CN105650322A - 一种快关安全阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种快关安全阀门，包括棘轮、棘爪、上下壳体、齿轮轴、阀芯杆、弹簧、阀芯压板等构件，在其内部中间位置加工有开口向上的圆环斜面，上壳体与下壳体的上口法兰通过螺钉进行连接，上壳体两侧均设置有同轴圆形凸台，其内均设有同轴圆孔，齿轮轴一端为方形轴，齿轮轴中间位置设有一个直齿圆柱齿轮，齿轮轴的右端设有手轮，齿轮轴安装于上壳体右侧的凸台圆孔内，阀芯杆前侧中间靠上位置设有齿条结构，阀芯杆的齿条结构与齿轮轴中部的直齿圆柱齿轮进行啮合，阀芯压板上侧面设有圆柱凹坑，其外侧面设有向下的圆环形斜面，阀芯弹簧与阀芯杆同轴心安装。由于采用了上述技术方案，本发明实现了阀门快速、安全关闭的功能。

Description

一种快关安全阀门
技术领域
本发明涉及一种快关安全阀门。
背景技术
安全阀一般由阀体、阀芯、驱动装置等组成，广泛应用于各行业，特别是在一些关系生产安全的工业领域，一旦遇到紧急情况，负责流体控制的安全阀必须在尽可能短的时间内关闭阀芯、切断流体，从而降低损失或者避免事故发生。因此，安全速断阀技术及可靠性极其重要。
目前全世界的安全阀主要有两类，一类是气动快关阀，它由气缸内压缩空气驱动，使得阀芯克服联接在阀芯的弹簧的压力而打开阀芯，从而流体可以疏通，当排掉压缩空气后，阀芯在弹簧的驱动下迅速关闭阀芯。当弹簧弹力足够时此类气动快关阀关闭时间主要取决于气缸的排气时间，工程上必须准备有5-8bar压力的压缩空气作为驱动源，设备相对复杂；另一类是电磁阀，它应用电磁感应效应，通电后，线圈产生吸力，直接克服阀芯弹簧力而打开阀芯，使得流体疏通，断电后，线圈磁力消失，阀芯在弹簧驱动下关闭。但是现今的线圈长时间通电后容易损坏，特别是容易过热而烧坏线圈，从而影响工程上应用，国际上一般持续通电工作时间不高于6000小时，国内则不高于1000小时，此外，阀体口径越大，电磁线圈越容易损坏。
总体而言,安全阀芯的执行机构或存在体积大成本高问题，或存在安全响应速度不高、及耐久性不够、口径不大等问题。市场也要求阀芯产品向高技术含量、高可靠性、高使用寿命方向发展。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种快关安全阀门，通过棘轮、齿轮和弹簧等构件，实现一种能够实现快速关闭的安全阀门。
本发明采取的技术方案为：一种快关安全阀门，包括棘轮盖、棘爪轮、上壳体、下壳体、齿轮轴、转套、阀芯杆、阀芯弹簧、小弹簧、阀芯压环、阀芯压板，其特征在于：下壳体为三通结构，其上设有入口法兰、出口法兰和上口法兰，法兰外缘均布设有六个安装孔，在其内部中间位置加工有开口向上的圆环斜面。
进一步的，所述的上壳体下端为安装法兰，与下壳体的上口法兰通过螺钉进行连接，其内部中心位置设有上下贯通的同轴圆孔，且顶端的圆孔带有矩形豁槽，如图3所示，上壳体两侧均设置有同轴圆形凸台，其内均设有同轴圆孔。
进一步的，所述的转套安装于上壳体左侧圆柱孔内，其外部为圆形，其一端内部设有方形盲孔，盲孔底部安装有一个小弹簧，其另一端为不完全圆柱结构，如图4所示，此端与棘爪轮中心的不完全圆孔配合安装。
进一步的，所述的齿轮轴一端为方形轴，方形轴与转套内部的方孔滑动配合，其端部与方孔内小弹簧接触并压缩小弹簧，齿轮轴中间位置设有一个直齿圆柱齿轮，如图5所示，直齿圆柱齿轮右侧的轮齿均进行倒角，使其轮齿端面呈现比较尖锐的状态，齿轮轴的右端设有手轮，手轮左侧设有手轮限位面，如图3所示，手轮与直齿圆柱齿轮之间设有限位凸台，齿轮轴安装于上壳体右侧的凸台圆孔内。
进一步的，所述的棘轮盖内腔底部均布设有棘轮齿，其与上壳体外侧通过螺钉固连在一起，如图4所示，与其配合转动的棘爪轮由弹性材料制作，其上均布设有三个棘爪，其结构形式使棘爪轮只能在棘轮内单向转动。
进一步的，所述的阀芯杆大体为圆柱形结构，其前侧中间靠上位置设有齿条结构，在其背侧上部设有约三分之一杆长的矩形键，阀芯杆安装于上壳体中心圆孔内，上壳体顶端开有带矩形豁口的圆孔，豁口圆孔与阀芯杆上部的带矩形键部分进行配合构成移动副，阀芯杆的齿条结构与齿轮轴中部的直齿圆柱齿轮进行啮合，其下端的球形凸面与阀芯压板上侧的球形凹面进行配合，并由阀芯压环通过螺钉将阀芯杆和阀芯压板固连在一起。
进一步的，所述的阀芯压板上侧面设有圆柱凹坑，凹坑底部为凹球面，其外侧面设有向下的圆环形斜面，此圆环形斜面与下壳体中间位置的圆环形斜面锥度相同，阀芯弹簧与阀芯杆同轴心安装，其上端与上壳体的下端面压紧，其下端与阀芯压板的上侧面压紧。
由于采用了上述技术方案，本发明实现了阀门快速、安全关闭的功能。
附图说明
图1为本发明外观整体示意图。
图2为本发明侧面整体示意图，其中虚线为剖切线。
图3为本发明A-A剖面示意图。
图4为本发明棘轮、棘爪轮啮合剖面示意图。
图5为本发明中齿轮轴局部示意图。
图6为本发明上壳体内部剖面结构示意图。
图7为本发明阀芯压板打开时A-A剖面示意图。
图8为本发明A-A剖面示意图。
附图标号：1-棘轮盖；2-上壳体；201-上壳体法兰；3-齿轮轴；301-手轮；302-限位凸台；303-直齿圆柱齿轮；304-方形轴；305-手轮限位面；4-下壳体；401-出口法兰；402-入口法兰；403-上口法兰；404-下壳体圆环斜面；5-阀芯杆；501-矩形键；6-棘爪轮；7-转套；8-阀芯压环；9-阀芯弹簧；10-阀芯压板；1001-阀芯压板圆环斜面；11-小弹簧。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，一种快关安全阀，包括棘轮盖1、棘爪轮6、上壳体2、下壳体4、齿轮轴3、转套7、阀芯杆5、阀芯弹簧9、小弹簧11、阀芯压环8、阀芯压板10，其特征在于：下壳体4为三通结构，其上设有入口法兰402、出口法兰401和上口法兰403，法兰外缘均布设有六个安装孔，在其内部中间位置加工有开口向上的圆环斜面404。
所述的上壳体2下端为安装法兰201，与下壳体4的上口法兰403通过螺钉进行连接，其内部中心位置设有上下贯通的同轴圆孔，且顶端的圆孔带有矩形豁槽，如图3所示，上壳体2两侧均设置有同轴圆形凸台，其内均设有同轴圆孔。
所述的转套7安装于上壳体2左侧圆柱孔内，其外部为圆形，其一端内部设有方形盲孔，盲孔底部安装有一个小弹簧11，其另一端为不完全圆柱结构，如图4所示，此端与棘爪轮6中心的不完全圆孔配合安装。
所述的齿轮轴3一端为方形轴304，方形轴304与转套7内部的方孔滑动配合，其端部与方孔内小弹簧11接触并压缩小弹簧11，齿轮轴3中间位置设有一个直齿圆柱齿轮303，如图5所示，直齿圆柱齿轮303右侧的轮齿均进行倒角，使其轮齿端面呈现比较尖锐的状态，齿轮轴3的右端设有手轮301，手轮301左侧设有手轮限位面305，如图3所示，手轮301与直齿圆柱齿轮303之间设有限位凸台302，齿轮轴3安装于上壳体2右侧的凸台圆孔内。
所述的棘轮盖1内腔底部均布设有棘轮齿，其与上壳体2外侧通过螺钉固连在一起，如图4所示，与其配合转动的棘爪轮6由弹性材料制作，其上均布设有三个棘爪，其结构形式使棘爪轮6只能在棘轮内单向转动。
所述的阀芯杆5大体为圆柱形结构，其前侧中间靠上位置设有齿条结构，在其背侧上部设有约三分之一杆长的矩形键501，阀芯杆5安装于上壳体2中心圆孔内，上壳体2顶端开有带矩形豁口的圆孔，豁口圆孔与阀芯杆5上部的带矩形键部分进行配合构成移动副，阀芯杆5的齿条结构与齿轮轴3中部的直齿圆柱齿轮303进行啮合，其下端的球形凸面与阀芯压板10上侧的球形凹面进行配合，并由阀芯压环8通过螺钉将阀芯杆5和阀芯压板10固连在一起。
所述的阀芯压板10上侧面设有圆柱凹坑，凹坑底部为凹球面，其外侧面设有向下的圆环形斜面1001，此圆环形斜面1001与下壳体4中间位置的圆环形斜面404锥度相同，阀芯弹簧9与阀芯杆5同轴心安装，其上端与上壳体2的下端面压紧，其下端与阀芯压板10的上侧面压紧。
本发明的实施例：如图3、图7所示，阀芯压板10的外圆环斜面1001与下壳体4中间圆环斜面404贴合时，阀体处于关闭断流状态，需要打开阀门时，如图7所示，逆时针转动手轮301，转套7带动棘爪轮6发生转动，直齿圆柱齿轮303逆时针转动，与其啮合的齿条结构向上移动，即阀芯杆5带动阀芯压板10向上移动，阀门打开，流体可以流通，由于棘爪轮6与棘轮的啮合关系使齿轮轴3只能逆时针转动而不能反向转动，因此阀芯压板10被打开后就能够保持打开状态。
当需要迅速关闭阀门时，如图8所示，只需向左推动手轮301，使手轮限位面305与上壳体2外部右侧圆台接触后，直齿圆柱齿轮302便会与阀芯杆5上部的齿条结构脱离啮合，在阀芯弹簧9的推力作用下，阀芯杆5和阀芯压板10迅速向下移动，将阀门闭合切断流体连通，之后松开对手轮301施加的推力，在小弹簧11推力的作用下，齿轮轴3向右滑动，限位凸台302与上壳体2内部右侧圆台接触后齿轮轴3停止滑动，直齿圆柱齿轮303和齿条结构重新啮合。

Claims (4)

1.一种快关安全阀门，包括棘轮盖（1）、棘爪轮（6）、上壳体（2）、下壳体（4）、齿轮轴（3）、转套（7）、阀芯杆（5）、阀芯弹簧（9）、小弹簧（11）、阀芯压环（8）、阀芯压板（10），其特征在于：下壳体（4）为三通结构，其上设有入口法兰（402）、出口法兰（401）和上口法兰（403），法兰外缘均布设有六个安装孔，在其内部中间位置加工有开口向上的圆环斜面（404），上壳体（2）下端为安装法兰（201），与下壳体（4）的上口法兰（403）通过螺钉进行连接，其内部中心位置设有上下贯通的同轴圆孔，且顶端的圆孔带有矩形豁槽，如图3所示，上壳体（2）两侧均设置有同轴圆形凸台，其内均设有同轴圆孔，转套（7）安装于上壳体（2）左侧圆柱孔内，其外部为圆形，其一端内部设有方形盲孔，盲孔底部安装有一个小弹簧（11），其另一端为不完全圆柱结构，如图4所示，此端与棘爪轮（6）中心的不完全圆孔配合安装。
2.如权利要求1所述的一种快关安全阀门，其特征在于：所述的齿轮轴（3）一端为方形轴（304），方形轴（304）与转套（7）内部的方孔滑动配合，其端部与方孔内小弹簧（11）接触并压缩小弹簧（11），齿轮轴（3）中间位置设有一个直齿圆柱齿轮（303），如图5所示，直齿圆柱齿轮（303）右侧的轮齿均进行倒角，使其轮齿端面呈现比较尖锐的状态，齿轮轴（3）的右端设有手轮（301），手轮（301）左侧设有手轮限位面（305），如图3所示，手轮（301）与直齿圆柱齿轮（303）之间设有限位凸台（302），齿轮轴（3）安装于上壳体（2）右侧的凸台圆孔内。
3.如权利要求1所述的一种快关安全阀门，其特征在于：所述的棘轮盖（1）内腔底部均布设有棘轮齿，其与上壳体（2）外侧通过螺钉固连在一起，如图4所示，与其配合转动的棘爪轮（6）由弹性材料制作，其上均布设有三个棘爪，其结构形式使棘爪轮（6）只能在棘轮内单向转动。
4.如权利要求1所述的一种快关安全阀门，其特征在于：所述的阀芯杆（5）大体为圆柱形结构，其前侧中间靠上位置设有齿条结构，在其背侧上部设有约三分之一杆长的矩形键（501），阀芯杆（5）安装于上壳体（2）中心圆孔内，上壳体（2）顶端开有带矩形豁口的圆孔，豁口圆孔与阀芯杆（5）上部的带矩形键部分进行配合构成移动副，阀芯杆（5）的齿条结构与齿轮轴（3）中部的直齿圆柱齿轮（303）进行啮合，其下端的球形凸面与阀芯压板（10）上侧的球形凹面进行配合，并由阀芯压环（8）通过螺钉将阀芯杆（5）和阀芯压板（10）固连在一起。
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