CN103759020A - 超轻型自压自封快速阀门 - Google Patents

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Abstract

一种把流体的自身压力变作阀门开与关的动力，实现无活密封超轻型的自压自封快速阀门，它包括阀体，阀体中设有一号气室，进口和出口，阀瓣盖在出口处，阀瓣中设有先导孔，内衬筒套在阀盖内，内衬筒和阀瓣之间有缝隙，内衬筒内形成二号气室，阀盖固定在阀体上，阀杆和阀杆芯子连成一体设置在封闭缸内，仅有阀杆尖塞头暴露在先导孔之外，阀杆芯子中有内磁环，封闭缸固定在阀盖上。

Description

超轻型自压自封快速阀门
技术领域
本发明涉及一种阀门，更确切的说是一种把流体的自身压力变作阀门开与关的动力，实现超轻型的自压自封快速阀门。
背景技术
人类对阀门的应用已有几百年的历史了，一直沿用至今的主要有截止阀、闸阀、蝶阀和球阀等；而密封圈历来就是任何一种阀门必不可少的终身配件。特别是静止的阀盖和阀杆旋转之间的缝隙密封(活密封)，以及密封于高温高压的各种阀门，其调整、更换密封圈就更为频繁了。当今世界虽然高新技术正在快速发展，却也只是在密封圈的材质方面进行提升，而未曾在阀门设计方面实施排除使用密封圈或改善密封圈使用环境及减轻阀门开与关力度的优良方法。例如，一个公称通径为100mm的截止阀，使用在公称压力8Mpa的介质中，其关闭的力量必须大于6280Kg，而采用本设计的方案，只需90Kg的启动力量即可。正是由于关闭的力度太大，才有了2010年7月16日大连大独山深港油库管道爆炸燃烧时，需要几十名青年男子进行轮流操作才把油源的阀门关住。如果利用本技术的快速阀门，只需一人轻松一提，即能快速关闭。又如2011年3月，日本福岛核能发电厂大型备用的发电机组被海啸冲走，无大功率电源，打不开阀门加不进水而眼睁睁地望着“生料棒”被烧裂导致核泄漏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种把流体的自身压力变作阀门开与关的动力，实现无活密封超轻型的自压自封快速阀门。
为了达到上述目的，本发明采取的解决方案是：一种超轻型自压自封快速阀门，它包括阀体，阀体中设有一号气室、进口和出口，阀瓣盖在出口处，阀瓣中设有先导孔，内衬筒套在阀盖内，内衬筒和阀瓣之间有缝隙，内衬筒内形成二号气室，阀盖固定在阀体上，阀杆和阀杆芯子连成一体设置在封闭缸内，仅有阀杆尖塞头暴露在先导孔之外，阀杆芯子中有内磁环，封闭缸固定在阀盖上。
该阀门采取了全封闭的方式，即就是将阀盖与阀杆之间的缝隙用封闭缸进行封闭，改变动密封为静密封，或利用焊接的工艺将阀盖与封闭缸实行固定焊接，使其永不泄漏(排除了活密封)。在内外隔绝的状况下，利用高磁钕铁硼的吸力或电磁吸力来牵引内部阀杆动作实施阀门的开与关。然而，磁铁吸力仅几十公斤而已，如何发挥几百公斤甚至几千公斤的作用，正是本案的重点创新之处。其方法是：将阀门内体分别设置两个承压气室。一号气室设置在阀瓣下部的周围作为开启阀瓣的动力；又在阀瓣的上平面设置二号气室，利用流体的自身压力将阀瓣与出口压紧关严(因出口处属于零压力)。当阀门需要开启时，只要将二号气室稍微降压，一号气室内的压力立刻变为打开阀瓣的动力。这样，既实现了自压自封、又达到了自压开启；不但重压关严而且开启容易。例如：一个公称通径为100mm的截止阀，使用在公称压力8Mpa的介质中，其关闭的力量必须大于6280Kg，而采用本设计的方案，只需90Kg的启动力量即可，而封闭的力度最高可达8000余公斤。其计算公式如下：假设：公称通径100mm，公称压力8MPa，公称通径100mm：50×50×3.14×0.8Kg＝6280Kg，阀门出口管外径
Figure BSA00000655737400031
(最高封闭力度)，
Figure BSA00000655737400032
Figure BSA00000655737400033
EQSNΦ165.2mm-0.2mm＝165mm(FBΦ)，二号气室与阀瓣缝隙面积
Figure BSA00000655737400034
XDΦ11.6mm：5.8×5.8×3.14×0.8Kg＝84.5Kg，加之阀瓣的自重，可见启动力量仅需90Kg；再经齿轮和螺杆的变数，实际启动力度不及20Kg而已。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：1、阀盖，2、阀杆，3、二号气室，4、内衬筒，5、固定螺钉，6、阀瓣，7、导气室，8、阀杆尖头塞，9、进口，10、一号气室，11、先导孔，12、出口，13、阀体，2-1、封闭缸，2-2、内磁环，2-3、阀杆芯子。
具体实施方案
下面结合实施例及其附图对本发明再作描述。
参见图1，一种超轻型自压自封快速阀门，它包括阀体13，阀体13中设有一号气室10，进口9和出口12，阀瓣6盖在出口12处，阀瓣中设有先导孔11，内衬筒4套在阀盖1内，内衬筒4和阀瓣6之间有缝隙，内衬筒内形成二号气室3，阀盖1固定在阀体13上，阀杆2和阀杆芯子2-3连成一体设置在封闭缸2-1内，仅有阀杆尖塞头8暴露在先导孔11之外，阀杆芯子2-3中有内磁环2-2，封闭缸2-1固定在阀盖1上。
参见图1，所述的先导孔11上有导气室7。
参见图1，该阀的工作原理简述如下：阀瓣6盖在出口12处，当压力流体从进口9进入一号气室10，其中部分流体从内衬筒4和阀瓣6之间的缝隙中进入到二号气室3。由于阀杆2和阀盖1之间的缝隙已被封闭缸2-1所封闭，于是快速形成二号气室3和一号气室10的压力等同；这时由于出口12属于零压力，于是阀瓣6受二号气室3的压强将阀口封闭得严严实实。这就是在内外隔绝(指阀杆2和阀盖1之间的缝隙被封闭缸2-1所封闭)的状况下，实现自压自封。压强越高关得越严。阀门的开启：阀杆2和阀杆芯子2-3的整体设置在封闭缸2-1压力的流体之中，仅就阀杆尖塞头8暴露在先导孔11之外，由于先导孔11截面极小(约占阀门公称流径的1.5％)，于是开启的力度极轻。开启的动力源，来自另外配件(执行器)被提升，由于芯子内磁环2-2吸合的力量也在被提升。当阀杆芯子2-3被提起，即阀杆尖塞头8只要被提起0.10毫米时，其周围的压力流体从先导孔11迅速往出口12冲泄，同时将阀杆尖塞头8往上推，使先导孔11满负荷排泄，这时二号气室3内的压力骤降；当二号气室3的压力比一号气室10的压力略低时，其阀瓣6自然被一号气室10的压力往上顶，使二号气室3的空间变得越来越小，其流体从先导孔11中被挤出；同时，先导孔11流体排放的后冲力也帮助着阀瓣6的上升。由于一号气室10的压力由进口9进入向出口12排放，同时快速地将阀瓣6开启至极点。这就形成了快速自压开启。可见，不论所使用的流体压力有多大，只要将二号气室3的压力略降低于一号气室10，其自然就被轻易打开而且速度很快。阀门的关闭(复原)：由于内磁环2-2和外置执行器的吸合力量，只要把执行器的手柄往下轻压使阀杆芯子2-3和阀杆2往下略降(因在压力同等级的状况下，下压力度极轻)，使阀杆尖塞头8弥合于先导孔11，随着阀瓣6继续下降，二号气室3的空间逐渐扩大，而压力较高的流体从阀瓣6和内衬筒4的缝隙中不断地向正在扩大空间的二号气室3内填充；正由于这股力量的填充使阀瓣6不会被一号气室10的压力所反弹，实现了轻松关闭；当阀瓣6关到极点时，因为出口12的流体压力逐渐在降低，而二号气室3的压力逐渐在增高，于是关闭越来越严。实现了自压自封。

Claims (2)

1.一种超轻型自压自封快速阀门，它包括阀体(13)，其特征是：阀体(13)中设有一号气室(10)，进口(9)和出口(12)，阀瓣(6)盖在出口(12)处，阀瓣中设有先导孔(11)，内衬筒(4)套在阀盖(1)内，内衬筒(4)和阀瓣(6)之间有缝隙，内衬筒内形成二号气室(3)，阀盖(1)固定在阀体(13)上，阀杆(2)和阀杆芯子(2-3)连成一体设置在封闭缸(2-1)内，仅有阀杆尖塞头(8)暴露在先导孔(11)之外，阀杆芯子(2-3)中有内磁环(2-2)，封闭缸(2-1)固定在阀盖(1)上。
2.根据权利要求1所述的超轻型自压自封快速阀门，其特征是：所述的先导孔(11)上有导气室(7)。
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