CN103498942B - 一种阀门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀门，该阀门的阀瓣通过绕阀口朝向延伸的螺纹结构螺纹连接在阀体内，并在阀瓣和阀杆上对应设有沿阀口朝向止旋插配的止旋插槽和止旋插头，所述止旋插头沿阀杆的长度方向与止旋插槽导向配合。在使用时，阀杆即能带动阀瓣在阀体内旋转，又能依靠止旋插头和止旋插槽之间的导向配合来保证阀杆阀口朝向上能够与阀瓣脱开，从而使得阀杆在向阀瓣提供其开关动作所需的扭矩时，又不会被阀瓣在阀腔内的装配误差所影响，以保证阀瓣在阀腔内运动的可靠性和稳定性。

Description

一种阀门

技术领域

本发明涉及一种阀门。

背景技术

申请号为201220740567.9的中国专利公开了一种平衡式高压截止阀，该高压截止阀包括内设阀腔的阀体及其内装配的阀瓣、阀杆，阀杆的上端同轴旋入传动螺套的下端内，传动螺套的下端外周上凸设有上下限位装配在阀体内的传动凸肩，传动螺套的上端外周上止旋装配有手柄，且阀杆止旋装配在阀体内；阀杆的下端凸设有限位凸肩，该限位凸肩插入阀瓣上端开设的安装孔内，安装孔的孔壁上于限位凸肩以上的部分同轴螺纹连接有挡止在限位凸肩上方的挡环，且安装孔为上端开口、下端封闭的盲孔，在阀瓣的下端开设有与安装孔连通的平衡通孔，平衡通孔的孔径小于安装孔的孔径，在使用时，随着手柄被扳动，传动螺套将在手柄的带动下相对于阀杆转动，而阀杆在螺纹连接的引导下会相对于传动螺套上下运动，以使阀瓣在阀杆的带动下上下运动来控制阀口的开闭，同时阀口内的流体介质会通过阀瓣上的平衡通孔而流入阀瓣上的安装孔内，以流体介质在阀瓣内外朝阀瓣施加相向的作用力而平衡流体介质作用在阀瓣上的作用力，减少阀口开闭过程中阀瓣动作的负荷。但是在阀瓣的外周上嵌设有密封圈，密封圈在阀瓣和阀腔的装配误差影响下，在阀瓣随同阀杆上下运动的过程中，密封圈的周向各处会出现摩擦力大小不等的情况，以使阀瓣在上下运动的过程中产生偏摆，而阀瓣的偏摆会压迫阀杆随同阀瓣偏摆，阀杆的偏摆会导致阀杆和传动螺套之间的螺纹连接结构被挤压变形，以致阀杆和传动螺套之间的螺纹连接结构被破坏，阀杆出现被锁死或打滑的使用隐患，影响阀门的正常开关动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种阀门，旨在避免阀瓣在阀腔内的装配误差对阀杆和阀瓣之间的传动结构的影响。

为了实现以上目的，本发明的阀门的技术方案如下：

一种阀门，包括内设阀口的阀体、阀体内装配的用于开关阀口的阀瓣，所述阀瓣上开设有供流体介质流至阀瓣背向阀口的一侧、以使流体介质在阀瓣两侧施加相向的压力的平衡通孔，并在阀体上绕阀口朝向转动装配有处于阀瓣背向阀口的一侧的阀杆，阀杆上设有沿阀口朝向限位装配在阀体上的限位结构，其特征在于，所述阀瓣通过绕阀口朝向延伸的螺纹结构螺纹连接在阀体内，并在阀瓣和阀杆上对应设有沿阀口朝向止旋插配的止旋插槽和止旋插头，所述止旋插头沿阀杆的长度方向与止旋插槽导向配合，阀杆在其长度方向上可相对于阀瓣相对运动，所述止旋插槽的槽底面和止旋插头的端面相对间隔分布，槽底面和止旋插头的端面之间的间隔空间与平衡通孔连通。

所述阀杆的远离阀口的一端止旋装配有手柄。

所述手柄上开设有供阀杆沿长度方向插入的安装孔，安装孔的孔壁上开设有与安装孔交叉的锁定孔，所述锁定孔内同轴螺纹连接有锁定螺钉，锁定螺钉具有伸入安装孔内、并与阀杆止旋配合的伸入端。

所述阀杆的外周上开设有供所述锁定螺钉的伸入端插入的锁定槽或孔。

所述限位结构包括阀杆的外周上凸设的环形的限位凸肩，所述阀体内于阀杆的长度方向上限位凸肩的相背两侧分别装配有套设在阀杆外周上的轴承。

所述阀杆转动装配在阀体上开设的装配孔中，并在装配孔的孔壁上开设有环绕阀杆的密封槽，所述密封槽内嵌设固定有内环面与阀杆密封配合的密封圈，并在阀体上开设有与密封槽连通的直通孔，直通孔的两端孔口分别处于阀体的表面和密封槽的槽底面上。

所述阀体包括内设与阀口连通的阀腔的阀座及其内固定的阀套，阀套的内孔中设有与阀瓣同轴螺纹连接的螺纹孔段以及与阀口连通的节流孔段，阀套的节流孔段的孔壁上开设有连通节流孔段和阀腔的导流穿孔。

所述阀口的朝向阀套的一端装配有与阀套的端面密封配合的密封垫圈，并在阀座上于密封垫圈相对的一端固定有阀盖，所述阀套被夹紧固定在阀盖和密封垫圈之间。

所述阀套的内孔孔壁上于螺纹孔段和导流孔段之间凸设有沿阀杆长度方向与阀瓣导向配合的环形的导向凸沿，所述阀瓣上于导向凸沿远离阀口的一侧开设有连通螺纹孔段和平衡通孔的旁通孔。

本发明将阀瓣同轴螺纹连接在阀体内，并在阀瓣和阀杆上对应设有相互止旋插配的止旋插槽和止旋插头，止旋插头沿阀杆的长度方向与止旋插槽导向配合，在使用时，阀杆即能带动阀瓣在阀体内旋转，又能依靠止旋插头和止旋插槽之间的导向配合来保证阀杆阀口朝向上能够与阀瓣脱开，从而使得阀杆在向阀瓣提供其开关动作所需的扭矩时，又不会被阀瓣在阀腔内的装配误差所影响，以保证阀瓣在阀腔内运动的可靠性和稳定性。同时在阀瓣在阀体内旋转的过程中，阀杆在其长度方向上可相对于阀瓣相对运动，从而通过止旋插头和止旋插槽之间的导向配合来避免流体介质作用在阀杆上的压力被传递至阀瓣上，以保证流体介质在流经平衡通孔后保证阀瓣相对两端受力平衡，以减少阀瓣和阀体之间的螺纹连接结构不受流体介质压力的影响，减少流体介质的压力对阀体内的传动螺纹结构的损伤变形。

附图说明

图1是本发明的实施例中阀门在关闭状态下的结构示意图；

图2是本发明的实施例中阀门在开启状态下的结构示意图；

图3是图2中阀杆和阀瓣的连接结构示意图；

图4是图3中A-A向剖视图；

图5是图3中阀瓣的结构示意图；

图6是图5的俯视图。

具体实施方式

本发明的阀门的实施例：如图1至图6所示，该阀门为应用于高压大流量空气、氮气、天然气、石油化工等系统中的手动控制的暗杆式高压平衡截止阀，包括阀座1、阀套7、阀盖17、手柄11、阀盖堵头22、阀杆21、阀瓣6，其中阀座1内设阀腔，阀座1的上端为阀腔开口端，阀座1的下端开设有与阀腔联通的进口、左侧开设有与阀腔连通的出口，在进口和阀腔连通的部位设有控制进、出口之间通断状态的阀口；阀盖17同轴螺纹连接在阀座1的顶部外周上，阀盖堵头22同轴螺纹连接在阀盖17的顶部外周上，阀套7被阀盖17和阀座1夹紧固定在阀腔内，且阀套7的内孔的下端孔口与阀口连通，以使阀座1、阀套7、阀盖17、阀盖堵头22螺纹连接而形成阀体。阀瓣6为上粗下细的圆柱体，阀瓣6大端同轴螺纹连接在阀套7内，阀瓣6的顶端面上开设有立方状的止旋插槽，阀瓣6内于止旋插槽以下开设有上下延伸的圆孔状的平衡通孔，平衡通孔比止旋插槽细，平衡通孔的两端孔口分别处于止旋插槽的槽底面和阀瓣6的下端面上，以使止旋插槽通过平衡通孔与阀口连通。阀杆21是与阀瓣6同轴分布的杆体，阀杆21的下端设有止旋插入阀瓣6顶部的止旋插槽内的方柱状的止旋插头，止旋插头和止旋插槽上下导向配合，止旋插头的端面和止旋插槽的槽底面上下间隔分布，并在止旋插头的周面和止旋插槽的槽壁面之间预留连通槽底面和止旋插头的端面之间的间隔空间以及阀瓣上方的阀腔的活动空间，而槽底面和止旋插头的端面之间的间隔空间与平衡通孔连通。

阀座1的进、出口上分别同轴螺纹连接有管接头23，且进口和出口均为外大内小的缩口，阀腔的下端开设有环形的缓冲槽，缓冲槽的槽宽比出口的内端孔径大，出口的内端连通在缓冲槽的左侧槽底位置处。阀口处于进口的内端位置处，阀口比进口的内端孔径大，以在阀口和进口的过渡位置处行程朝上的阀口台阶面，在该阀口台阶面上开设有与阀口同轴分布的阀口密封槽，在阀口密封槽内嵌设有O型的阀口密封圈2，而在台阶面上于阀口密封圈2以上则装配有被夹紧在阀套7和阀口台阶面之间的密封垫圈3，密封垫圈3的上下环端面分别密封压紧在阀套7的下端面和阀口台阶面上，密封垫圈3的内孔与进口连通，但孔径大于阀瓣6的外径，以使密封垫圈3的内孔形成连通进口和阀腔的阀口通道。

阀套7的内孔自上而下依次为螺纹孔段、退刀孔段、导向孔段、导流孔段，其中螺纹孔段的孔壁上加工有与阀瓣6同轴螺纹连接的内螺纹；退刀孔段的孔径大于螺纹孔段的大径；导向孔段是由凸设在阀套7的内孔孔壁上的环形的导向凸沿所围成的，且导向孔段的孔径小于螺纹孔段的小径，导向孔段的孔壁上开设有环形的导向密封槽，在导向密封槽内装配有同轴分布的O型的导向密封圈15和导向挡圈16；导流孔的孔径比导向孔的孔径大，并在导向孔段的孔壁上分别开设有连通导向孔段和阀腔的导流穿孔。阀瓣6的大端同轴螺纹连接在螺纹孔段中，阀瓣6的大端和小端过渡位置处的朝下的台阶面与导向凸沿的上端的环端面上下相对分布，并在阀瓣6的下端于导流凸沿之上开设有连通退刀孔段和平衡通孔的旁通孔，该旁通孔通过退刀孔段和螺纹孔段连通；阀瓣6的下端于旁通孔以下的部分沿上下方向导向穿过导向孔段，阀瓣6的下端面和外周面通过上大下小的锥面状的倒角切面过渡连接，该倒角切面可压紧在密封垫圈3上端的孔沿上，而实现阀瓣6对阀口的封堵。

阀套7的外形为上大下小的台阶轴状的柱体。阀套7的小端处于阀腔内与缓冲槽径向相对的位置处，以使导流穿孔通过阀腔直接与缓冲槽连通。阀套7的大端外周上开设有两个上下间隔分布阀套7密封槽，在每个阀套7密封槽内分别嵌设有O型的阀套7密封圈4和阀套7挡圈5，以使得阀套7的外周面密封装配在阀腔的腔壁面上。阀套7的上端从阀座1套部的上端露出。

阀盖17的内孔从下向上依次为下螺纹孔段、压紧孔段、装配孔段、轴承孔段、上螺纹孔段、密封孔段。下螺纹孔段的孔壁上设有同轴螺纹连接在阀座1外周上的内螺纹。压紧孔段的孔径比下螺纹孔段的孔径小、比装配孔段的孔径大，以在压紧孔段和下螺纹孔段之间形成与阀座1上端的环端面相对分布的环形的下台阶面，在压紧孔段和装配孔段之间形成挡止在阀套7上端的环端面上的上台阶面，并在上台阶面上开设有环形的压紧密封槽，在压紧密封槽内嵌设有O型的压紧密封圈8；上台阶面和密封垫圈3上下相对分布，以将阀套7密封夹紧固定在阀盖17的上台阶面和阀座1上装配的密封垫圈3之间。装配孔段与阀杆21绕上下方向的轴线转动配合，在装配孔的孔壁上开设有环形的阀杆21密封槽，在阀杆21密封槽内嵌设有O型的阀杆密封圈18和阀杆挡圈19，阀杆挡圈19有两个、并分别挡止装配在阀杆密封圈18的上下两端；在装配孔段的后侧孔壁上开设有贯通阀盖17表面的直通孔20，该直通孔20的两端孔口分别处于直通孔的孔壁面和阀盖17的表面上。轴承孔段的孔径比装配孔段的孔径大，以在轴承孔段和装配孔段之间形成朝上的环形台阶状的轴承挡止部。上螺纹孔段的孔壁上加工有与阀盖堵头22同轴螺纹连接的内螺纹。密封孔段内装配有与其孔壁密封配合的堵头密封圈12。

阀盖17的上端外周上同轴螺纹连接有锁紧螺母10。阀杆21的下端设有止旋插头，中部的外周上凸设有处于阀盖17的轴承孔段内的环形的限位凸肩，在限位凸肩的上下两端分别装配有套设在阀杆21外周上的限位轴承9，两个限位轴承9均为推力滚针轴承，且处于限位凸肩下方的限位轴承9被挡止在阀盖17的轴承挡止部以上，处于限位凸肩上方的限位轴承9则被挡止在限位凸肩以上。

阀盖堵头22中开设有供阀杆21的上端穿过的中心通孔，该中心通孔为上大下小的阶梯孔，在中心通孔的大端内装配有与阀杆21转动配合的转动轴承13，该转动轴承13为滑动轴承；中心通孔的小端的孔壁上开设有堵头密封槽，在堵头密封槽内嵌设有与阀杆21密封配合的转动密封圈。阀盖堵头22的上端设有挡止在阀盖17上端面之上的挡止凸肩，阀盖堵头22的外周上于挡止凸肩以下的部分上设有同轴螺纹连接在阀盖17的上螺纹孔段中的外螺纹，阀盖堵头22的下端面挡止在限位凸肩上方的限位轴承9之上，以通过阀盖堵头22的下端面和阀盖17的轴承挡止部来阻止阀杆21上的限位凸肩和限位轴承9的上下移动。

手柄11为供使用者手动扳拧的旋钮，在扳手的下端面上开设有供阀瓣6的上端插入的安装孔，在安装孔的孔壁上开设有沿径向延伸的锁定孔，该锁定孔为贯通手柄11表面的通孔，在锁定孔内螺纹连接有锁定螺钉14，锁定螺钉14的内端从锁定孔内伸出而插入安装孔内，并在阀杆21上端的外周上开设有供锁定螺钉14的内端插入的键槽，以使锁定螺钉14的内端可插入该键槽内而与阀杆21止旋装配在一起。

本实施例中阀门的工作原理为：靠旋转手柄11使阀杆21带动阀瓣6上升和下降作直线位移运动达到启闭的目的。手柄11按逆时针方向旋转，阀瓣6开启；手柄11按顺时针方向旋转，阀瓣6关闭，此时，阀瓣6和阀套7之间的螺纹连接通过阀瓣6向下作用在密封垫圈3上的密封力和流体介质作用在止旋插槽的槽底面上的作用力之和等于或大于密封垫圈3向上反弹的作用力和流体介质作用在阀瓣6上的下端面的作用力之和，以使阀口关闭。

本实施例中阀门在使用过程中，阀瓣6上有平衡通孔，阀瓣6在开启和关闭的过程中工作介质通过平衡孔引入阀瓣6上方平衡腔内，使作用于阀瓣6上的介质压力互相抵消，即阀瓣6所受的合力为基本零；同时，在螺纹上喷涂M_oS₂，减小传动螺纹在相互运动过程中的摩擦力；使阀门在启、闭过程中，阀瓣6动作灵敏、轻便，同时避免阀瓣6上的传动螺纹在阀门启、闭过程中与压套上的配合螺纹相互作用力过大，而出现擦伤或咬合现象。阀杆21采用暗杆式结构，其与阀瓣6的配合处巧妙采用立方状的止旋插槽和止旋插头配合来进行传动连接，使阀杆21在阀瓣6上下运动的过程中起传递力矩和导向两重作用。在阀盖17上增加一个直通孔，以方便检测阀杆21与阀盖17之间的密封性，大大提高了检测内漏的效率。阀腔内的阀套7与密封垫圈3紧密贴合，提高了密封垫与阀座1的密封性能；50MPa高压工作介质流进阀腔内直接作用在阀套7上，减少了对阀腔的腔壁直接冲刷、侵蚀等现象，便于维修、更换。

在上述实施例中，阀瓣上开设有连通螺纹孔段和平衡通孔的旁通孔，以减少流体介质对阀套的冲击力，在其他实施例中，该旁通孔也可以去除掉。

在上述实施例中，阀套被阀盖压紧固定在阀座内，在其他实施例中，阀套也可以通过螺纹连接、过盈装配、焊接、粘接等方式被固定在阀座内。

在上述实施例中，阀瓣同轴螺纹连接在阀体的阀套内，在其他实施例中，阀瓣也可以同轴螺纹连接在阀座的内壁上，对应的阀套可以去除掉。

在上述实施例中，平衡通孔连通阀口和平衡腔，在其他实施例中，平衡通孔也可以与止旋插槽间隔分布，而通过平衡通孔直接连通阀口和阀座的阀腔。

在上述实施例中，阀杆和阀瓣上下同轴分布，在其他实施例中，阀杆和阀瓣也可以水平或倾斜相对对接设置。

在上述实施例中，止旋插头处于阀杆上，止旋插槽处于阀瓣上，在其他实施例中，止旋插槽也可以处于阀杆上，对应的止旋插头处于阀瓣上。

Claims (9)

1.一种阀门，包括内设阀口的阀体、阀体内装配的用于开关阀口的阀瓣，所述阀瓣上开设有供流体介质流至阀瓣背向阀口的一侧、以使流体介质在阀瓣两侧施加相向的压力的平衡通孔，并在阀体上绕阀口朝向转动装配有处于阀瓣背向阀口的一侧的阀杆，阀杆上设有沿阀口朝向限位装配在阀体上的限位结构，其特征在于，所述阀瓣通过绕阀口朝向延伸的螺纹结构螺纹连接在阀体内，并在阀瓣和阀杆上对应设有沿阀口朝向止旋插配的止旋插槽和止旋插头，所述止旋插头沿阀杆的长度方向与止旋插槽导向配合，阀杆在其长度方向上可相对于阀瓣相对运动，所述止旋插槽的槽底面和止旋插头的端面相对间隔分布，槽底面和止旋插头的端面之间的间隔空间与平衡通孔连通。

2.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于，所述阀杆的远离阀口的一端止旋装配有手柄。

3.根据权利要求2所述的阀门，其特征在于，所述手柄上开设有供阀杆沿长度方向插入的安装孔，安装孔的孔壁上开设有与安装孔交叉的锁定孔，所述锁定孔内同轴螺纹连接有锁定螺钉，锁定螺钉具有伸入安装孔内、并与阀杆止旋配合的伸入端。

4.根据权利要求3所述的阀门，其特征在于，所述阀杆的外周上开设有供所述锁定螺钉的伸入端插入的锁定槽或孔。

5.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于，所述限位结构包括阀杆的外周上凸设的环形的限位凸肩，所述阀体内于阀杆的长度方向上限位凸肩的相背两侧分别装配有套设在阀杆外周上的轴承。

6.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于，所述阀杆转动装配在阀体上开设的装配孔中，并在装配孔的孔壁上开设有环绕阀杆的密封槽，所述密封槽内嵌设固定有内环面与阀杆密封配合的密封圈，并在阀体上开设有与密封槽连通的直通孔，直通孔的两端孔口分别处于阀体的表面和密封槽的槽底面上。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的阀门，其特征在于，所述阀体包括内设与阀口连通的阀腔的阀座及其内固定的阀套，阀套的内孔中设有与阀瓣同轴螺纹连接的螺纹孔段以及与阀口连通的节流孔段，阀套的节流孔段的孔壁上开设有连通节流孔段和阀腔的导流穿孔。

8.根据权利要求7所述的阀门，其特征在于，所述阀口的朝向阀套的一端装配有与阀套的端面密封配合的密封垫圈，并在阀座上于密封垫圈相对的一端固定有阀盖，所述阀套被夹紧固定在阀盖和密封垫圈之间。

9.根据权利要求7所述的阀门，其特征在于，所述阀套的内孔孔壁上于螺纹孔段和导流孔段之间凸设有沿阀杆长度方向与阀瓣导向配合的环形的导向凸沿，所述阀瓣上于导向凸沿远离阀口的一侧开设有连通螺纹孔段和平衡通孔的旁通孔。