CN103912687B - 大潜深防泄漏双密封先导式通海阀 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供大潜深防泄漏双密封先导式通海阀，包括阀盖、阀体、阀杆、活塞、阀头，阀盖固定在阀体上，阀头和活塞均位于阀体里，阀头套装在活塞的下部，活塞套在阀杆的下部，阀杆的上部位于阀盖里，阀杆的顶部连接旋转或直行程驱动设备，阀体为中空结构，阀体的下端开有进口，阀体的侧面开有出水孔，阀体的上端部与阀盖以及活塞构成平衡压腔，当活塞向上移动后，活塞将平衡压腔密封，当活塞向下移动后，平衡压腔与出水孔连通，阀头的上端面圆周方向宽于阀体中部的宽度，当阀头向上运动并与阀体中部相接触后，阀头将出水孔与出水口隔开，当阀头向下运动并与阀体中部脱离后，出水孔与出水口相通。本发明加强了密封可靠性，减少了开阀力。

Description

大潜深防泄漏双密封先导式通海阀

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

现有通海阀的驱动设备种类繁多，有液压驱动、电驱动、电液驱动等等，而一种通海阀在开关阀过程中阀杆一般都只能转动或者只能直动，这样选择驱动设备的时候就会受到很多局限，本发明的通海阀开关阀动作既可以通过阀杆转动又可以通过阀杆直动来完成，拓宽阀门驱动设备的选择范围。

阀门最容易失效的是密封面，密封面的寿命直接决定阀门的寿命，普通的通海阀在震动的环境下，很容易出现机械部分松动导致的阀口漏水，在重要的场合将会出现重大事故，所以有必要采取防震措施来防止震动造成的阀门密封面漏水，本发明通过弹簧来提供持续的关紧力，有效的避免了因震动而造成的阀门密封面漏水现象，不仅如此，通过巧妙的使用弹簧，把阀门的关紧力转换成阀杆的直线位移，并通过可以调节位置的限位开关来实现阀门关紧力的控制，而不同环境下使用不同的关紧力对于阀门的磨损情况和寿命有重要影响。

在大潜深环境中因为水压力比较大，通海阀一般用硬密封方式，密封面通过研磨等处理。但是由于水环境复杂，过滤网不能完全过滤掉水中的杂质，硬的密封面也容易受损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供能够在震动的情况下可靠密封的大潜深防泄漏双密封先导式通海阀。

本发明的目的是这样实现的：

本发明大潜深防泄漏双密封先导式通海阀，其特征是：包括阀盖、阀体、阀杆、活塞、阀头，阀盖固定在阀体上，阀头和活塞均位于阀体里，阀头套装在活塞的下部，活塞套在阀杆的下部，阀杆的上部位于阀盖里，阀杆的顶部连接旋转或直行程驱动设备，阀体为中空结构，阀体的下端开有进口，阀体的侧面开有出水孔，阀体的上端部与阀盖以及活塞构成平衡压腔，当活塞向上移动后，活塞将平衡压腔密封，当活塞向下移动后，平衡压腔与出水孔连通，阀头的上端面圆周方向宽于阀体中部的宽度，当阀头向上运动并与阀体中部相接触后，阀头将出水孔与出水口隔开，当阀头向下运动并与阀体中部脱离后，出水孔与出水口相通。

本发明还可以包括：

1、阀杆的头部安装压力弹簧，阀杆的头部下方为底部推力球轴承，其上叶与阀头能相对转动，阀杆的头部上方为顶部推力球轴承，其在压力弹簧的作用下紧贴在阀杆的头部，阀杆里开有主溢流孔，活塞和阀头上开有相互连通的关阀溢流孔，阀头上开有开阀溢流孔，阀头上关阀溢流孔位于开阀溢流孔的上方，当主溢流孔与开阀溢流孔相连通时，主溢流孔还与平衡压腔相连通。

2、阀杆相对于阀头位于任意位置时，关阀溢流孔和开阀溢流孔均不相通。

3、阀杆位于阀盖的部分设置环形槽，环形槽里安装限位挡环，阀盖壁上安装行程控制装置，行程控制装置包括高度可调的限位开关，限位开关包括凸出的限位开关触头，限位挡环随阀杆上下移动时可触碰限位开关触头。

4、阀头的上端面圆周上安装防脱密封圈，防脱密封圈的剖面为圆形与长方形的结合，圆形部分位于长方形部分的的上面，半环形挡环将防脱密封圈与阀头固定。圆形部分与阀头的上端面组成软密封。

本发明的优势在于：

1.因为阀杆和阀头之间设有两个推力球轴承，开关阀不磨损阀门密封面，使阀门使用寿命大大延长。

2.因为阀杆和阀头之间设有推力球轴承并得益于限位方案，所以开关阀的力既可以是让阀杆不动的推力，也可以是让阀杆转动的扭力，加大了驱动设备选择的空间。

3.因为阀杆和阀头之间设有弹簧，所以当阀门处于关闭状态时，阀头受到一个持续的动压力(弹簧的弹力)，避免了因震动而导致阀头止口漏水，增强了密封可靠性。

4.因为阀门的密封采用软硬双密封，而软密封的密封圈采用防脱落技术，延长了使用寿命，增加了密封的可靠性。

5.利用阀杆和阀头之间的弹簧及关阀预紧力设定装置，可以根据具体的工况灵活的调节关阀力，当到达设定的力时，限位开关输出信号使驱动设备停止。

6.因为应用先导孔结构，平衡了部分水压，使开阀力大大降低。

附图说明

图1为本发明的总体结构图；

图2为填料密封部分左视半剖图；

图3a为阀门开口行程及关阀力设定装置结构图a，图3b为阀门开口行程及关阀力设定装置结构图b；

图4a为主溢流孔与开阀溢流孔相通时的阀头部分放大图，图4b为B-B视图；

图5a为主溢流孔与关阀溢流孔相通时的阀头部分放大图，图5b为C-C视图；

图6为软硬密封部分局部放大图；

图7a为密封挡环结构图a，图7b为A-A视图；

图8为阀杆结构图；

图9为限位挡环部分剖视图。

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1～9，本发明主要包括阀体6、阀盖3、活塞20、阀杆21、关阀力设定装置26、行程控制装置25及阀头部分8～13、15～21等。

阀体6和阀盖3通过六个螺栓5连接在一起，二者和活塞20包围出平衡压腔22，阀体6和阀盖3的接触部分用密封垫片4密封，防止平衡压腔22的水通过此接触面渗透到阀体之外。

阀杆21的密封是通过填料压盖24压紧密封填料23实现的，填料压盖24上设有两个通孔，阀盖3上有螺纹孔，两个螺栓227穿过填料压盖24上通孔扭在阀盖3的螺纹孔上见图2，通过扭紧螺栓227来实现填料压盖24对密封填料23的压紧，从而实现阀杆21的可靠密封。

阀杆21上有主溢流孔8和一圈环形半圆槽，半圆槽上可见两个插孔36，半圆槽和两个插孔36是用来装环形限位挡环2的如图8，安装后的环形限位挡环部分的截面图见图9。

如图3a和图3b，阀门关阀力设定装置26和阀门开口行程控制装置25的结构基本相同，刻度盘32固定在阀盖3上，微调旋钮35与精密直齿轮34固定连接且相对于阀盖3只能转动，不能上下移动。紧定螺钉28、指针29限位开关30、限位开关的触头31固定在一起，可以相对于固定在阀盖3上的刻度盘32上下移动，用以实时指示设定的关阀力和阀门开口行程。当需要调整阀门关阀力或者阀门开口行程时，扭转微调旋钮35，从而带动和其连接在一起的精密直齿轮34转动，通过齿轮齿条配合，使精密齿条33连同上下限位开关30上下运动，并且通过指针29和固定在阀盖3上的刻度盘32把设定的行程和关阀的弹簧预紧力显示出来，调定好之后，扭紧紧定螺钉28把可以相对活动的部分固定下来。

如图4a和图4b，阀头部分包括主溢流孔8、两个关阀溢流孔9、防脱落密封圈10、16个内六角螺栓11、阀头12、底部推力球轴承13、两个开阀溢流孔15、顶部推力球轴承16、两个半环状密封挡环17、硬密封面18、压力弹簧19、活塞20和阀杆的头部211。

阀杆21从活塞20的中间穿过，阀头12)和活塞20通过8个螺栓337连接在一起并形成空腔，该空腔把阀杆21的头部211包围在内，阀杆21的头部211下方为底部推力球轴承13，其形状为锥形，其上叶与阀头12能相对转动，阀杆21的头部211上方为顶部推力球轴承16，其在压力弹簧19的作用下紧贴在阀杆21的头部211，压力弹簧19上方为活塞20，活塞20在靠近阀头的部分设有两个孔，其与阀头12上的两个孔想连通组成关阀溢流孔9，阀头12上还开有两个开阀溢流孔15。

阀头12密封部分包括硬密封面18及防脱密封圈10，硬密封面18经过研磨处理，防脱落密封圈10的截面设计成一个圆形和一个正方形相接具体见图6，两个半环状的密封挡环17和阀头12把防脱落密封圈10的截面为正方形的部分紧紧的半封闭起来，圆形的部分露出来和阀体6的密封面组成软密封，这样，由于正方形部分无法脱出半封闭结构，因此软密封圈不可能被水冲脱落。

防脱落密封圈10由两个半环形挡环17固定，每个半环形挡环17-a、17-b上都有开8个沉头螺栓孔17-c，两个半环形挡环17由16个内六角螺栓11通过16个沉头螺栓孔17-c固定。

如图3a和图3b，扭转微调旋钮35，从而带动和其连接在一起的精密直齿轮34转动，通过齿轮齿条配合，使精密齿条33连同上下限位开关30上下运动，并且通过指针29和固定在阀盖3上的刻度盘32把设定的行程和关阀的弹簧预紧力显示出来，调定好之后，扭紧紧定螺钉28把可以相对活动的部分固定下来。

假设阀门处于关闭状态，这时有两种情况，一种情况是主溢流孔8与关阀溢流孔9相通，此时平衡压腔22与阀门出口7想通如图5a和图5b所示，用来把平衡压腔22的高压放出，因为通海阀处于常闭状态，所以在关阀状态把平衡压腔22的高压放出能减小高压水对阀体、活塞密封和填料密封部分的伤害。另一种情况是主溢流孔8的出口在关阀溢流孔9的出口之上此种情况是因为关阀力大所致，因为从开阀到关紧阀门的过程中，要经过主溢流孔8与关阀溢流孔9相通的时刻，已经把平衡压腔22的水压降低到和阀门出口7的水压一致，所以和第一种情况一样，也相当于关阀状态已经释放掉了平衡压腔22的高压。

由于压力弹簧17的刚度和空间结构共同限制，使阀杆21相对于阀头(12)上升到上极限的位置时，关阀溢流孔9和开阀溢流孔15也不能相通，即当关阀的状态时，不存在阀门进口14的水通过开阀溢流孔15、阀杆21头部211的下侧和关阀溢流孔9流入阀门出水口7。

当需要开阀时，旋转或直行程驱动设备1带动阀杆21向下运动，因为阀门处于关闭状态时，弹簧处于压缩状态，阀杆刚开始向下运动时并不带动阀头12运动，而当阀杆21的头部211触碰到下推力球轴承16时，则开始推动阀头12向下运动，与此同时，主溢流孔8和开阀溢流孔15连通如图4a和图4b，使阀门进口14的压强和平衡压腔22的压强相同，抵消一部分阀门进口14的水对阀头12的压力，从而减小开阀力。阀杆21继续向下运动，完成开阀动作，当阀杆上的限位挡环2触碰到下限位开关触头31时，限位开关给出信号使驱动设备停止，开阀动作。

当需要关阀时，旋转或直行程驱动设备1带动阀杆21向上运动，阀杆21通过压力弹簧19带动阀头12向上运动，当阀头12上的密封面与阀体接触时，压力弹簧19开始压缩，阀杆21继续向上运动并且通过压力弹簧19压紧密封面，因为经过主溢流孔8与关阀溢流孔9相通的状态，此时平衡压腔22与阀门出口7想通如图5a和图5b所示，从而把平衡压腔22的高压放出。当阀杆上的限位挡环2碰到关阀力装置26的限位开关30的触头31时，关阀过程结束。

Claims (5)

1.大潜深防泄漏双密封先导式通海阀，其特征是：包括阀盖、阀体、阀杆、活塞、阀头，阀盖固定在阀体上，阀头和活塞均位于阀体里，阀头套装在活塞的下部，活塞套在阀杆的下部，阀杆的上部位于阀盖里，阀杆的顶部连接旋转或直行程驱动设备，阀体为中空结构，阀体的下端开有进口，阀体的侧面开有出水孔，阀体的上端部与阀盖以及活塞构成平衡压腔，当活塞向上移动后，活塞将平衡压腔密封，当活塞向下移动后，平衡压腔与出水孔连通，阀头的上端面圆周方向宽于阀体中部的宽度，当阀头向上运动并与阀体中部相接触后，阀头将出水孔与进口隔开，当阀头向下运动并与阀体中部脱离后，出水孔与进口相通；

阀杆的头部安装压力弹簧，阀杆的头部下方为底部推力球轴承，其上叶与阀头能相对转动，阀杆的头部上方为顶部推力球轴承，其在压力弹簧的作用下紧贴在阀杆的头部，阀杆里开有主溢流孔，活塞和阀头上开有相互连通的关阀溢流孔，阀头上开有开阀溢流孔，阀头上关阀溢流孔位于开阀溢流孔的上方，当主溢流孔与开阀溢流孔相连通时，主溢流孔还与平衡压腔相连通。

2.根据权利要求1所述的大潜深防泄漏双密封先导式通海阀，其特征是：阀杆相对于阀头位于任意位置时，关阀溢流孔和开阀溢流孔均不相通。

3.根据权利要求1或2所述的大潜深防泄漏双密封先导式通海阀，其特征是：阀杆位于阀盖的部分设置环形槽，环形槽里安装限位挡环，阀盖壁上安装行程控制装置，行程控制装置包括高度可调的限位开关，限位开关包括凸出的限位开关触头，限位挡环随阀杆上下移动时可触碰限位开关触头。

4.根据权利要求1或2所述的大潜深防泄漏双密封先导式通海阀，其特征是：阀头的上端面圆周上安装防脱密封圈，防脱密封圈的剖面为圆形与长方形的结合，圆形部分位于长方形部分的上面，半环形挡环将防脱密封圈与阀头固定，圆形部分与阀头的上端面组成软密封。

5.根据权利要求3所述的大潜深防泄漏双密封先导式通海阀，其特征是：阀头的上端面圆周上安装防脱密封圈，防脱密封圈的剖面为圆形与长方形的结合，圆形部分位于长方形部分的上面，半环形挡环将防脱密封圈与阀头固定，圆形部分与阀头的上端面组成软密封。