CN104141798A - 一种平衡式截止阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平衡式截止阀，该平衡式截止阀的一级平衡腔通过阀瓣和/或阀杆上开设的下引流通道与阀口连通；阀杆的外周上于一级平衡腔上方凸设有具有朝上台阶面的平衡肩部，并在阀体内开设有装配腔，装配腔和平衡肩部围成二级平衡腔，二级平衡腔通过阀杆上开设的上引流通道连通阀口和/或一级平衡腔。在使用时，到达阀口的高压介质可通过下引流通道进入一级平衡腔，通过该向下的作用力来平衡高压介质在阀瓣的下端面上产生的向上的作用力，同时高压介质也会通过上引流通道进入二级平衡腔，在二级平衡腔内向平衡肩部的朝上台阶面产生向下的压力，以达到平衡阀杆上下两端受力的效果。

Description

一种平衡式截止阀
技术领域
本发明涉及一种平衡式截止阀。
背景技术
申请号为201210392211.5的中国专利公开了一种阀体与阀座两体式平衡阀，该平衡阀包括内设阀腔的阀体及其内装配的阀瓣、阀杆，其中阀腔的底部设有阀口；阀瓣的中心位置处开设有螺纹通孔，在阀瓣上于螺纹通孔的外围开设有数个连通阀口和阀瓣上方阀腔的阀瓣平衡孔，阀瓣沿上下方向导向密封装配在阀腔内，并在阀瓣的外周和阀腔的腔壁上对应设有止旋配合的止旋结构；阀杆的下端螺纹连接在阀瓣的螺纹通孔内，阀杆的上端绕上下延伸的转动轴线转动装配在阀体上，并在阀杆的外周上凸设有环形的止推凸肩，在阀体上设有处于止推凸肩上、下方相对位置处的止推台阶，在止推台阶和止推凸肩之间装配有套设在阀杆外周上的止推轴承。在使用时，从阀口流入阀腔内的流体压力介质会通过阀瓣上的平衡通孔来平衡阀瓣的上下端压差，以使阀瓣不会将流体压力介质的压力传递至阀杆上，但是处于阀杆的下方位置处的阀腔内的流体压力介质会向阀杆的下端面施加向上的作用力，这部分作用力会通过阀杆上的止推凸肩作用在止推轴承上，以在阀杆转动而带动阀瓣上下运动的过程中，止推轴承因受到阀杆施加的压力作用的情况下，止推轴承的磨损将加快，以致止推轴承的使用寿命缩短，整个平衡阀在使用过程中容易出现止推轴承卡滞、坏死等现象，使用可靠性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低流体压力介质通过阀杆施加在止推轴承上的压力、以减缓止推轴承磨损的平衡式截止阀。
为了实现以上目的，本发明的平衡式截止阀的技术方案如下：
一种平衡式截止阀，包括内设阀腔的阀体，阀体内设有连通在阀腔下端的阀口，在阀腔内止旋装配有用于开闭阀口的阀瓣，阀瓣沿沿上下方向与阀腔导向配合，阀腔的上侧腔壁和阀瓣的上端面围成一级平衡腔，并在阀瓣上端沿上下方向螺旋传动连接有阀杆，阀杆的外周上于阀瓣以上的部位凸设有上下限位装配在阀体内的限位凸肩，并在阀体内于限位凸肩的上下侧分别装配有推力轴承，所述一级平衡腔通过阀瓣和/或阀杆上开设的下引流通道与阀口连通；所述阀杆的外周上于一级平衡腔上方凸设有具有朝上台阶面的平衡肩部，并在阀体内开设有供平衡肩部密封插装的装配腔，装配腔的上侧腔壁和平衡肩部的朝上台阶面围成二级平衡腔，二级平衡腔通过阀杆上开设的上引流通道连通阀口和/或一级平衡腔。
所述平衡凸肩处于限位凸肩上侧的推力轴承以上。
所述平衡肩部的朝上台阶面的面积等于阀杆的下端面面积。
所述一级平衡腔通过阀瓣和阀杆上开设的下引流通道与阀口连通，所述阀瓣上的下引流通道包括上侧的与阀杆螺旋传动连接的螺孔段以及下侧的连通在螺孔段和阀口之间的过渡孔段，所述阀杆上的下引流通道连通在一级平衡腔和螺纹孔段之间。
所述阀杆上的下引流通道的下端端口处于阀杆的下端面上、上端端口处于阀杆的外周上，阀杆上的下引流通道的上端端口有两个以上、并在阀杆的外周上间隔均布。
所述二级平衡腔通过阀杆上开设的上引流通道连通一级平衡腔，上引流通道的下端口通过阀杆上的下引流通道连通一级平衡腔，上引流通道的上端口处于阀杆的外周面上，上引流通道的上端口有两个以上、并在阀杆的周向上间隔均布。
所述阀杆通过双线传动螺纹沿上下方向螺旋传动连接在阀瓣上端。
所述阀杆和/或阀瓣通过星形密封圈密封装配在阀体上。
所述阀瓣的底部螺纹连接有压帽，压帽的底部设有环形的翻沿，翻沿和阀瓣之间夹紧固设有环形的密封垫，密封垫具有露出在翻沿外围而用于与阀口的边沿密封配合的密封边缘。
所述阀杆的外周上装配有用于转动装配在阀体中的自润滑轴承。
本发明中在一级平衡腔通过阀瓣和/或阀杆上开设的下引流通道与阀口连通；阀杆的外周上凸设有平衡肩部，并在阀体内开设有供平衡肩部密封插装的装配腔，装配腔的上侧腔壁和平衡肩部的朝上台阶面围成二级平衡腔，二级平衡腔通过阀杆上开设的上引流通道连通阀口和/或一级平衡腔，在使用时，到达阀口的高压介质可通过下引流通道进入一级平衡腔，以向阀瓣的上端面施加向下的作用力，通过该向下的作用力来平衡高压介质在阀瓣的下端面上产生的向上的作用力，同时高压介质也会通过上引流通道进入二级平衡腔，在二级平衡腔内向平衡肩部的朝上台阶面产生向下的压力，该向下的压力会削弱高压介质在阀杆的下端面上产生的向上的压力，以达到平衡阀杆上下两端受力的效果，从而通过平衡肩部和二级平衡腔的设置来减少高压介质向阀杆施加的上下方向的压力，以降低流体压力介质通过阀杆施加在止推轴承上的压力，减缓止推轴承磨损，延长止推轴承的使用寿命。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明的平衡式截止阀的实施例：如图1所示，该平衡式截止阀是一种暗杆式手动双平衡高压截止阀，其包括阀座1、阀盖2和阀帽3螺纹连接而成的阀体，在阀体的底部设有上下延伸的阀腔，阀腔的底部连通阀口，阀口的下方连通进口，而在阀腔的左下侧连通有出口，在阀腔内通过挡销上下止旋导向装配有套状的阀瓣4，阀瓣4的上端面和阀腔的上侧腔壁围成环形的一级平衡腔5，阀瓣4的内孔下段为连通阀口的过渡孔段，阀瓣4内孔的上段为加工有上下延伸的双线传动螺纹的螺孔段。阀瓣4的上端通过螺孔段沿上下方向螺旋传动连接有阀杆6，阀杆6转动插装在阀体的阀盖2和阀帽3中，在阀杆6的外周上于阀帽3和阀盖2之间的位置处凸设有环形的限位凸肩61，在限位凸肩61的上下侧分别装配有推力轴承7，并在阀盖2的外周上于限位凸肩61的上侧凸设有平衡肩部62，平衡肩部62的朝上台阶面处于限位凸肩61上侧的推力轴承7上方。在阀帽3的底部开设有供平衡肩部62密封插装的装配腔，装配腔的上侧腔壁和平衡肩部62的朝上台阶面围成二级平衡腔8。在阀杆6中于阀腔上侧位置处开设有下引流通道63，下引流通道63连通一级平衡腔5和阀瓣4的内孔上端的螺孔段；在阀杆6中于一、二平衡腔之间的位置处开设有上引流通道64，上引流通道64的上端连通二级平衡腔8、下端通过下引流通道63连通一级平衡腔5。
阀杆6中的上、下引流通道63、64的上端口均有两个、并在阀盖2的外周上间隔均布，而阀杆6中的下引流通道63的下端口处于阀盖2的下端面位置处。阀盖2的下端面的面积和平衡肩部62的朝上台阶面的面积相等。
阀瓣4的外周上于挡销的下方嵌设有阀瓣密封圈41，在阀盖2和阀帽3中分别嵌设有处于阀盖2外围的阀杆密封圈65，且阀瓣密封圈41和阀杆密封圈65均为星形密封圈，以保证阀瓣4和阀杆6在阀体内的密封装配。
在阀瓣4的底部螺纹连接有压帽9，压帽9的底部设有环形的翻沿，翻沿和阀瓣4之间夹紧固设有环形的密封垫10，密封垫10具有露出在翻沿外围而与阀口的边沿密封配合的密封边缘。
本实施例中平衡式截止阀为了平衡阀门中核心部件的受力，在整体结构上采用了二级平衡设计，最大限度延长阀门的使用寿命。通过在阀瓣4及阀杆6上设置引流孔，使高压介质进入阀体和阀瓣4形成的一级平衡腔5中，平衡阀瓣4整体所受的上下压力，从而使阀瓣4通过双线螺纹作用到阀杆6上的力基本为零。这样就减少阀门在高压介质的作用在工作时，作用在手柄上较小的力矩就可以完成阀门的启、闭操作。
在高压介质的作用下，介质作用在阀杆6也有很大的力，会加快推力轴承7的摩损。因此，为了避免推力轴承7的快速磨损，在阀杆6、压盖和阀帽3组成二级平衡腔8，通过阀杆6上的上引流通道64，设计了二级平衡，使高压介质作用在推力轴承7上的力基本为零，最大限度地避免了推力轴承7的磨损，提高产品的寿命。
高压阀门在启、闭时，间隙节流，冲蚀严重，使阀门寿命大大降低。为了减少阀门在小开度工作下的时间，降低流体在高压差、高流速下对阀门的冲蚀，采用双线螺旋传动设计。
为保证双平衡高压截止阀的可靠性及使用寿命，配合处的密封元件的选择也是很重要的一环，为了选择更好的密封件，与橡胶生产厂家进行联合研制试验生产硬度为80至85HA的星形密封件，为减小星形密封圈的摩擦系数，同时增强产品耐蚀性，在密封件表面喷涂PTFE来满足设计要求，增强产品的可靠性与使用寿命。
在阀杆6与阀帽3的配合部位，用自润滑轴承20隔离，防止相互咬合。阀杆6上的限位凸肩61在阀盖2和阀帽3之间采两个平面轴承型的推力轴承7进行支撑，减小摩擦，使阀门在启闭过程中更灵敏，扭矩更小。
在上述实施例中，平衡肩部只有朝上的台阶面，在其他实施例中，平衡肩部也可以是类似限位凸肩的结构，也就是平衡肩部也具有朝下台阶面，但是平衡肩部密封插装在装配腔内，以致平衡肩部的朝上台阶面和朝下台阶面所对空腔不会连通，这样，二级平衡腔还是会对阀杆产生朝下的压力。
在上述实施例中，一级平衡腔通过阀杆上的下引流通道和阀瓣的内孔连通阀口，在其他实施例中，一级平衡腔5也可以单纯依靠阀杆或阀瓣上开设的下引流通道连通阀口。
在上述实施例中，二级平衡腔通过阀杆上的上引流通道连通以及平衡腔，在其他实施例中，二级平衡腔也可以通过上引流通道直接连通阀口。

Claims (10)

1.一种平衡式截止阀，包括内设阀腔的阀体，阀体内设有连通在阀腔下端的阀口，在阀腔内止旋装配有用于开闭阀口的阀瓣，阀瓣沿沿上下方向与阀腔导向配合，阀腔的上侧腔壁和阀瓣的上端面围成一级平衡腔，并在阀瓣上端沿上下方向螺旋传动连接有阀杆，阀杆的外周上于阀瓣以上的部位凸设有上下限位装配在阀体内的限位凸肩，并在阀体内于限位凸肩的上下侧分别装配有推力轴承，其特征在于，所述一级平衡腔通过阀瓣和/或阀杆上开设的下引流通道与阀口连通；所述阀杆的外周上于一级平衡腔上方凸设有具有朝上台阶面的平衡肩部，并在阀体内开设有供平衡肩部密封插装的装配腔，装配腔的上侧腔壁和平衡肩部的朝上台阶面围成二级平衡腔，二级平衡腔通过阀杆上开设的上引流通道连通阀口和/或一级平衡腔。
2.根据权利要求1所述的平衡式截止阀，其特征在于，所述平衡凸肩处于限位凸肩上侧的推力轴承以上。
3.根据权利要求1所述的平衡式截止阀，其特征在于，所述平衡肩部的朝上台阶面的面积等于阀杆的下端面面积。
4.根据权利要求1所述的平衡式截止阀，其特征在于，所述一级平衡腔通过阀瓣和阀杆上开设的下引流通道与阀口连通，所述阀瓣上的下引流通道包括上侧的与阀杆螺旋传动连接的螺孔段以及下侧的连通在螺孔段和阀口之间的过渡孔段，所述阀杆上的下引流通道连通在一级平衡腔和螺纹孔段之间。
5.根据权利要求4所述的平衡式截止阀，其特征在于，所述阀杆上的下引流通道的下端端口处于阀杆的下端面上、上端端口处于阀杆的外周上，阀杆上的下引流通道的上端端口有两个以上、并在阀杆的外周上间隔均布。
6.根据权利要求4所述的平衡式截止阀，其特征在于，所述二级平衡腔通过阀杆上开设的上引流通道连通一级平衡腔，上引流通道的下端口通过阀杆上的下引流通道连通一级平衡腔，上引流通道的上端口处于阀杆的外周面上，上引流通道的上端口有两个以上、并在阀杆的周向上间隔均布。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的平衡式截止阀，其特征在于，所述阀杆通过双线传动螺纹沿上下方向螺旋传动连接在阀瓣上端。
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的平衡式截止阀，其特征在于，所述阀杆和/或阀瓣通过星形密封圈密封装配在阀体上。
9.根据权利要求1至6中任意一项所述的平衡式截止阀，其特征在于，所述阀瓣的底部螺纹连接有压帽，压帽的底部设有环形的翻沿，翻沿和阀瓣之间夹紧固设有环形的密封垫，密封垫具有露出在翻沿外围而用于与阀口的边沿密封配合的密封边缘。
10.根据权利要求1至6中任意一项所述的平衡式截止阀，其特征在于，所述阀杆的外周上装配有用于转动装配在阀体中的自润滑轴承。
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