CN102966788B - 偏心圆撑开阀 - Google Patents

Abstract

偏心圆撑开阀，阀杆(1)受操纵连同旋转盘(2)、旋转销(3)、限位销(5)、阀芯(6)、定芯座(7)、铰支销(8)及扁圆孔加圆孔(9)，按固定盘(4)上90度圆弧轨道，顺时针平行旋转90度，阀芯(6)上的密封面与阀座密封面相对；阀杆(1)连同旋转盘(2)继续顺时针平行旋转，旋转盘(2)上的偏心凹圆槽轨道(2a)，推动旋转销(3)及上端弧形凸键(3a)旋转角度保持较大弧形面的配合，并强行推动旋转销(3)、限位销(5)和阀芯(6)及密封面，按固定盘(4)上与90度圆弧轨道相连的直线轨道，同时按阀芯(6)下端的扁圆孔加圆孔(9)、定芯座(7)及铰支销(8)组成的滚动轨道，向阀座密封面滚动压紧，形成强制密封力。

Description

偏心圆撑开阀

技术领域：

本发明涉及阀门，特别涉及球阀或蝶阀或旋塞阀的密封结构和启闭结构。

背景技术：

采用强制式密封，是克服预紧式密封的球阀或蝶阀或旋塞阀密封面间易磨损、阀座易抱死阀芯、启闭扭矩特大等缺陷的有效方法。撑开式强制密封的球阀或蝶阀或旋塞阀，均已具有密封面间磨损少、密封好、启闭轻、阀芯不会被阀座抱死，适应硬密封副、耐高温高压等优点。ORBIT美国轨道阀门国际公司制造的轨道球阀，为整体球单向撑开式强制密封结构。该结构虽然克服了预紧式密封球阀的主要缺陷，但是与其配套的启闭机构，即升、降加旋转的启闭机构很复杂，所以制造困难，特别是阀杆上的螺旋轨道既不易加工，又易被轨道槽中的滚动销卡阻、咬死，而且结构高、启闭慢。ZL00115137.1《斜槽插板升降撑拢式阀门》，为组合球双向撑拢式强制密封结构。该结构也同样存在轨道球阀的缺陷。ZL99124153.3《滚动球球阀密封结构》，及ZL00111674.6《阀杆旋转角度启闭的撑拢式阀门密封结构》，都是需要给合ZL99124192.4《盘形双轨道式旋转加撑拢的阀门启闭结构》，才能设计成完整的产品。虽然没有了支架和升、降式阀杆，阀杆旋转角度即可启闭阀门，但是均为双向密封的组合阀芯结构。而且，《盘形双轨道式旋转加撑拢的阀门启闭结构》中，旋转盘上“撑拢”功能的轨道槽不易用机床加工成形，轨道槽与槽中间的限位销为点或线接触配合，即传递扭矩的受力处为点或线接触配合，受力不好，容易磨损，阀芯密封面复位效果也差。

发明内容：

本发明的目的是提供一种“偏心圆撑开阀”结构。该结构适用整体阀芯，即单密封副的球阀、蝶阀、旋塞阀。该结构阀杆无升、降，阀杆平转即可启闭阀门。该结构的旋转轨道采用机床加工成形。该结构受力处为弧形面配合接触。

偏心圆撑开阀，由上装式或侧装式阀体与阀盖或带阀座式阀盖组成阀腔，阀腔内置有整体式阀芯，即球体或蝶板或旋塞。滚动式或摆动式密封的阀芯，在阀芯横向的一侧设有密封面，与阀腔一侧的固定式或浮动式阀座组成密封副。在阀芯竖向的上端设有限位销、固定盘和旋转盘，固定盘上设有固定轨道，旋转盘上设有旋转轨道。旋转盘与阀腔外插入的阀杆下端连接或与阀杆连为一体，并与阀杆同步顺、逆时针平行旋转。在阀芯竖向的下端设有与阀杆轴向同心的定芯座，定芯座上段与阀芯下端以万向球或圆轴或扁圆轴与圆孔套或扁圆孔或加铰支销连接，定芯座下段插入阀腔底端的孔内定位。固定轨道为90度圆弧连直线的轨道，限位销连同阀芯受阀杆下端旋转轨道的联动，按固定轨道的轨迹运行。平行移动式密封的阀芯，下端也设有旋转轨道，或设固定盘和限位销，上、下旋转轨道采用长阀杆或弧形片或球体阀芯中间的小球芯连接、联动、传递扭矩。其特征是，阀杆下端的旋转轨道为圆形轨道，圆形旋转轨道的轴向中心线与阀杆的轴向中心线相互平行，相互之间不同心，有一段偏心距离；圆形旋转轨道为阀杆下端的一段偏心圆柱，或为阀杆下端端面上制成的一圈凸圆环，或为一圈凹圆槽，或为多圈同心的凸圆环，或为多圈同心的凹圆槽。阀芯竖向的上端或上、下端制有一个或多个与阀杆轴向平行的圆直孔，圆直孔内或设有衬套，圆直孔内或衬套内插入圆柱形旋转销的一端，圆柱形旋转销与圆直孔或与衬套或圆直孔与衬套之间为动配合；圆柱形旋转销的另一端在轴向上制成一处弧形面，或在圆柱形旋转销另一端的端面上制成弧形凸键，或制成弧形凹槽，弧形面或弧形凸键或弧形凹槽的圆中心与阀杆下端偏心的圆形旋转轨道轴向圆中心同心；弧形面与圆柱形旋转轨道作动配合，或弧形凸键与凹圆槽旋转轨道作动配合，或弧形凹槽与凸圆环旋转轨道作动配合。配合面上不设置滚柱或滚针为滑动配合，配合面上设置多根滚柱或滚针为滚动配合。

所述圆柱形旋转销部份或全部替代限位销的功能，圆柱形旋转销或限位销在固定轨道的90度圆弧轨道中进入直线轨道，或从直线轨道再回到90度圆弧轨道，是靠旋转盘上设置的凹凸面离合机构辅助实现的。

所述球阀或旋塞阀的壳体和阀腔内的阀芯，即球体或旋塞上设置的介质流通孔，分为直通式二通孔，和“L”形或“T”形或“Y”形三通孔，及四通孔。

所述球阀阀腔的介质进口端内孔靠阀腔处，增设旋启式止回阀阀瓣和配对密封的阀座，阀瓣向阀腔内旋翻，具有止回功能。

所述球阀阀腔中球体流通孔的介质出口端处，增设旋启式止回阀阀瓣，并在球体流通孔的介质出口端处设制配对密封的阀座，阀瓣在阀腔内旋翻，具有止回功能。

本发明的优点是：(1)阀杆受操纵连同下段或下端面上的旋转轨道作顺、逆时针平行旋转，旋转轨道上偏心圆柱或凸圆环或凹圆槽，不但能强行推动或拉动圆柱形旋转销和阀芯改变至阀座或阀杆轴向中心之间的直线距离，达到收拢阀芯靠向阀杆轴向中心，或撑开阀芯压向阀座的启闭阀门的目的，而且还能强行推动或拉动圆柱形旋转销在阀芯的圆直孔内旋转，不断保持圆柱形旋转销上的弧形面或弧形凸键或弧形凹槽，与阀杆下段或下端面旋转轨道上偏心圆柱或凸圆环或凹圆槽之间的滑动或滚动配合，有较大的受力表面积。(2)比较轨道球阀和斜槽插板升降撑拢式阀门，减少了支架、螺旋轨道、梯形螺纹、阀杆螺母等零件及复杂机构。既节省了材料，又降低了成本，还减少了加工难度；既降低了阀门高度，又加快了阀门启闭速度，还消除了螺旋轨道易被滚动销卡阻、咬死的严重质量事故风险。(3)比较盘形双轨道式旋转加撑拢的结构启闭的阀门，虽然都是阀杆旋转角度即可启闭的阀门结构，但是以“偏心圆柱或凸圆环或凹圆槽”与“圆柱形旋转销上弧形面或弧形凸键或弧形凹槽”上“弧形面”的滑动或滚动配合，替换现有“角度”或“弧度”或“角度连弧度”的“撑拢”轨道槽与“限位销”上点或线的接触配合。不但传递扭矩处受力好、耐磨损、寿命长，质量得到提高，而且完全用机床加工成形，既减少了加工费，又提高了零件精度，还克服了现有阀芯密封面复位精度较差的缺陷。

具体实施方法：

图1、单阀座、整球体、单向滚动密封球阀，为全开启位置的结构示意图。

图2、为图1所示单阀座、整球体、单向滚动密封球阀结构的工作原理图。

如图1、图2所示阀杆1受操纵连同旋转轨道盘2、旋转销3、限位销5、阀芯6、定芯座7、铰支销8及扁圆孔加圆孔9，按固定盘4上90度圆弧轨道，顺时针平行旋转90度，阀芯6上的密封面与阀座密封面相对；阀杆1连同旋转盘2继续顺时针平行旋转，旋转盘2上的偏心凹圆槽轨道2a，推动旋转销3及上端弧形凸键3a旋转角度保持较大弧形面的配合，并强行推动旋转销3、限位销5和阀芯6及密封面，按固定盘4上与90度圆弧轨道相连的直线轨道，同时按阀芯6下端的扁圆孔加圆孔9、定芯座7及铰支销8组成的滚动轨道，向阀座密封面滚动压紧，形成强制密封力。

Claims (4)

1.偏心圆撑开阀，由上装式阀体与阀盖或侧装式阀体与带阀座的阀盖组成阀腔，阀腔内置有整体式阀芯，即球体或蝶板或旋塞；滚动式或摆动式密封的阀芯，在阀芯横向的一侧设有密封面，与阀腔一侧的固定式或浮动式阀座组成密封副；在阀芯竖向的上端设有限位销、固定盘和旋转盘，固定盘上设有固定轨道，旋转盘上设有旋转轨道；旋转盘与阀杆下端连为一体，并与阀杆同步顺、逆时针平行旋转；在阀芯竖向的下端设有与阀杆轴向同心的定芯座，定芯座上端与阀芯下端作活动连接，定芯座下端插入阀腔底端的孔内定位；固定轨道为90度圆弧连直线的轨道，限位销连同阀芯受阀杆下端旋转盘上的旋转轨道联动，按固定轨道的轨迹运行；其特征是，阀杆下端旋转盘上的旋转轨道为圆形轨道，圆形轨道的轴向中心线与阀杆的轴向中心线相互平行，相互之间不同心，有一段偏心距离；旋转盘上的圆形轨道为阀杆下端一段偏心圆柱形旋转轨道，或为阀杆下端端面上制成的一圈凸圆环旋转轨道，或为一圈凹圆槽旋转轨道，或为多圈同心的凸圆环旋转轨道，或为多圈同心的凹圆槽旋转轨道；阀芯竖向的上端制有一个或多个与阀杆轴向平行的圆直孔，圆直孔内或设有衬套，圆直孔内或衬套内插入圆柱形旋转销，圆柱形旋转销与圆直孔或与衬套之间为活动配合；圆柱形旋转销的一端在轴向上制成一处弧形面，或在圆柱形旋转销的端面上制成弧形凸键，或制成弧形凹槽，圆柱形旋转销上的弧形面或弧形凸键或弧形凹槽的圆中心与旋转盘上的圆形轨道轴向圆中心同心；圆柱形旋转销上的弧形面或弧形凸键或弧形凹槽，与旋转盘上的圆柱形旋转轨道，或凹圆槽旋转轨道，或凸圆环旋转轨道作滑动配合。

2.根据权利要求1所述的偏心圆撑开阀，其特征在于：限位销在固定轨道的90度圆弧轨道中进入直线轨道，或从直线轨道再回到90度圆弧轨道，是靠旋转盘上设置的凹凸面离合机构辅助实现的。

3.根据权利要求1或2所述的偏心圆撑开阀，其特征在于：阀腔的介质进口端内孔处，设旋启式止回阀阀瓣和配对密封的阀座，阀瓣向阀腔内旋翻，具有止回功能。

4.根据权利要求1或2所述的偏心圆撑开阀，其特征在于：阀腔中球体流通孔的介质出口端处，设旋启式止回阀阀瓣，并在球体流通孔的介质出口端处设制配对密封的阀座，阀瓣在阀腔内旋翻，具有止回功能。