CN103899763B - 一种开阀力小的大潜深通海阀 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种开阀力小的大潜深通海阀，包括手轮、阀杆、阀杆动力块、轴承箱、阀体、阀头、增力杆机构，手轮和阀杆动力块通过花键连接在一起，阀杆动力块套装在阀杆上部的外面，阀杆上部的螺纹与阀杆动力块相配合，轴承箱安装在阀杆动力块的外部，轴承箱里安装上角推力轴承和下角推力轴承，阀杆动力块上设置凸起，上角推力轴承和下角推力轴承分别位于凸起的上下方，轴承箱和阀体相连，阀杆下部位于阀体里，阀头里安装阀头盖，阀杆头部位于阀头盖与阀头组成的空腔里，阀杆头部与阀头盖相贴时，阀杆头部与阀头之间存在运动空间。本发明采用了二级增力机构，极大的减轻了开阀力。保护了阀门止口的密封面，增加了阀门可靠性。

Description

一种开阀力小的大潜深通海阀

技术领域

本发明涉及的是一种阀，具体地说是通海阀。

背景技术

现有大潜深通海阀的开阀力非常大，当阀门进水口水压很大时，用人力开阀很困难，而用电驱动则要求驱动设备的输出力很大，因此增加了驱动设备的选择难度。一般解决开阀力大的方法是通过平衡压的原理把阀门进口的高压水通过先导孔引入出口或者平衡压腔来形成反向压力，使开阀力减小，但是用先导式平衡原理的通海阀有几个缺点，首先，先导孔容易堵住，一旦先导孔堵住很难打开阀门，当采用电动或者液压驱动设备的时候，选择的驱动设备的驱动力大小如果是按照有先导式结构选择，驱动设备在先导孔堵住的时候则不能打开阀门，甚至损坏驱动设备。如果是按照没有先导式结构选择，则无疑增加了驱动设备的体积和功率要求。在深水环境中使用的设备，阀门安装的空间一般比较小，对于阀的体积及控制系统都有要求。

发明内容

本发明的目的在于提供在阀门进口水压很大的情况下能轻易打开的一种开阀力小的大潜深通海阀。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种开阀力小的大潜深通海阀，其特征是：包括手轮、阀杆、阀杆动力块、轴承箱、阀体、阀头、增力杆机构，手轮和阀杆动力块通过花键连接在一起，阀杆动力块套装在阀杆上部的外面，阀杆上部的螺纹与阀杆动力块相配合，轴承箱安装在阀杆动力块的外部，轴承箱里安装上角推力轴承和下角推力轴承，阀杆动力块上设置凸起，上角推力轴承和下角推力轴承分别位于凸起的上下方，轴承箱和阀体相连，阀杆下部位于阀体里，阀头里安装阀头盖，阀杆头部位于阀头盖与阀头组成的空腔里，阀杆头部与阀头盖相贴时，阀杆头部与阀头之间存在运动空间，所述的增力杆机构包括楔形块、增力杆，楔形块固定在阀杆上，阀体上设置铰支座，增力杆包括增力上臂、增力下臂，增力上臂通过第一销栓安装在铰支座上，增力上臂与增力下臂通过第二销栓安装第一滚轮，增力下臂的端部安装第二滚轮，阀头盖上端面设置导向凹槽，第二滚轮安装在导向凹槽里，第一滚轮位于楔形块下方，当楔形块向下时，推动第一滚轮使第一滚轮外张，增力下臂开有第一弹簧连接孔和第二弹簧连接孔，软钢筋穿过第一弹簧连接孔和第二弹簧连接孔，从而限定增力上臂、增力下臂的外张极限，所述的增力杆有四个，四个第一弹簧和第二弹簧分别通过穿过第一弹簧连接孔和第二弹簧连接孔的横8字形的钢筋连接起来。

本发明还可以包括：

1、还包括密封填料和填料压盖，密封填料填充在阀体和阀杆的连接处，填料压盖设置在密封填料上，填料压盖通过螺栓与阀体相连，扭转螺栓使填料压盖下移，从而压紧密封填料，填料压盖内侧开有两个对称的导向槽，其配合安装在阀杆上的第一防转键，从而防止阀杆的转动。

2、阀杆头部开有键槽，键槽与阀头上的第二防转键配合，防止阀头和阀杆的相对转动。

本发明的优势在于：

采用了二级增力机构，极大的减轻了开阀力。

采用了阀杆防转措施，开关阀瞬间阀头不转动，避免了常规的通海阀在开关阀瞬间，由于阀头转动使密封面的严重磨损的缺点。因而保护了阀门止口的密封面，增加了阀门可靠性。

通海阀减轻开启力一般都用平衡压原理，使进出口的压差减小，但是存在缺陷，即一旦先导孔堵住则开关阀很困难，此方案成功避开了先导结构，提高了通海阀可靠性。

附图说明

图1为本发明关阀状态的结构图；

图2为本发明增力开阀过程的结构图；

图3为本发明阀门全开状态的结构图；

图4a为增力杆机构结构图a，图4b为增力杆机构结构图b；

图5为增力部分放大图；

图6为增力原理示意图；

图7a为阀头盖结构图a，图7b为阀头盖结构图b；

图8a为阀杆动力块结构图a，图8b为阀杆动力块结构图b。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～8，本发明主要包括手轮2、轴承箱部分3～5、24～26、填料密封部分7、22～23、阀体8、增力部分9、18～21、阀杆部分1、16、28等、阀头部分11～13、15～17。

手轮2和阀杆动力块27通过花键连接在一起，手轮2的转动带动阀杆动力块27转动，上下角推力轴承4、25限定了阀杆动力块27的上下移动，上下角推力轴承4、25由轴承箱2固定，通过扭紧六个第一螺栓3压紧轴承箱盖26来实现上下角推力轴承4、25的压紧。

轴承箱2和阀体8通过六个第二螺栓5连接在一起。

填料密封部分包括两个第三螺栓7、密封填料22和填料压盖23，扭转两个第三螺栓7，使填料压盖23下移，从而压紧密封填料22实现阀体与外部的可靠密封。同时，填料压盖23内侧开有两个对称的导向槽，其配合安装在阀杆28上的第一防转键6，防止阀杆28的转动。

增力部分通过楔形块21实现一次力的放大，通过增力杆机构9实现第二次增力，增力杆机构9包括四套均布的增力杆组。楔形块21通过两个紧定螺钉20固定在阀杆28上，增力杆机构9通过第一销栓9-1固定在阀体8上的铰支座9-10的，增力上臂9-2可以相对铰支座9-10转动，增力上臂9-2、增力下臂9-7和第一滚轮9-9通过第二销栓9-8连接在一起，并形成转动副，增力下臂9-7开有第一弹簧连接孔和第二弹簧连接孔。软钢筋19穿过第一弹簧连接孔9-3和第二弹簧连接孔9-4，用来限定增力上下臂9-2、9-7的外张极限，防止增力杆机构9外张过度而失效。四段弹簧18通过穿过弹簧连接口的横8字形的细钢筋连接起来，其作用是使增力下臂9-7在开阀状态时紧贴在阀杆28上，从而使流道更好。增力下臂9-7和第二滚轮9-5通过第三销栓9-6连接形成转动副。

具体的增力原理见图6：增力原理示意图。F1为阀杆28对楔形块21向下的作用力，F2、F3为第一滚轮9-9对楔形块21的摩擦力和压力的合力，建立力的平行四边形，可知第一次里的放大倍数为F2’/F1或者F3’/F1。第二次力的放大倍数为F/F2’或者F/F3’，其中F即是最终增力杆机构9对阀头部分的作用力。

行程挡块1通过第四螺栓29与阀杆28顶部连接在一起，阀杆28的上半部分有螺纹，其与阀杆动力块27相配合，通过手轮2的转动实现阀杆28的上下运动，阀杆28的两侧开有键槽，用来安装第一防转键6，并且通过填料压盖23内侧的长键槽来防止阀杆28的转动。阀杆的相应位置安装有楔形块21，楔形块21通过紧定螺钉20固定在阀杆28上。阀杆28的最下部是阀杆的头部16，阀杆的头部16开有键槽，并通过第二防转键13防止阀头15和阀杆28的相对转动。

阀杆头部16被阀头15和阀头盖12封闭在一个空腔里，阀杆头部16可以在此空腔里上下运动，阀杆28向上运动时，阀杆的头部16和阀头盖12的下部接触，并且带动阀头15向上运动并关紧阀。阀杆2向下运动时，阀杆头部16的下表面与空腔的下表面接触，从而带动阀头向下运动。

阀头15和阀头盖12通过管螺纹连接，当阀头盖12扭紧到位时，用定位螺钉18将二者固定。阀头压盖7和阀杆之间设有三道密封圈11，止外侧的水进入阀头的空腔。阀头盖的结构图如图7所示，除具有以上介绍的结构之外，其特点还包括设有四个导向凹槽12-1，导向凹槽12-1的终端开有相应的排污槽12-2，用来排除留在导向凹槽12-1里的污垢。在开关阀过程中，四个导向凹槽12-1为滚轮29-5导向，并保证了增力杆机构9的增力可靠。

手轮2的转动带动阀杆动力块27转动，并且通过螺纹配合和第一防转键6的作用使阀杆28上下运动，从而带动阀头(15)上下运动，实现开关阀的动作。

如图1，为阀门关闭状态，此时阀杆28处于上极限位置，阀杆头部16给阀头15的作用力及阀门进水口14的水压力使阀头的密封面仅仅压在阀体8的密封面上，阀门截止。

由增力部分放大图如图5可以看出，此时第二滚轮9-5并没有到达阀头盖12上的导向凹槽12-1的底部如图7，因此增力杆机构9并不对阀头施加力，并且在整个关阀过程中，增力杆机构9都不阀头施加力，因此保证了阀门的可靠截止。

如图1、图2、图5，当需要开阀时，转动手轮2，手轮2的转动带动阀杆动力块27转动，并且通过螺纹配合和第一防转键6的作用使阀杆28向下运动。因为阀头空腔存在，阀杆刚向下运动时，阀杆头部16的下表面并未给阀头施力，但此时增力杆机构开始工作，阀杆28上的楔形块21向下运动，使4个第一滚轮9-9外张，从而实现了第一次力的放大，而第一滚轮9-9的外张配合增力上下臂9-2,9-7实现了第二次力的放大，同时第二滚轮9-5向下运动接触到阀头盖12上导向凹槽12-1的底部如图7，增力杆机构9开始对与阀头15固连的阀头盖12施加力。阀杆28继续向下运动，阀头在增力杆机构9的作用下打开，阀门进水口14的水流入阀门出水口10，并且大大减小了进出口水的压差，开阀瞬间完成。阀杆28继续向下运动，当阀杆头部16的下表面接触到阀头时，因为阀杆向下的运动速度大于第二滚轮9-5向下的运动速度，所以此时阀杆28推动阀头15向下运动，继续开阀动作，而增力杆机构9离开阀头15不起作用，因为进出口水的压差已经减小很过，所以继续开阀的力并不大。在弹簧18的作用下，增力杆机构9紧贴在阀杆28上，不对水流造成阻碍。

继续转动手轮2，使阀杆28向下运动，当阀杆28顶端的行程挡块1碰触到阀杆动力块27的顶端时，开阀过程结束如图3。

Claims (3)

1.一种开阀力小的大潜深通海阀，其特征是：包括手轮、阀杆、阀杆动力块、轴承箱、阀体、阀头、增力杆机构，手轮和阀杆动力块通过花键连接在一起，阀杆动力块套装在阀杆上部的外面，阀杆上部的螺纹与阀杆动力块相配合，轴承箱安装在阀杆动力块的外部，轴承箱里安装上角推力轴承和下角推力轴承，阀杆动力块上设置凸起，上角推力轴承和下角推力轴承分别位于凸起的上下方，轴承箱和阀体相连，阀杆下部位于阀体里，阀头里安装阀头盖，阀杆头部位于阀头盖与阀头组成的空腔里，阀杆头部与阀头盖相贴时，阀杆头部与阀头之间存在运动空间，所述的增力杆机构包括楔形块、增力杆，楔形块固定在阀杆上，阀体上设置铰支座，增力杆包括增力上臂、增力下臂，增力上臂通过第一销栓安装在铰支座上，增力上臂与增力下臂通过第二销栓安装第一滚轮，增力下臂的端部安装第二滚轮，阀头盖上端面设置导向凹槽，第二滚轮安装在导向凹槽里，第一滚轮位于楔形块下方，当楔形块向下时，推动第一滚轮使第一滚轮外张，增力下臂开有第一弹簧连接孔和第二弹簧连接孔，软钢筋穿过第一弹簧连接孔和第二弹簧连接孔，从而限定增力上臂、增力下臂的外张极限，所述的增力杆有四个，四个第一弹簧和四个第二弹簧分别通过穿过第一弹簧连接孔和第二弹簧连接孔的∞形的钢筋连接起来。

2.根据权利要求1所述的一种开阀力小的大潜深通海阀，其特征是：还包括密封填料和填料压盖，密封填料填充在阀体和阀杆的连接处，填料压盖设置在密封填料上，填料压盖通过螺栓与阀体相连，扭转螺栓使填料压盖下移，从而压紧密封填料，填料压盖内侧开有两个对称的导向槽，其配合安装在阀杆上的第一防转键，从而防止阀杆的转动。

3.根据权利要求1或2所述的一种开阀力小的大潜深通海阀，其特征是：阀杆头部开有键槽，键槽与阀头上的第二防转键配合，防止阀头和阀杆的相对转动。