CN101825188A - 微操型阀门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀门，具体地说，是一种利用介质自身的压力通过微小的操动力借用介质自身压力经过放大作用，实现阀门大的开关和调节动作的微操型阀门，其包括进流腔、缓冲腔、出流腔，缓冲腔设置在进流腔和出流腔之间，进流腔设置进口，出流腔设置出口，由阀芯将上述三个腔室介开，缓冲腔和出流腔之间设置介质通路，介质通路上设置控制阀，微操型阀门的技术优点在于：允许并利用阀芯和缓冲腔的间隙漏流进行控制，无须采用薄膜密封，避免了薄膜老化带来的设备故障，借用介质自身的压力，操作省力节能，可靠性大为增加，控制阀关闭，大阀关闭。此时除大阀阀口外无任何通道漏流，而且阀门前后压差越大，关断力越大，不易内漏。

Description

微操型阀门

 

 

技术领域

本发明涉及一种阀门，具体地说，是一种利用介质自身的压力通过微小的操动力借用介质自身压力经过放大作用，实现阀门大的开关和调节动作的微操型阀门。

背景技术

普通阀门在操作方面分为手动、电动、气动等形式。其操作作用力直接作用于阀芯，目前存在以下问题：

1、操作困难。特别较大规格的阀门，无论是电动还是手动，皆有卡涩、阻力大、关不严、开启困难问题。

2、外漏严重。阀门经一定时间的使用，阀杆处密封因老化、磨损、松弛及阀杆锈蚀等原因出现介质外漏现象。

3、关不严、内漏。由于关断全部依赖外力，而外力往往偏小，从而导致内漏。

4、操作及密封机构庞大，浪费了大量的金属材料和制造成本。

以上问题，特别是内外漏情况，浪费了大量能源，严重影响环境美观，长期以来，一直是大多数工矿企业不断解决的棘手问题。

发明内容

本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种借用介质自身压差开关阀门，从而实现“小操作，大动作”的微操型阀门。

本发明的微操型阀门的结构是这样的：其包括进流腔、缓冲腔、出流腔，缓冲腔设置在进流腔和出流腔之间，进流腔设置进口，出流腔设置出口，其特征在于：由阀芯将上述三个腔室介开，缓冲腔和出流腔之间设置介质通路，介质通路上设置控制阀。

介质通路设置为连接在缓冲腔和出流腔之间的导压管，控制阀设置在导压

上。介质通路也可以为设置在阀芯中央的通孔，控制阀设置在缓冲腔阀芯的上方，通孔的轴径和控制阀的接合端配合。

阀芯与出流腔连接处设置为锥形，阀芯的活塞间隙处设锥度。

介质通路设置为轴向，阀芯沿轴向运动。

阀芯上端为活塞，下端为密封面。缓冲腔和出流腔之间设置介质通路，介质通路上设置控制阀。如果介质通路设置为连接在缓冲腔和出流腔之间的导压管，则控制阀设置在导压管上。如果介质通路为设置在阀芯中央的通孔，则控制阀设置在缓冲腔阀芯的上方，通孔的轴径和控制阀的接合端配合。如果要使阀具有良好调节特性，可将阀芯与出流腔结合处设置为锥形，阀芯的活塞间隙处设锥度，或其他形线的阀芯。阀芯也可设置为轴向运动，使阀门变成轴流式（或称筒形）阀门。

微操型阀门的技术优点在于：

1、           允许并利用阀芯和缓冲腔的间隙漏流进行控制，无须采用薄膜密封，避免了薄膜老化带来的设备故障。

2、           借用介质自身的压力，操作省力节能，可靠性大为增加。

3、           控制阀关闭，大阀关闭。此时除大阀阀口外无任何通道漏流，而且阀门前后压差越大，关断力越大，不易内漏。

4、           大阀无阀杆，小控制阀本来无漏泄问题，故无外漏。

5、           取消大阀操作机构，节约了金属材料，降低生产成本。

6、           根据需要，可选一体和分体两种结构。

7、           此控制原理可用于其他设备上的流体流量控制装置，例如：汽轮机进汽、各种喷射器工作介质流量的调节等。

发明内容

本发明的微操型阀门的结构是这样的：其包括进流腔、缓冲腔、出流腔，缓冲腔设置在进流腔和出流腔之间，进流腔设置进口，出流腔设置出口，其特征在于：由阀芯将上述三个腔室介开，缓冲腔和出流腔之间设置介质通路，介质通路上设置控制阀。

介质通路设置为连接在缓冲腔和出流腔之间的导压管，控制阀设置在导压管

上。介质通路也可以为设置在阀芯中央的通孔，控制阀设置在缓冲腔阀芯的上方，通孔的轴径和控制阀的接合端配合。

阀芯与出流腔结合处可设置为锥形或其他形线，阀芯的活塞间隙处可设有锥度。

介质通路设置为轴向，阀芯沿轴向运动。

阀芯上端为活塞，下端为密封面。缓冲腔和出流腔之间设置介质通路，介质通路上设置控制阀。如果介质通路设置为连接在缓冲腔和出流腔之间的导压管，则控制阀设置在导压管上。如果介质通路为设置在阀芯中央的通孔，则控制阀设置在缓冲腔阀芯的上方，通孔的轴径和控制阀的接合端配合。如果要使阀具有良好调节特性，可将阀芯与出流腔结合处设置为锥形，阀芯的活塞间隙处设锥度，或其他形线的阀芯。阀芯也可设置为轴向运动，使阀门变成轴流式（或称筒形）阀门。

微操型阀门的技术优点在于：

1、           允许并利用阀芯和缓冲腔的间隙漏流进行控制，无须采用薄膜密封，避免了薄膜老化带来的设备故障。

2、           借用介质自身的压力，操作省力节能，可靠性大为增加。

3、           控制阀关闭，大阀关闭。此时除大阀阀口外无任何通道漏流，而且阀门前后压差越大，关断力越大，不易内漏。

4、           大阀无阀杆，小控制阀本来无漏泄问题，故无外漏。

5、           取消大阀操作机构，节约了金属材料，降低生产成本。

6、           根据需要，可选一体和分体两种结构。

7、           此控制原理可用于其他设备上的流体流量控制装置，例如：汽轮机进汽、各种喷射器工作介质流量的调节等。

附图说明

图1是本发明的实施例1的结构示意图；图2是本发明的实施例2的结构示意图；图3是本发明的实施例3的结构示意图；图4是本发明的实施例4的结构示意图；图5是本发明的实施例5的结构示意图；图6是本发明的实施例6的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本发明的微操型阀门其包括进流腔9、缓冲腔3、出流腔7，缓冲腔3设置在进流腔9和出流腔7之间，由阀芯2将上述三腔室介开。缓冲腔3和出流腔7之间设置介质通路，介质通路上设置控制阀4。介质通路设置为连接在缓冲腔3和出流腔7之间的导压管5，控制阀4设置在导压管5上。

工作原理：介质自进口1进入进流腔9，当控制阀4关闭时，由于阀芯2与阀盖间存在间隙，使进流腔9与缓冲腔3之间压力平衡。在进口1与出口6压差及阀芯2重力的作用下，阀芯2向下运动，关闭大阀门。当控制阀4打开时，缓冲腔3内的介质经导压管5向出流腔7流动，缓冲腔3压力降低并接近于出流腔7的压力。由于阀芯2上部活塞的面积大于下部阀口处的面积，在压差相同的条件下阀芯2被向上压起，致使大阀门打开。可见，控制阀开，大阀门则开；反之，控制阀关，大阀则关。即实现了所谓：“小操作，大动作”。如果操作阀是一个安全阀，那么整个微操阀应该是一个大安全阀。

此阀的另一个功能是操作阀的位置可以任意布置，可实现在一定距离之外操作大阀。例如：大阀所处环境恶劣（高温、有毒等），可把小阀安装于安全方便操作的位置。

实施例2：

在实施例1的基础上加以改进，即在阀芯2的中心设有通孔10，介质通路设置在阀芯2中央的通孔10，控制阀4设置在缓冲腔3阀芯2的上方，使控制阀4的阀芯2与大阀的阀芯间形成阀门密封关系。

根据上述原理，当控制阀4开启，大阀开启；控制阀4关闭，大阀关闭。如此改进的好处是：

大小阀一体化，简化了结构和安装工作量，但缺点是操作阀的行程和大阀一样，若操作阀采用电动或汽动时，对执行器的行程要求略高一些。

实施例3：

本实施例将改变传统截止阀的流程，将介质垂直流过阀口的结构改为轴向流过。

介质自进口1进入进流腔9，当控制阀4关闭时，参考实施案例1的描述，进流腔9，缓冲腔3之间压力平衡，大阀关闭；当控制阀4开启时，缓冲腔3的压力接近出流腔7的压力，在进流腔9、缓冲腔3间压差的作用下，阀芯2向左移动打开大阀。这种阀门可称作：轴流式微操阀。此阀的优点是：1、介质流动较传统截止阀流畅，因而流动阻力小，有节能意义；2、外型简捷美观，便于安装。

实施例4：

本实施例在阀芯2的活塞间隙处设锥度，当活塞移动时，间隙的面积发生变化，从而实现负反馈作用，即：当控制阀4开度增大，阀芯2上移间隙也变大，会使进流腔9和缓冲腔3之间的压差减小，限制阀芯2过分上移，反之亦然，从而达到操作开度与阀芯2位置的一一对应关系。

阀芯2与阀体8的密封面形式可以是球形、锥形或迷宫形。

对于可调节型微操阀，根据要求其控制阀不仅可以是手动，也可以是电动和气动控制。

实施例5：

本实施例是在实施例2的基础上在阀芯的活塞间隙处设锥度，并将阀芯2的下端设置为锥形或其他形线，目的是设计成调节阀。

实施例6：

本实施例是在实施例3的基础上在阀芯的活塞间隙处设锥度，并将阀芯的下端设置为锥形或其他形线，目的是设计成调节阀。

 本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种借用介质自身压差开关阀门，从而实现“小操作，大动作”的微操型阀门。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本发明的微操型阀门其包括进流腔、缓冲腔、出流腔，缓冲腔设置在进流腔和出流腔之间，由阀芯将上述三腔室介开。缓冲腔和出流腔之间设置介质通路，介质通路上设置控制阀。介质通路设置为连接在缓冲腔和出流腔之间的导压管，控制阀设置在导压管上。

工作原理：介质自进口进入进流腔1，当控制阀关闭时，由于阀芯与阀盖间存在间隙，使进流腔1与缓冲腔2之间压力平衡。在进口与出口压差及阀芯重力的作用下，阀芯向下运动，关闭大阀门。当控制阀打开时，缓冲腔2内的介质经导压管向出流腔3流动，缓冲腔2压力降低并接近于出流腔3的压力。由于阀芯上部活塞的面积大于下部阀口处的面积，在压差相同的条件下阀芯被向上压起，致使大阀门打开。可见，控制阀开，大阀门则开；反之，控制阀关，大阀则关。即实现了所谓：“小操作，大动作”。如果操作阀是一个安全阀，那么整个微操阀应该是一个大安全阀。

此阀的另一个功能是操作阀的位置可以任意布置，可实现在一定距离之外操作大阀。例如：大阀所处环境恶劣（高温、有毒等），可把小阀安装于安全方便操作的位置。

实施例2：

在实施例1的基础上加以改进，即在阀芯的中心设有通孔，介质通路设置在阀芯中央的通孔，控制阀设置在缓冲腔阀芯的上方，使控制阀的阀芯与大阀的阀芯间形成阀门密封关系。

根据上述原理，当控制阀开启，大阀开启；控制阀关闭，大阀关闭。如此改进的好处是：

大小阀一体化，简化了结构和安装工作量，但缺点是操作阀的行程和大阀一样，若操作阀采用电动或汽动时，对执行器的行程要求略高一些。

实施例3：

本实施例将改变传统截止阀的流程，将介质垂直流过阀口的结构改为轴向流过。

介质自进口进入进流腔1，当控制阀关闭时，参考实施案例1的描述，进流腔1，缓冲腔2之间压力平衡，大阀关闭；当控制阀开启时，缓冲腔2的压力接近出流腔3的压力，在进流腔、缓冲腔间压差的作用下，阀芯向左移动打开大阀。这种阀门可称作：轴流式微操阀。此阀的优点是：1、介质流动较传统截止阀流畅，因而流动阻力小，有节能意义；2、外形简捷美观，便于安装。

实施例4：

本实施例在阀芯的活塞间隙处设锥度，当活塞移动时，间隙的面积发生变化，从而实现负反馈作用，即：当控制阀开度增大，阀芯上移间隙也变大，会使进流腔1和缓冲腔2之间的压差减小，限制芯子过分上移，反之亦然，从而达到操作开度与阀芯位置的一一对应关系。

阀芯与阀体的密封面形式可以是球形、锥形或迷宫形。

对于可调节型微操阀，根据要求其控制阀不仅可以是手动，也可以是电动和气动控制。

实施例5：

本实施例是在实施例2的基础上在阀芯的活塞间隙处设锥度，并将阀芯的下端设置为锥形或其他形线，目的是设计成调节阀。

实施例6：

本实施例是在实施例3的基础上在阀芯的活塞间隙处设锥度，并将阀芯的下端设置为锥形或其他形线，目的是设计成调节阀。

 

Claims (5)

1.一种微操型阀门，其包括进流腔、缓冲腔、出流腔，缓冲腔设置在进流腔和出流腔之间，进流腔设置进口，出流腔设置出口，其特征在于：由阀芯将上述三个腔室介开，缓冲腔和出流腔之间设置介质通路，介质通路上设置控制阀。

2.根据权利要求1所述的微操型阀门，其特征在于：介质通路设置为连接在缓冲腔和出流腔之间的导压管，控制阀设置在导压管上。

3.根据权利要求1所述的微操型阀门，其特征在于：介质通路为设置在阀芯中央的通孔，控制阀设置在缓冲腔阀芯的上方，通孔的轴径和控制阀的接合端配合。

4.根据权利要求1所述的微操型阀门，其特征在于：阀芯与出流腔连接处设置为锥形，阀芯的活塞间隙处设锥度。

5.根据权利要求1所述的微操型阀门，其特征在于：介质通路设置为轴向，阀芯沿轴向运动。

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