CN101050827A

CN101050827A - 阀门用隔离密封传动启、闭装置

Info

Publication number: CN101050827A
Application number: CN 200610020649
Authority: CN
Inventors: 林德宽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2026-04-03
Also published as: CN100552273C

Abstract

该发明属于与阀门配套用隔离密封启、闭装置，包括设有开度指示盘的壳体，带柔性压力轴承的谐波传动装置，包括螺杆密封罩及柔性壳体的隔离密封组件，螺杆及带一对偏心钢性轴承或柔性轴承的螺母套，螺杆套、底座及压力平衡腔，设有连通孔的阀盖，压盖，护套，密封件及手轮。本发明具有柔性隔离传动机构及生产工艺简单，安装、调节方便，运行平稳、可靠，柔性壳体内、外腔压力自动平衡性好，有害介质不易进入内腔；阀门开度调节控制准确方便，使用寿命较长等特点。克服了背景技术采用柔性内齿精度要求高、加工难度大，安装调节困难，运行易发生顶齿、平稳性差，柔性壳体内外腔压力调节功能差，腐蚀性介质易进入内腔等弊病。

Description

阀门用隔离密封传动启、闭装置

技术领域

本发明属于一种与阀门配套，用于开启及关闭阀门的装置。特别是一种采用隔离密封传动的启、闭阀门的装置。尤其适合诸如核工业部门及绝对不允许有害介质外泄等的输送管路中使用。

背景技术

常规阀门由于其结构原因，很难处理好动密封问题，不可避免地会有输送介质外泄、造成浪费甚致污染环境。对于一些有毒、有害的物质的输送，诸如核工业用的阀门等由于绝对不允许外泄，通常采用波纹管对阀杆部分进行动密封。采用波纹管密封虽然可有效防止介质外泄，但由于密封用波纹管本身存在结构及制造工艺复杂、装置体积大、闸阀的启闭行程长且不能进行动力传递，体积较同规格阀门大许多，制造难度大，使用中承受压力低、受温度变化影响大；此外，由于波纹管直接与输送液体接触，又易被腐蚀，特别是波纹管密封不能用于诸如蝶阀、球阀等旋转启闭的阀门上，应用范围受到极大限制。针对上述缺陷申请人在公告号为CN2725674的专利文献中公开了一种发明名称为《一种采用隔离密封传动的阀门启闭装置》该装置包括壳体，带对称压力轴承组的谐波传动装置，由带内齿的柔性齿轮和上螺杆密封罩组成的隔离密封传动组件及设于其内的下部为阀杆的螺杆、带一对偏心齿轮的螺母套，压盖，手轮，底座以及密封环。该装置虽然具有体积小，可有效防止被输送介质外泄，耐压强度高、受温度变化影响小、运行安全并可适合与多类手动、电动高、中、低压阀门配套使用，实现无泄漏调节控制等特点。但由于谐波传动装置中的压力轴承为钢性轴承，螺母套所设上、下偏心轮为齿轮，因此在柔性壳体内必须设置柔性内齿与上、下偏心轮上的轮齿啮合才能实现动力传递，而柔性内齿加工困难，对位精度要求极高，工作时易发生顶齿现象；此外，其柔性壳体的内腔容积不能调节，密封传动组件内腔在螺杆上、下移过程中心其容积将产生变化，温度的变化亦将引起腔内的气体或填充液体积变化，这些变化将造成内、外腔压力失衡，形成压力差，对螺杆行成负压，同时亦可能将腐蚀性的气、液吸入螺母套内，腐蚀螺杆等。因而存在内齿精度要求高、加工难度大、安装调节困难、运行中平稳性差，易产生顶齿现象，以及柔性壳体内腔压力调节功能差，输送介质易进入螺母套内腐蚀螺杆等弊病。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术存在的弊病，改进设计一种阀门用隔离密封传动启、闭装置，以达到简化柔性传动结构及生产工艺，自动调节柔性壳体内腔的压力，确保内、外腔压力平衡；以及安装调节方便，工作运行平稳，延长使用寿命等目的。

本发明的解决方案是在背景技术基础上将对称压力轴承组由钢性轴承组改为柔性轴承，将螺母套外柱面上所设一对偏心齿轮亦改为钢性轴承或柔性轴承，同时取消设于柔性壳体内与上述两偏心齿轮配合的环状柔性内齿；在底座与轴套下部之间增设一带活塞的环状压力平衡腔，以平衡工作时内、外腔的压力；本发明即以此实现其发明目的。因此，本发明包括壳体、带压力轴承的谐波传动装置，隔离密封组件及设于其内的螺杆，螺母、螺杆套总成，手轮，压盖、底座，密封环；关键在于谐波传动装置中的压力轴承为环状设置的柔性压力轴承，隔离密封组件包括上螺杆密封罩及柔性壳体，其内对应于柔性压力轴承的螺母套外柱面为一对上、下叠合且左右180°错位设置并分别带钢性轴承的偏心圆柱面或带柔性轴承的椭圆柱面；谐波传动装置中的柔性压力轴承通过柔性壳体与螺母套上的一对错位设置的钢性轴承分别半包覆式或与其上的柔性轴承全包覆式压力接触联接，以传递补动力。

为了很好地平衡柔性壳体内、外腔工作时的压力并防止腐蚀性输送介质沿螺杆下部进入内腔，在螺杆套与底座之间设一带活塞的环形压力平衡腔，同时在螺杆套对应于上部压力平衡腔处开设连通孔，并在其下部螺杆套与螺杆之间设置密封环、在阀盖顶部设置一组连通孔。为了降低加工难度及提高螺母套的工作性能，将整体式螺母、螺杆套总成改为组合式、且采用铜质螺母套，螺母套与螺杆套之间通过柱销联接成一体。而所述对应于柔性压力轴承的螺母套外柱面，当为一对错位设置的偏心圆柱面时，其偏心量均为0.9～2mm；当为椭圆柱面时，两焦点之间的距离则为1.8～5mm。为了便于控制和观察阀芯的开启量，在壳体上还设有一阀门开度指示盘，该指示盘上的指针轴通过齿轮副、齿轮轴及其上的蜗轮与设于谐波传动装置壳体上的蜗杆啮合、并使指针随其转动而同步动作。为了防止上螺杆密封罩受外力影响变形、损坏，在密封罩外还设有一护套。

本发明由于将背景技术中谐波传动装置内对称设置的钢性压力轴承组、改为环形设置的柔性轴承，并将螺母套上与之对应的一对偏心齿轮、改设成一对偏心设置的钢性轴承或同心设置的椭圆形柔性轴承，同时取消柔性壳体上相应的内齿。压力柔性轴片通过柔性壳体半包覆或全包覆轴承传动、其传动比为1；因而克服了柔性内齿加工难度大、安装调节困难、运行的平稳性差，易顶齿等缺陷。压力平衡腔的设置又可自动调节密封传动组件内、外腔的压力，防止腐蚀介质进入内腔；阀门开度指示盘(机构)的设置，又便于观察和有效调控阀门的开启量。因而具有柔性隔离传动机构及生产工艺简单，安装、调节方便，运行平稳可靠，柔性壳体内、外腔压力自动平衡性好，有害介质不易进入内腔；阀门开度调节控制准确、方便，使用寿命较长等特点。

附图说明

图1.为本发明结构示意图(实施例1.示意图)；

图2.为A-A视图；

图3.为B-B视图；

图4.实施例2.当柔性壳体内、外均采用柔性轴承时、其螺母套，内、外柔性轴承、柔性壳体结构及相互关系示意图；

图5.为C-C视图。

图中：1、壳体，2、谐波传动装置，2-1、蜗杆(Z₁)，2-2、压力柔性轴承，3-1、柔性壳体，3-2、上螺杆密封罩，3-3、上环套，3-4、下环套，3-5及5、6、9～3、12-2、14-2：密封环，7、护套，8、手轮，9、指示盘，9-1、指针，9-2、指针轴，9-4、齿轮轴，9-5、蜗轮(Z₂)，9-6及9-7：齿轮(Z₁及Z₂)，10、螺母套，10-1、上偏心轴承，10-2、下偏心轴承，10-3、柔性轴承，11、柱销，12、螺杆套，12-1、连通孔，13、底座，14、压力平衡腔，14-1、活塞，14-2、活塞环，15、螺栓，16、阀盖，16-1、连通孔，17、螺杆。

具体实施方式

实施例1：本实施例以与DN200、工作压力2.5MPa的闸阀配套用启、闭装置为例：

螺母套10材质为ZCuAl9Mn2，长160mm，主体外径φ52mm，内螺纹为Tr32X6LH-7H，与上、下偏心轴承10-1、10-2配合的圆柱面直径均为φ60mm，偏心量各为1.57mm，高均为13.2mm，下部与螺杆套12配合部长62.0mm，其上对称开设2个φ10mm柱销孔；轴承10-1、10-2型号均为61912；螺杆套12总长189mm，上部外径φ70mm，长102mm，下部内径φ34mm与底座13、压力平衡腔14配合处外径φ50mm，长67mm，套体固定盘直径φ131mm；螺杆17螺纹部分长265mm、下部光杆长250mm、直径φ34mm。底座13高70mm、外径φ225mm，上、下凹槽直径分别为φ150mm及φ126mm、槽深分别为13mm及47mm，下部凹槽外径150mm；活塞14-1内、外径分别为φ50mm及φ126mm、轴向厚22mm，内、外密封槽的外、内径分别为φ59mm及117mm、轴向高均为7mm。柔性壳体3-1总高216mm，中部与柔性轴承2-2等配合处内径φ87mm、高40mm，其上部筒体锥度2.5°、下部筒体锥度5.0°、壁厚1.5mm、材质为40CrNiMoA，下环套3-4轴向高27mm，外径150mm，与螺母套固定盘配合处内径φ131mm，与柔性壳体3-1下口部联接处直径φ106.5mm；密封罩3-2，总高270mm、内径φ34mm、壁厚4mm，环套3-3高48mm、与柔性壳体3-1配合处外径φ81mm，柔性壳体3-1与上、下环套3-3、3-4通过等离子密封焊结成一体。谐波传动装置2高221mm，上部内、外径分别为φ42mm及φ70mm；下部内、外径分别为φ110mm及φ140mm，其上的蜗杆2-1(Z₁)头数、轴面模数及齿顶高系数均为1，齿形角20°、螺旋轴向高16mm、升角0.414°、右旋，顶圆直径φ134.2mm，内腔下部与压力柔性轴承2-2配合处的环槽为椭圆形环槽、轴向高18.2mm、短轴半径R59mm，两焦点距离3.14mm，压力柔性轴承2-2型号为3E818KAT2。壳体1、高240mm，与下环套3-4及底座13配合处内、外径分别为φ150mm及φ225mm，上部与谐波传动装置2及压盖4配合处的内、外径分别为φ140mm及φ185mm，主体壁厚8mm，其上齿轮轴9-4安装孔直径φ16mm、深124mm；指示盘9直径φ100mm、齿轮9-7(Z₄)齿顶圆直径φ72mm，齿轮轴9-4直径φ8mm、长130mm；其上蜗轮9-5(Z₂)法面模数及齿顶高系数均为1、齿数12齿、齿型角20°、螺旋角0.434°、右旋，齿轮9-6(Z₃)模数及齿顶高系数亦均为1，齿型角20°、共12齿。护套7高138mm，内径φ46mm、下端通过M60×1.5内螺纹与谐波发生装置2的上端紧固联接；手轮8外径φ400mm、中心孔φ62mm，通过平键与谐波传动装置2联接并通过护套7轴向固定。本实旋例所有密封圈均采用O型丁睛橡胶密封圈。

本实施例通过紧固螺栓15将壳体1、底座13及阀盖16、紧固成一体、阀盖上对称设4个φ5mm的连通孔16-1；螺杆底端与阀芯联接。当手轮8转动时带动谐波传动装置2及其上的压力柔性轴承2-2转动，并隔着柔性壳体3-1带动偏心轴承10-1、10-2及螺母套同步转动，进而通过螺杆17带动阀芯开启或关闭。

实施例2：本实施例以螺母套10外柱面采用柔性轴承为例，其椭圆形外柱面短轴半径R34mm，两焦点距离亦为3.14mm、轴向高29mm；为了确保力矩传递、本实施例采用一对每个轴承额定力距为250N·m的型号为3E814KAT2型柔性轴承。其余均与实施例1.相同。

Claims

1、一种阀门用隔离密封传动启、闭装置，包括壳体，带压力轴承的谐波传动装置，隔离密封组件及设于其内的螺杆，螺母、螺杆套总成，手轮，压盖，底座，密封环；其特征在于谐波传动装置中的压力轴承为环状设置的柔性轴承，隔离密封组件包括上螺杆密封罩及柔性壳体，其内对应于柔性压力轴承的螺母套外柱面为一对上、下叠合且左右180°错位设置的分别带钢性轴承的偏心圆柱面或带柔性轴承的椭圆柱面；谐波传动装置中的柔性压力轴承通过柔性壳体与螺母套上的一对错位设置的钢性轴承分别半包覆式或与其上的柔性轴承全包覆式压力接触联接，以传递动力。

2、按权利要求1.所述阀门用隔离密封传动启、闭装置；其特征在于在螺杆套与底座之间设有一带活塞的环形压力平衡腔，同时在螺杆套对应于上部平衡腔处开设一组连通孔并在其下部螺杆套与螺杆之间设置密封环，在阀盖顶部正对腔体部位开设一组通孔。

3、按权利要求1.所述阀门用隔离密封传动启、闭装置；其特征在于螺母、螺杆套总成为组合式且、采用铜质螺母套，螺母套与螺杆套之间通过柱销联接成一体。

4、按权利要求1.所述阀门用隔离密封传动启、闭装置；其特征在于所述螺母套外柱面，当为一对错位设置的偏心圆柱面时，其偏心量为0.9～2mm；当为椭圆柱面时，两焦点之间的距离则为1.8～5mm。

5、按权利要求1.所述阀门用隔离密封传动启、闭装置；其特征在于在壳体上还设有一阀门开度指示盘，该指示盘上的指针通过齿轮副、齿轮轴及其上的蜗轮与设于谐波传动装置壳体上的蜗杆啮合，并使指针随其转动而同步动作。

6、按权利要求1.所述阀门用隔离密封传动启、闭装置；其特征在于在上螺杆密封罩外还设有一护套。