CN104896114B - 一种小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对流体介质进行控制调节阀、截止阀的启闭机构，属于流体控制阀门领域。1、在阀瓣上面设计出圆柱形筒体，在阀盖下面设计出相对于阀体固定的圆筒形支架，在筒体和支架上面安装一个隔膜，隔膜的内径部分用锁母压紧筒体上、外径部分分别与阀体、支架压紧，在阀盖与隔膜之间形成一个密闭的空腔，用以隔绝阀瓣两侧的介质压力。2、将阀瓣承受高压介质一侧和低压介质一侧设计出通道，使高压介质通过通道进入上述空腔，下面与空腔成为连通器结构，即空腔与高压介质一侧等压。这时，空腔内的压强作用在支架端面面积上，支架端面面积与大部分下面压强的面积互相抵消，从而大幅度减小阀门的启闭力矩。

Description

一种小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构

技术领域

本发明涉及对流体介质进行控制一种小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构，属于流体控制阀门领域。

背景技术

在流体介质控制阀门领域，调节阀、截止阀属于强制密封式阀门，在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。当介质由阀瓣下方进入阀门时，操作力所需要克服的阻力，是阀杆和填料的摩擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障；

调节阀、截止阀(以下简称：阀门)的扭矩是指阀门开启或关闭所必须施加的作用力或力矩。是阀门在介质压力作用下动作的一项综合技术指标。关闭阀门时，需要使启闭件与阀座两密封面间形成一定的密封比压，同时还要克服阀杆与填料之间、阀杆与螺母的螺纹之间、阀杆端部支撑处及其他摩擦部位的摩擦力，因而必须施加一定的关闭力和关闭力矩。另外，阀门在启闭过程中，所需要的启闭力和启闭力矩是变化的。设计和制造阀门时应当力求降低开启和关闭时的力矩。

为了减小操作力矩，大口径阀门大多采用蜗轮蜗杆变速机构，启闭的操作过程耗时较长，否则，启闭阀门时的操作力矩(可以是手轮的直径或扳手的长度)就要增大，否则，一个人、甚至两个人都无法对它进行启闭。

阀门在关闭状态时，假定启闭件(阀瓣)一侧承受进口介质的压强、另一侧承受的是大气压强(即阀瓣承受大压差)，公称通径越大，承受进口压强的面积就越大，以DN200的阀门，启闭件直径是200毫米(20厘米)、承受进口压强为16公斤·力/平方厘米计算：启闭件承受的压力是P＝10²*π*16≈5026公斤·力，可见启闭件直径大是启闭力矩大的主要因素，如何减小启闭件的压力，成为大口径阀门设计、生产中不可逾越的障碍。

另外，传统阀门的阀瓣是靠阀杆、阀杆螺母与阀盖连接为一个悬臂梁结构，在阀瓣小开度开启状态下，由于介质流动对阀瓣产生的摩擦力、阀瓣和阀杆螺母的自身重力、阀杆与阀杆螺母的配合间隙的共同作用，阀瓣会产生摆动，撞击阀座，日积月累的撞击会造成阀座脱落。在阀门的生产厂家，为解决阀座脱落的问题，设计出很多阀座与阀体连接的结构，如：将阀座焊接在阀体上、阀座与阀体螺纹连接等，前者是加大了加工难度，增加了制造成本，后者是大口径阀门在阀体上加工内螺纹时工艺复杂。

发明内容

本发明要实现一种能够大幅度减小承受介质进口压强的面积，从而减小阀门启闭扭矩的操作机构，解决调节阀、截止阀生产企业生产大口径阀门必须配置执行机构的瓶颈。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构，铜套、阀座、内六角锥端紧定螺钉、顺序安装在阀体上，阀杆螺母、阀杆、隔膜、垫圈、锁母顺序连接在阀瓣上，成为一个阀瓣组件，阀瓣组件与支架、T型键、密封圈、阀盖顺序装入阀体，用数个内六角圆柱头螺钉压紧在阀体上，其特征是：在阀瓣上面设计出圆柱形筒体，在阀盖下面设计出相对于阀体固定的圆筒形支架，在筒体和支架上面安装一个隔膜，隔膜的内径部分用锁母压紧筒体上、外径部分分别与阀体、支架压紧，在阀盖与隔膜之间形成一个密闭的空腔，用以隔绝阀瓣两侧的介质压力，支架内设计出台阶，对隔膜在阀瓣关闭状态时进行支撑。

将阀瓣承受高压介质一侧和低压介质一侧设计出通道，使高压介质通过通道进入上述空腔，下面与空腔成为连通器结构，即空腔与高压介质一侧等压。

将阀杆与阀瓣的传动设计成非密封结构，即阀瓣上阀杆螺母的孔为通孔。

在阀体进口处设计出可与阀杆下端圆柱表面配合的固定支承，限制阀杆除轴向位移和绕其轴线转动外的其余自由度。

在阀体的阀座槽中设计出V型槽，阀座壁上设计出螺孔，用数个内六角锥端紧定螺钉在阀座装配时旋入阀座，顶进阀体的V型槽中。

1.在阀瓣上面设计出圆柱形筒体(以下称“筒体”)，在阀盖下面设计出相对于阀体固定的圆筒形支架(以下称“支架”)，在筒体和支架上面安装一个隔膜，隔膜的内径部分用锁母压紧筒体上、外径部分分别与阀体、支架压紧，在阀盖与隔膜之间形成一个密闭的空腔，用以隔绝阀瓣两侧的介质压力，支架内设计出台阶，对隔膜在阀瓣关闭状态时进行支撑。

2.将阀瓣承受高压介质一侧(以下称“下面”)和低压介质一侧(以下称“上面”)设计出通道，使高压介质通过通道进入上述空腔，下面与空腔成为连通器结构，即空腔与高压介质一侧等压。这时，空腔内的压强作用在支架端面面积上，支架端面面积与大部分下面压强的面积互相抵消，从而大幅度减小阀门的启闭力矩。

3.此时，由于阀瓣上、下面是等压的，阀杆与阀瓣上的阀杆螺母就不须考虑密封不严而产生的渗漏问题，故将阀杆与阀瓣的传动设计成非密封结构，即阀瓣上阀杆螺母的孔为通孔。

4.在阀体进口处设计出可与阀杆下端圆柱表面配合的固定支承，限制阀杆除轴向位移和绕其轴线转动外的其余自由度，消除启闭状态时，阀瓣与阀座的撞击现象，增加阀门的使用寿命。

5.在阀体的阀座槽中设计出V型槽，阀座壁上设计出螺孔，用数个内六角锥端紧定螺钉在阀座装配时旋入阀座，顶进阀体的V型槽中，防止阀座脱落。

本发明与现有技术相比所具有的优点和积极作用：

1.不须复杂的技术计算就可完成设计；

2.应用于流体介质进行控制的调节阀、截止阀，可以在阀瓣承受大压差条件下，用很小的扭矩启闭阀门；

3、阀座与阀体的连接方式简单、可靠，增加阀门的使用寿命；

4、由于阀杆承受的轴向压力很小，阀杆的直径、阀杆螺母的尺寸都可以设计的小一些，降低了阀门的制造成本；

5、由于阀门启闭力矩的减小，调节阀、截止阀不再需要因启闭时操作扭矩大而必须配备执行机构的行业惯例，可大幅度降低阀门的制造成本；

6、可与阀门进出口垂直设置，也可与阀门进出口倾斜一定角度设置；

7、可应用于采暖空调用数字锁定平衡阀。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明：

图1是小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构实施例的纵剖面构造图(阀瓣关闭状态)。

图2是小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构实施例的纵剖面构造图(阀瓣开启状态)。

图3是小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构中阀座与阀体连接结构的示意图。

图中1.阀体，2.内六角圆柱头螺钉，3.阀盖，4.密封圈，5.隔膜，6.支架，7.锁母，8.阀杆，9.垫圈，10.T型键，11.阀瓣，12.阀杆螺母，13.密封垫，14.阀座，15内六角锥端紧定螺钉，16.铜套。

具体实施方式

在图1中，铜套[16]、阀座[14]、内六角锥端紧定螺钉[15]、顺序安装在阀体[1]上，密封垫[13]、阀杆螺母[12]、阀杆[8]、隔膜[5]、垫圈[9]、锁母[7]顺序连接在阀瓣[11]上，成为一个阀瓣组件，阀瓣组件与支架[6]、T型键[10]、密封圈[4]、阀盖[3]顺序装入阀体[1]，用数个内六角圆柱头螺钉[2]压紧在阀体[1]上，图中a是介质进口方向。

图2表示的是小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构中，阀瓣处于开启的状态。

图3表示的是小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构中图2的b处放大图，图中c表示在阀体[1]上车削出的V型槽，d表示将内六角锥端紧定螺钉[15]旋出阀座[14]的状态。

Claims (2)

1.一种小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构，铜套、阀座、内六角锥端紧定螺钉顺序安装在阀体上，阀杆螺母、阀杆、隔膜、垫圈、锁母顺序连接在阀瓣上，成为一个阀瓣组件，阀瓣组件与支架、T型键、密封圈、阀盖顺序装入阀体，用数个内六角圆柱头螺钉压紧在阀体上，其特征是：在阀瓣上面设计出圆柱形筒体，在阀盖下面设计出相对于阀体固定的圆筒形支架，在筒体和支架上面安装一个隔膜，隔膜的内径部分用锁母压紧筒体上、外径部分分别与阀体、支架压紧，在阀盖与隔膜之间形成一个密闭的空腔，用以隔绝阀瓣两侧的介质压力，支架内设计出台阶，对隔膜在阀瓣关闭状态时进行支撑，将阀瓣承受高压介质一侧和低压介质一侧设计出通道，使高压介质通过通道进入上述空腔，下面与空腔成为连通器结构，即空腔与高压介质一侧等压，将阀杆与阀瓣的传动设计成非密封结构，即阀瓣上阀杆螺母的孔为通孔。

2.根据权利要求1所述的小扭矩调节阀、截止阀的启闭机构，其特征是：在阀体进口处设计出可与阀杆下端圆柱表面配合的固定支承，限制阀杆除轴向位移和绕其轴线转动外的其余自由度。