CN1053033C - 平板阀 - Google Patents

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Abstract

提供一种可兼作截断与流量调节之用且操作性能好全开时流体阻力小的阻断性能优良、能经济地制成各种规格的阀门。它设有在流路(27、27′)中设置的阀座(2)、与此阀座离合以截断流路或调节流量的阀件(10)以及把阀座与阀件保持在其内的阀体(1)，阀座(2)相对于液流方向有一定的倾角，阀件(10)有作为基体的平板(11)与设在该平板背部上的长孔(13)，阀件(10)保持相对于液流方向的比阀座的倾角小的初倾角，并使之在上述初倾角变大的方向上可转动地支持在操纵杆上，借助于操纵杆的操作，在与阀座的一端接触后进一步以该一端为支点转动、接近阀座或密接在上述阀座上。

Description

平板阀
本发明涉及在流体道中所设置的平板阀，特别是，涉及在紧急时与平时都能使用的具有截止与调节流体量功能的平板阀。
迄今为止已知有各种设置在流体流道中的阀，其中之一是所谓球阀(球形阀)，它一般具有球状的阀体，是入口与出口的中心线在一直线上，液流成S状的阀。它是正面阻挡液流而关闭液流形式的阀。这种阀的优点是关闭能力好，能在节流状态下使用调整流量、能制造出小规格的阀，但也有结构上需要大的操作力矩，从而不适用于大规格阀，流体阻力大的缺点。
另一种是隔离管线中液流的隔离阀(闸阀)，这种阀一般是相对于液流从上面降下圆盘状阀件以阻塞液流，作为全开或全闭即ON-OFF用的阀。这种阀的优点是全开时流体阻力极小，结构上能制成大口径，开闭力矩可比球阀小，但是在中等开度状态时阀件内侧流体产生涡流使流体阻力增大，并引起振动与磨损，不适于作流量调节，结构上行程变大，开闭时间长不适于快速开闭，以及小口径场合时制造困难等是其缺点。
此外，公知的还有止回阀(单向阀)。它是借助于作用于阀件5的液流的背压力而防止从上游流道向下游流道产生逆流而动作的阀，是一种能自动而迅速地阻止发生逆流的阀门。
虽然上述三种阀各有其上述的功能和优缺点，但迄今尚未发现兼有这三种阀的功能与优点的阀门。
美国专利US3,334,858公开了一种类似的阀，其阀件可枢转地固定在相应的阀体上，而该阀的唯一的枢转点在阀座的外侧。进一步说，在该美国专利中，连接杆通过第一端的第一销轴枢接在操纵杆的一端，通过第二端的第二销轴枢接在阀体的长孔中。另外，该长孔相对于阀件的方向是，当阀件与阀座接合时，连接杆的第二端沿横向靠近于阀座。因此，该美国专利结构上较复杂。
本发明的目的是提供一种在紧急时能截止并在平时能进行流量调节的同时还能防止发生逆流的结构简单的平板阀。
为了达到上述目的，本发明提供了一种平板阀，其包括：阀体，该阀体形成有流道、空腔、以及在流道和空腔之间的开口；阀座，该阀座设置在阀体的流道中，相对于流道的液流方向有一倾斜角α，并且有一个端部，该端部延伸至流道和空腔之间的开口；阀件，该阀件具有平板和平板背部，平板和平板背部可接合阀座，以阻止液流通过流道；操纵杆，该操纵杆穿过阀体上的孔而设置在空腔内，可沿轴向移动；长孔，该长孔在平板背部将操纵杆枢轴连接阀件，通过操纵杆朝流道的轴向运动，平板与阀座接合；当阀件至少部分地设置在空腔内、并且与阀座不接触时，操纵杆以相对于流道的液流方向倾斜一初倾角β的形式悬挂阀件，该初倾角β小于上述倾斜角α；其特征在于：该操纵杆在平板背部自由地悬挂阀件，其中，当阀座本质上位于流道内时，通过操纵杆朝流道的轴向运动，使阀件的平板的端部位于上述开口内，以接触阀座，并且使阀件仅绕延伸至开口的阀座的端部转动到完全关闭的位置。
特别是，倾斜角α为75°～85°，初倾角β为65°～80°。
特别是，圆筒状的套筒设置在阀体内，该套筒的一端被斜切而形成椭圆形阀座的开口面，并且，平板的形状与该开口面的形状相一致。
在根据本发明的另外一种平板阀中，包括：阀体，该阀体具有使流体向一个方向流动的流道；阀座，该阀座设置在阀体的流道中间；阀件，该阀件可与阀座接合，以截断或调节流道中的液流；操纵杆，该操纵杆可在阀体中垂直移动，并且与阀件连接，以使阀件与阀座接合；其中，阀座相对于液流方向有一角度α，阀件具有可与阀座接合的平板和设置在平板的平板背部上的长孔，其特征在于：该阀件借助于连接件连接在上述操纵杆上，连接件与设在操纵杆一端上的第一支持轴及插入长孔中的第二支持轴相连接；该阀件通过第三支持轴与阀体连接，该第三支持轴设置在平板的靠近阀座的一端上，当操纵杆使阀件接触阀座时，第二支持轴相对于操纵杆的中心线位于流道的下游位置。
特别是，平板的邻近阀座的侧端部上设有支持片；支架靠近支持片地设置在阀体上；第三支持轴插入设置在支持片上的孔中，并插入设置在支架上的孔中；阀件可转动地支承在第三支持轴上。
特别是，倾斜角α为90°。
特别是，圆筒状的套筒设置在阀体内；该套筒的一端具有环形阀座的开口面，平板的形状与开口面的形状一致。
特别是，阀体的与阀件相对的内壁是与上述流体流动方向平行的直线形状。
由于上述结构，在本发明的第1种情况中，当阀件位于离开流道的位置时流体可不受阻力地流动，操纵操纵杆可使阀件逐渐地阻塞流道，可调节流体流量。阀件在接触阀座的阀件侧的一端之前都保持其初倾角，进而随着操纵杆的动作则以阀座的一端为支点向使此倾斜角增大的方向转动，使流道中液流截面缩小。进而随着操纵杆的动作，阀件以阀座的一端为支点并沿支点滑动而闭锁阀座的开口，再用操纵杆的动作而增强其密封，从而在完全闭锁流道的同时能防止发生逆流。
而在本发明的第2种情况中，阀件从初倾角开始，与操纵杆动作的同时绕设在阀件平板的阀体侧一端附近的支持轴向使此倾角增大的方向转动，使流道中液流截面缩小，进而在操纵杆的作用下，阀件接合在阀座的开口面上将其密封。由于用操纵杆的动作增强其密闭性，故可在将流道完全密闭的同时防止发生逆流，阀的动作更加确实可靠。
此外，由于能对抗流体的动压而把阀件压在阀座上，可以不必区分其为顺流还是逆流地把该阀件安装在管路中。
又由于上述平板阀的位于阀体的阀件对面的内壁形状为沿上述液流方向的直线形状，故流体中的浮游异物不会堆积在上述内壁上，因而不会损害阀件与阀座之间的密封性能。
本发明的平板阀既可用于紧急时截断又可用于平时的流量调整，而且开闭操作性能良好、全开时流体阻力小，关闭能力大。还可以经济地制作成各种规格。
下面，参照附图来说明本发明的实施例。
图1表示本发明的平板阀的第1实施例，是阀件全开状态的断面图。
图2是图1所示的实施例的阀件与阀座的一端处于接合状态的断面图。
图3是图1所示的实施例的阀件密封着阀座截断流道状态的断面图。
图4表示本发明平板阀的第2实施例，是阀件全开状态的断面图。
图5是图4中所示的实施例的阀件半开状态的断面图。
图6是图4中实施例的阀件密封在阀座上截断流道的断面图。
参照图1，本发明第1实施例的平板阀包括在水平方向上形成流道27、27′并在垂直方向上形成空腔26的倒T字形筒状阀件1。在流道27、27′中设置阀座2，并设有可与阀座2接合或脱离而截断流道27、27′或调节流量的阀件10。套筒8嵌在阀体1水平部分的里面，阀座2设在套筒8的靠近阀体中央的部位上，相对于液流方向28有一定的倾角α，并在面对液流方向28的一方设有开口面3，该倾角α的大小最好在75°～85°之间。
另外，阀件10包括有可与阀座2接合或脱离的平板11，在其背部12上设有长孔13，借助于从阀体1的上方插入阀体中的操纵杆20通过长孔13而保持着阀件10。平板11由金属或其它刚性材料制成，其与阀座2相对的表面则用熔接或其它方法固定着橡胶，聚四氟乙烯等密封性弹性材料16。也可以不把这些有密封性的弹性材料16设置在阀体10一侧而是设在阀座2一侧。
此外，阀件10还用在长孔13的一端13a处相对于操纵杆20使其能向使初倾角增大的方向即图1中的反时针方向转动的销子等支持。操纵杆20用图中未示出的位移装置使之能在垂直于液流方向28的方向上移动，它起着向下移动阀件10的作用。
阀体1的上方设有支持着操纵杆20的支持部22，支持部22上设有″O″形环22a，它在防止流体泄漏的同时还能限制操纵杆20在平行于液流方向28的方向上的摆动。″0″形环22a可按照流体的种类、压力与温度等条件进行选定。阀件10借助操纵杆20而垂直向下即向图中的下方移动，在其与阀座2的一端4接触之前都保持着相对于液流方向28比阀座2的倾角α为小的初倾角β。倾角β在阀件10与阀座2的一端4接触之前保持为一定值，而在与该端部4接触后逐渐增大。最后与阀座2的倾角α一致。初倾角β的大小最好在65°～80°之间，采用比倾角α小的数值。可依流体的种类、压力、密度与流速等适当地选择倾角α及初倾角β。
具有上述结构的本发明第1实施例的平板阀以下述方式动作。即在图1～3中，在最初的平板阀全开状态时，阀件10保持在避开液流的空腔26中并保持着相对于液流方向28为初倾角β。此时，流体从流道27侧以阻力极小的状态流向流道27′一侧。接着，在调节流体流量时，用图中未示出的位移装置向图1下方移动操纵杆20。从平板11的一端11b抵达流道27中的状态开始流道阻力增加，开始进行流量调节。操纵杆20再向下移动则如图2所示，平板11的一端11a附近与阀座2的一端4接触。在此状态下，流体的流量虽被相当大地节流，但流道的阻力仍比较小。
若操纵杆20再向下压，则设在操纵杆20前端的用作支持轴的销23就从靠近长孔13的一端13a处不断地向靠近另一端13b的方向移动，阀件10以该端部4为支点而不断滑动使平板11的倾角β接近于倾角α。若再下压操纵杆20，则如图3所示，平板11的倾角β与倾角α一致，阀件10接合在阀座2上。在此状态下，阀件10虽然已在流道27侧的流体压力作用下密接在阀座2上，再加上压下操纵杆20而进一步增强了阀件10与阀座2的密接，就完全截断了液流。在第1实施例的平板阀1中，可根据流体的种类、温度与压力等进行设计操纵杆20，操纵杆垂直方向的操作力，例如在流体压力为250mmAq，流道27、27′的直径75A的场合，约为1.1Kgf是比较小的。
本发明的第1实施例的平板阀1还有下述的作用。即在图3中把阀件10加强密接在阀座2上的状态下，若由于某种原因使流道27′侧的压力高于流道27侧的压力时，因阀件10被加强密接在阀座2上，故能防止发生逆流，就是说，起着与现有的止回阀相同的作用。而阀件10以倾斜状态接近并接合在阀座2上之后，转动地密接于其上而截断流道27和27′，就起着与现有的闸阀相同的作用。进而对于液流从流道27′侧流向流道27一侧时，操纵操纵杆20而使阀件10降低流体流量就起着现有的球阀的作用。因而第1实施例的平板阀就在具有现在的球阀、闸阀和止回阀的功能的同时，还具有加强阀件密接性的功能。
此外，第1实施例的平板阀中并不特别限定阀座的开口面3与阀件平板11的形状，套筒8为圆筒状断面，由于斜切此圆筒材料阀座的开口面3成的椭圆，若阀件平板11的形状为与之相符的椭圆，就能高精度而经济地制造出来。
图4～6中示出了本发明第2实施例的平板阀，其中与第1实施例功用相同结构相同的部分则使用相同的序号。与第1实施例的不同之处是仅在于操纵杆与阀件之间设有连接件以及在阀件平板的一端上延伸出一个支持片并把支持在阀体上的支持轴插入设在此支持片的孔中。即在图4中设有在使流体向一方流动的流道27、27′中设置的阀座2以及与阀座2接合或脱离而截断流路27、27′或调节流路27、27′中流量的阀件10，阀座2设在套筒8的靠近平板阀中央的部位，相对于液流方向28有一定的倾角α，面向液流方向28的一方有开口面3，在本实施例中，倾角α为90°。
阀件10有平板11，平板11的背部12上设有长孔13。阀件10用连接着设在操纵杆20一端上的支持轴15和插入靠近阀件长孔13的一端13a中的作为支持轴的销23的连接件14支持。阀件10在阀件平板11的一端11a上延伸地设有支持片17。阀体1上靠近支持片17的位置上设有支架19，把支持轴18插入此支持片17和支架19上所开的孔中，阀件10绕支持轴18可转动地支持着。平板11的初倾角β(图5)在本实施例中虽设定为0°，但也可如第1实施例中所示的那样把初倾角β设定为锐角。
平板11由金属或其它刚性材料制成，与阀座2相对的表面上则用熔接或其它方法固定着橡胶、聚四氟乙烯等密封性弹性材料16，也可以使这些密封弹性材料不设在阀件10上而是设在阀座2上。
操纵杆20可和图中未示出的位移装置在垂直于液流方向28的方向上移动，并通过连接件14而起着使阀件10绕支持轴18转动的作用，支持着操纵杆20的阀体的支持部22上设有″O″形环22a，它能防止流体泄漏，同时还可限制操纵杆20在平行于液流方向28的方向上摆动。″O″形环22a可按照流体种类、压力、温度等条件来选定。用操纵杆20使阀件10绕支持轴18转动，阀件10在与阀座2接触并密接之前保持着相对于液流方向28比阀座2的倾角α，此时为90°，为小的倾角β，最后则与阀座2的倾角α一致，倾角α与初倾角β可根据流体的种类、压力、密度、流速以及平板阀的规格等而适宜地选择。
有如上结构的本发明第2实施例的平板阀有下述的作用，即，在图4～6中，平板阀在最初的全开状态时，阀件10位于避开液流的空腔26之内并保持相对于液流方向28为初倾角β，在此实施例中为0°的状态。此时，流体从流道27以非常小的阻力流向流道27′。而在调节流体流量时，用图中未示的位移装置使操纵杆20向图4的下方移动，则阀件10绕支持轴18转动，从平板11的一端11b到达流道27时流道阻力开始增大，以此进行流量调节。若操纵杆20再向下移动，阀件10绕支持轴18转动(图5)。在此状态下，流体的流量虽被相当大地节流，但流道的阻力仍此较小。
若再将操纵杆20压下，通过支持轴15而连接在操纵杆20前端上的连接件14的作支持轴用的销23从靠近长孔13的一端13a处向靠近另一端13b的方向不断地移动，使平板11的倾角β接近倾角α，若再把操纵杆20压下，则如图6中所示的平板11的倾角β与倾角α一致而将阀件10接合在阀座2上。在此状态下阀件10在流道27一侧流体压力作用下密接在阀座2上，而销23则位于比操纵杆20的中心线21更靠下游的一侧，即位于图6中的中心轴线21的右侧位置，再借助于进一步压下操纵杆20而使阀件10与阀座2的密接程度加强从而完全截断液流。在本发明的平板阀1中，操纵杆20的设计与第1实施例中的情况相同，例如在流体压力为250mmAq，流道27、27′的直径75A的场合约为1.1Kgf也是比较小的。
第2实施例的平板阀1还有下述的作用。即在图6中阀件10被加强地密接在阀座2上的状态下，因某种原因而使流道27′一侧的压力高于流道27侧的压力时，由于阀件10被加强密接在阀座2上故可以防止产生逆流。就是说起到了现有的止回阀的相同的作用。而由于阀件10以倾斜状态转动、接近阀座2，接合后密接而把流道27与27′截断，就起到现有的闸阀相同的作用。进而在流体自流道27′侧流向流道27侧的场合下，借助于操作操纵杆20而使阀件10起着降低液流的作用，其作用相当于现有的球阀。故而本发明的平板阀1在兼具现有的球阀、闸阀和止阀功能的同时，还有加强阀件密接的功能。
在第2实施例的平板阀1中并不特别限定阀座的开口面3及阀件平板11的形状，若套筒8为圆筒状断面，阀座2的开口面3为圆形并使阀件11的形状也为与之相符的圆形，则可以高精度而经济地制造出来。
在本发明的第1与第2实施例中，由于阀体24的下部内壁25的形状是沿上述液流方向28的直线形状，阀体24的下部内壁25附近的流体不断地在流体流道方向28上流动，故不会使流体中的浮液异物堆积起来，不会妨碍阀件10与阀座2之间的密切接触。
上面，虽然是就图示的实施例而详细地说明本发明的，但以此说明的发明并不仅限于这些实施例，当然在不脱离本发明精神的情况下可进行种种改变而得到多种多样的变形。

Claims (14)

1.一种平板阀，其包括：
阀体(1)，该阀体(1)形成有流道(27，27′)、空腔(26)、以及在流道(27，27′)和空腔(26)之间的开口；
阀座(2)，该阀座(2)设置在阀体(1)的流道(27，27′)中，相对于流道(27，27′)的液流方向(28)有一倾斜角(α)，并且有一个端部(4)，该端部(4)延伸至流道(27，27′)和空腔(26)之间的开口；
阀件(10)，该阀件(10)具有平板(11)和平板背部(12)，平板(11)和平板背部(12)可接合阀座(2)，以阻止液流通过流道(27，27′)；
操纵杆(20)，该操纵杆(20)穿过阀体(1)上的孔而设置在空腔(26)内，可沿轴向移动；
长孔(13)，该长孔(13)在平板背部(12)将操纵杆(20)枢轴连接阀件(10)，通过操纵杆(20)朝流道(27，27′)的轴向运动，平板(11)与阀座(2)接合；当阀件(10)至少部分地设置在空腔(26)内、并且与阀座(2)不接触时，操纵杆(20)以相对于流道(27，27′)的液流方向(28)倾斜一初倾角(β)的形式悬挂阀件(10)，该初倾角(β)小于上述倾斜角(α)；
其特征在于：
该操纵杆(20)在平板背部(12)自由地悬挂阀件(10)，其中，
当阀座(10)本质上位于流道(27，27′)内时，通过操纵杆(20)朝流道(27，27′)的轴向运动，使阀件(10)的平板(11)的端部位于上述开口内，以接触阀座(2)，并且使阀件(10)仅绕延伸至开口的阀座(2)的端部(4)转动到完全关闭的位置。
2.如权利要求1所述的平板阀，其特征在于：倾斜角(α)为75°～85°，初倾角(β)为65°～80°。
3.如权利要求1或2所述的平板阀，其特征在于：圆筒状的套筒(8)设置在阀体(1)内，该套筒(8)的一端被斜切而形成椭圆形阀座的开口面(3)，并且，平板(11)的形状与该开口面(3)的形状相一致。
4.如权利要求1或2所述的平板阀，其特征在于：阀体(1)的与阀杆(10)相对的内壁(25)是与上述流体流动方向(28)平行的直线形状。
5.如权利要求3所述的平板阀，其特征在于：阀体(1)的与阀件(10)相对的内壁(25)是与上述流体流动方向(28)平行的直线形状。
6.一种平板阀，其包括：
阀体(1)，该阀体(1)具有使流体向一个方向流动的流道(27，27′)；
阀座(2)，该阀座(2)设置在阀体(1)的流道(27，27′)中间；
阀件(10)，该阀件(10)可与阀座(2)接合，以截断或调节流道(27，27′)中的液流；
操纵杆(20)，该操纵杆(20)可在阀体(1)中垂直移动，并且与阀件(10)连接，以使阀件(10)与阀座(2)接合；其中，阀座(2)相对于液流方向(28)有一角度(α)，阀件(10)具有可与阀座(2)接合的平板(11)和设置在平板(11)的平板背部(12)上的长孔(13)，
其特征在于：
该阀件(10)借助于连接件(14)连接在上述操纵杆(20)上，连接件(14)与设在操纵杆(20)一端上的第一支持轴(15)及插入长孔(13)中的第二支持轴(23)相连接；
该阀件(10)通过第三支持轴(18)与阀体(1)连接，该第三支持轴(18)设置在平板(11)的靠近阀座(2)的一端上，当操纵杆(20)使阀件(10)接触阀座(2)时，第二支持轴(23)相对于操纵杆(20)的中心线位于流道(27，27′)的下游位置。
7.如权利要求4所述的平板阀，其特征在于：平板(11)的邻近阀座(2)的侧端部上设有支持片(17)；支架(19)靠近支持片(17)地设置在阀体(1)上；第三支持轴(18)插入设置在支持片(17)上的孔中，并插入设置在支架(19)中的孔中；阀件(10)可转动地支承在第三支持轴(18)上。
8.如权利要求6或7所述的平板阀，其特征在于：倾斜角(α)为90°。
9.如权利要求6所述平板阀，其特征在于：圆筒状的套筒(8)设置在阀体(1)内；该套筒(8)的一端具有环形阀座(2)的开口面，平板(11)的形状与开口面的形状一致。
10.如权利要求7所述平板阀，其特征在于：圆筒状的套筒(8)设置在阀体(1)内；该套筒(8)的一端具有环形阀座(2)的开口面，平板(11)的形状与开口面的形状一致。
11.如权利要求8所述平板阀，其特征在于：圆筒状的套筒(8)设置在阀体(1)内；该套筒(8)的一端具有环形阀座(2)的开口面，平板(11)的形状与开口面的形状一致。
12.如权利要求6或7所述的平板阀，其特征在于：阀体(1)的与阀件(10)相对的内壁(25)是与上述流体流动方向(28)平行的直线形状。
13.如权利要求8所述的平板阀，其特征在于：阀体(1)的与阀件(10)相对的内壁(25)是与上述流体流动方向(28)平行的直线形状。
14.如权利要求9、10或11所述的平板阀，其特征在于：阀体(1)的与阀件(10)相对的内壁(25)是与上述流体流动方向(28)平行的直线形状。
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