CN101915318A - 楔块顶升阀 - Google Patents

Abstract

一种楔块顶升阀，涉及阀门技术领域，所解决的是提高阀门的工作压力、密封性能及密封件使用寿命的技术问题。该顶升阀包括阀门外壳、密封垫、阀板、驱动装置、上楔块和下楔块；所述阀门外壳由中空的阀体和盖合在阀体上部的阀盖组成，所述阀盖的前端设有连通阀体内腔的进料法兰接口；所述密封垫的环边与进料法兰接口下周沿周边的阀盖下表面贴合；所述驱动装置固定在阀体的后端，其推杆伸入阀体的内腔中；所述下楔块活动安装在阀体的内腔底面上，并与驱动装置的推杆前端固接，所述上楔块位于下楔块的上方，两者通过燕尾槽活动楔合，其楔合面从前至后向上倾斜；所述阀板固定在上楔块的上部。本发明提供的楔块顶升阀，密封垫变形量大且所需驱动力小。

Description

楔块顶升阀

技术领域

本发明涉及阀门的技术，特别是涉及一种楔块顶升阀的技术。

背景技术

阀门是用于连通或隔断流体通道的重要部件。评判阀门优劣，最主要的技术指标是其耐压程度及其密封性，并具有可靠使用寿命，即应确保一定工作周期内不失效。现有的阀门中，除在一些密封要求不高并需要克服流体介质对密封面冲刷磨损的场合采用硬密封结构的阀门外，大多采取软密封结构，即通过阀板(或阀瓣)压紧密封垫实现密封。

现有软密封结构的阀门主要有两种，一种是密封垫与阀板(或阀瓣)始终保持接触，由密封垫与阀板的过盈装配形成预紧压力(如球阀、平板闸阀、柱塞阀等)或由压紧弹簧产生预紧压力(如旋转圆盘阀等)使密封垫变形实现密封，采用这种密封方式的阀门由于密封垫恒定的变形量决定了耐压程度和密封程度，而且关闭阀门所需驱动力较大，因此其工作压力较低，密封性能也较差，并且阀门开闭过程中阀板(或阀瓣)与密封垫始终存在摩擦，会使密封垫产生磨损且无从补偿，而且在耐压等级和密封要求较高的场合，必须选择变形量较大的密封垫结构，这不仅要增加驱动力，密封垫的磨损也会随之增加，其使用寿命较短；另一种软密封结构的阀门(如楔式闸阀、截止阀、蝶阀等)，尽管开关过程中阀板(或阀瓣)与密封垫大部分时间里不接触，但在阀板(或阀瓣)压迫密封垫产生变形(即关紧阀门)的过程中，阀板(或阀瓣)的移动方向与密封垫的密封面是不垂直的，因此阀板(或阀瓣)与密封垫之间依然存在摩擦，依然会导致密封垫磨损，其使用寿命也较短，同时也存在着工作压力低及密封性能差的缺陷，关闭阀门所需驱动力也较大。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种工作压力高，密封性能好，密封件使用寿命长，开关阀门所需驱动力小的楔块顶升阀。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种楔块顶升阀，包括阀门外壳、密封垫、阀板和驱动装置；所述阀门外壳由中空的阀体和盖合在阀体上部的阀盖组成，所述阀体的前下端设有连通其内腔的出料法兰接口；所述阀盖的前端设有连通阀体内腔的进料法兰接口；其特征在于：还包括上楔块和下楔块；

所述密封垫的形状呈环形，其环边与进料法兰接口下周沿周边的阀盖下表面贴合，其下表面为密封面，所述密封面是向下凸出于阀盖下表面的平面；

所述驱动装置固定在阀体的后端，其推杆伸入阀体的内腔中，并能前后向伸缩传动，其推杆的轴线与所述密封垫的密封面平行；

所述下楔块活动安装在阀体的内腔底面上，并与驱动装置的推杆前端固接；

所述上楔块位于下楔块的上方，并通过燕尾槽与下楔块活动楔合，其楔合面从前至后向上倾斜；

所述阀板固定在上楔块的上部，其上板面是平行于密封垫密封面的平面，而且其上板面的形状与密封垫径向截面的形状相对应，其上板面的外轮廓大于密封垫的外轮廓；

所述下楔块的行程为x，所述上楔块的行程为y，所述上、下楔块的楔合面的倾斜角为α，所述密封垫密封面的最大密封变形量为δ，在阀板未顶升状态下阀板与密封垫之间的间距为h，则x＝y+(h+δ)/tgα，所述驱动装置的推杆的最大伸缩量为L，则L＞x。

进一步的，所述出料法兰接口的中心轴线和进料法兰接口的中心轴线与密封垫的中心轴线重合，并与驱动装置的推杆伸缩方向垂直。

进一步的，所述阀盖的下端面设有向下凸出的凸台，所述凸台位于密封垫后侧，其下表面平行于密封垫的密封面，并向下凸出于密封垫1～2mm。

进一步的，所述阀体的内腔底面上设有直线形导轨，所述导轨的长度与下楔块的行程相对应，其轴线及上轨面平行于驱动装置的推杆的轴线，所述下楔块活动安装在所述导轨上。

进一步的，所述驱动装置是气缸、液压缸、电动伸缩机构或手动伸缩机构。

本发明提供的楔块顶升阀，由于阀板的上板面与密封垫的密封面平行，并且阀板在前后开闭过程中与密封面间保持一定间隙，不会接触密封垫，阀板顶升接触到密封垫后仅对密封垫施加垂直于密封面的正压力，因此不会磨损密封垫，其使用寿命较长；密封垫的变形量取决于驱动装置的推力，不因受密封结构几何尺寸的限制恒定不变，因此能获得较大变形量，其工作压力高，密封性能好；驱动装置提供的推力经斜楔合面转变为垂直顶升力并能放大，使同等条件下开闭阀门所需的驱动力较小，从而提高了阀门开闭速度并可配置较小驱动力的驱动机构。

附图说明

图1是本发明实施例的楔块顶升阀在关闭状态时的侧视剖切图；

图2是本发明实施例的楔块顶升阀在完全开启状态时的侧视剖切图；

图3是本发明实施例的楔块顶升阀沿图2中的A-A线剖切后的主视图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1-图3所示，本发明实施例所提供的一种楔块顶升阀，包括阀门外壳、密封垫3、阀板4和驱动装置7；所述阀门外壳由中空的阀体1和盖合在阀体1上部的阀盖2组成，所述阀体1的前下端设有连通其内腔的出料法兰接口；所述阀盖2的前端设有连通阀体1内腔的进料法兰接口；其特征在于：还包括上楔块5和下楔块6；

所述密封垫3的形状呈环形，其环边与进料法兰接口下周沿周边的阀盖下表面贴合，其下表面为密封面，所述密封面是向下凸出于阀盖下表面的平面；

所述驱动装置7固定在阀体1的后端，其推杆71伸入阀体1的内腔中，并能前后向伸缩传动，其推杆71的轴线与所述密封垫3的密封面平行；

所述下楔块6活动安装在阀体1的内腔底面上，并与驱动装置的推杆71前端固接；

所述上楔块5位于下楔块6的上方，并通过燕尾槽与下楔块6活动楔合，其楔合面从前至后向上倾斜；

所述阀板4固定在上楔块5的上部，其上板面是平行于密封垫密封面的平面，而且其上板面的形状与密封垫径向截面的形状相对应，其上板面的外轮廓大于密封垫3的外轮廓；

所述下楔块6的行程为x，所述上楔块5的行程为y，所述上、下楔块的楔合面的倾斜角为α，所述密封垫密封面的最大密封变形量为δ，在阀板未顶升状态下阀板4与密封垫3之间的间距为h，则x＝y+(h+δ)/tg α，所述驱动装置的推杆71的最大伸缩量为L，则L＞x；

本发明实施例中，压紧密封垫密封面的最大正压力为Fy，所述驱动装置的推杆71的工作前推力为Fx，在忽略机构间摩擦阻力的情况下，Fx＝Fy×tg α，所述驱动装置的推杆71所能提供的最大前推力应当大于其工作前推力Fx；

本发明实施例中，所述出料法兰接口的中心轴线和进料法兰接口的中心轴线与密封垫3的中心轴线重合，并与驱动装置的推杆71伸缩方向垂直。

本发明实施例中，所述阀盖2的下端面设有向下凸出的凸台21，所述凸台21位于密封垫3后侧，其下表面平行于密封垫3的密封面，并向下凸出于密封垫1～2mm。

本发明实施例中，所述阀体1的内腔底面上设有直线形导轨11，所述导轨11的长度与下楔块6的行程相对应，其轴线及上轨面平行于驱动装置的推杆71的轴线，所述下楔块6活动安装在所述导轨11上，下楔块6随驱动装置的推杆71往复运动时，由导轨11对下楔块6进行移动导向。

本发明实施例中，所述驱动装置7是气缸，实际应用时驱动装置也可以采用液压缸、电动伸缩机构或手动伸缩机构。

本发明实施例控制进料法兰接口开闭的工作原理如下：

在阀盖2的进料法兰接口完全开放状态下，驱动装置7的推杆71完全缩回，上楔块5的前端与下楔块6的前端齐平，此时阀板4位于凸台21的下方，其上板面与凸台21下端面贴合，使其与密封垫的下环面之间保持1～2mm的间隙；

当驱动装置的推杆71伸出时，驱动装置的推杆71推动下楔块6向前移动，上楔块5、阀板4亦随之前移，阀板4在向前移动过程中不会接触到密封垫3，当阀板4的前端抵住阀体1的前侧壁时，上楔块5与阀板4受阻不再前移，而驱动装置的推杆71推动下楔块6继续前移，由此上、下楔块间便产生了相对运动，在斜面作用下，上楔块相对下楔块产生轴向顶升运动，进而推动阀板4上升使阀板4的上板面垂直紧抵密封垫3的下环面直至密封垫变形产生的反作用力与推力达到平衡，从而将进料法兰接口关闭并形成密封；并且驱动装置的推杆作用于下楔块6的推力经斜面转变为推顶上楔块5的顶升力并放大，其放大倍数与上、下楔块的楔合面的倾斜角度成反比。

在阀门关闭状态下，驱动装置的推杆缩回时，驱动装置的推杆拉动下楔块6向后移动，下楔块6经上楔块5作用于阀板4的顶升力释放，阀板4与密封垫3松脱回落，且驱动装置的推杆71作用于下楔块6的拉力通过燕尾槽楔合的斜面拉动上楔块5和阀板4一起随下楔块6后移，阀板4在向后移动过程中不会再接触到密封垫3，当阀板4的后侧边抵住凸台21的前侧边时，阀板4及上楔块5暂时受阻不再后移，而下楔块6继续后移，此时在凸台21的阻力及下楔块6的拉力作用下，上楔块5通过斜面下降，进而带动阀板4下降，当阀板4的上板面降至低于凸台21的下端面处时，阀板4的上板面与密封垫的下环面之间具有1～2mm的间隙，上楔块5的前端与下楔块6的前端齐平；此后，阀板4沿凸台下端面随上楔块5、下楔块6继续后移，直至驱动装置的推杆完全缩回后，进料法兰接口完全打开。

本发明实施例在实际应用中，当阀盖的进料法兰接口处于完全开放状态时，上楔块的前端与下楔块的前端也可以是不齐平的。

Claims (5)

1.一种楔块顶升阀，包括阀门外壳、密封垫、阀板和驱动装置；所述阀门外壳由中空的阀体和盖合在阀体上部的阀盖组成，所述阀体的前下端设有连通其内腔的出料法兰接口；所述阀盖的前端设有连通阀体内腔的进料法兰接口；其特征在于：还包括上楔块和下楔块；

所述密封垫的形状呈环形，其环边与进料法兰接口下周沿周边的阀盖下表面贴合，其下表面为密封面，所述密封面是向下凸出于阀盖下表面的平面；

所述驱动装置固定在阀体的后端，其推杆伸入阀体的内腔中，并能前后向伸缩传动，其推杆的轴线与所述密封垫的密封面平行；

所述下楔块活动安装在阀体的内腔底面上，并与驱动装置的推杆前端固接；

所述上楔块位于下楔块的上方，并通过燕尾槽与下楔块活动楔合，其楔合面从前至后向上倾斜；

所述阀板固定在上楔块的上部，其上板面是平行于密封垫密封面的平面，而且其上板面的形状与密封垫径向截面的形状相对应，其上板面的外轮廓大于密封垫的外轮廓；

所述下楔块的行程为x，所述上楔块的行程为y，所述上、下楔块的楔合面的倾斜角为α，所述密封垫密封面的最大密封变形量为δ，在阀板未顶升状态下阀板与密封垫之间的间距为h，则x＝y+(h+δ)/tgα，所述驱动装置的推杆的最大伸缩量为L，则L＞x。

2.根据权利要求1所述的楔块顶升阀，其特征在于：所述出料法兰接口的中心轴线和进料法兰接口的中心轴线与密封垫的中心轴线重合，并与驱动装置的推杆伸缩方向垂直。

3.根据权利要求1所述的楔块顶升阀，其特征在于：所述阀盖的下端面设有向下凸出的凸台，所述凸台位于密封垫后侧，其下表面平行于密封垫的密封面，并向下凸出于密封垫1～2mm。

4.根据权利要求1所述的楔块顶升阀，其特征在于：所述阀体的内腔底面上设有直线形导轨，所述导轨的长度与下楔块的行程相对应，其轴线及上轨面平行于驱动装置的推杆的轴线，所述下楔块活动安装在所述导轨上。

5.根据权利要求1所述的楔块顶升阀，其特征在于：所述驱动装置是气缸、液压缸、电动伸缩机构或手动伸缩机构。

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