CN102182836B - 一种滑板阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑板阀，包括阀体、滑板、密封填料和阀盖，还包括阀座环和外刮环，阀体内侧的表面还设有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽自阀体上的通孔向外围延伸，第二凹槽位于所述第一凹槽的外围；阀座环和外刮环分别嵌置在第一凹槽和第二凹槽内，阀座环外侧与阀体之间设置弹性元件，内侧紧压在滑板上且包括用于接触滑板的密封工作面，外刮环内侧也紧压在滑板上且包括用于接触滑板的密封工作面。本发明减少了密封工作面的面积和其承受阀腔压力的面积，降低了对于平衡此压力的弹性件的要求；外刮环能够有效避免阀腔内的介质通过滑板与阀体之间的间隙向阀体端部移动而损坏密封填料甚至造成泄漏，使其工作能加可靠。

Description

一种滑板阀

技术领域

本发明涉及阀门，尤其涉及一种滑板式阀门，简称滑板阀。

背景技术

阀门是用于调节和开关气体、液体、固体或其混合介质的输送管道的流量的装置，广泛应用于石油、化工、电力、冶金、建材等工业领域。传统的阀门包括球阀、圆盘阀、偏心旋转阀、闸阀、蝶阀、滑板式阀门等，其中，滑板式阀门即滑板阀，其由于体积小、重量轻、使用寿命长等突出的特点而具有良好的应用前景。

滑板阀，包括阀体、阀座和滑板等部件，阀座与阀体上都开设位置对应的通孔以便气体、液体、固体或其混合介质等流过，同样带有通孔的滑板在执行机构的驱动下，与阀座的密封工作面之间产生相对滑动，从而控制通孔的开关和流量，阀座和阀体之间还设有用于平衡阀座的密封工作面所承受的阀腔压力的弹性元件。

目前，滑板阀的阀座结构都采用整体的板式或者盘式结构，即阀座与阀体的轮廓结构类似或略小于阀体，其一面与阀体的内表面接触，与该面相反的另一面整体成为密封工作面而接触滑板，阀体几乎不与滑板接触。这种阀座结构具有较大的密封工作面，在阀腔压强一定的情况下使密封工作面承受很大的阀腔压力，因此对用于平衡此压力的弹性元件要求很高。考虑到滑板阀在开关过程中阀座的密封工作面所承受的最大阀腔压力与阀前压力、阀门口径等因素成正比，对于大口径管道或高压工况，可能由于弹性元件的弹力有限而使滑板阀的使用受限。

另外，这种结构的阀座与滑板之间接触面积很大，不仅浪费材料，而且阀座的密封工作面与滑板之间的加工精度误差又很难通过相互研磨来补偿，为了满足密封性能，对阀座的密封工作面的加工精度提出很高要求，导致滑板阀的加工难度很大。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种减小阀座的密封工作面的面积，以便适应大口径管道和高压力工况的滑板阀，同时提高其可靠性和使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种滑板阀,包括阀体、滑板、密封填料和阀盖，所述阀体和滑板上都具有用于介质流过的通孔，所述阀体外侧用于连接管道，所述阀体端部还通过所述密封填料与所述滑板密封，滑板阀还包括阀座环和外刮环，所述阀体内侧的表面还设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽自所述阀体上的通孔向外围延伸，所述第二凹槽位于所述第一凹槽的外围；所述阀座环嵌置在所述第一凹槽内，所述外刮环嵌置在所述第二凹槽内，所述阀座环外侧与所述阀体之间设置弹性元件，所述阀座环内侧紧压在所述滑板上且包括用于接触所述滑板的密封工作面，所述外刮环内侧也紧压在所述滑板上且包括用于接触所述滑板的密封工作面。

进一步地，所述阀体内侧还具有当滑板阀在关闭状态下与所述滑板上的通孔位置对应的滑板闭合区，所述滑板闭合区包括所述阀座环与外刮环的密封工作面，以及所述阀座环与外刮环之间的区域。

优选地，所述滑板闭合区沿所述滑板的运动方向的宽度宽于所述滑板上的通孔。

优选地，所述第二凹槽的槽底还设有弹性体，所述弹性体紧压在所述外刮环和阀体之间。

所述外刮环与所述第二凹槽的槽底之间留有间隙，所述弹性体设置在所述间隙内。

优选地，所述阀座环的密封工作面上还镶嵌镶件。

进一步地，所述外刮环的密封工作面上还镶嵌镶件。

一种实施方式中，所述外刮环为跑道形。

优选地，还包括环形的阀座环固定器，所述阀座环固定器也嵌置在所述第一凹槽内，所述阀座环固定器还与所述阀体固定连接，将所述阀座环卡在所述阀体与所述阀座环固定器之间。

所述阀盖、阀体、阀座环和外刮环都具有两个，所述滑板的上侧设有一个所述阀体、一个所述阀座环和一个所述外刮环，所述滑板的下侧也设有一个所述阀体、一个所述阀座环和一个所述外刮环，两个所述阀体的左端通过一个所述阀盖固定连接，两个所述阀体的右端也通过一个所述阀盖固定连接，且通过密封填料密封所述滑板与所述阀体端部的连接处。

且两个所述阀体、阀座环和外刮环对应设置在所述滑板的上下两侧，两个所述阀盖分别固定连接两个所述阀体的左右两端，且通过所述密封填料密封所述滑板与所述阀体端部的连接处。

本发明的有益效果是：本发明采用阀座环和外刮环的结构，在很大程度上减少了阀座环密封工作面的面积，相应地减小了其承受阀腔压力的面积，在阀腔压强一定的情况下使密封工作面承受较小的阀腔压力，因此降低了对于平衡此压力的弹性元件的要求,可广泛应用于大口径管道或高压工况;外刮环对阀座环的密封作用形成有益补充，能够有效避免阀腔内的介质通过滑板与阀体之间的间隙向阀体端部移动而损坏密封填料甚至造成泄漏，因此增加了密封填料和滑板阀的工作寿命，避免了阀门外漏现象，使其工作能更加可靠、稳定。

附图说明

图1为本发明一种实施例的滑板阀立体图；

图2为本发明一种实施例的滑板阀分解结构示意图；

图3为本发明一种实施例的滑板阀在阀座环处的剖视图；

图4为本发明一种滑板阀在全开状态的剖视示意图；

图5为本发明一种滑板阀在全关状态的剖视示意图；

图6为本发明一种滑板阀在半开状态的剖视示意图；

图7为本发明一种滑板阀的俯视示意图；

图8为一种现有的滑板阀在半开状态时的阀座受力面积示意图；

图9为本发明一种滑板阀在半开状态时的阀座环受力面积示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参考图1和图2，本实施方式的滑板阀包括阀体1、阀座环3、弹性元件4、滑板11、安装法兰5、外刮环14、阀盖10、连接器9等组成部分。

其中，阀体1和滑板11上都具有用于介质流过的通孔，这些通孔在滑板阀全开或者半开的状态下相互连通形成用于介质流通的管道通路，根据滑板阀的具体用途，介质包括液体、气体和固体或其混合物等。阀体1外侧通过安装法兰5与管道连接，阀体1端部还通过一层或者多层密封填料13与滑板11密封。阀体1内侧的表面还设有第一凹槽101和第二凹槽102，第一凹槽101自阀体1上的通孔向外围延伸，第二凹槽102位于第一凹槽101的外围，阀座环3和外刮环14分别嵌置在第一凹槽101和第二凹槽102内。阀座环3外侧与阀体1之间设置弹性元件4，内侧紧压在滑板11上，且内侧包括用于接触滑板11的密封工作面，其环形结构同样提供了供介质流过的通孔，该通孔与阀体1上的通孔位置对应；外刮环14内侧紧压在滑板11上，且内侧也包括用于接触滑板的密封工作面。

弹性元件4可为碟簧等零件，能够利用其弹力对阀座环3及外刮环14提供一定的预紧补偿作用，使阀座环3和外刮环14的密封工作面始终紧贴在滑板11上。滑板11的一个端部通过连接器9与执行机构相连，该执行机构可驱动滑板11紧贴阀座环3的密封工作面和外刮环14的密封工作面作往复运动，使滑板11上的通孔正对阀座环3上的通孔或与阀座环3上的通孔产生一定的位置偏差，以便调整滑板阀的开关状态和流量大小。

当滑板阀由打开状态转换至半开或者关闭状态的过程中，由于阀座环3的密封工作面面积有限而不可能整体贴合滑板11，滑板11上的通孔可能移动至阀座环3的密封工作面之外，此时流动的介质有可能沿阀体1与滑板11之间的缝隙向阀体1端部移动而损坏密封填料13甚至造成泄漏，而外刮环14正好利用其圈状结构，对滑板11上的通孔可能移动至密封工作面之外的区域进行密封，阻止介质向外刮环14以外的区域移动。请参考图5，阀体1内侧具有滑板闭合区103，该滑板闭合区103包括阀座环3与外刮环14的密封工作面、以及阀座环3与外刮环14之间的区域。当滑板阀处于关闭状态时，滑板11上的通孔与该滑板闭合区103位置对应而无法与阀体1和阀座环3上的通孔连通，该滑板闭合区103位于阀座环3与外刮环14之间，当滑板11上的通孔移动至该位置时介质无法向外刮环14以外的区域移动。优选地，该区域沿滑板11的运动方向宽于滑板11上的通孔，使滑板阀在关闭状态下滑板11上的通孔完全不接触阀座环3和外刮环14，能够实现更好的密封保护作用。

阀座环3可在滑板阀1的装配过程中直接嵌压在第一凹槽101内，当然也可配合其他的零件定位安装在第一凹槽101内避免错位。一种实施方式中，滑板阀还包括环形的阀座环固定器2，该阀座环固定器2也嵌置在第一凹槽101内且可与阀体1内侧的表面平齐，该阀座环固定器2与阀体1通过螺钉等零件固定连接，将阀座环3卡在阀体1与阀座环固定器2之间，使阀座环3在未接触滑板11之间即可准确定位，因此更加便于装配操作。该实施方式如图3所示，阀座环3包括密封部301和设置在密封部301外围的卡入部302，密封工作面位于密封部301的内侧面能够与滑板11相接触，卡入部302卡在阀体1与阀座环固定器2之间且受到第一凹槽101壁部的约束，使整个阀座环3除了在阀腔压力和弹性元件4的作用下沿介质流动方向上下浮动外，无法沿其他方向移动。为了使阀座环3与滑板11之间形成良好的密封，密封工作面应始终紧贴滑板11。密封部301的厚度可略大于阀座环固定器2的厚度，使卡入部302与阀座环固定器2之间留出较小的间隙，由于该间隙的存在，当阀座环3的密封工作面多次被研磨受损后，仍然能够在弹性元件4的预紧补偿作用下紧贴滑板，因此增加了滑板阀的使用寿命。

为了避免阀腔中流动的介质进入弹性元件4而损坏碟簧等零件，第一凹槽101内还设有至少一个密封圈6，阀座环3、阀体1与阀座环固定器2之间通过该密封圈6密封配合。例如本实施方式包括三个密封圈，分别设置在阀座环固定器2内缘与阀座环3的接触处、以及阀座环固定器2外缘与第一凹槽101的接触处、以及阀座环3与阀体1靠近引压面302一侧的结合处。

根据滑板阀的规格和使用场景，阀座环3的材料、尺寸和形状可灵活选择，例如材料选用钢材或者陶瓷，形状可为规则或者不规则的圈状，阀座环3的密封工作面还可镶嵌镶件，以便达到更好的密封效果。

外刮环14可在滑板阀1的装配过程中直接嵌压在第二凹槽102内，当然也可配合其他的零件定位安装在第二凹槽102内避免错位。第二凹槽102的槽底还设有弹性体15，该弹性体15可为一个弹性垫圈，紧压在外刮环14和阀体1之间对外刮环14起到预紧补偿作用，使其始终紧贴滑板11而能够起到良好的密封保护效果。优选地，外刮环14与第二凹槽102的槽底之间留有一定间隙，弹性体15设置在该间隙内，一方面便于安装，另一方面由于该间隙的存在，当外刮环14与滑板11紧贴的一面多次被研磨受损后，仍然能够在弹性体15的预紧补偿作用下紧贴滑板11，因此增加了滑板阀的使用寿命。

根据滑板阀的规格和使用场景，外刮环14的材料、尺寸、形状和数量可灵活选择，例如材料选用钢材或者陶瓷，厚度略小于第二凹槽102的深度，形状可为规则或者不规则的圈状，其密封工作面还可镶嵌镶件，外刮环14还可具有多个，例如具有两个外刮环14时第二凹槽102也相应具有多个，使一个外刮环14位于另一个外刮环14外围以便达到更好的密封效果。优选地，外刮环14可设计成跑道形，包括两条与滑板11的运动方向一致的平行线，两个平行线相互对应的端部采用外凸的弧形连接。为了进一步保障密封效果，滑板阀还可包括外刮环密封圈，外刮环密封圈密封设置在外刮环14与滑板11之间，例如本实施例中的外刮环密封圈具有两个，即第一外刮环密封圈7和第二外刮环密封圈8，二者的形状和大小都与外刮环14相应，分别位于外刮环14的内缘和外缘且与滑板11接触。

对于大多数滑板阀，请参考图1、图3，阀体1、阀座环3和外刮环14都具有两个，且两个阀体1、阀座环3和外刮环14都对应设置在滑板11的上下两侧，两个阀盖10分别固定连接两个阀体1的左右两端,且通过一层或者多层密封填料13密封阀板11与阀体1端部的连接处，将整个阀座环3和阀腔都密封在阀体1和阀盖10围合成的空间内，滑板11一端穿出一个阀盖10与执行机构相连，另一端穿出另一个阀盖10。两个阀体1的外侧都固定用于和管道配合连接的安装法兰5，该安装法兰5与阀体1上的通孔相匹配。

如图4所示，当滑板阀处于全开状态时，阀体1、阀座环3和滑板11上的通孔连通，滑板阀在阀座环密封区域A内可靠密封，此时阀腔内的介质难以到达阀座环密封区域A以外的区域。

如图5所示，当滑板阀处于关闭状态时，阀体1和阀座环3上的通孔与滑板11上的通孔完全错位而与滑板闭合区103对应，且滑板11与阀座环3的整个密封工作面紧密接触，滑板阀可靠关断，此时阀腔内的介质可进入阀座环密封区域A以外、外刮环密封区域B以内的区域，然而在外刮环14的密封作用下难以到达外刮环密封区域B以外的区域。

如图6和图7所示，当滑板阀处于半开状态时，阀体1和阀座环3上的通孔与滑板11上的通孔局部错开，滑板11与阀座环3的部分密封工作面紧密接触，而密封工作面的剩余部分与介质接触而承受阀腔压力，此时阀腔内的介质会进入阀座环密封区域A以外，外刮环密封区域B以内的区域，然而在外刮环14的密封作用下难以到达外刮环密封区域B以外的区域。

请参考图8，现有的整体板式或者盘式阀座结构在滑板阀的半开状态下，密封工作面承受阀腔压力的区域为C,请参考图9，本发明的阀座环3在滑板阀的半开状态下，密封工作面承受阀腔压力的区域为D，与现有的滑板阀相比，阀座环3的环状结构决定了本发明滑板阀在很大程度上减少了密封工作面的面积，相应地减小了其承受阀腔压力的面积，在阀腔压强一定的情况下使密封工作面承受较小的阀腔压力，因此降低了对于平衡此压力的弹性元件4的要求。考虑到滑板阀在开关过程中阀座的密封工作面所承受的最大阀腔压力与阀前压力、阀门口径等因素成正比，虽然弹性元件4的弹力有限，本发明滑板阀通过改进阀座结构降低对于弹性元件4的弹力要求后，可广泛应用于大口径管道或高压工况，使阀座环与滑板之间始终能够可靠密封，保障滑板阀的正常使用。

而且本发明采用外刮环14结构对阀座环3的密封作用形成有益补充，能够有效避免阀腔内的介质通过滑板11与阀体1之间的间隙向阀体1端部移动而损坏密封填料13甚至造成泄漏。因此增加了阀盖填料13和滑板阀的工作寿命，避免了阀门外漏现象，使其工作能加可靠、稳定。

另外，本发明滑板阀的阀座环与滑板之间接触面积大大减小，不仅能够节约材料，降低产品成本，而且减小阀座环3的密封工作面与滑板之间的接触面积后，产品的加工精度误差很容易通过二者之间的相互研磨来补偿，降低了对阀座的密封工作面的加工精度要求。因此本发明的滑板阀具有结构简单、密封可靠、加工难度低、节约材料和方便维护等特点。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种滑板阀,包括阀体（1）、滑板（11）、密封填料（13）和阀盖（10），所述阀体（1）和滑板（11）上都具有用于介质流过的通孔，所述阀体（1）外侧用于连接管道，所述阀体（1）端部还通过所述密封填料（13）与所述滑板（11）密封，其特征在于，所述滑板阀还包括阀座环（3）和外刮环（14），所述阀体（1）内侧的表面还设有第一凹槽（101）和第二凹槽（102），所述第一凹槽（101）自所述阀体（1）上的通孔向外围延伸，所述第二凹槽（102）位于所述第一凹槽（101）的外围；所述阀座环（3）嵌置在所述第一凹槽（101）内，所述外刮环（14）嵌置在所述第二凹槽（102）内，所述阀座环（3）外侧与所述阀体（1）之间设置弹性元件（4），所述阀座环（3）内侧紧压在所述滑板（11）上且包括用于接触所述滑板（11）的密封工作面，所述外刮环（14）内侧也紧压在所述滑板（11）上且包括用于接触所述滑板（11）的密封工作面。

2.如权利要求1所述的滑板阀，其特征在于，所述阀体（1）内侧还具有当滑板阀在关闭状态下与所述滑板（11）上的通孔位置对应的滑板闭合区（103），所述滑板闭合区（103）包括所述阀座环（3）与外刮环（14）的密封工作面以及所述阀座环（3）与外刮环（14）之间的区域。

3.如权利要求2所述的滑板阀，其特征在于，所述滑板闭合区（103）沿所述滑板（11）的运动方向的宽度宽于所述滑板（11）上的通孔。

4.如权利要求1所述的滑板阀，其特征在于，所述第二凹槽（102）的槽底还设有弹性体（15），所述弹性体（15）紧压在所述外刮环（14）和阀体（1）之间。

5.如权利要求4所述的滑板阀，其特征在于，所述外刮环（14）与所述第二凹槽（102）的槽底之间留有间隙，所述弹性体（15）设置在所述间隙内。

6.如权利要求1所述的滑板阀，其特征在于，所述阀座环（3）的密封工作面上还镶嵌镶件。

7.如权利要求1所述的滑板阀，其特征在于，所述外刮环（14）的密封工作面上还镶嵌镶件。

8.如权利要求1至7中任一项所述的滑板阀，其特征在于，所述外刮环（14）为跑道形。

9.如权利要求1至7中任一项所述的滑板阀，其特征在于，还包括环形的阀座环固定器（2），所述阀座环固定器（2）也嵌置在所述第一凹槽（101）内，所述阀座环固定器（2）还与所述阀体（1）固定连接，将所述阀座环（3）卡在所述阀体（1）与所述阀座环固定器（2）之间。

10.如权利要求1至7中任一项所述的滑板阀，其特征在于，所述阀盖（10）、阀体（1）、阀座环（3）和外刮环（14）都具有两个，所述滑板（11）的上侧设有一个所述阀体（1）、一个所述阀座环（3）和一个所述外刮环（14），所述滑板（11）的下侧也设有一个所述阀体（1）、一个所述阀座环（3）和一个所述外刮环（14），两个所述阀体（1）的左端通过一个所述阀盖（10）固定连接，两个所述阀体（1）的右端也通过一个所述阀盖（10）固定连接，且通过密封填料（13）密封所述滑板（11）与所述阀体（1）端部的连接处。

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