CN101099059B - 提高流量的旋塞阀 - Google Patents

Abstract

一种阀门装置，在本发明的一些实施例中提供了一种改进的旋塞阀，所述阀门带有一种阀塞，该阀塞有一个弧形圆柱形密封面和一个实际上是平的第二端面。阀室的进口区带有一个恒定的横截面流通区域。

Description

提高流量的旋塞阀

技术领域

本发明一般涉及可用来控制管路系统液体流量的偏心旋塞阀领域。

背景技术

偏心旋塞阀应用于工业领域已经有一段时间了，一般包括一个带有进口和出口的主阀体和一个可围绕一根轴转动的阀塞，这样，阀塞端面偏心转动以关闭或打开流经阀座区域的流体。这种阀可以用于废水、矿业、淡水和其它许多工业和HVAC(供暖通风和空调)服务设施。

旋塞阀一般使用寿命比较长，而且因其可靠性高而出名。其中许多旋塞阀用于污水和泥浆管路，例如废水、灰渣，矿尾料、以及其它类似用途。偏心旋塞阀通常包括两种类型：其中旋塞和匹配的阀座可以是圆柱形的或球形的。

圆柱形阀塞有的时候是很理想的，在密封阀座区域周围抵住圆柱形阀座而实现密封。当阀关闭时，在阀塞和阀座(通常为镍阀座)之间形成密封。经常会有这种情况，在阀门打开时，阀门流通区域的内部布置可能只是与阀门连接的管路内径流通区域的80％，从而导致阀门内部流通受到限制。旋塞阀一般都贴有人造橡胶，用来进行流体断开密封，并可抗磨损和抗腐蚀。旋塞阀常常提供有一个标准的“面对面”长度，符合美国和ISO的旋塞阀标准。

偏心旋塞阀用途非常广泛。例如，在许多液体流通管路设施中，建议将阀门与镍阀座安装在阀门的下游位置。如果是悬浮固体物质时，例如泥浆和污水，有时可以建议安装旋塞阀时，阀座位于上游和/或轴的轴线处于水平，这样，当阀门打开时，旋塞阀就可以抬高，位于管路中心线的上方。这样，阀塞和支撑件则不会接触到沉淀的砂粒、细沙和其它积淀在阀体底部的堆积物。

尽管上述阀可能非常有用，现有的工业旋塞阀，例如图11所示，一般都因为流通区域布局的限制而导致流体流量受到一定的影响，例如，在某些型号的阀门中，流通区域是管路面积的大约80％。

针对这个问题，采用的一个解决方案就是安装一个尺寸更大的阀门，这样阀口面积就实际上达到管路内部流通面积的100％。然而，它的缺点是尺寸过大，很重，而且价格昂贵，可能还需要一个尺寸更大的传动装置，这样与更小型的阀门相比，造价会更高。此外，尺寸过大的阀门使用一个较小的法兰，增加了面对面的区域，这将降低阀门的互换性。

已知旋塞阀的另一个缺点是，当其安装在污水和泥浆管路时，圆柱形阀体与扁平法兰点的相交有时会形成部分楔形堵塞，导致上述阀门下端出现污物和残渣的沉淀。

为此，最好将旋塞阀进行改进，使得圆柱形底座能够至少在一定程度上加强流量和/或减轻悬浮固体物的堆积效果。

发明内容

本发明在很大程度上可以满足上述需要，其特征是，一方面，该装置在某些实施例中提供了一种改进的旋塞阀，使得圆柱形底座能够至少在一定程度上加强流量和/或缓解悬浮固体物的堆积效果。

一方面，本发明的某些实施例提供了一种旋塞阀装置，其包括：带有一个进口和一个出口的阀体，出口带有一个阀座开口；另外还包括一个在阀体内旋转的带有一个圆柱状弧形密封面的旋塞，以及一个与弧形密封面相对的实际平面的第二端面。

一方面，本发明的某些实施例提供了一种旋塞阀装置，其包括：带有一个进口和一个出口的阀体，出口带有一个阀座开口；另外还包括一个在阀体内旋转的带有一个圆柱状弧形密封面的旋塞，其中进口包括一个输入区域，该区域的外形不同，但总面积不变。

一方面，本发明的某些实施例提供了一种旋塞阀装置，其包括：带有一个进口和一个出口的阀体，出口带有一个阀座开口；另外还包括一个在阀体内旋转安装的密封装置，它带有一个圆柱状弧形密封面，以及一个与弧形密封面相对的实际平面的第二端面。

一方面，本发明的某些实施例提供了一种旋塞阀装置，其包括：带有一个进口和一个出口的阀体，出口带有一个阀座开口；另外还包括一个在阀体内旋转的带有一个圆柱状弧形密封面的旋塞，其中进口包括一个输入区域，该区域的外形不同，但总面积不变。

一方面，本发明的某些实施例提供了一种改进流量的方法，这个方法就是一种包括一个阀体装置的阀门组件，该阀体带有一个进口和一个出口，出口带有一个阀座开口，其方法包括：转动安装在阀体内的一个旋塞，该阀体带有一个圆柱状弧形密封面和一个相对于该弧形密封面的实际平面的第二端面，其特征在于：旋塞阀在打开位置和关闭位置之间是可以活动的，这样在打开位置时，旋塞的第二端面就与面向进口位置的垂直角面和面向出口位置的实际垂直的阀座边缘对正。

为此，此处相等广泛地概述了本发明的某些实施例，目的是能够对本发明的详细描述更好的了解，另外也可以更好地了解到本发明对该项技术所做出的贡献。当然，下面也会介绍本发明的另外一些实施例，它们构成了本发明所提出的权利要求的实际组成部分。

在这方面，在详细介绍本发明的至少一个实施例之前，需要说明的是本发明并不仅限于下面说明所述或附图所示的详细结构和装置部件的布置形式。本发明除了上面所述实施例外，还具有多种实施方式。此外，还需要说明的是此处所引用的措词和术语以及摘要等都是为了介绍本发明，因此，不可以认为本发明就仅限于此。

为此，熟悉该项技术的人都会对该项发明所基于的理念感兴趣，它随时可以用作其它结构的设计依据，可以作为实施本发明几种用途的方法和途径。因此，重要的是，所提出的权利要求可以看作是包括了类似的结构，只要其没有背离本发明的精神和范围。

附图说明

图1是本发明最佳实施例的旋塞阀的剖面图，沿图2的1-1线剖面；

图2是本发明最佳实施例的旋塞阀的顶视图；

图3是图1所述实施例中使用的阀的旋塞侧视图；

图4是沿图3的4-4线的剖面图；

图5是旋塞阀的实施例的局部剖视图；

图6是图5所示旋塞阀打开位置的顶部局部剖视图；

图7是图5所示旋塞阀关闭位置的顶部局部剖视图；

图8是图1所示实施例中使用的阀体的透视图；

图9为图8所示阀体的剖面图，沿9-9线剖开；

图10是对称的剖面图，示出了按最佳实施例的阀门液体的流路，阀门处于打开位置；

图11是一个对称的剖面图，示出了液体流经已有技术阀门布置的流路，阀门处于打开位置；

图12为类似于图10的一张图，但所示阀门安装方向相反；

图13为类似于图11的一张图，但所示阀门安装方向相反。

具体实施方式

本发明在一些实施例中提供了一个改进的旋塞阀和流量控制方法，其圆柱形阀座可以至少在一定程度上加强流量和/或改善悬浮固体物使用的效果。现在，参照附图对最佳实施例进行介绍，其中，在所有附图中，同一个部件使用相同的参考号。

图1示出了本发明的最佳实施例的旋塞阀10，其中，包括一个阀体12，一个阀帽14和一个阀塞16。阀塞16安装在阀体12和阀帽14构成的腔体内，可以转动，并可以在打开和关闭位置之间活动，下面将详细说明。图2是图1所示布置的顶视图，更进一步示出了阀体12、阀帽14和阀塞16的轴部分。

现在再看图3和图4，阀塞16带有一个阀轴18，阀塞区域20带有一个背面22和一个前密封面24，以及上下连接区域26和28。另外，还有一个下端轴30通过一个轴衬安装，用来相对于阀体12转动，而轴18则相对于阀帽14转动。这样，阀塞16就围绕旋转轴线转动，而该旋转轴线则是穿过轴18和30的一个纵轴线。尽管所示最佳实施例示出了一个整体阀塞，该阀塞带有完整的上下轴，但在其它实施例中，单独的上轴和/或下轴可以通过销钉固定到阀塞上来与所述阀轴相连接。此处，与旋转轴线平行的方向为“垂直”方向，目的是提供一个适用的基准坐标。其它方向在此处也将视作垂直方向，即意味着它们与该轴线平行。然而，需要注意的是，阀门可能是实际上按任一方向安装的，包括旋转轴线与相对于重心方向水平，而且在这种情况下，此处参考垂直是指与该旋转轴线的水平，而不一定是参考重心方向。另外，虽然图1到图10都示出了从阀门进口到出口一个方向上的液体流动情况，但应该注意的是按照有些安装方式，阀门的方向相反，所以“进口”和“出口”位置也相反。这种安装形式，例如图12所示，是典型的污物和/或颗粒物质输送管路设施中的高位安装形式。

再看图5，示出了阀塞16和阀体12的另外一些特性。在图5中，阀塞16的后端面22实际上呈扁平或平面轮廓，而外端面24则为圆柱形轮廓形状。阀体12包括一个进口法兰30和出口法兰32。进口法兰30通向流入通路区域34，该区域从环形开口36过渡到一个梢窄的弧形输入过渡区域，一直通向后缘40，而对面布置到锥形侧41的是相对梢直的垂直角输入缘42。

当阀门10处于图5所示打开位置时，阀塞16的平面22实际上与输入缘面42相对准。提供有圆柱形矩形阀座区域44，当阀门10处于关闭位置时，阀塞16的外表面44与该阀座区域相抵，下面将详细介绍。在阀座44的背后，由于通向出口法兰32端部的分叉锥形面46的缘故，液体流路一般会扩大。

图6示出了阀门10的打开位置。阀体14包括前法兰30，和通向后侧边缘40的弧形侧壁38。还示出了另一个后垂直侧缘42，它实际上与阀塞16的后端面22相对准。另外，该图还示出了阀塞16的外密封面24和整体阀座44以及分叉锥形面46。

通常，阀座44的圆柱形矩形外形都有一个垂直的左侧边缘45，该边缘通常与阀塞16的垂直内表面24构成的平面齐平，但不会伸出该平面。为此，图6示出了垂直进口边缘42、垂直阀座边缘45和阀塞28的后或内端面22之间的一般平面关系。

正如下面将要详细介绍的那样，图6所示装置的流动区域的左侧所示的平面，沿此平面有一个平滑的连续的分界线。此外，在图6所示的右侧区域，有相对直的垂直边缘40和其在圆柱形逐渐过渡输入区38处的平滑过渡形状，提供了相对直的宽敞的液体流经通路。

图7示出了关闭位置的阀门10。阀塞16的外端面24与阀座44接触，实施预定的流体流动关断动作。

图8和图9分别是阀体12的透视图和剖面图。图8中，从进口法兰30的内侧可以看到垂直输入边缘42以及逐渐过渡区38形成的更圆形的延伸输入边缘40。还可以看到在出口法兰32的附近有阀座44和过渡区46的垂直边缘。

图9的剖面图进一步示出了进口侧上的阀座44的矩形圆柱形的外形以及左侧边缘45，环形出口区46。

图10是一张简化的示意液体流程图，示出了本发明各种实施例的一些特点。例如，阀塞16后端的平面22和其与阀座44的垂直流通分界边缘42和垂直边缘提供了流过阀门10的平滑的液体流路。此外，相对平直的垂直边缘40和平滑的输入区域38还使得该区域的液体流动实现连续而流畅。

尽管图10所示的剖面中法兰30的前进口端面的流量面积要大于垂直边缘40处的流量面积，但这不会成为问题，因为在从前开口36到垂直边缘40过渡期间，在流通剖面面积的垂直高度上也会发生变化。因此，前端面边缘36和垂直边缘40的两维流通面积可以彼此相同，也可以做成阀门与之连接的管路的内径面积的100％，如果需要的话。另外，阀座44处的两维流通面积可以与管路的内径面积相等。

图10还将本发明的这个具体实施例与图11给出的已有技术的阀门布置进行了比较。图中所示出的一些区别包括例如图11所示的收缩楔形区域70在图10中就没有出现，而后者则给出了平滑的输入区38。另外，在图11中，还示出了阀塞的凸起后端面72，与图10所示的本发明实施例的平后端面22相比，这种凸起后端面会影响液体的自由流动。

图12示出了阀门10的状况，其液体流动方向相反，且阀门处于水平位置。这种安装最好可以在污物和/或粒状物质流通管路中的高处应用。可以看到，平滑的过渡区38使得沉淀物可以被带走，不会像图13示出的已有技术中的位置99处出现的沉淀阻塞(其中，图11的阀门安装方式上下颠倒，且向后安装)。

从这些详细的发明说明中，可以很清楚的看出本发明的诸多特性和优点，为此，下面的权利要求涉及到了本发明的所有所述特性和优点，都属于本发明的实际精神和范围之内。此外，因为那些熟知这项技术的人可以随时对该项发明进行若干改进和调整，本发明的权利要求不限于此处所介绍的具体结构和使用方式，所以，所有相应的改装和改进都应该属于本发明的权利要求范围。

Claims (1)

1.一种阀门装置，包括：

一种带有进口和出口的阀体，出口带有一个阀座开口；

还包括一个旋塞，该旋塞安装在阀体内可以转动，并带有一个圆柱状弧形密封面和与该弧形密封面相对的实际平面的第二端面；

阀体包括一个第一阀体部件，第二阀体部件安装在第一阀体部件上，可以拆卸，从而形成一个腔室，旋塞在该腔室内可以旋转；

第一阀体部件包括一个带有阀座开口的本体，第二阀体部件带有一个阀帽；

阀门进口包括一个输入区域，该输入区域在外形上有变化，但总面积不变；

阀体有一个顶部，在与旋塞旋转轴线相垂直的顶部邻近处切取的剖面带有一个锥形侧壁和一个直的侧壁；

旋塞在打开位置和关闭位置之间可以活动，而且，在打开位置时，旋塞的第二端面与朝向进口位置的实际垂直角面和朝向出口位置的实际垂直座边缘相对准。 

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