CN106246992A - 一种高温高压阀门复合启闭装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温高压阀门复合启闭装置，在现有技术采用锥阀和球阀双重密封结构的基础上，对阀门的传动机构进行改进，包括对传动单元的改进、球阀传动单元的改进和锥阀传动单元的改进；本发明在现有高密封性能阀门的基础上，进一步增加了零件加工工艺简单、维护成本低，零部件易于更换、传动效率高的特点，具有很高的实用价值。具体地，所述传动单元，采用手轮输入动力，设置涡轮蜗杆将手轮的动力传至所述高温高压阀门复合启闭装置内部的传动机构，其中起关键性作用的是槽轮机构，本发明巧妙性地利用槽轮机构的特性，相比于现有技术采用凸轮结构，槽轮结构不仅能有效、精确地控制了阀门的启闭；且结构工艺简单、不易损坏、便于维护。

Description

一种高温高压阀门复合启闭装置

技术领域

本发明涉及一种阀门，更具体地，涉及一种高温高压阀门复合启闭装置。

背景技术

我国阀门行业仍然存在着一些问题，阀门企业主要以低层次、小规模、家庭作坊式企业为主；由于重复投资，技术引进不够，产品仍然是低质量的大众产品。目前我国阀门企业生产的阀门大都存在内漏、外漏、外观质量不高、寿命短、操作不灵活以及阀门的电动装置和气动装置不可靠等缺点，部分商品只相当于上世纪80年代初的国际水平，一些高温高压阀门主要依靠进口。

高温高压阀门主要应用于电力、石油、化工、冶金等行业，普遍应用于比较恶劣的工作环境，由于其工作在高温高压的工况下，阀门的泄露是主要的行业难题，目前主要的解决方法为加强阀门的密封装置，专利号为 CN200720062444.3，公开了一种活动式复合阀，采取锥阀和球阀双重密封，解决了阀门泄漏的顽疾，实现了零泄漏。但是，该装置主要采用凸轮作为传动机构，如果要保证密封锥体和密封球体的先后分步密封，存在加工精度要求较高和传动效率较低等问题，而且凸轮为高副接触传动，接触面应力较大，凸轮容易损坏，增加了维护成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用锥阀和球阀双重密封，结构工艺简单、传动效率高，不易损坏、维护成本低的高温高压阀门复合启闭装置。

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种高温高压阀门复合启闭装置，包括阀门上盖、上阀体、填料仓、下阀体、传动单元、球阀传动单元和锥阀传动单元；还包括定位盖和与定位盖平行的支撑件，定位盖设置于阀门上盖与上阀体之间，支撑件设置于上阀体中；

传动单元包括驱动装置、蜗杆、轴承座、蜗杆轴承、蜗轮、传动轴和槽轮机构；

所述驱动装置与所述蜗杆端部固定；所述涡轮与蜗杆相适配；蜗杆轴承安装于轴承座，轴承座固定于所述支撑件上；蜗杆未连接驱动装置的一端穿过所述上阀体和蜗杆轴承，蜗杆穿过上阀体处安装有轴承；所述传动轴包括相互平行的传动轴一和传动轴二；所述槽轮机构包括主动销轮和从动槽轮，所述从动槽轮包括从动槽轮一和从动槽轮二，主动销轮位于从动槽轮一和从动槽轮二之间；主动销轮包括圆盘和三根销子，所述圆盘靠近从动槽轮一的一面为顶面，靠近从动槽轮二的一面为底面；三个销子安装于圆盘的0度，90度和180度处，安装于0度和90度处的销子从圆盘的顶面伸出，安装于180度处的销子的两端分别从圆盘的顶面和底面伸出；所述从动槽轮一和从动槽轮二上各均布有四个互成90度的通槽，通槽的宽度大于销子的外径，所述销子伸出圆盘的长度大于从动槽轮至圆盘的距离；主动销轮带动从动槽轮一转动270度后，从动槽轮二开始转动；所述涡轮和主动销轮固定于传动轴一，涡轮置于主动销轮之上；所述从动槽轮一固定于传动轴二；传动轴二上固定有与从动槽轮一平行的第一齿轮，第一齿轮置于从动槽轮一之上；

球阀传动单元包括密封球体、球阀开关轴和限位装置，球阀开关轴的一端固定有密封球体，球阀开关轴的另一端与从动槽轮二固定连接，限位装置设置于所述填料仓与从动槽轮二之间；限位装置包括球阀限位片和球阀限位底座；球阀限位底座包括底部和两块限位块，底部固定于填料仓上，两块限位块对称设置于底部上；球阀限位片与所述球阀开关轴固定，并置于两块限位块之间使得球阀开关轴只能顺时针或者逆时针旋转90度；

锥阀传动单元包括锥阀开关、锥阀开关轴、密封椎体和传动组；所述锥阀开关包括套筒和套在套筒外的锥阀齿轮，所述套筒内开有内螺纹，所述锥阀开关轴上设置有与所述内螺纹相适配的外螺纹；锥阀开关轴穿过所述支撑件，锥阀开关轴的一端与所述套筒螺纹连接，另一端与所述密封椎体固定，套筒的另一端与所述定位盖活动连接；所述传动组将第一齿轮的转动动力传至所述锥阀齿轮；

所述传动轴一和传动轴二均与定位盖垂直，传动轴一和传动轴二均是一端与所述定位盖活动链接，另一端与所述支撑件活动连接。

进一步地，所述传动轴一和传动轴二通过轴承与所述定位盖和/或支撑件活动连接；所述定位盖包括轴承安装版和轴承盖板；所述轴承安装版上开有T形孔，轴承置于T形孔半径较大的孔中，轴承的外圈与轴承盖板固定。轴承安装板是安放传动轴上轴承的，而轴承盖板主要起到定位轴承外圈的作用，防止其向轴向方向窜动。

进一步地，所述涡轮、主动销轮通过键与传动轴一连接；所述从动槽轮一、第一齿轮通过键与传动轴二连接。

进一步地，所述传动组包括至少一个齿轮组，每个齿轮组包括2个齿轮和1个转轴，齿轮固定于所述转轴；；转轴的一端与所述支撑件活动连接和/或转轴的另一端与所述定位盖活动连接。

更进一步地，所述齿轮通过键与所述转轴连接

设置多个齿轮组，是为了改变传动比，这和锥阀杆的外螺纹的螺距有关，螺距越大需要的传动比越小。因此当螺距较大时，设置多对齿轮，在角速度最快的锥阀齿轮的带动下，锥阀杆只要转动几圈就可把密封球体提升或下降较大的距离，实现锥阀开启。

进一步地，所述限位片通过锁紧螺帽固定于所述球阀开关轴。

更进一步地，以上所述键为平键或者花键。

更进一步地，所述驱动装置为手轮，所述手轮与与所述蜗杆端部固定。

更进一步地，所述驱动装置包括电机和减速器，所述减速器输出轴与所述蜗杆端部连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的高温高压阀门复合启闭装置，在现有技术采用锥阀和球阀双重密封结构的基础上，对阀门的传动机构进行改进，包括对传动单元的改进、球阀传动单元的改进和锥阀传动单元的改进；本发明在现有高密封性能阀门的基础上，进一步增加了零件加工工艺简单、维护成本低，零部件易于更换、传动效率高的特点，具有很高的实用价值。具体地，所述传动单元，采用驱动装置输入动力，优选采用手轮，设置涡轮蜗杆将手轮的动力传至所述高温高压阀门复合启闭装置内部的传动机构，其中起关键性作用的是槽轮机构，本发明巧妙性地利用槽轮机构的特性，相比于现有技术采用凸轮结构，槽轮结构不仅能有效、精确地控制了阀门的启闭；且结构工艺简单、不易损坏、便于维护；槽轮机构中的主动销轮与从动槽轮一及从动槽轮二的配合使用，使得密封锥体和密封球体分步转动，先密封锥体完成密封，密封球体进一步密封，从而实现了严谨的双重密封。设置齿轮组将槽轮机构的动力输送至所述密封锥体和密封球体，采用齿轮组作为传动机构，使用标准齿轮传动，传动效率较高且更换方便。

进一步地，涡轮、主动销轮通过键与传动轴一连接，所述从动槽轮一、第一齿轮通过键与传动轴二连接，所述齿轮通过键与所述转轴连接；采用键连接，便于维修和更换，降低维修成本。

附图说明

图1实施例1一种高温高压阀门复合启闭装置外观图。

图2实施例1上阀体立体图。

图3实施例1一种高温高压阀门复合启闭装置立体图（面向手轮）。

图4实施例1一种高温高压阀门复合启闭装置面向手轮立体图（背向手轮）。

图5实施例1槽轮结构立体图。

图6实施例1限位装置立体图。

图7实施例1一种高温高压阀门复合启闭装置立体图（部分）。

图8实施例1一种高温高压阀门复合启闭装置面向手轮立体图（部分）。

图9实施例1轴承安装版立体图。

图10实施例1轴承盖板立体图。

图1~10中，1为阀门上盖，2为上阀体，3为填料仓，4为轴承，5为紧固件，6为手轮，7为下阀体，8为蜗杆，9为第一齿轮，10为传动轴二，11为涡轮，12为传动轴一，13为从动槽轮一，14为从动槽轮二，15为主动销轮，16为锁紧螺帽，17为球阀限位片，18为底部，19为限位装置，20为轴承安装板，21为轴承盖板，22为锥阀齿轮，23为轴承座，24为支撑件，25为限位块，26为锥阀开关轴，27为球阀开关轴，28为密封球体，29为通槽，30为密封锥体，31~40为齿轮，101~105为转轴，41为套筒，42为轴承，151为圆盘，152为销子。

具体实施方式

本发明实施例附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提供一种高温高压阀门复合启闭装置，如图1所示，包括阀门上盖1、上阀体2、填料仓3、下阀体7、手轮传动单元、球阀传动单元和锥阀传动单元；还包括定位盖和与定位盖平行的支撑件24，定位盖设置于阀门上盖1与上阀体2之间，定位盖与阀门上盖1及上阀体2通过紧固件连接，支撑件24设置于上阀体2中；

如图2和图3所示，手轮传动单元包括手轮6、蜗杆8、轴承座23、蜗杆轴承、蜗轮11、传动轴和槽轮机构；

所述手轮通过紧固件5与所述蜗杆8端部固定；所述涡轮11与蜗杆8相适配；蜗杆轴承安装于轴承座23，轴承座23固定于所述支撑件24上；蜗杆8未连接手轮的一端穿过所述上阀体2和蜗杆轴承，蜗杆8穿过上阀体2处安装有轴承；所述传动轴包括相互平行的传动轴一12和传动轴二10；如图5所示，所述槽轮机构包括主动销轮15和从动槽轮，所述从动槽轮包括从动槽轮一13和从动槽轮二14，主动销轮15位于从动槽轮一13和从动槽轮二14之间；主动销轮15包括圆盘151和三根销子152，所述圆盘151靠近从动槽轮一13的一面为顶面，靠近从动槽轮二14的一面为底面；三个销子152安装于圆盘151的0度，90度和180度处，安装于0度和90度处的销子152从圆盘151的顶面伸出，安装于180度处的销子152的两端分别从圆盘151的顶面和底面伸出；所述从动槽轮一13和从动槽轮二14上各均布有四个互成90度的通槽29，通槽29的宽度大于销子152的外径，所述销子152伸出圆盘151的长度大于从动槽轮至圆盘151的距离；主动销轮15带动从动槽轮一13转动270度后，从动槽轮二14开始转动；所述涡轮11和主动销轮15固定于传动轴一12，涡轮11置于主动销轮15之上；所述从动槽轮一13固定于传动轴二10；传动轴二10上固定有与从动槽轮一13平行的第一齿轮9，第一齿轮9置于从动槽轮一13之上；

如图4所示，球阀传动单元包括密封球体28、球阀开关轴27和限位装置19，球阀开关轴27的一端固定有密封球体28，球阀开关轴27的另一端与从动槽轮二14固定连接，限位装置设置于所述填料仓3与从动槽轮二14之间；如图6所示，限位装置19包括球阀限位片17和球阀限位底座；球阀限位底座包括底部18和两块限位块25，底部18固定于填料仓3上，两块限位块25对称设置于底部18上；球阀限位片17与所述球阀开关轴27固定，并置于两块限位块25之间使得球阀开关轴27只能顺时针或者逆时针旋转90度；

如图4所示，锥阀传动单元包括锥阀开关、锥阀开关轴26、密封椎体30和传动组；所述锥阀开关包括套筒41和套在套筒41外的锥阀齿轮22，所述套筒41内开有内螺纹，所述锥阀开关轴26上设置有与所述内螺纹相适配的外螺纹；锥阀开关轴26穿过所述支撑件24，锥阀开关轴26的一端与所述套筒41螺纹连接，另一端与所述密封椎体30固定，套筒41的另一端与所述定位盖活动连接；所述传动组将第一齿轮9的转动动力传至所述锥阀齿轮22；

所述传动轴一12和传动轴二10均与定位盖垂直，传动轴一12和传动轴二10均是一端与所述定位盖活动链接，另一端与所述支撑件24活动连接。

所述传动轴一12和传动轴二10通过轴承与所述定位盖和支撑件24活动连接；如图9和10所示，所述定位盖包括轴承安装版20和轴承盖板21；所述轴承安装版20上开有T形孔，轴承置于T形孔半径较大的孔中，轴承的外圈与轴承盖板21固定。

所述涡轮11、主动销轮15通过键与传动轴一12连接；所述从动槽轮一13、第一齿轮9通过键与传动轴二10连接。

所述传动组包括五个齿轮组，每个齿轮组包括2个齿轮和1个转轴，即包括10个齿轮（31~40）和5个转轴（101~105），齿轮固定于所述转轴；转轴的一端与所述定位盖活动连接，转轴的另一端与所述支撑件24活动连接。如图7所示，由于转轴101较短，转轴101的一端与所述支撑件24活动连接，另一端未与定位盖连接。

如图7和8所示，齿轮31和齿轮32与传动轴101连接，齿轮33和齿轮34与传动轴102连接，齿轮35与齿轮36和轴103连接，齿轮37与齿轮38和传动轴104连接，齿轮39与齿轮40和轴105连接；

转动手轮6，第一齿轮9与齿轮31啮合，齿轮32与齿轮33啮合，齿轮34与齿轮35啮合，齿轮36与齿轮37啮合，齿轮38与齿轮39啮合，齿轮40与锥阀齿轮22啮合，齿轮组将第一齿轮9的转动动力传递至锥阀齿轮22。

所述齿轮通过键与所述转轴连接。

所述限位片17通过锁紧螺帽16固定于所述球阀开关轴27。

以上所述键为平键或者花键。

本实施例所述的高温高压阀门复合启闭装置为一种包括锥阀和球阀的复合阀，阀体内设置5组齿轮组，所述外螺纹为右旋螺纹，面向手轮，顺时针转动手轮时，复合阀打开；逆时针转动手轮时，复合阀关闭。

工作流程如下：

开启过程：先开启锥阀，再开启球阀。

手轮传动单元

手轮6顺时针转动从而带动蜗杆8顺时针转动，此时涡轮11在蜗杆8的带动下逆时针转动，从而在传动轴一12的带动下，主动销轮15逆时针转动，此时与主动销轮15装配的从动槽轮一13被从主动销轮15顶面伸出的销子152拨动而顺时针运动，从而带动传动轴二10顺时针运动；由于主动销轮15的结构特性，主动销轮15未转动完270度之前，从动槽轮二14保持不动。

锥阀传动单元

第一齿轮9在顺时针转动传动轴二12的带动下运动，经过5组齿轮组的变速传动，锥阀开关上的锥阀齿轮22顺时针运动，又因为锥阀开关轴26上的外螺纹为右旋螺纹，套筒41内内螺纹与外螺纹啮合，使得锥阀开关轴26垂直向上运动，带动密封锥体30向上运动，此时实现锥阀开启。

球阀传动单元

当主动销轮15转动完270度之后，从动槽轮二14在从主动销轮15圆盘151底面伸出的销子152的拨动下顺时针运动，而此时从动槽轮一13脱离主动销轮15保持不动；从动槽轮二14带动球阀开关轴27顺时针转动，从而带动与球阀开关轴27相连的密封球体28顺时针转动；由于球阀限位底座上限位块25和球阀限位片17的作用，从动槽轮二14只能转动90度，刚好带动密封球体28转动90度，此时密封球阀开启到位，实现球阀开启。

关闭过程；先关闭球阀，再关闭锥阀。

手轮传动单元

手轮6逆时针转动从而带动蜗杆8逆时针转动，此时涡轮11在蜗杆8的带动下顺时针转动，从而在传动轴一12的带动下，主动销轮15顺时针转动，此时与主动销轮15装配的从动槽轮二14逆时针运动，从而带动球阀开关轴27逆时针转动；由于主动销轮15的结构特性，主动销轮15在转动完90度之前，从动槽轮一13保持不动。

球阀传动单元

球阀开关轴27在从动槽轮二14带动下逆时针运动，从动槽轮二14带动球阀开关轴27逆时针转动，从而带动与球阀开关轴27相连的密封球体28逆时针转动；从动槽轮二14转动90度刚好带动密封球体转动90度；此时密封球阀关闭到位，球阀限位片17与球阀限位底座18上的限位块25相接触，球阀开关轴27停止逆时针转动，实现球阀关闭定位，实现球阀关闭。

锥阀传动单元

主动销轮15顺时针转动90度后，带动从动槽轮一13逆时针转动，逆时针转动的从动槽轮一13带动传动轴二10逆时针转动，第一齿轮9在逆时针转动传动轴二10的带动下运动，经过5组齿轮的变速传动，带动锥阀齿轮22逆时针运动，又因为锥阀开关轴26的螺纹为右旋螺纹，所以在锥阀开关的逆时针水平旋转的带动下垂直向下运动，从而带动密封锥体30向下运动，此时实现锥阀闭合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。

Claims (9)

1.一种高温高压阀门复合启闭装置，包括阀门上盖、上阀体、填料仓、下阀体、传动单元、球阀传动单元和锥阀传动单元；其特征在于，还包括定位盖和与定位盖平行的支撑件，定位盖设置于阀门上盖与上阀体之间，支撑件设置于上阀体中；

传动单元包括驱动装置、蜗杆、轴承座、蜗杆轴承、蜗轮、传动轴和槽轮机构；

所述驱动装置与所述蜗杆固定；所述涡轮与蜗杆相适配；蜗杆轴承安装于轴承座，轴承座固定于所述支撑件上；蜗杆未连接驱动装置的一端穿过所述上阀体和蜗杆轴承，蜗杆穿过上阀体处安装有轴承；所述传动轴包括相互平行的传动轴一和传动轴二；所述槽轮机构包括主动销轮和从动槽轮，所述从动槽轮包括从动槽轮一和从动槽轮二，主动销轮位于从动槽轮一和从动槽轮二之间；主动销轮包括圆盘和三根销子，所述圆盘靠近从动槽轮一的一面为顶面，靠近从动槽轮二的一面为底面；三个销子安装于圆盘的0度，90度和180度处，安装于0度和90度处的销子从圆盘的顶面伸出，安装于180度处的销子的两端分别从圆盘的顶面和底面伸出；所述从动槽轮一和从动槽轮二上各均布有四个互成90度的通槽，通槽的宽度大于销子的外径，所述销子伸出圆盘的长度大于从动槽轮至圆盘的距离；主动销轮带动从动槽轮一转动270度后，从动槽轮二开始转动；所述涡轮和主动销轮固定于传动轴一，涡轮置于主动销轮之上；所述从动槽轮一固定于传动轴二；传动轴二上固定有与从动槽轮一平行的第一齿轮，第一齿轮置于从动槽轮一之上；

球阀传动单元包括密封球体、球阀开关轴和限位装置，球阀开关轴的一端固定有密封球体，球阀开关轴的另一端与从动槽轮二固定连接，限位装置设置于所述填料仓与从动槽轮二之间；限位装置包括球阀限位片和球阀限位底座；球阀限位底座包括底部和两块限位块，底部固定于填料仓上，两块限位块对称设置于底部上；球阀限位片与所述球阀开关轴固定，并置于两块限位块之间使得球阀开关轴只能顺时针或者逆时针旋转90度；

锥阀传动单元包括锥阀开关、锥阀开关轴、密封椎体和传动组；所述锥阀开关包括套筒和套在套筒外的锥阀齿轮，所述套筒内开有内螺纹，所述锥阀开关轴上设置有与所述内螺纹相适配的外螺纹；锥阀开关轴穿过所述支撑件，锥阀开关轴的一端与所述套筒螺纹连接，另一端与所述密封椎体固定，套筒的另一端与所述定位盖活动连接；所述传动组将第一齿轮的转动动力传至所述锥阀齿轮；

所述传动轴一和传动轴二均与定位盖垂直，传动轴一和传动轴二均是一端与所述定位盖活动链接，另一端与所述支撑件活动连接。

2.根据权利要求1所述一种高温高压阀门复合启闭装置，其特征在于，所述传动轴一和传动轴二通过轴承与所述定位盖和/或支撑件活动连接；所述定位盖包括轴承安装版和轴承盖板；所述轴承安装版上开有T形孔，轴承置于T形孔半径较大的孔中，轴承的外圈与轴承盖板固定。

3.根据权利要求1所述一种高温高压阀门复合启闭装置，其特征在于，所述涡轮、主动销轮通过键与传动轴一连接；所述从动槽轮一、第一齿轮通过键与传动轴二连接。

4.根据权利要求1所述一种高温高压阀门复合启闭装置，其特征在于，所述传动组包括至少一个齿轮组，每个齿轮组包括2个齿轮和1个转轴，齿轮固定于所述转轴；转轴的一端与所述支撑件活动连接和/或转轴的另一端与所述定位盖活动连接。

5.根据权利要求4所述一种高温高压阀门复合启闭装置，其特征在于，所述齿轮通过键与所述转轴连接。

6.根据权利要求1所述一种高温高压阀门复合启闭装置，其特征在于，所述限位片通过锁紧螺帽固定于所述球阀开关轴。

7.根据权利要求3或5所述一种高温高压阀门复合启闭装置，其特征在于，所述键为平键或者花键。

8.根据权利要求1所述一种高温高压阀门复合启闭装置，其特征在于，所述驱动装置为手轮，所述手轮与与所述蜗杆端部固定。

9.根据权利要求1所述一种高温高压阀门复合启闭装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机和减速器，所述减速器输出轴与所述蜗杆端部连接。