CN101806367A

CN101806367A - 平行式双闸板闸阀

Info

Publication number: CN101806367A
Application number: CN200910118054A
Authority: CN
Inventors: 戴学祥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2010-08-18

Abstract

一种平行式双闸板闸阀，阀体内有一上下往复移动的密封装置，这个装置装配到第一部分和第二部分的空间内，密封部件中包含有带锥面的芯头，可容纳滚柱的键槽，斜板上的凹槽与筋保持活动连接，斜面、滚柱、端面、平面互成接触的态势，圆台插入闸板一面的孔中，垫片置于斜板的台阶上，相继和闸板中台阶的平面接触，紧定盘的外圆面置于闸板的孔中，螺栓通过紧定盘的孔与螺纹连接，连接件下部的长方体活动插入的槽中，圆柱销穿过销槽与销孔配合，上滚柱置于长方孔中，边滚柱、球体分别和阀盘中的滚柱槽、孔接触，圆台与孔活动连接，该阀密封部件，可用陶瓷替代现有的贵重金属，使阀门在高温和高压的场合保持有良好的密封性能，以及能有更长的使用期。

Description

平行式双闸板闸阀

技术领域

本发明属于一种阀门，尤其是涉及到应用于石油化工等领域及其流体装置上使用的平行式双闸板闸阀。

背景技术

在种类繁多的阀门中，闸阀在工业上是运用最广的类阀门。现有的闸阀大体上分为两种，一种是“楔”式单闸板闸阀，另一种是双闸板闸阀，上述两种阀门的密封方式是属于“楔”式结构，利用阀杆螺纹驱动、使闸板的密封面和阀体上的密封面“楔”紧达到密封的目的。其缺点主要是在“楔”的过程中存在着运动擦伤，这些不利的因素常常会导致阀门的使用寿命时间的减少。还有在一些重要的装置上，比如高温(≥425°)与高压(≥10MPa)的场合，往往要堆焊一种硬质合金材料作为抗摩擦的密封面，可这种世界上稀少的金属称谓(司太立)的合金国内资源紧缺，要从国外进口，而且价格昂贵，市场售价每公斤大约700～800多元，利用这种材质虽然可以提高一些抗磨性能，可阀门的制造成本也提高了不少。

从最近已知的一种用于CN1837656A的高温高压自密封双平板闸阀，该阀包括阀体，阀盖，位于上方的阀盖上设置有操作螺杆及操作手轮，阀体内设置有与操作螺杆连动的闸板机构，阀体内置有与闸板机构中的闸板相配合的密封面，阀板机构包括两相互分离的闸板和一中心推杆，两闸板相对设置，其外侧密封面相互平行，两闸板里侧表面上均匀布有若干个弹簧，中心推杆通过其下端头及两闸板里侧设置的与该下端头相匹配的卡槽被扣装在两闸板之间，中心推杆上端通过其连接头与操作螺杆相连，在操作螺杆驱动下，中心推杆通过其下端头可带动两闸板沿阀体上的密封面上下平行移动，压簧使两闸板外侧密封面始终靠压在阀体的密封面上。

根据说明书和附图中看出，主要缺陷是：1、在结构上分析两侧闸板仅能用常规金属材料堆焊密封面，能够选择其它高性能材质(比如陶瓷件)的余地较少，或者根本不存在；2、闸板是阀门中非常关键的部件，通常是采用厚度均匀的设计方法，而该阀不等的闸板厚度(也就是它的减薄部位)会因闸阀在高温高压状态下材料变形不一致，这就不能保证阀门接触面和阀座的紧密贴合，结果是形成阀体通路关闭不严，导致闸阀接触面和阀座之间出现渗漏，这些渗漏通常是在管道内产生的，平时是很难从外部观察到的，如果内漏的程度超出了规定的标准，这些损耗一些的流体介质严格的说会给生产装置带来危害。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的任务是提供一种平行式双平板闸阀，当阀门在启闭运动中不会再由于“楔”的原因造成阀门密封面的擦伤、磨损，不但可以降低产品成本，而且使用寿命长会更长久。

为了能够达到上述的目的，本发明设计方式就是从闸阀关键部位的密封装置入手，本发明实质叙述如下：本闸阀有一阀体，阀体内有一可以使载有流体介质流经的通道，该通道由一个阀杆可与上下往复移动的密封装置，这个装置装配到第一部分和第二部分的空间内，即借助于主要由两个元件组成的连接组件使通道开启或关闭，其中一阀杆元件活动的连接在芯头的T形槽中，阀体中的闸板密封部件包含有带锥面头部，在该件的下部设计了可安置左右两滚柱的键槽，斜板上的凹槽与筋装配时保持活动连接，斜面与滚柱和侧面互成接触的态势，圆台插入闸板一面的孔中，对于通用阀门，所用材料根据使用的性能规范的规定，一般而言，本发明提供的密封部件，可以铸钢，锻造，熔模铸造而成，特别是闸板可能是用结构陶瓷替代现有的贵重金属，使阀门在高温和高压的场合保持有良好的密封性能，以及能有更长的使用期。

下面所述的实施例的前述部分和上述特征基本相似，因此也就不再重复，所不同的是：两侧所对称设计的密封垫片置于斜板的台阶上，其一面与斜板的平面、另一面和阀板中台阶孔的平面保持接触，接下来的是左右两边的紧定盘的外圆面安置于闸板的台阶孔中，通过螺栓将其相互装配联结并紧固到密封的状态。应该说明的是，采用在闸板中开孔的环型闸板的设计方式的目的是为直径较大的阀门而考虑的，尤其是为实现陶瓷闸板而定，因为在工艺上利用大面积整体制作陶瓷闸板有些难度，处理不当反尔会增加阀门的重量与成本以外，而且在结构上是不太适宜的。

以下是说明了闸阀密封装置是利用支架连接的一种方法，其上部连接件下部有有容纳圆柱销的长方体，在装配时可活动插入到支架的槽中，两侧圆柱销固定在长方体上两边的销孔中，支架两边的滚柱和闸板销槽配装后形成的密封装置相比以上方式的好处是结构较为紧凑，所用高强度的淬硬的钢件或许是陶瓷作滚柱为驱动阀板构件，不但加工容易，运动磨损均匀、滚动摩擦系数极小，可以有效的降低操作力矩，主件闸板所选用材质亦可钢制堆焊成不锈钢耐腐的蚀密封面，也尽可能的使用陶瓷件，因为陶瓷作为耐磨抗压的功效显署，在各种工业领域使用行情展看好，对本例的实施方式的中小型闸阀也应该说可行的。

另一种实施方式大部分如上所述的性能一样，所以也就不在重复，所不同的是两边滚柱为球体替代，与闸板形成紧密配合的特征也特别适合于中小型闸阀的开发生产，应该值得一提的是该闸阀球体外圆与闸板圆弧的内圆互为相切的状态的特征对中性能优越，其外操作闸板时可能有微小的转动更会对阀门密封面均匀磨损非常有益。

附图说明

图1_a、图1_b、图1_c是本发明第1实施例的透视图与分解图。

图2_a、图2_b是本发明第2实施例的透视图与分解图。

图3_a、图3_b、图3_c是本发明第3实施例的透视图与分解图。

图1_a、图1_b、图1_c的标号为(图中相同功能的零件用相同的标号)：1、芯头，2、斜板，3、定位块，4、滚柱，5、闸板，6、密封面，7、圆台，8、面，9、凹槽，10、筋，11、键槽，12，孔，13、锥面，14、平面，15、端面，16、平面，17斜面，18、阀杆，19阀盖，20阀体，21出入口，22、闸板密封副，23、凸台，24、密封面，25，导向筋，516、环槽。

图2_a、图2_b的标号为(图中相同功能的零件用相同的标号)：1、芯头，4、滚柱，10、筋，11、槽，15、面，401、斜面，402、定位块，403、面，404、凹槽，405、斜板，406、螺纹，407、闸板，408、密封面，409、平面，411、紧定盘，412、螺钉，413、外圆面，414、螺孔，415、密封垫，416、外圆面，417、孔，516、环槽。

图3_a、图3_b、图3_c的标号为(图中相同功能的零件用相同的标号)：501、闸板，502、芯头，503、圆柱销，504、边滚柱，505、上滚柱，506、销槽，507、支架，508、槽，509、底面，510、孔，511、销孔，512、长方体，513、滚柱槽，514、圆台，515、滚柱槽，516、环槽。

图4_a、图4_b的标号为(图中相同功能的零件用相同的标号)：501、闸板，502、连接件，503、圆柱销，504、边滚柱，505、上滚柱，506、销槽，507、支架，508、矩形槽，509、底面，510、孔，511、销孔，512、长方体，513、滚柱槽，514、圆台，616、孔，617、球体，516、环槽。

具体实施方式

请参看图1_a、和图1_b、与图1_c是第1实施例，其特征是：闸阀包括四个基本部分，阀盖19为(第一部分)，阀体20为(第二部分)，入口和出口为21为(第三部分)是相同的，因此赋予相同的标号，闸板密封副为22(第四部分)，该部分放置在阀体内，并且在其处于闭合位置时对通道的入口/出口21的密封面24形成密封，当阀门处于打开位置即允许流体流过阀腔时，其装置通常收置于阀门上部19和20之间的内腔中，这可通过传统的方式即通过转动阀杆18来实现。

在阀体23中的闸板密封副中部22包含有带芯头1，在该件的下部斜面13有槽11、用于可容纳左右两滚柱4，通常滚柱在装配状态下向外部凸出，视闸阀直径的大小而定，一般可适当的高出槽面宽度1～2mm左右。

斜板2中，显示了上部的凹槽9，此件与左右两侧的筋10始终保持为活动连接的关系，此时面8与平面14在闸阀运动于阀门上部19和20之间互为接触模式，在密封副向下移动时定位块3与凸台23相碰，当继续下行滑动同时与滚柱4、斜面17、形成滚动挤压，可对侧面15、16接触扩张到密封面24，其力矩直到闸阀足以处于密封的态势。

为了便于选用不同的材料制成耐磨损、性价比较好的密封件，例如陶瓷，所以在闸板5中设有孔12，以方便圆台7的插入。

和传统的闸阀一样，阀体23中设置了四条导向筋25(由于视图显示的关系，图中仅观看到一条，但本领域的技术人员是可以理解的)，其用于在运行闸阀时引导两侧闸板5在限定的环形槽516的空间内滑动(以下的实施方式功能和作用同理，所以也就不再提及它)。

本发明的闸阀的另一可供选的实例在图2_a显示出了利用陶瓷制作闸板密封装置的装配图。该拆卸图进一步清楚的表达了相互之间的关系，其特征是：为了方便阀杆18连接芯头1，参照常规在顶部设定一T形槽(未用位号标出)，中部区域是在其以中心向下沿伸至斜端面15的一十字形的筋10，连接筋10的是带有锥度的多半圆形的锥面13。

锥面13中有一贯穿的键槽11，左右两滚柱4被容纳在其中、并始终保持和该槽有活动间隙的关系。

为了保证滚柱4在与斜面401有效的接触能上下滑动，通常向锥面13的外部两侧凸出。

在斜板405外圆的顶端垂直中心处，设有容纳筋10的凹槽404，相互之间保持活动连接，在初始状态时403面悬挂于15端面上。

考虑到制作大型整体陶瓷闸板会增加阀门的重量与成本，所以本实例闸板407为中空的结构，由于密封的需要，在台阶416上与平面409之间设垫片415，上述可以通过螺栓412连接紧定盘411、与螺纹406紧固的方式可以满足这种需求。

图3_a、图3_b、图3_c显示了另一供选的密封副的实例，这三幅透视的拆卸图表达了这些关系，本实例有5个元件组成，其特征是：具有T形槽的连接件502的下部为矩形的长方体512。

长方体中置有一滚柱槽513，该槽与滚柱505为间隙配合，滚柱槽中左右两面均设有倾角，在本例中，该倾角等于30°(未用位号标出)，这样就方便了上滚柱505与边滚柱504的正常接触。

508的槽为矩形、并成型到支架507底端的一面。

长方体512安置在508矩形槽中，通过圆柱销503连接到支架507上。

圆柱销503一端分固定在孔511中，另一端伸出和销槽506保持活动连接。

闸板501内侧的滚柱槽中515设有滚注504，两个元件之间存在一定的隙，此空间使滚柱504在工作时相对转动，这样在一定程度可以减少摩擦力矩，减小零件的磨损。

圆台514活动的插在510的孔中。

通常闸板密封装置22提升在阀体20上腔时，依靠装置其自重圆柱销503处在销槽506的上部，此时边滚柱504的中心置于上滚柱505的水平线以下，例如图3C显示的那样，当驱动阀杆17向下运动至支架507下端底面509接触到阀体内凸台23、且连接件502向下滑动至圆柱销槽506的中下部位置，则边滚柱504受上滚柱505挤压向两侧撑开一个距离，使闸板501上的密封面6和出入口21中环形密封面24接触产生阻碍，从而防止流体通过。

在图4a和图4b的实例中，大部分结构继承了图3的特征，所以也就不再重复提及，有区别的是617为球体，616为其相配合的圆弧槽，这种设计的好处是只要精磨的密封面6平整光洁，而闸板501的其它部分不一定要精确的加工(因为实际上要机械加工陶瓷成本很高)，当其受到球体617受到505的横向载荷时、其密封面6与出入口24的密封面可以自行调整到适合密封要求的位置，这对于用陶瓷制作闸板零件来说，也是比较合适的。

本发明的平行式双平闸板闸阀如附图1_a、图1_b、图1_c所示，操作方法简单的说明如下：(这里说明的是第1实例，其它实例操作是一样的)在手轮的驱动下，阀体20内，阀杆18的末端从它的初始位置活动连接到芯头1、以及顶部的T形槽往下作用于滚柱4、斜板2、闸板5上，藉以带动闸板密封副22向下移动至凸台23，此时只要微微加大操作手轮力矩，这样阀体上的环形凸出的密封面24与闸板上的密封面6就会很好的吻合，便可切断出入口21中流过闸阀中的液流。

上述平行式双闸板闸阀旨在突破传统的设计方式，利用性价比更高的工程陶瓷替代贵重的稀有金属作为阀的密封副，和现有的产品比较，不但成本会有所下降，而且使用性能和预期的寿命会得到进一步的提高。

Claims

1.一种平行式双闸板闸阀，其特征是：闸阀包括四个基本部分，阀盖19为第一部分，阀体20为第二部分，入口和出口为21为第三部分，闸板密封副为22第四部分，所述闸板密封部件中包含有带锥面(13)的芯头(1)，可容纳滚柱(4)的键槽(11)，斜板(2、405)上的凹槽(9、404)与筋(10)保持活动连接。

斜面(17、401)、滚柱(4)、端面(15)、平面(16)互成接触的态势，圆台(7)插入闸板(5)一面的孔(12)中，垫片(415)置于斜板(405)的台阶(416)上，相继和闸板(407)中台阶的平面(409)接触，紧定盘(411)的外圆面(413)置于(417)的孔中，螺栓(412)通过紧定盘(411)的孔与螺纹(406)连接。

连接件(502)下部的长方体(512)活动插入(507)的槽(508)中，圆柱销(503)穿过销槽(506)与销孔(511)配合，上滚柱(505)置于长方孔(512)中，边滚柱(504)、球体(617)分别和阀盘(501)中的滚柱槽(513)、孔(616)接触，圆台(514)与孔(510)活动连接。

2.根据权利要求1所述的双闸板平行式闸阀，其特征在于：所述滚柱(4)、斜板(2、405)、闸板(5、407)、密封垫(415)、紧定盘(411)、边滚柱(504)、球体(617)、闸板(501)、圆柱销(503)、螺栓(412)具有镜向的结构，在安装的状态下相对的设置于芯头(1)的两侧。

3.根据权利要求1所述的双闸板平行式闸阀，其特征在于：所述闸板(5、407、501)、上滚柱(505)、边滚柱(504)由金属或由结构陶瓷制成，具有光滑的密封面(6、408)。

4.根据权利要求2所述的双闸板平行式闸阀，其特征在于：所述斜板(2)、支架(507)的下部设置定位块(3)、底面(509)在阀门关闭状态时，其一端与阀体(20)底部的凸台(23)接触。

5.根据权利2所述的双闸板平行式闸阀，其特征在于：所述斜板(2)上的面(8)平面(14)为间接连接。

6.根据权利1所述的双闸板平行式闸阀，其特征在于：所述上滚柱(505)两边滚柱(504)、球体(617)其外圆互为相切的状态。

7.根据权利要求中的任一项所述的双闸板平行式闸阀，其特征在于：所述芯头(1)、斜板(2)、闸板(5)由金属热压而成，亦可通过熔模铸造成型。