組件(3)在Pa的作用下會出現(xiàn)抬起現(xiàn)象，但幾秒鐘后又回到閥座(1a)上。
二、全開狀態(tài)(圖3所示)電磁閥通電或按動撳桿到最大行程，介控隔膜(6)下降，水平排放道(IIa)接通，此時，b腔內的介質經(jīng)排放道(II)向出口排放，b腔內的介質壓強降低，直到P關＜0(即Pb+P彈4＜Pa)時，膜片組件(3)在Pa的作用下抬起直到極限位置，開通主流道。管道內的介質沿著①a腔-C腔--出口②a腔--d環(huán)形通道--出口流出，閥門呈現(xiàn)全開狀態(tài)。
三、半開狀態(tài)(圖4所示)半開狀態(tài)是為控制和調節(jié)出口流量而設計的，當調定某一所需的流量，并要求該流量穩(wěn)定的流出時，必須滿足式Pa＝Pb，即b腔內向下的作用力是相對穩(wěn)定的常量，且等于a腔內向上的作用力pa，此時膜片組件(3)穩(wěn)定地停留在某個位置上。若使b膜內的介質壓強穩(wěn)定在某一數(shù)值上必須使由節(jié)流孔(Ia)輸入的流量(設為qIa)衡等于由水平排放通(IIa)排出的流量(設為qIIa)即qIa≡qIIa要實現(xiàn)上述衡等式，只需轉動微調螺母(13)，帶動撳桿下移(
圖1所示)，使水平排放道(IIa)的過流面積(設為fIIa)等于節(jié)流孔(Ia)的過流面積(設為fIIa)即fIIa＝fIa節(jié)流孔是介質進入b腔的常開通道，水平排放道(IIa)是介質排出b腔的開、閉通道(或稱可調通道)所以節(jié)流孔(IIa)的過流面積(或者直徑)是本實用新型重要的技術參數(shù)，直接關系到閥門的啟閉速度和流量的控制、調節(jié)的準確度，該參數(shù)必須通過試驗來確定。
權利要求1.雙隔膜介控閥門是一種以介質壓力控制的截斷閥門，本實用新型的特征是閥體(1)上有引入道(I)和排放道(II)，閥蓋(2)上有引入道(I)、節(jié)流孔(Ia)、排放道(II)，一個膜片組件(3)，一個控制腔(e)，一個過渡腔(f)，一個控制調定裝置。
2.按照權利要求1所述的雙隔膜介控閥門，其特征是閥體(1)和閥蓋(2)是以法蘭形式和8個M8螺栓相聯(lián)接，形成了由入口-主流腔(a)-排放腔(c)-出口的主流道。
3.按照權利要求2所述的雙隔膜介控閥門，其特征是閥體(1)與閥蓋(2)之間由膜片組體(3)隔開，形成了壓力腔(b)和環(huán)形通道(d)。
4.按照權利要求3所述的雙隔膜介控閥門，其特征是膜片組件(3)與閥蓋(2)之間安裝一個壓力值為110牛頓的穩(wěn)壓彈簧(4)。
5.按照權利要1所述的雙隔膜介控閥門其特征是閥體(1)和閥蓋(2)上開有定值引入道(I)和節(jié)流孔(Ia)及排放道(II)，引入道和排放道統(tǒng)稱為定值支流道。
6.按照權利要1所述的雙隔膜介控閥門其特征是控制腔(e)是由閥蓋(2)與其上方安裝的介控板(5)、介控隔膜(6)、介門軸(7)和復位彈簧(8)所形成，排放道(2)的水平段(IIa)穿過介控板(5)的直徑方向，并被隔膜(6)隔開，(e)腔的下側壁上開有排氣孔(III)。
7.按照權利要求1所述的雙隔膜介控閥門，其特征是過渡腔(f)是由介控板(5)與其上方安裝的過渡板(9)、過渡隔膜(10)和過渡桿(11)所形成，并在(f)腔的下測壁上開一排氣孔(IV)。
8.按照權利要求1所述的雙隔膜介控閥門，其特征是控制調定裝置是由MFJ1-5.5電磁閥(15)、撳桿(12)、微調螺母(13)和端座(14)所組成。
專利摘要本實用新型——雙隔膜介控閥門,是一種以支路引入介質壓力,經(jīng)束流、導向、放大,使之達到控制主閥門,通斷介質流的新型閥門。它是由閥體、閥蓋、膜片組件、控制調定裝置,以及主流道、支流道、壓力腔、排放腔、環(huán)形通道、控制腔、過渡腔等所組成。設置了電磁驅動、手轉動、手撳動等三功能控制調定裝置。具有控制力小,啟閉速度快,無泄漏、結構簡單、價格低廉等特點,是現(xiàn)代工業(yè)閥門及其技術領域里的一種新型的、常溫、低中壓通斷閥門。
文檔編號F16K7/12GK2296430SQ96248829
公開日1998年11月4日 申請日期1996年12月3日 優(yōu)先權日1996年12月3日
發(fā)明者楊甲臣 申請人:楊甲臣