CN101405526B - 阀门关闭件 - Google Patents

Abstract

一种适合于流过携带有固体粒子(包括结晶体或聚合物的颗粒)流体的阀门，有一个在上游和下游流通通道(通常为圆柱形的截面)之间作旋转或直线滑动运动的关闭件。改进后的关闭件，它的起始行程长度增长了，由此，它的上游表面上的、在阀门关闭位置上与阀座密封的环形密封面，在阀门作启闭或节流的过程中，较少或不会遭受到这类流体的冲蚀。

Description

阀门关闭件

技术领域

本发明涉及一种流过携带有固体粒子流体(包括结晶体或聚合物的颗粒)的阀门。更具体地说，涉及到阀门中的关闭件。

背景技术

在处理各种携带有固体粒子流体的管道中，经常需要使用阀门来控制流体的流动。按现有技术制造的、在阀门的开启和关闭位置之间作旋转或直线滑动运行的阀门关闭件的上游表面，在遭受到这类流体一段时间的撞击后会很快损坏，使得阀门关闭后，关闭件不再与阀座保持密封，发生泄漏。在全闭位置上，阀门有了泄漏以后，携带在流体中的固体粒子，会非常快地把关闭件和阀座之间的泄漏口冲大，致使阀门不能使用。

现有的技术，主要是通过提高金属制关闭件表面的硬度，或者使用高硬度的陶瓷(或涂覆陶瓷)制成的关闭件，来提高它们的耐冲蚀能力的。但是，这种技术只有在经过硬化处理后的金属制关闭件的表面硬度，高于固体粒子的硬度，或者设法克服陶瓷材料受流体中固体粒子的撞击，因脆性易发生微断裂的缺陷后才能有效。提高关闭件表面硬度的方法，会使材料的费用、硬化处理工艺和硬化处理后的加工费用，大幅度地升高。而且光靠提高关闭件材料表面的硬度，来解决它的耐冲蚀问题，既不是唯一，也不是一个万能的方法。

在启闭运动过程中，受冲蚀的关闭件表面上的各个部位与流体流线之间夹角(入射角)的大小是变化的。制成关闭件的材料性质不同，它们最耐冲蚀的入射角度(流体流线与被冲蚀材料表面之间的夹角)也不相同。这也使得人们难于找到能够同时耐各种不同入射角度冲蚀的关闭件用的材料。

另外，材料的冲蚀率还受到固体粒子的形状、大小和脆度以及粒子流的速度和集中度的影响。特别是流体的流速，只有在流体中的固体粒子流动得非常慢的时候，材料的表面才有可能免遭冲蚀，但是人们在使用流体输运固体粒子的场合，通常不会采用很慢流速输运流体的方法，因为那样会影响到流体的输运效率。

由于半球阀的关闭件是整球体的一个部分；V形球阀的关闭件是一个有V形缺口通道的部分球体，这两个关闭件的表面都有规则的曲率。此外，旋塞阀的关闭件是一个截头的圆锥体(或圆柱体)，表面也有规则的曲率。尽管它们既不是一个球形体或完整的球体，也没有一个圆柱形的流通通道，但它们同球阀有相似的结构和密封原理，都是绕阀杆的中心线旋转，作开启或关闭的运行，并且关闭件的表面有规则的曲率.

下面分别以球阀和闸阀作为例子进行描述和说明。

图1是现有球阀的正视剖面图，它由阀体1、关闭件球体17、阀杆19和阀座14等零部件组成。阀体1由分别带有横截面通常为圆柱形的流通通道13的左体2和右体3构成，左体2和右体3的两端分别带有法兰4和5，通过法兰4和5上的许多穿孔6和7，用螺栓螺母(未图示)可以把阀门连接到管线的法兰(未图示)上去。左体2和右体3的另一端上分别还有另一个法兰8和9，法兰8和9之间设有一片用于密封左体2和右体3的垫片10。双头螺栓11的一端拧入左体2上法兰8的螺孔中，另一端穿过右体3上法兰9的对应通孔，把螺母12拧入双头螺栓11上的自由端，可以使法兰8和9连接在一起。两个法兰连接时，压缩垫片10，使之分别与法兰8和9密封，构成一个整体阀体1。

一对圆环形的阀座14，分别安装在左体2的阀座槽15和右体3的阀座槽16中，环绕在流通通道13的四周，它们通孔的内径通常同流通通道13中的、靠近它们那一头的内径一样大小。

关闭件球体17的中间有一个圆柱形的、轴线经过球体17中心的流通通道18，流通通道18的轴线同阀杆19的轴线垂直。在图1所示的阀门开启位置上，球体17的流通通道18，同阀体1中的上、下游流通通道13对齐，允许流体流过阀门。在把阀杆19旋转过90度以后，球体17的球面把流通通道13堵塞，阀门处于关闭位置(如图2所示)。

图2只图示出阀门关闭时，关闭件球体17(半球体、V形缺口球体、截头锥体或圆柱体，有与图2顶视图中图示相同的圆弧曲线)和阀座14之间关系的顶视简化图。图中流通通道的实线位置18，是阀门全闭时球体17的位置；流通通道的虚线位置18a，是假设阀门全开时球体17的位置。图2中流通通道18和18a之间的球面，与经过球体17中心的、垂直于阀杆19(未图示)轴线的平面相交的两个交点A和B，同球体17中心相连的两个半径之间的夹角，是球体的起始行程角α。与起始行程角α相对应的、球体表面上的交点A和B之间的圆弧长度20，是球体的起始行程长度。这段起始行程长度是球体分别处在全开和全关位置时，两个流通通道18和18a之间共有球面中的最窄处的长度。在确定了球体17的流通通道18的内径尺寸(世界各国的标准，对此都有明确的规定)以后，球体直径的大小仅同阀座密封面的宽度，即与球体起始行程长度，或与此相对应的起始行程角的大小相关。

以这一起始行程长度作为宽度，在关闭位置球体17的上游表面26上，形成一条以假设流通通道18a的轴线与球体表面相交的交为中心的、围绕在虚线流通通道18a四周的球面形圆环形带。这条圆环形带构成球体17，在阀门关闭位置上，同环形阀座14密封面密封的密封面。点B的位置位于这条球面形圆环形带的外周上。

大量试验表明，阀座所需的密封面宽度，取决于流体的性质、阀座密封面的材料、流体的工作压力和阀门允许的泄漏量等级，以及与阀座密封面材料相关的系数。由于阀座密封面与球体表面上的球面形圆环形带，是一对配对的密封副，所以在按上述现有技术确定了环形阀座密封面的宽度之后，为保证阀座和球体配对密封副之间的有效密封性能，球体上的球面形圆环形带的宽度需要大于或者等于阀座的密封面宽度，也即球体表面上的起始行程长度至少应该等于阀座密封面的宽度。

但是，球体的起始行程长度直接同它的直径相关，过长的起始行程长度会导致球体直径过度增大，进而影响到阀门的制造成本和所需的开关转矩，因此在现有技术的阀门中，阀门制造商总是选用正好与阀座密封面宽度相配的球体直径来满足阀门的密封性能的。

球体状关闭件17的流通通道18a和上游表面26，同经过它的流通通道轴线的、垂直于阀杆19(未图示)轴线的平面相交的两个交点A和C，与球体17中心相连的两个半径之间的夹角是阀门的通道行程角β，与通道行程角β相对应的交点A和C之间的、球体表面上的圆弧长度是阀门的通道行程长度(球体表面上的、与阀门流通通道的直径相对的圆弧长度)。

如图3所示，在阀杆19(末图示)带动关闭件球体17离开全关的位置，逆时针转动过了起始行程长度之后，球体17的流通通道18开始与阀体1的流通通道13相通，允许流体流过阀门的开口。由于现有技术球体的直径，是根据阀座密封面的宽度计算得出的，这样，阀门的起始行程长度比通道行程长度短得多。

在球体由全开至全关，或者由全关至全开的转动过程中，球体上游表面上，与起始行程长度相关的圆环形面中外周上的B点(开启阀门时，球体表面最后与阀座脱开密封、形成流通开口的部位；或者关闭阀门时，最后阻断阀门流通通道的部位)处在阀门的开口旁，它附近的球面，最长时间地暴露在流动中的上游流体之中，而且受到相对最高流速的冲刷。当流体中含有固体粒子时，球体上的这部分B点附近的上游圆环形面，更是最容易受到损坏的部位。这一部分的密封面损坏之后，在阀门的关闭位置上，同阀座的密封面就不再密封，它们之间很快形成严重的泄漏。

图5是不带导流孔闸板闸阀(带导流孔闸板闸阀有相同的原理)的正视剖面图，图示阀门全闭时的位置。它由阀体27、阀杆28(未图示)、关闭件闸板22和环形阀座23等零部件组成。阀体27中有两个通常为圆柱形的流通通道24，两个圆柱形的流通通道24的中间，是阀门的中腔，中腔中放置启闭或节流阀门用的关闭件闸板22。通过阀杆28和一个合适的驱动装置(未图示)，闸板22在阀门的中腔内作上下的运动。一对环形阀座23，分别放置在闸板22两侧的、圆柱形流通通道24中阀体上的环形阀座槽中，环形阀座23的一个平面形径向端面与闸板22滑动接触，并保持可靠的密封，另一个背向的径向端面，与阀座槽中阀体的径向端面相对固定。如同传统的方式那样，阀门采用对夹或法兰连接的方式同管道相连。闸板上游表面的最下端、自底缘25向上平行于闸板的运动方向、相当于环形阀座23的密封面宽度的一段长度，是闸板的起始行程长度。紧挨在它上面的一段、相当于环形阀座23通孔内径的长度，是阀门的通道行程长度。在确定了阀体27的流通通道24的内径尺寸(各国的标准中都有明确的规定)之后，现有技术闸板22的长短，大于、等于阀座密封面的宽度(闸板的起始行程长度)加上阀座的内径(不包括连接闸板22和阀杆28的长度)。

由于有与上述球阀相似的理由，现有技术闸阀闸板的长度也设计得刚好等于阀座密封面的宽度(闸板的起始行程长度)，加上阀门流通通道的内径。

图6是不带导流孔闸板闸阀(带导流孔闸板闸阀有相同的原理)的侧视简化图，只图示了阀门处在全闭位置时的阀杆28、闸板22和阀座23。安装在阀体27内的阀座23，环绕在流通通道24的四周，它的通孔的内径，同流通通道24中靠近它那一端的内径一样大小。图示阀门处在全闭位置上，闸板22已把阀座23环绕的流通通道24全部堵塞。由于现有技术闸阀闸板的长度设计得尽可能地短，这样，阀门的起始行程长度比通道行程长度DN短得多。在阀门刚投入使用的最初启闭循环中，闸板22受闸杆28的拉动向上滑动，逐渐开启时，在闸板22下部边缘25的中间部位，沿闸板的运动方向，滑动过相当于环形阀座23密封面宽度b的一段起始行程长度，进入到阀座23环绕的流通通道24内之后，流体开始流过阀门，闸板22上暴露在流通通道24内的整个上游面积，均会受到流体不同程度的冲蚀，直到闸板22下部边缘25的中间部位，再滑动过阀门的通道行程长度为止，其中，下部边缘25中间部位附近的面积受到的冲蚀时间最长，程度也最为严重；关闭阀门时也是如此，一旦闸板22下部边缘25的中间部位B，进入到了阀座23环绕的流通通道24内之后，下部边缘25中间部位B附近的面积就开始受到冲蚀，并且随着阀门不断地关闭，闸板22上暴露在流通通道24内的上游面积越来越大，它们都受到了流体不同程度的冲蚀，当然，下部边缘25中间部位B附近的面积受到的冲蚀时间最长，流过的流速相对也最高，冲蚀最为严重。在闸板22下缘25的中间部位，滑动过通道行程长度，接触到阀座23的密封面之后，流体开始停止流动，再把闸板22往下推，滑动过起始行程长度(相当于环形阀座23密封面宽度b)后，阀门到达全闭的位置。

在阀门作了多次循环的启闭之后，闸板22下缘25的中间部位附近的这一部分密封面，反复遭受到了含有固体粒子流体的严重冲蚀，与阀座23密封的密封面长度缩短了，这样，在阀门的全闭位置上同阀座的密封面就不再密封，阀门开始发生泄漏。在全闭位置上，夹带在不断泄漏过闸板和阀座密封面之间流体中的固体粒子，用不了很长时间，会把这一泄漏口迅速冲大，致使阀门严重损坏而不能使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种经过改进的阀门关闭件，使得阀门在启闭的过程中，关闭件上游表面上的、在关闭位置上与阀座密封面密封的部位，少受到或者不会受到流过流体的冲蚀，在于使球阀(包括半球阀、V形球阀和旋塞阀)和闸阀在使用于携带有固体粒子流体的用途时，更耐冲蚀，有更长的使用寿命。

实现上述目的的技术方案是：本发明的阀门包括：

一阀体，所述阀体中设有一个上游流通通道、一个下游流通通道和一个处在所述阀体中的上、下游流通通道之间的中腔；一个垂直于所述流通通道轴线的、贯穿所述阀体的安装阀杆的孔；以及在靠近所述中腔的阀体上游流通通道内，有一个由一个径向端面和一个内圆周面组成的、环绕在所述流通通道四周用于放置阀座的环形凹槽；

一阀杆，所述阀杆的下端穿过所述阀体上的所述阀杆安装孔，伸入到阀体内，与关闭件的顶端相连，另一端露出阀体外，同驱动阀门用的装置相连；

环形阀座，所述阀座安放在所述阀体的阀座槽内，夹持在所述阀体和所述关闭件之间，所述阀座的一个径向端面(或者为平面，或者为规则曲率的面)，与所述关闭件的平面或者相同规则曲率的表面滑动接触，并且有一密封面宽度；另一个背向的径向端面与所述阀体相对固定，它的通孔环绕在所述阀体流通通道的四周，所述通孔的大小和形状同所述流通通道中靠近它那一端的相同；所述环形阀座的径向宽度是所述阀座同所述关闭件密封的密封面宽度；

一关闭件，所述关闭件放在所述阀体的中腔中，所述关闭件的顶端同处在所述阀体内阀杆的下端相连，在所述阀杆的带动下，所述关闭件可以绕或沿所述阀杆的轴线，作相对于所述阀体的旋转或直线的启闭或节流滑动运动；

起始行程，是开启阀门时，所述关闭件从全闭位置滑动到流体刚开始流动时滑行过的行程；或者关闭阀门时，所述关闭件刚开始切断流体后滑动到全闭位置时滑行过的行程；

所述关闭件的起始行程长度等于所述环形阀座的密封面宽度；

本发明的特征在于：

通过增大阀门中所述关闭件的直径或者沿阀杆轴线方向的长度，增长其起始行程的长度，使得增长后的所述关闭件的起始行程长度，大于所述环形阀座的密封面宽度。

按照本发明，球阀和闸阀经过特殊的设计，增长了它们中的关闭件的起始行程长度。以球阀为例，这种技术与现有技术球阀的、以阀座密封面的宽度作为球体表面上的起始行程长度(与球体起始行程角相对应的球体表面上的圆弧长度)，进而设计球体直径的技术不同。改进后球体的直径增大了，它的起始行程长度也随之增长了。增大后的球体起始行程长度，宽于按现有技术设计的阀座密封面的宽度，因此，以更宽的起始行程长度构成的球体表面上的圆环形面，可以被假想地划分成为两个内、外同心套接的圆环形面。内环圆环形面的宽度等于阀座密封面的宽度，以这一宽度构成的密封面，用于阀门关闭后同阀门上游阀座的密封面密封。外环圆环形面，在阀门的关闭位置上，不需要同阀座的密封面密封，只是在阀门作启闭或节流的过程中，担当起本应由内环圆环形面经受到的流体冲蚀的作用。由此，在阀门作启闭或节流的过程中，内环圆环形的密封面得到了外环圆环形面的保护，较少地或不会受到阀门上游流通通道中的流体的冲蚀。球体的直径越大，它的起始行程长度就越长，其中的外环圆环形面的宽度也越宽，内环圆环形面得到它保护的程度就越好。

如上所述的阀门关闭件，其中，所述关闭件的起始行程长度，大于或者等于所述环形阀座的密封面宽度，加上所述关闭件在运动方向上滑行过所述环形阀座通孔的最大内径处的长度。

如上所述的阀门关闭件，其中，所述关闭件为球阀的球体时，增长球体的直径之后，所述关闭件的起始行程长度大于所述环形阀座的密封面宽度，并且，以所述起始行程长度作为宽度，在所述球体的上游表面上构成的球面形环形面可以被假想地划分成两个内、外套接的同心球面形环形面，其中，所述内环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述增长后起始行程长度中剩余部分的宽度是外环形面的宽度。

如上所述的阀门关闭件，其中，增长直径后的起始行程长度，大于或者等于所述阀座的密封面宽度加上所述环形阀座通孔内径的长度，并且，以所述起始行程长度作为宽度，在所述球体上游表面上构成的球面形环形面，可以被假想地划分成两个内、外套接的同心环形面，其中，所述内环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述外环形面的宽度大于或等于所述阀座通孔的内径长度。

如上所述的阀门关闭件，其中，所述关闭件为闸阀的闸板时，增长闸板的长度之后，所述关闭件的起始行程长度大于所述阀座的密封面宽度，并且，以所述起始行程长度作为宽度的部分，在沿所述闸板滑动运行方向的自底缘向上的上游表面上，可以被假想地划分成分界线垂直于所述运动方向的上、下两个部分的矩形面积，处在所述起始行程长度中靠近所述阀杆的上面部分矩形面积的宽度，相当于所述阀座的密封面宽度，所述下面部分矩形面积的宽度是所述起始行程长度中剩余部分的宽度。

如上所述的阀门关闭件，其中，所述闸板增长长度后的起始行程长度，大于或者等于所述阀座的密封面宽度，加上所述阀座通孔内径的长度，处在所述起始行程长度中靠近所述阀杆的上面部分矩形面积的宽度，相当于所述阀座的密封面宽度，所述下面部分矩形面积的宽度是所述阀座通孔内径的长度。

按照本发明技术方案制造的阀门，使用在携带有固体粒子流体的用途中时，更耐冲蚀，有更长的使用寿命。

附图说明

图1是现有球阀的正视剖面图，图示阀门全开的位置。

图2是图1球阀的顶视简化图，只图示出球体和上、下游的阀座，且。图2图示阀门全闭时的位置。

图3类似于图2，是球阀部分开启(或关闭)时，球体上游表面受流体冲蚀时的情景。

图4是本发明的一个实施方案，只图示简化后阀门全闭时的球体和阀座之间关系的顶视图。

图5是现有闸阀的正视剖面图，图示阀门全闭时的位置。

图6是图5所示闸阀的侧视简化图，只图示出阀门全闭时闸板与阀座之间的位置关系。

图7是本发明的另一个实施方案，只图示简化后的闸板和阀座的侧视图，且图7图示阀门全闭时的位置。

较佳实施例的详细描述

图4是本发明的技术方案应用于球阀的、只图示出关闭件球体17和阀座14之间关系的一个实施方案。半球阀、V形球阀和旋塞阀的工作原理非常类似于球阀，因为它们关闭件的表面都有规则的曲率，在按图4的方式图示时有相同的圆弧，关闭件都绕阀杆的轴线旋转，在关闭件表面上构成的内、外环形面的原理也是相同的，所以在本说明书中不再为它们单独作图，也不对它们作专门的描述。

图中，阀门关闭件球体的直径，也即起始行程长度增长了，与增长后起始行程长度相对应的起始行程角α中的一部分，是与阀座14密封面宽度相对应的γ角，剩余部分是α角与γ角之差θ角。与此对应，球体上游表面26上交点A和B之间的起始行程长度，被划分成了两个部分。以球体上游表面26上与γ角相关的、交点A和D之间的起始行程长度作为构成的内环圆环形面，是阀门处在关闭位置上时，球体上游表面26与环形阀座14密封的密封面。以与剩余部分的θ角相对应的、交点D和B之间的起始行程长度构成的圆环形面，同心地套接在以与γ角相对应的、交点A和D之间的起始行程长度构成的圆环形面的外面。

在打开阀门(逆时针旋转)的过程中，阀门从全关位置转动过起始行程长度之后，流体开始流过阀门。当θ角小于β角时，阀门刚打开后，不仅外环，而且内环圆环形面中的一部分圆环形面，也暴露在阀门的上游流通通道13中，所以它们同时遭受到了流体的冲蚀，但是，最易遭受到冲蚀的B点部位，已不在内环圆环形面上，而在外环圆环形面上。外环圆环形面保护了内环圆环形面，使得内环圆环形面暴露在上游流体之中的时间、面积和受到冲蚀的速度，小于现有技术的球阀。当θ角等于或者大于β角时，阀门从全关位置转动过起始行程长度，在流体刚开始流过阀门之时，只有外环圆环形面中，暴露在阀门上游流通通道13中的一部分圆环形面，受到了流体的冲蚀，而与γ角相关的内环圆环形面，刚脱离开或已经脱离开阀门的上游流通通道13，不会受到流体的冲蚀。因此，内环圆环形面遭受到流体冲蚀的时间长短、面积大小和速度的高低，主要取决于θ角的大小。

反之，阀门从全开位置向关方向(顺时针)转动时，外环圆环形面中的B点附近的一部分面积，率先进入到阀门上游流通通道13中，受到流体的冲蚀。当θ角大于或者等于β角时，在球体17的上游表面26转动到，刚开始把阀门上游的流通通道13堵塞之时，内环圆环形面中的任何部分还没有进入，或刚要进入到流通通道13中，因此，它不会受到冲蚀。继续转动球体17，直至阀门到达完全关闭位置之前，尽管内环圆环形面中的一部分也进入到了阀门上游的流通通道13中，但在这段时间内，流体受到了外环圆环形面的阻塞，已不能流动.；或者，即使在阀门作了较多次数的循环启闭过程后受到了冲蚀损坏，外环圆环形面中的B点附近的一部分面积，与阀座之间已有了一点泄漏，但此时泄漏流体的流速很低，因此，它们都不足于对已进入上游流通通道13中的、内环圆环形面中的任何部分构成冲蚀的威胁。当球体17转动到全关闭位置时，球体17上游表面26上的、未曾遭受到流体冲蚀损坏的内环圆环形面，同环形阀座14的密封面密封，使得阀门始终保持良好的密封状态。当θ角小于β角时，在球体17的上游表面26中的外环圆环形面，尚未把阀门上游的流通通道13堵塞之前，内环圆环形面中的一部分也进入到了上游流通通道13中，遭受到了流动中流体的冲蚀，但率先受到冲蚀，并且冲蚀最严重的部位，还是在外环圆环形面上，它可以保护内环圆环形面，使得内环圆环形面暴露在上游流体之中的时间、面积和受到冲蚀的速度，小于现有技术的球阀，直至球体17的上游表面26把阀门上游流通通道13堵塞为止。内环圆环形面受到冲蚀的时间、面积和速度，取决于θ角的大小。

球体17上游表面26上受冲蚀最严重的部位，在外环圆环形面的最外端B点，并且受冲蚀的程度，自B点沿球体表面由外环向内环逐渐减弱，因此球体的直径越大，它的起始行程长度越长，起始行程长度中与θ角相关的那一部分的起始行程长度也就越长，内环圆环形面得到保护的时间就长，关闭件也就越耐冲蚀。

图7是本发明的技术方案，应用于不带导流孔闸板闸阀(带导流孔闸板的闸阀有相同的原理)的、另一个实施方案的简化图，它的原理与上面所述的球阀相同。与图6相比，在本发明的实施方案中，改进后闸板22a的起始行程长度，比现有技术的、不带导流孔的闸板增长了。增长后闸板22a的起始行程长度，仍然处在闸板22a的最下端，可以沿闸板的运动方向被划分成为横向垂直于这一方向的上、下两个部分：在阀门启闭或节流过程中，用于承受流体对闸板22a上游表面冲蚀的部分，处在闸板22a下端的起始行程长度的下面部分；在阀门处在全闭位置上时，与环形阀座23中的一部分面积密封的部分(与环形阀座23中的剩余部分面积密封的部位，处在起始行程长度上面的通道行程长度中)，是紧挨在闸板22a起始行程长度中下面部分之上的上面部分。

闸板22a的起始行程长度增长得越多，越能保护闸板22a上游表面上的、与阀座23密封的密封面少受到冲蚀，这样，关闭件闸板22a也就越耐冲蚀。

在打开阀门(阀杆28往上提)的过程中，当处在增长后闸板22a下端的起始行程长度中下面部分的、下部边缘25的中间部位，滑动进入到了流通通道24内以后，开始脱离与阀座23圆环形密封面的接触，阀门开启，流体经过阀体27中的流通通道24流过阀门。当增长后闸板22a下端的、起始行程长度中的下面部分矩形面积的宽度，小于阀门的通道行程长度DN(相当于阀座23通孔的内径)时，在阀门启闭或节流过程中，起始行程长度中的上面和下面部分的矩形面积，均受到了流体的冲蚀，但下面部分矩形面积受到的冲蚀更为严重，上面部分矩形面积得到了它的局部保护；当增长后闸板22a下端的、起始行程长度中下面部分矩形面积的宽度，大于或者等于阀门的通道行程长度DN时，起始行程长度中下面部分的、下部边缘25的中间部位，刚滑动进流通通道24之时，闸板22a起始行程长度中的上面部分矩形面积，已经离开或刚离开流通通道24，因此上面部分矩形面积得到了下面部分矩形面积的全面保护，不会受到流体的冲蚀。

有关本发明闸阀的闸板，在阀门关闭时的工作原理，本专利说明书不再描述，因为它刚好与阀门打开时的工作原理相反，并且在前面部分的球阀中已有类似的描述。

以下是本发明应用在其它类型阀门中关闭件的几个实施例(附图省略)。

旋塞阀的关闭件为一截头锥体，阀门的环形阀座的密封面相应地为一圆锥环形面。增长关闭件的锥体直径后，关闭件的起始行程长度大于环形阀座的密封面宽度，并且，以该起始行程长度作为宽度，在所述锥体的上游表面上构成的圆锥形环形面可以被划分成两个内、外套接的同心圆锥形环形面，其中，所述内圆锥形环形面的宽度等于所述阀座密封面的宽度，所述增长后起始行程长度中剩余部分的宽度是外圆弧锥形环形面的宽度。

所述关闭件增长锥体直径后的起始行程长度大于或等于所述阀座密封面的宽度加上所述环形阀座通孔内径的长度，并且，以该起始行程长度作为宽度，在所述球体上游表面上构成的圆锥形环形面，可以被划分成两个内、外套接的同心圆锥形环形面，其中，所述内圆锥形环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述外圆锥形环形面的宽度大于或等于所述阀座通孔的内径长度。

半球阀或V形球阀的关闭件都为不完整的球体，通过增加其不完整的球体的直径来增长其起始行程长度，所述环形阀座的密封面相应地为一球面形环形面。在增长球体的直径之后，所述关闭件的起始行程长度大于所述环形阀座的密封面宽度，并且，在所述关闭件不完整球体的上游表面上构成的球面形环形面，可以被划分成了两个内、外套接的同心圆弧形环形面，其中，所述内球面形环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述增长后起始行程长度中剩余部分的宽度是外球面形环形面的宽度。

所述关闭件增长直径后的不完整球体的起始行程长度，大于或等于所述环形阀座的密封面宽度加上所述环形阀座通孔内径的长度，其中，所述内环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述外环形面的宽度大于、等于所述环形阀座通孔内径的长度。

综上所述，本发明关闭件的特点是：

通过增大阀门中所述关闭件的直径或者长度，增长其起始行程的长度，使得增长后的所述关闭件的起始行程长度，大于所述环形阀座的密封面宽度。

尽管在上面的实施方案例子中，本说明书公开了本发明阀门关闭件的技术方案，但在不背离本发明的精神和范围的情况下，本发明的技术方案中仍然可能存在本领域普通技术人员容易明了的各种形式的替代、改进和变更，因此上面公开的实施方案的内容，只能被看作是举例说明，而不是对本发明的限制。本发明阀门关闭件的技术方案适用于全通径阀、缩径阀、V形球阀、半球阀、浮动O形球阀、固定O形球阀、旋塞阀、平板闸阀、刀形闸阀和滑阀等形式的阀门。

工业应用性

由本发明的阀门关闭件制成的阀门适合于在电力、矿山、冶金、油气、炼油、石化、化工、轻工、机械、建材、粮油和饲料等行业使用。

Claims (10)

1.一种阀门关闭件，阀门包括：

一阀体，所述阀体中设有一个上游流通通道、一个下游流通通道和一个处在所述阀体中的上、下游流通通道之间的中腔；一个垂直于所述流通通道轴线的、贯穿所述阀体的安装阀杆的孔；以及在靠近所述中腔的阀体上游流通通道内，有一个由一个径向端面和一个内圆周面组成的、环绕在所述流通通道四周的环形凹槽的阀座槽；

一阀杆，所述阀杆的下端穿过所述阀体上的所述阀杆安装孔，伸入到阀体内，与关闭件的顶端相连，另一端露出阀体外，同驱动阀门用的装置相连；

环形阀座，所述阀座安放在所述阀体的阀座槽内，夹持在所述阀体和所述关闭件之间，所述阀座的一个径向端面，或者为平面，或者为规则曲率的面，与所述关闭件的平面或者相同规则曲率的表面滑动接触，并且有一密封面宽度；另一个背向的径向端面与所述阀体相对固定，它的通孔环绕在所述阀体流通通道的四周，所述通孔的大小和形状同所述流通通道中靠近它那一端的相同，所述环形阀座的径向宽度是所述阀座同所述关闭件密封的密封面宽度；

一关闭件，所述关闭件放在所述阀体的中腔中，所述关闭件的顶端同处在所述阀体内阀杆的下端相连，在所述阀杆的带动下，所述关闭件可以绕或沿所述阀杆的轴线，作相对于所述阀体的旋转或直线的启闭或节流滑动运动；

起始行程，是开启阀门时，所述关闭件从全闭位置滑动到流体刚开始流动时滑行过的行程；或者关闭阀门时，所述关闭件刚开始切断流体后滑动到全闭位置时滑行过的行程；

所述关闭件的起始行程长度等于所述环形阀座的密封面宽度.

其特征在于：

通过增大阀门中所述关闭件的直径或者沿阀杆轴线方向的长度，增长其起始行程的长度，使得增长后的所述关闭件的起始行程长度，大于所述环形阀座的密封面宽度。

2.如权利要求1所述的阀门关闭件，其特征在于：所述关闭件的起始行程长度，大于或者等于所述环形阀座的密封面宽度，加上所述环形阀座通孔内径的长度。

3.如权利要求1所述的阀门关闭件，其特征在于：所述关闭件为球阀的球体时，所述球体是一个整球体，所述关闭件的密封面相应地为一球面形环形面，增长球体的直径，也即增长了它的起始行程长度，增长直径后所述球体的起始行程长度，大于所述环形阀座的密封面宽度，并且，以该起始行程长度作为宽度，在所述球体的上游表面上构成的球面形环形面，可以被假想地划分成两个内、外套接的同心球面形环形面，其中，所述内环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述增长后起始行程长度中剩余部分的宽度是外环形面的宽度。

4.如权利要求3所述球阀的球体，其特征在于：增长直径后所述球体的起始行程长度，大于或者等于所述阀座的密封面宽度加上所述阀座通孔内径的长度，其中，所述内环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述外环形面的宽度大于或者等于所述阀座通孔的内径长度。

5.如权利要求1所述的阀门关闭件，其特征在于：所述关闭件为旋塞阀的塞子时，所述塞子是一个截头的圆锥体或圆柱体，所述关闭件的密封面相应地为一锥形或圆柱形的环形面，增大塞子的直径，也即增长塞子的起始行程长度，增大直径后所述塞子的起始行程长度，大于所述环形阀座的密封面宽度，并且，以该起始行程长度作为宽度，在所述塞子的上游表面上构成的圆锥形或圆柱形的环形面，可以被假想地划分成两个内、外套接的同心圆锥形或圆柱形的环形面，其中，所述内环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述增长后起始行程长度中剩余部分的长度是外环形面的宽度。

6.如权利要求5所述旋塞阀的塞子，其特征在于：增长直径后所述塞子的起始行程长度，大于或者等于所述阀座的密封面宽度，加上所述环形阀座通孔内径的长度，其中，所述内环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述外环形面的宽度大于或者等于所述阀座通孔内径的长度。

7.如权利要求1所述的阀门关闭件，其特征在于：所述关闭件为闸阀的闸板时，所述闸板是一块矩形平板，所述关闭件的密封面相应地为一平面，沿阀杆的轴线方向增长闸板的长度，也即增长闸板的起始行程长度，增长长度后的所述闸板的起始行程长度，大于所述阀座的密封面宽度，并且，以所述起始行程的长度作为平行于所述阀杆轴线的宽度，所述闸板的宽度作为长度，在所述闸板自底缘向上的底部上游表面上构成的矩形面积，可以被假想地划分成为分割线垂直于所述阀杆轴线的上、下两个部分，处在靠近所述阀杆的上面部分矩形面积的宽度，相当于所述阀座的密封面宽度，下面部分矩形面积的宽度是所述起始行程长度中剩余部分的长度。

8.如权利要求7所述闸阀的闸板，其特征在于：增长长度后所述闸板的起始行程长度，大于或者等于所述阀座的密封面宽度，加上所述阀座通孔内径的长度，其中，所述上面部分矩形面积的宽度，相当于所述阀座的密封面宽度，所述下面部分矩形面积的宽度大于或者等于所述阀座通孔内径的长度。

9.如权利要求1所述的阀门关闭件，其特征在于：所述关闭件为半球阀或V形球阀中的一个不完整的球体时，所述不完整的球体是半球阀中的一个半球体或V形球阀中的一个带V形缺口的半球体，所述关闭件的密封面相应地为一球面形环形面，增大所述不完整球体的直径，也即增大了它们的起始行程长度，增长直径后的所述不完整球体的起始行程长度，大于所述环形阀座的密封面宽度，并且，在所述不完整球体的上游表面上构成的球面形环形面，可以被假想地划分成了两个内、外套接的同心环形面，其中，所述内环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述增长后起始行程长度中剩余部分的宽度是外环形面的宽度。

10.如权利要求9所述半球阀或V形球阀中的不完整球体，其特征在于，增长直径后的不完整球体的起始行程长度，大于或者等于所述环形阀座的密封面宽度，加上所述环形阀座通孔内径的长度，其中，所述内环形面的宽度等于所述阀座的密封面宽度，所述外环形面的宽度大于或者等于所述环形阀座通孔内径的长度。

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