CN105650289B - 适于程控的截止阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于程控的截止阀，包括阀门本体和驱动装置，所述阀盖的上下两端分别与所述驱动装置和所述阀体固定连接，所述阀盖的通孔呈内径下小上大的阶梯状，分为若干等径的孔段，下孔段为阀杆孔孔段，上孔段为联接腔孔段，两者之间为密封函孔段，内设带有内外密封圈的密封套管，所述中腔下部的内壁上设有若干竖向的导向筋，所述导向筋的内侧面为光滑的圆柱面，所述驱动装置为竖向布置的液压缸，所述液压缸的推杆下端延伸至所述阀盖通孔的联接腔段内并通过联轴器与所述阀杆的上端连接，所述液压缸还可以设有信号采集装置。本发明适于积木化设计，阀瓣运行稳定，密封效果好，对阀杆的阻力小，且可进行程控。

Description

适于程控的截止阀

技术领域

本发明涉及一种适于程控的截止阀。

背景技术

现有截止阀包括阀体和固定安装在阀体上的阀盖，阀盖盖住阀体上的装配口，与阀体共同构成阀门壳体，阀门壳体内的阀腔依次分为进口腔、中腔和出口腔，进口腔的端口构成阀门进口，出口腔的端口构成阀门出口，中腔和出口腔之间设有环形的阀座，所述阀座水平布置，阀座中央的通孔连通中腔和出口腔，中腔内还设有阀瓣，阀瓣和阀座构成阀门的密封副，分别设有相互对应的密封面，当阀瓣在阀门驱动装置的带动下与阀座压力接触时，阀座中央的通孔被阀瓣封堵住，阀门处于关闭状态，当阀瓣在阀门驱动装置的带动下脱离阀座时，经阀座中央通孔的介质通道开通，阀门处于开启状态，阀门驱动装置通过阀杆连接阀瓣，阀杆穿过阀盖上的阀杆孔，一端位于中腔内，连接阀瓣，另一端位于阀门壳体外，连接驱动装置，阀杆穿过阀盖的部位设有填料函，所述填料函内设有密封填料，用于在允许阀杆上下移动的同时实现阀杆与阀座之间的密封，避免阀门壳体内的介质泄漏出来，阀门驱动装置通常可以采用液压缸。这种截止阀存在下列缺陷：一是阀杆与液缸推杆（活塞杆）连体，将阀门和阀门驱动装置连在一起，不利于总体构造的积木化设计，提高了制造精度要求，增加了装配难度；二是阀瓣在工作中定位不稳定，易造成阀门在工作中振动；三是阀杆与阀盖之间密封用的填料函结构易造成阀杆阻力大，且易泄露；四是阀体与阀盖之间垫片采用开式结构，易造成垫片流失，挤压力减小，密封失效；五是没有远传信号装置，不易实现远程控制。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种适于程控的截止阀，这种截止阀适于阀门本体和驱动装置总体构造的积木化设计，阀瓣运行稳定，密封效果好，对阀杆的阻力小，且可进行程控。

本发明所采用的技术方案：一种适于程控的截止阀，包括阀门本体和驱动装置，所述阀门本体包括阀体、阀盖、阀瓣和阀杆，所述阀盖盖在所述阀体顶部的阀体装配口并与所述阀体密封连接，与所述阀体共同构成阀门壳体，所述阀门壳体内的阀腔依次为进口腔、中腔和出口腔，所述中腔和出口腔之间设有阀座，所述阀座呈环形，其中央通孔连通所述中腔和出口腔，所述阀瓣位于所述中腔内，所述阀盖呈柱形，所述阀盖的上下两端分别与所述驱动装置和所述阀体固定连接，所述阀盖设有沿轴线的阀盖通孔，所述阀盖通孔呈内径下小上大的阶梯状，分为若干等径的孔段，所述阀盖通孔的下孔段为阀杆孔孔段，上孔段为联接腔孔段，所述阀杆穿过所述阀杆孔孔段，下端延伸至所述中腔并连接所述阀瓣，上端延伸至所述联接腔孔段，所述驱动装置为竖向布置的液压缸，所述液压缸的推杆穿过液压缸缸体的底部，其下端延伸至所述阀盖通孔的联接腔段内并通过联轴器与所述阀杆的上端连接，所述联轴器位于所述联接腔孔段内，所述联轴器、阀杆和推杆的侧面与所述联接腔孔段的孔壁之间均留有距离。

本发明的有益效果：由于驱动装置和阀门本体为可分离的独立装置，两者各相关部分之间均可以采用可拆卸的连接方式连接，可以方便地将液压缸和阀门本体组装在一起，也可以方便地将组装在一起的液压缸和阀门本体拆分开，由此实现了总体构造的积木化设计，方便了生产、安装和维护。

附图说明

图1是本发明的示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明提供了一种适于程控的截止阀，其包括阀门本体100和驱动装置300，所述阀门本体包括阀体101、阀盖102、阀瓣122和阀杆123，所述阀盖盖在所述阀体顶部的阀体装配口并与所述阀体密封连接，由此封闭住所述阀体顶部的阀体装配口，与所述阀体共同构成阀门壳体，所述阀体装配口为阀腔在阀体上的开口，通常是为了阀体内部件的组装而设置，将相应的内部件装配后，用阀盖封住，所述阀门壳体内的阀腔依次为进口腔111、中腔112和出口腔113，所述进水腔的进水侧端口构成所述阀门进口，所述出水腔的出水侧端口构成所述阀门出口，所述进口腔、中腔和出口腔依次连通，形成自阀门进口至阀门出口的介质通道，所述阀体顶部的装配口通常应设在所述中腔的上端，以适应阀瓣和阀座等在中腔（或通过中腔）的安装和设置，所述中腔和出口腔之间设有阀座121，所述阀座通常应水平设置，以适应于阀瓣的上下移动方式，所述阀座呈环形，其中央通孔连通所述中腔和出口腔，所述阀瓣位于所述中腔内，所述阀盖呈柱形，通常应为立式，以便将与阀杆装配配套的件安装在阀盖的立式腔体内，适宜于阀杆上下延伸的安装方式，实现阀杆与阀盖之间的可靠密封，所述阀盖的上下两端分别与所述驱动装置和所述阀体固定连接，由此实现所述驱动装置在阀门主体上的安装和固定，所述阀盖设有沿轴线的阀盖通孔，该通孔构成所述阀盖的立式腔体，所述阀盖通孔呈内径下小上大的阶梯状，分为若干等径的孔段，所述阀盖通孔的下孔段为阀杆孔孔段，上孔段为联接腔孔段，所述阀杆穿过所述阀杆孔孔段，下端延伸至所述中腔并连接所述阀瓣，上端延伸至所述联接腔孔段，所述驱动装置为竖向布置的液压缸，所述液压缸的推杆（活塞杆或与活塞杆连接的轴向延伸杆）311穿过液压缸缸体的底部，其下端延伸至所述阀盖通孔的联接腔段内并通过联轴器与所述阀杆的上端连接，所述联轴器位于所述联接腔孔段内，由于所述联轴器随着驱动装置的推杆上下移动，所述联轴器的全部行程通常均应位于所述阀盖通孔的上孔段内，所述联轴器、阀杆和推杆的侧面与所述联接腔孔段的孔壁之间均留有距离，以保证移动的灵活性并便于联接腔孔段内各件的组装，通常采用上述连接方式，可以将所述阀门本体和驱动装置均设置为可拆分的独立装置，便于各装置的制造和整体组装，也便于拆卸和维护。

所述联轴器优选采用允许存在水平方向偏移的联轴器。例如，所述联轴器包括与所述阀杆同轴（轴线位于同一直线上）的联接杆201和与所述推杆同轴的联接杯204，所述联接杆的下端与所述阀杆固定连接，所述联接杯的上端与所述推杆固定连接，所述联接杯设有开口朝向的杯腔，所述杯腔的开口处设有带有竖向通孔的堵头203，所述联接杆穿过所述堵头的竖向通孔，其上端的联接部202位于所述联接杯的杯腔内且采用不能经由所述堵头的竖向通孔脱出的结构（例如，当所述联接杆的联接部和所述堵头的竖向通孔的横截面均呈圆形时，所述联接杆的联接部在水平方向的最大直径大于所述堵头的竖向通孔的直径），所述联接杆的联接部与所述联接杯的内壁在水平方向上留有间隙，由此在允许所述联接杆相对于所述联接杯有一定程度上的不同轴或水平偏移的同时，通过所述堵头将所述联接杆的联接部约束在所述联接杯的杯腔内，以进行竖向（轴向）上的力和运动的传递。可以通过调节所述堵头在所述联接杯上的竖向位置，调节所述联接杆在竖向上的可移动幅度或所述堵头对所述联接杆的联接部的压紧程度。由于这种联轴器允许所连接的推杆和阀杆之间在水平方向上有一定的相对偏移，明显降低了对相关件加工精度和装配精度的要求，有利于降低成本，保证运行性能。

所述联接杆与所述阀杆之间的固定连接方式以及所述联接杯与所述推杆之间的固定连接方式可以采用任意适宜的现有技术。例如，所述联接杆的下端插入所述阀杆上端中央的竖向连接孔，优选与所述阀杆上端中央的竖向连接孔过渡配合或过盈配合，并可以通过穿过所述阀杆和所述联接杆的横向销钉206固定，所述联接杯上端与所述推杆之间也可以采用上述插接方式，或者，优选的，所述联接杯与所述推杆采用一体结构，由此，所述联接杯可视为在该一体结构底部中央设置了一个竖向盲孔，该盲孔构成所述联接杯的杯腔，其孔壁构成所述联接杯的杯壁。该一体结构的下部优选呈直径大于该一体结构的主体部分直径的柱形，以保证联接杯的壁厚和强度，所述堵头从所述联接杯的下端旋接在所述联接杯上，所述堵头可以带有与所述联接杯旋接的外螺纹，相应地，所述联接杯的内壁上带有对应的内螺纹，采用这种旋接方式，便于确定和调整堵头在联接杯上的竖向（轴向）位置，以便调节所述联接杆的联接部在竖向上的松紧程度。

所述堵头和联接杯之间可以设有定位销或定位螺钉。

所述堵头的侧壁上可以设有光孔，优选盲孔，以便在安装和拆卸时插入改锥等，限制堵头旋转。

所述推杆的侧壁上也可以设有光孔205，优选盲孔，以便在安装和拆卸时插入改锥等，限制推杆旋转。

优选的，所述联接杆的联接部呈旋转对称的平滑的外凸形。

进一步优选的，所述联接杆的联接部呈球形（大于半球的球缺形）或椭球形（大于半球的椭球缺）。

所述阀体的进口侧和出口侧的端部均可以设有法兰结构106或其他连接结构，以方便在管道上的安装。

优选的，所述中腔下部的内壁上设有若干竖向的导向筋105，所述导向筋在阀瓣周向上的分布区域优选大于半圆，各所述导向筋的内侧面（径向上的内侧表面）与所述阀瓣应有的外侧面行程轨迹（阀瓣在不出现偏移和振动等状况时的行程轨迹）之间留有起导向作用的微小间隙，挡在所述阀瓣的周围。由于通常情况下所述中腔的下部位于所述进口腔的延长线上，可视为与所述进口腔的交汇区域，该区域的水平方向尺寸通常要大于所述阀瓣的外径，阀瓣在该区域运动时周边不受阻挡，因此仅凭阀杆的刚性不足以保证阀瓣不因介质流冲击和扰动等因素而偏移正常轨迹或摆动（振动），通过上述导向筋的设置，可以有效地避免阀瓣在移动过程中出现水平向的偏移和振动，有利于保证阀门的密封效果和延伸使用寿命。所称起导向作用的微小间隙是指该间隙的大小足以允许阀瓣顺畅移动且足以限制阀瓣出现不允许的水平偏移或摆动，由此实现对阀瓣上下移动的导向和限位作用。

所述导向筋的内侧面优选为光滑的圆柱面，该柱面形的轴线优选与阀瓣的中心轴线重叠，并可以经阀体顶部的装配口机加工而成，所述阀体顶部的装配口优选位于所述阀瓣的正上方且大于所述阀瓣的横截面面积。

所述阀体顶部的装配口孔壁、所述中腔上部的内壁和所述导向筋的内表面可以位于同一个圆柱面上，该圆柱面的直径略大于所述阀瓣的外径，这些面可以在阀体铸件上经相同的机加工方法形成，可以在同一工艺过程中加工出上述各面，由此形成的所述装配口即为所述中腔延伸在阀体顶部的开口，所述中腔上部和所述导向筋与所述阀瓣之间均留有起导向作用的微小间隙，由此，不仅方便加工和装配，而且还能够保证阀瓣移动顺畅，并避免阀瓣的水平向偏移和振动。

所述导向筋的数量优选等于3个或大于3个，通常可以依据中腔内部的构造，使各导向筋在周向上均匀分布或基本均匀分布，或采用其他允许的分布方式，保证导向效果。

优选的，所述阀盖通孔中还设有密封函孔段，所述密封函孔段位于所述阀杆孔孔段和联接腔孔段之间，所述密封函孔段内设有密封套管107，所述阀杆穿过所述密封套管的管孔且与所述密封套管的管孔孔壁（管孔的侧壁）之间留有装配间隙，所述密封套管的管孔孔壁上设有一个或多个水平的内密封环槽，所述密封套管的外侧面上设有一个或多个水平的外密封环槽，所述内密封环槽和外密封环槽上分别嵌装有阀杆密封圈和阀盖密封圈108，由此，所述阀杆密封圈的内侧与所述阀杆相互挤压形成密封，所述阀盖密封圈的外侧与所述密封函孔段的孔壁相互挤压形成密封，相对于通过填料函密封而言，这种密封方式的密封效果好，可靠性高，寿命长，且对阀杆移动的阻力小。

可以在所述密封套管的上端设置密封压环109，通过螺丝将密封压环紧固在所述密封函孔段和联接腔孔段的阶台端面上，由此实现对密封套管的固定。

所述阀杆密封圈和阀盖密封圈均可以为O型圈。

所述阀杆孔的孔壁上设有水平的阀杆孔密封环槽，所述阀杆孔密封环槽上嵌装有阀杆孔密封圈103，由此，所述阀杆孔密封圈的内侧与所述阀杆挤压形成密封，以进一步提高阀杆密封性能。

所述阀杆孔密封圈可以为O型圈。

所述阀瓣底部的周边可以设有环形缺口，通常为直角缺口（横截面的边缘呈直角），所述环形缺口上安装有环形的阀瓣密封件125，所述阀瓣底部固定安装有密封件压板126，通常可以通过螺丝127将所述密封件压板紧固在所述阀瓣的底面上，以实现密封件压板的固定安装，所述密封件压板的周边压在所述阀瓣密封件的径向内侧区域上，由此不仅实现了阀瓣密封件的固定，而且还便于安装、拆卸、更换和维护。

所述联接腔孔段的轴向长度通常可以大于所述阀杆孔孔段和密封函孔段的长度之和。

所述密封函孔段的内径通常应大于所述阀杆孔孔段的内径，所述联接腔孔段的内径优选大于所述密封函孔段的内径。

所述阀盖的上下两端优选设有连接法兰结构，所述阀体上端和所述液压缸下端设有相应的法兰结构，由此可以通过法兰连接方式实现阀体和阀盖之间以及阀盖和液压缸之间的固定连接。

所述联接腔孔段的孔壁上可以设有一个或多个竖向长条孔（窗口）104，也可以不设有竖向长条孔，当设置多个长条孔时，所述长条孔的数量优选为2个、3个或4个，可以通过这个/这些孔观察内部情况并对联轴器等内部件进行操作，例如通过长条孔插入改锥等，进行装配和拆卸，当所述设置的长条孔的总面积足够大时，也可以将联接腔孔段处的阀盖视为由多个弧面状立柱构成的框架结构。

所述液压缸的推杆侧腔和无推杆侧腔均以设有介质管道接口，所述介质管道接口均可以设有法兰321，以便通过相应的外管道法兰322与外管道连接。

所述液压缸的缸体可以包括筒状主体301和分别安装在所述筒状主体上下两端的上下端盖303、302，所述筒状主体的一端或两端还可以设有与相应端端盖连接的适宜结构，当所述液压缸的上下两端设有法兰时，所述上下两端的法兰采用所述上下端盖上的法兰结构。

所述阀体和液压缸可以依据现有技术在需要的地方设置密封，例如，所述液压缸的活塞312与缸体的筒状主体之间、所述推杆与所述液压缸的下端盖（液压缸缸体的底部）之间以及所述位移采样杆（如果有的话）与所述液压缸的上端盖（液压缸缸体的顶部）之间均可依据现有技术设置密封圈和用于嵌装相应密封圈的环形凹槽。

所述液压缸设有能够采集推杆移动信号和/或位置信号的信号采集装置401，所述信号采集装置可以根据实际需要设有或不设有通信系统，以便将采集到的信号发送出去。

所述信号采集装置优选设有位移采样杆411，所述位移采样杆穿过所述液压缸缸体的顶部，其下端固定连接所述液压缸的活塞，由此，位移采样杆在活塞的带动下与推杆同步且同幅度的移动，将推杆的位置信号和/或移动信号传递给信号采集装置，所述信号采集装置可以利用任意适宜的现有技术或其他技术，将位移采样杆的位置/移动信号转换电信号，以便后续的信号处理。

所述液压缸还可以设有用于控制其液路的控制装置，以控制液路的通断和介质流量，进而控制推杆动作，控制阀门状态。

所述控制装置可以是阀门的专用控制装置，也可以是使用该阀门的介质输送系统的控制装置，还可以是介质输送系统涉及的生产系统的控制装置，可以是本地控制装置，也可以是远程控制系统。

所述信号采集装置的信号可以通过有线和/或无线通信方式接入所述控制装置，以此作为反馈控制信号进行液压缸的控制。

本发明公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (9)

1.一种适于程控的截止阀，其特征在于包括阀门本体和驱动装置，所述驱动装置和阀门本体为可分离的独立装置，两者各相互连接的部分之间均采用可拆卸的连接方式连接，所述阀门本体包括阀体、阀盖、阀瓣和阀杆，所述阀盖盖在所述阀体顶部的阀体装配口并与所述阀体密封连接，与所述阀体共同构成阀门壳体，所述阀门壳体内的阀腔依次为进口腔、中腔和出口腔，所述中腔和出口腔之间设有阀座，所述阀座呈环形，其中央通孔连通所述中腔和出口腔，所述阀瓣位于所述中腔内，所述阀盖呈柱形，所述阀盖的上下两端分别与所述驱动装置和所述阀体固定连接，所述阀盖设有沿轴线的阀盖通孔，所述阀盖通孔呈内径下小上大的阶梯状，分为若干等径的孔段，所述阀盖通孔的下孔段为阀杆孔孔段，上孔段为联接腔孔段，所述阀杆穿过所述阀杆孔孔段，下端延伸至所述中腔并连接所述阀瓣，上端延伸至所述联接腔孔段，所述驱动装置为竖向布置的液压缸，所述液压缸的推杆穿过液压缸缸体的底部，其下端延伸至所述阀盖通孔的联接腔段内并通过联轴器与所述阀杆的上端连接，所述联轴器位于所述联接腔孔段内，所述联轴器、阀杆和推杆的侧面与所述联接腔孔段的孔壁之间均留有距离，所述联轴器采用允许存在水平方向偏移的联轴器，所述联轴器包括与所述阀杆同轴的联接杆和与所述推杆同轴的联接杯，所述联接杆的下端与所述阀杆固定连接，所述联接杯的上端与所述推杆固定连接，所述联接杯设有开口朝向的杯腔，所述杯腔的开口处设有带有竖向通孔的堵头，所述联接杆穿过所述堵头的竖向通孔，其上端的联接部位于所述联接杯的杯腔内且采用不能经由所述堵头的竖向通孔脱出的结构，所述联接杆的联接部与所述联接杯的内壁在水平方向上留有间隙。

2.如权利要求1所述的适于程控的截止阀，其特征在于所述中腔下部的内壁上设有若干竖向的导向筋，所述导向筋在阀瓣周向上的分布区域大于半圆，各所述导向筋的内侧面与所述阀瓣应有的外侧面行程轨迹之间留有起导向作用的微小间隙，挡在所述阀瓣的周围。

3.如权利要求2所述的适于程控的截止阀，其特征在于所述导向筋的内侧面为光滑的圆柱面，所述阀体顶部的装配口位于所述阀瓣的正上方且大于所述阀瓣的横截面面积。

4.如权利要求3所述的适于程控的截止阀，其特征在于所述导向筋的数量等于3个或大于3个。

5.如权利要求1、2、3或4所述的适于程控的截止阀，其特征在于所述阀盖通孔中还设有密封函孔段，所述密封函孔段位于所述阀杆孔孔段和联接腔孔段之间，所述密封函孔段内设有密封套管，所述阀杆穿过所述密封套管的管孔且与所述密封套管的管孔孔壁之间留有装配间隙，所述密封套管的管孔孔壁上设有一个或多个水平的内密封环槽，所述密封套管的外侧面上设有一个或多个水平的外密封环槽，所述内密封环槽和外密封环槽上分别嵌装有阀杆密封圈和阀盖密封圈。

6.如权利要求5所述的适于程控的截止阀，其特征在于所述阀杆孔的孔壁上设有水平的阀杆孔密封环槽，所述阀杆孔密封环槽上嵌装有阀杆孔密封圈，所述阀杆密封圈、阀盖密封圈和阀杆孔密封圈均为O型圈。

7.如权利要求5所述的适于程控的截止阀，其特征在于所述联接腔孔段的孔壁上设有或不设有竖向长条孔，当设有所述竖向长条孔时，所述竖向长条孔的数量为一个或多个。

8.如权利要求7所述的适于程控的截止阀，其特征在于所述阀瓣底部的周边设有环形缺口，所述环形缺口上安装有环形的阀瓣密封件，所述阀瓣底部固定安装有密封件压板，所述密封件压板的周边压在所述阀瓣密封件的径向内侧区域上。

9.如权利要求8所述的适于程控的截止阀，其特征在于所述液压缸设有能够采集推杆移动信号和/或位置信号的信号采集装置，所述信号采集装置设有通信系统，所述信号采集装置设有位移采样杆，所述位移采样杆穿过所述液压缸缸体的顶部，其下端固定连接所述液压缸的活塞。