CN102003542A

CN102003542A - 液式自动旋塞阀

Info

Publication number: CN102003542A
Application number: CN2010105651848A
Authority: CN
Inventors: 葛天民
Original assignee: 陈建君
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2011-04-06

Abstract

本发明涉及一种旋塞阀，特别是可以利用输送介质压力进行开启和关闭的液式自动旋塞阀。液式自动旋塞阀包括阀体、阀盖、阀杆、旋塞和阀杆驱动油缸及转换开关，所述旋塞设置在阀体的阀腔内，阀腔两侧为进料通道和出料通道，阀腔内设有阀座，所述阀杆下端穿过阀盖进入阀体内腔，所述阀杆与旋塞之间设有将阀杆的轴向运动转为旋转运动的传动机构。液式自动旋塞阀通过设置具有不同截面活塞的阀杆驱动油缸及转换开关，利用活塞截面的不同，通过转换开关在不同的状态下将阀杆驱动油缸内腔的不同部分与进料腔和出料腔联通达到了利用所输送的介质的压力开启和关闭截止阀。

Description

液式自动旋塞阀

技术领域

本发明涉及一种截止阀，特别是可以利用输送介质压力进行开启和关闭的液式自动旋塞阀。

背景技术

阀门属受压容器，输导的介质有一定的压力，为了保证输导介质过程中的安全可靠，截止阀的关闭件都采用了较大的密封比压，因而在阀门的启闭过程中需要很大的扭矩和开启力，使操作者耗费体力很大。为了提高劳动效率，减轻操作者的体力消耗，现有的阀门通常采用电动、液动或气动等操控装置来开启阀门，在提高劳动效率和减轻操作者的体力消耗方面也都收到了显著的效果。但是上述三种操控装置分别是以电能、液体、气体作为操控能源，因此会消耗一定的能量，同时增加的电动装置、液压装置、气动装置使阀门的整体体积和重量都增加了许多，为使操控有持续的能源，还需要接电源或外设液压站及空气压缩机之类的能源供给设施，增加了很多成本。而且当装有阀门的管线通过荒野无电环境时，上述三种装置就不能应用，只好凭体力操作，劳动强度大。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种无需接电源或外设液压站及空气压缩机之类的能源供给设施的、可以利用输送介质压力进行开启和关闭的液式自动旋塞阀。

本发明为达到上述目的所采用的技术解决方案如下：一种液式自动旋塞阀，包括阀体、阀盖、阀杆和旋塞，所述旋塞设置在阀体的阀腔内，阀腔两侧为进料通道和出料通道，阀腔内设有阀座，所述阀杆下端穿过阀盖进入阀体内腔，所述阀杆与旋塞之间设有将阀杆的轴向运动转为旋转运动的传动机构，其特征在于：还设有阀杆驱动油缸及转换开关，所述油缸内部设有相互联通的截面一大一小的第一活塞腔和第二活塞腔，第一活塞腔和第二活塞腔中分别设有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞固定在同一活塞杆上形成联动，所述活塞杆一端与阀杆上端联动连接，所述油缸内腔中被活塞分隔的各部分设有管路经转换开关与进料腔和出料腔联通，所述转换开关具有开启、关闭和自锁三个状态，在开启状态下，所述转换开关联通进料腔与油缸内腔中第一活塞的开启方向相反方向一侧的部分，同时，转换开关联通出料腔与油缸内腔中开启方向末端的部分；在关闭状态下，所述转换开关联通进料腔与油缸内腔中第一活塞的开启方向相同方向一侧的部分，同时，转换开关联通出料腔与油缸内腔中关闭方向末端的部分；在自锁状态下，所述转换开关切断进料腔、出料腔与油缸内腔的联通。

与现有技术相比较，本液式自动旋塞阀通过设置具有不同截面活塞的阀杆驱动油缸及转换开关，利用活塞截面积的不同，通过转换开关在不同的状态下将阀杆驱动油缸内腔的不同部分与进料腔和出料腔联通达到了利用所输送的介质的压力开启和关闭截止阀。由于利用了所输送的介质的压力，操作时只用转动转换开关即可，一个人可以很方便地就能操作，因此无需要接电源或外设液压站及空气压缩机之类的能源供给设施，投资少，并且也适合在野外使用。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1为本发明具体实施例1原理结构剖视图；

附图2为本发明转换开关具体实施例立体图；

附图3为本发明转换开关具体实施例内部结构剖视图；

附图4为转换开关关闭状态结构剖视图；

附图5为转换开关开启状态结构剖视图；

附图6为转换开关自锁状态结构剖视图；

附图7为本发明具体实施例2原理结构剖视图；

附图8为本发明离合机构具体实施例结构剖视图。

下面将结合附图与具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

具体实施例1：如图1所示，液式自动旋塞阀仍包括阀体1、阀盖9、阀杆8和旋塞2，所述旋塞2设置在阀体1的阀腔内，阀腔两侧为进料通道4和出料通道6，阀腔内设有阀座12，所述阀杆8下端穿过阀盖9进入阀体1内腔，所述阀杆8与旋塞2之间设有将阀杆8的轴向运动转为旋转运动的传动机构，通过旋转旋塞2达到开、闭阀门的目的。本具体实施例中，传动机构包括一个与旋塞2周向固定连接的筒状转套3，所述筒状转套3可转动地设置在阀腔中，所述阀杆8下端动配合地插在筒状转套3中，所述阀杆8下端柱面上设有一段螺旋凹槽构成的转位槽，所述筒状转套3内壁相对应位置设有突出的转位键7，所述转位键7落在转位槽中构成一个斜面作用结构，所述阀杆8柱面上沿轴向还设有一段导向凹槽11，阀盖9上相对应位置设有突出的导向键10，所述导向键10落在导向凹槽11中构成一个轴向导向机构，所述斜面作用结构和轴向导向机构构成所述的传动机构。为了使传动均匀，所述液式自动旋塞阀沿周向可以均匀设有一组以上的斜面作用结构和轴向导向机构，一般以2-4组为宜。为实现利用介质压力作为动力，液式自动旋塞阀还设有阀杆驱动油缸及转换开关。如图2、3所示，所述阀杆驱动油缸包括具有两段内径截面一大一小的筒状构件19及设置在其中的第一活塞18、第二活塞20和活塞杆21，阀杆驱动油缸两段内腔的中心轴线最好重合设置，阀杆驱动油缸内腔的截面形状可以是圆形或多边形，本具体实施例中选用圆形，所述第一活塞腔和第二活塞腔相互联通，第一活塞腔截面积大于第二活塞腔截面积，第一活塞腔和第二活塞腔中分别设有相配的第一活塞18和第二活塞20，第一活塞18与第二活塞20的截面的面积之差要满足在介质正常的输送压力下在第一活塞18与第二活塞20所产生的压力差要足以驱动阀杆8上下运动，第一活塞18和第二活塞20固定在同一活塞杆21上形成联动。所述阀杆驱动油缸设置在阀体1上方，第一活塞腔在上，第二活塞腔在下，所述活塞杆21一端从第二活塞腔的底部穿出与阀杆8上端联动连接，如图1所示，所述油缸内腔中被第一活塞18和第二活塞20分隔成了三部分：即完全属于第一活塞腔的第一活塞腔上部（即开启方向末端的部分）；完全属于第二活塞腔的第二活塞腔下部（即关闭方向末端的部分）及第一活塞18和第二活塞20之间的第一活塞腔和第二活塞腔联通的部分（即第一活塞18的开启方向相反方向一侧的部分）。如图4-6所示，转换开关14包括圆柱形的芯柱141和筒体142，所述筒体142液密且可转动地动配合套在芯柱141外，所述芯柱141上设有进液接头22和排液接头23，进液接头22和排液接头23通过液压管15分别与进料通道4和出料通道6联通，所述芯柱141柱面上设有分别与进液接头22和排液接头23联通的进液槽143和排液槽144，进液槽143和排液槽144沿轴向设置，当然也可以是进液孔和排液孔，所述筒体142外壁上设有直通内腔的两对接头：接头A、接头B和接头C、接头D。所述接头A与接头B和接头C与接头D之间的相对位置与进液孔和排液孔或进液槽143和排液槽144之间的位置相对应，以保证转换开关14转换状态时相应接头同时接到进液槽143和排液槽144上；所述接头A和接头D与第一活塞腔的上部连接，所述接头B与第二活塞腔的下部连接，所述接头C与第一活塞腔的下部连接。本具体实施例中所述阀杆驱动油缸芯柱141上的进液槽143和排液槽144沿轴向平行设置，在柱面上相位相差90o分布，所述接头A、接头B和接头C、接头D在筒体142上相位相差90o依次分布。

具体实施例1液式自动旋塞阀的工作原理如下：

如图1所示：当需要开启阀门时，把转换开关14顺时针转动180o使转换开关14处于开启状态，这时如图5所示，A点B点处于关闭状态的同时，C点与进料腔的进料通道4处于接通状态，D点与料腔的出料通道6联通，这样处于阀前带有压力的体内介质经过转换开关14和C点流入第一活塞18和第二活塞20之间的第一活塞腔和第二活塞腔联通的部分（即第一活塞18的开启方向相反方向一侧的部分），虽然此时第二活塞20同时受到压力，但由于第一活塞18截面积大于第二活塞20截面积，介质的输送压力在第一活塞18上产生的上推力大于在第二活塞20所产生的下压力，因此第一活塞18上升，第一活塞腔上部（即开启方向末端的部分）的液体经D点和转换开关14后流入阀后，第一活塞18的上升带动阀杆8上移，在轴向导向机构和斜面作用结构的共同作用下，使旋塞2旋转90°将阀门打开，完成了阀门的开启动作。阀门进入工作状态后，把转换开关14转到如图5所示的自锁状态位置，如图6所示，转换开关14关闭A、接头B和接头C、接头D，切断进料腔、出料腔与油缸内腔的联通，使液式自动旋塞阀维持开启状态安全运行。如需要关闭时，如图4所示，将转换开关14转关闭状态，此时D点和C点关闭，阀前与阀后压力相等，如图2所示，A点与进料腔的进料通道4处于接通状态，B点与料腔的出料通道6联通，这样处于阀前带有压力的体内介质经过转换开关14和A点流入第一活塞腔上部（即开启方向末端的部分），与此同时，阀后介质经过转换开关14和B点进入第二活塞腔下部（即关闭方向末端的部分）。这时上端的液体向下推移活塞，下端的液体向上推活塞，因第一活塞18截面积大于第二活塞20截面积，所以下推力大于上推力，致使推动活塞下移，下端液缸的液体只能沿B点流回阀后，在轴向导向机构和斜面作用结构的共同作用下，使旋塞2反向旋转90°，完成阀门的关闭，这时仍把转换开关14转到自锁位置（图6），阀门处于安全关闭状态。

具体实施例2：如图7所示，本液式自动旋塞阀中的阀杆驱动油缸还可以是上下倒置设置，即所述阀杆驱动油缸设置在阀体1上方，第二活塞腔在上，第一活塞腔在下，所述活塞杆21一端从第一活塞腔的底部穿出与阀杆8上端联动连接，所述油缸内腔中被第一活塞18和第二活塞20分隔成了三部分：即完全属于第一活塞腔的第一活塞腔下部（即关闭方向末端的部分）；完全属于第二活塞腔的第二活塞腔上部（即开启方向末端的部分）及第一活塞18和第二活塞20之间的第一活塞腔和第二活塞腔联通的部分（即第一活塞18的开启向方向一侧的部分）。转换开关14所述接头C和接头B与第一活塞腔的下部连接，所述接头D与第二活塞腔的上部（即开启方向末端的部分）连接，所述接头A与第一活塞18和第二活塞20之间的第一活塞腔和第二活塞腔联通的部分（即第一活塞18的开启方向方向一侧的部分）。其余结构与具体实施例1相同。

具体实施例2液式自动旋塞阀的工作原理如下：

当需要开启阀门时，把转换开关14顺时针转动180o使转换开关14处于开启状态，这时如图5所示，A点B点处于关闭状态的同时，C点与进料腔的进料通道4处于接通状态，D点与料腔的出料通道6联通，这样处于阀前带有压力的体内介质经过转换开关14和C点流入第一活塞腔的下部，第二活塞腔上部（即开启方向末端的部分）经过转换开关14和D点泄压，因此第一活塞18上升，第二活塞腔上部（即开启方向末端的部分）的液体经D点和转换开关14后流入阀后，第一活塞18的上升带动阀杆8上移，在轴向导向机构和斜面作用结构的共同作用下，使旋塞2旋转90°将阀门打开。将阀门打开，完成了阀门的开启动作。阀门进入工作状态后，把转换开关14转到如图5所示的自锁状态位置，如图6所示，转换开关14关闭A、接头B和接头C、接头D，切断进料腔、出料腔与油缸内腔的联通，使液式自动旋塞阀维持开启状态安全运行。如需要关闭时，如图4所示，将转换开关14转关闭状态，此时D点和C点关闭，阀前与阀后压力相等，A点与进料腔的进料通道4处于接通状态，B点与料腔的出料通道6联通，这样处于阀前带有压力的体内介质经过转换开关14和A点流入一活塞和第二活塞20之间的第一活塞腔和第二活塞腔联通的部分（即第一活塞18的开启方向方向一侧的部分），与此同时，B点经过转换开关14与第一活塞腔的下部连通，阀后介质经过转换开关14和B点进入第二活塞腔下部（即关闭方向末端的部分），虽然此时第二活塞20同时受到压力，但由于第一活塞18截面积大于第二活塞20截面积，介质的输送压力在第一活塞18上产生的下推力大于在第二活塞20所产生的上推力，致使推动活塞下移，下端液缸的液体只能沿B点流回阀后，在轴向导向机构和斜面作用结构的共同作用下，使旋塞2反向旋转90°，最后完成阀门的关闭，这时仍把转换开关14转到自锁位置（图5），阀门处于安全关闭状态。

当停泵时，管内液体压力消失，阀内介质压力为零，依靠阀内介质就不能打开阀门。为了保证能在这种情况下也能进行操作，所述阀杆上还套设有手柄，所述手柄与阀杆之间设有离合机构。如图8所示，离合机构包括调整螺钉16和离合梯形螺母17，所述离合梯形螺母设置在手柄中心，调整螺钉16径向设置。手动操作时，拧紧调整螺钉16使离合梯形螺母17合紧阀杆，这时把转换开关旋转到开启位置上，针转动手柄5，则阀门开启。反之如果关闭阀门则把转换开关旋转到关闭位置，则反向转动手柄，则阀门关闭。

Claims

1.一种液式自动旋塞阀，包括阀体、阀盖、阀杆和旋塞，所述旋塞设置在阀体的阀腔内，阀腔两侧为进料通道和出料通道，阀腔内设有阀座，所述阀杆下端穿过阀盖进入阀体内腔，所述阀杆与旋塞之间设有将阀杆的轴向运动转为旋转运动的传动机构，其特征在于：还设有阀杆驱动油缸及转换开关，所述油缸内部设有相互联通的截面一大一小的第一活塞腔和第二活塞腔，第一活塞腔和第二活塞腔中分别设有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞固定在同一活塞杆上形成联动，所述活塞杆一端与阀杆上端联动连接，所述油缸内腔中被第一活塞和第二活塞分隔的各部分设有管路经转换开关与进料腔和出料腔联通，所述转换开关具有开启、关闭和自锁三个状态，在开启状态下，所述转换开关联通进料腔与油缸内腔中第一活塞的开启方向相反方向一侧的部分，同时，转换开关联通出料腔与油缸内腔中开启方向末端的部分；在关闭状态下，所述转换开关联通进料腔与油缸内腔中第一活塞的开启方向相同方向一侧的部分，同时，转换开关联通出料腔与油缸内腔中关闭方向末端的部分；在自锁状态下，所述转换开关切断进料腔、出料腔与油缸内腔的联通。

2.根据权利要求1所述的液式自动旋塞阀，其特征在于：所述阀杆驱动油缸包括具有两段内径截面一大一小的筒状构件及设置在其中的第一活塞、第二活塞和活塞杆，截面较大的部分为第一活塞腔，截面较小的部分为第二活塞腔，所述阀杆驱动油缸设置在阀体上方，第一活塞腔在上，第二活塞腔在下，所述活塞杆一端从第二活塞腔的底部穿出与阀杆上端联动连接，所述转换开关包括一个圆柱形的芯柱和筒体，所述筒体液密且可转动地动配合套在芯柱外，所述芯柱上设有与进料腔和出料腔联通的进液接头和排液接头，所述芯柱柱面上设有分别与进液接头和排液接头联通的进液孔或进液槽和排液孔或排液槽，所述筒体上设有直通内腔的两对接头，接头A、接头B和接头C、接头D，所述接头A与接头B和接头C与接头D之间的相对位置与进液孔和排液孔或进液槽和排液槽之间的位置相对应；所述接头A和接头D与第一活塞腔的上部连接，所述接头B与第二活塞腔的下部连接，所述接头C与第一活塞腔的下部连接。

3.根据权利要求1所述的液式自动旋塞阀，其特征在于：所述阀杆驱动油缸包括具有两段内径截面一大一小的筒状构件及设置在其中的第一活塞、第二活塞和活塞杆，截面较大的部分为第一活塞腔，截面较小的部分为第二活塞腔，所述阀杆驱动油缸设置在阀体上方，第一活塞腔在下，第二活塞腔在上，所述活塞杆一端从第一活塞腔的底部穿出与阀杆上端联动连接，所述转换开关包括一个圆柱形的芯柱和筒体，所述筒体液密且可转动地动配合套在芯柱外，所述芯柱上设有与进料腔和出料腔联通的进液接头和排液接头，所述芯柱柱面上设有分别与进液接头和排液接头联通的进液孔或进液槽和排液孔或排液槽，所述筒体上设有直通内腔的两对接头，接头A、接头B和接头C、接头D，所述接头A与接头B和接头C与接头D之间的相对位置与进液孔和排液孔或进液槽和排液槽之间的位置相对应；所述接头C和接头B与第一活塞腔的下部连接，所述接头D与第二活塞腔的上部连接，所述接头A与第一活塞腔的上部连接。

4.根据权利要求2或3所述的液式自动旋塞阀，其特征在于：所述阀杆驱动油缸芯柱上的进液孔或进液槽和排液孔或排液槽平行设置，在柱面上相位相差90o分布，所述接头A、接头B和接头C、接头D在筒体上相位相差90o依次分布。

5.根据权利要求1或2或3所述的液式自动旋塞阀，其特征在于：所述阀杆上还套设有手轮，所述手轮与阀杆之间设有离合机构。

6.根据权利要求1所述的液式自动旋塞阀，其特征在于：所述的传动机构包括一个与旋塞周向固定连接的筒状转套，所述转套可转动地设置在阀腔中，所述阀杆下端动配合地插在转套中，所述阀杆下端柱面上设有一段螺旋凹槽构成的转位槽，所述转套内壁相对应位置设有突出的转位键，所述转位键落在转位槽中构成一个斜面作用结构，所述阀杆柱面上沿轴向还设有一段导向凹槽，阀盖上相对应位置设有突出的导向键，所述导向键落在槽中构成一个轴向导向机构，所述斜面作用结构和轴向导向机构构成所述的传动机构。

7.根据权利要求6所述的液式自动旋塞阀，其特征在于：所述液式自动旋塞阀沿周向均匀设有一组以上的斜面作用结构和轴向导向机构。