CN106481837A - 一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置 - Google Patents

一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置，该装置包括阀组件：阀体(1)和阀芯(2)，驱动限位组件：驱动轮盘(3)连接阀芯(2)，带动阀芯(2)转动，所述的动限位块(4)和复位手柄(5)设置在驱动轮盘(3)；动力组件：钢索(7)、换向滑轮(8)和配重(10)，所述的钢索(7)一端连接驱动轮盘(3)，另一端绕过换向滑轮(8)后连接配重(10)；顶升机(11)；电磁锁定机构(9)。与现有技术相比，本发明具有球阀通径大，介质通过阻力小，密封性好；无正反向运动的惯性影响，开合迅速，并可通过改变配重控制阀门开合时间；可用于爆炸性环境，制造成本低廉，结构简单，使用过程易于维护等优点。

Description

一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置
技术领域
本发明涉及一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置，主体理念是利用重力作用驱动球阀阀芯向同一方向转动180°，实现阀门的瞬间开合，并且通过改变配重来控制开合时间。
背景技术
阀门是目前工业制造和仪器科学中最常用的控制部件，用于流体输送控制、管道阻隔等领域。目前阀门的种类繁多，在各种工况、控制需求下衍生出纷繁复杂的阀门家族，从阀门结构来说就分为蝶阀、球阀、针阀、膜片阀等，从动力方面来说分为气动阀、电磁阀、手动阀以及多种动力联用式阀门等。阀门结合其他仪表更是可以实现压力、流量控制，管路保护等功能。
在精密控制仪器领域，常常要求阀门在规定时间(通常是一个毫秒级的瞬间)内完成一个开合动作，确保微量的介质通过阀门，从而实现物质的量的微调。目前这种功能实现通常使用先导式电磁阀，此阀门通电时，依靠电磁力提起阀杆，导阀口打开，此时电磁阀上腔通过先导孔卸压，在主阀芯周围形成上低下高的压差，在压力差的作用下，流体压力推动主阀芯向上移动将主阀口打开；断电时，在弹簧力和主阀芯重力的作用下，阀杆复位，电磁阀上腔压力升高，流体压力推动主阀芯向下移动，主阀口关闭。
但是，先导式电磁阀具有无法弥补的原理性不足，其一，采用“电磁-气动”组合方式，开合时间受电磁及排气干扰较大，带有很大的不确定性；其二阀门动作是往复式，在阀门换向过程中带有运动惯性；其三，电磁式阀门固有的不稳定性，无法完成准确的时间控制；其四，膜片式阻隔阀密封性较差，不适用高真空以及高压工况。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单稳定，阀门密封性好的重力作用式球阀瞬间开合控制装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置，其特征在于，该装置包括
阀组件：阀体和阀芯，阀芯位于阀体内；
驱动限位组件：驱动轮盘、动限位块、复位手柄和静限位块，所述的驱动轮盘连接阀芯，驱动轮盘转动带动阀芯转动，所述的动限位块和复位手柄设置在驱动轮盘，所述的静限位块与所述动限位块相匹配；
动力组件：钢索、换向滑轮和配重，所述的钢索一端连接驱动轮盘，另一端绕过换向滑轮后连接配重；
顶升机，设置在配重下方；
电磁锁定机构：钢索穿过电磁锁定机构，通过电磁锁定机构锁定钢索或释放钢索。
所述的配重为可更换式配重块，通过改变配重来调整阀芯的转动速度，从而调整阀门的开合时间。
所述的钢索拉动驱动轮盘转动，带动阀芯转动，使阀开启或关闭，并通过动限位块与静限位块配合，与驱动轮盘协同控制阀芯的启停位置，
所述的静限位块设置在以动限位块初始位置为0°转动180°的位置，所述的动限位块随驱动轮盘转动到静限位块处，转动停止。
由配重的重力驱动阀门的阀芯转动，初始状态阀门闭合，在90°状态时阀门处于开启状态，在180°时为关闭状态，从而完成一次瞬间开合，在阀做一次开启和闭合的过程中，所述的阀芯向同一方向运动，避免了常规往复式电磁阀中存在的正反向运动的惯性干扰。
所述的钢索绕过换向滑轮，一端连接重力方向的配重，另一端连接水平方向的驱动轮盘，将竖直重力转化为水平牵引力。
驱动轮盘与阀芯连接，阀芯可随驱动轮盘同步转动，用钢索连接配重与轮盘，中间通过换向滑轮，将配重的重力施加至轮盘。
由电磁锁定机构固定钢索于初始状态(0°状态)，当打开锁定机构时，驱动轮盘在配重的牵引下开始转动，当转动至90°状态时，阀门开启，随着轮盘的转动，阀门立即关闭，至180°状态时，固定安装的静限位块与轮盘上的动限位块接触，轮盘停止转动，完成一次瞬间开合。完成一次开合后，通过配重顶升装置和驱动轮盘上的复位手柄可将阀门复位。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)阀门主体为机械设备，无电源，在动作过程中仅依靠重力作用，无其他动力装置，结构简单，保证了阀门开合的可靠性，属于本安型设备，可用于爆炸性环境；
2)重力作用下，各结构部件的阻尼系数在长时间内能够保持恒定，开合时间可控且恒定，便于控制；
3)球阀通径大，可达到100％；
4)介质直接通过，运动阻力小；
5)阀门主体为球阀，密封好，可用于高真空及高压环境；
6)开合过程中阀芯同向转动，避免了往复运动中存在的运动惯性，增强了开合过程中的稳定性；
7)结构简单，成本低，使用寿命长，维护维修简单，适用于各种工况。
附图说明
图1为本发明的结构示意图及其初始状态(0°状态)；
图2为本发明阀芯处于开启状态(90°状态)示意图；
图3为本发明阀芯处于终止状态(180°状态)示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置，该装置包括
阀组件：阀体1和阀芯2，阀芯2位于阀体1内；
驱动限位组件：驱动轮盘3、动限位块4、复位手柄5和静限位块6，所述的驱动轮盘3连接阀芯2，驱动轮盘3转动带动阀芯2转动，所述的动限位块4和复位手柄5设置在驱动轮盘3，所述的静限位块6与所述动限位块4相匹配；所述的静限位块6设置在以动限位块初始位置为0°转动180°的位置，所述的动限位块4随驱动轮盘3转动到静限位块6处，转动停止。
动力组件：钢索7、换向滑轮8和配重10，所述的钢索7绕过换向滑轮8一端连接重力方向的配重10，另一端连接水平方向的驱动轮盘3，将竖直重力转化为水平牵引力。所述的钢索7拉动驱动轮盘3转动，带动阀芯2转动，使阀开启或关闭，并通过动限位块4与静限位块6配合，与驱动轮盘3协同控制阀芯2的启停位置。
顶升机11，设置在配重10下方；所述的配重10为可更换式配重块，通过改变配重来调整阀芯的转动速度，从而调整阀门的开合时间。
电磁锁定机构9：钢索7穿过电磁锁定机构9，通过电磁锁定机构9锁定钢索或释放钢索。
由配重的重力驱动阀门的阀芯转动，初始状态(0°状态)阀门闭合，在90°状态时阀门处于开启状态，在180°时为关闭状态，从而完成一次瞬间开合(闭合-开通-闭合)，在阀做一次开启和闭合的过程中，所述的阀芯(2)向同一方向运动。，避免了常规往复式电磁阀中存在的正反向运动的惯性干扰。
具体使用方法如下：
1、如图1中阀芯2与驱动轮盘3固定，可同步转动，初始状态记为0°，驱动轮盘3上安装有动限位块4和复位手柄5；
2、驱动轮盘3由一个另一端连接配重10的钢索7驱动，中间由换向滑轮8将竖直重力转化为水平牵引力，且初始状态时，钢索由电磁锁定机构9锁住，保持静止；
3、当电磁锁定机构9释放后，配重10下落，带动驱动轮盘3顺时针转动，从而带动阀芯2转动；
4、当阀芯2转动90°时，阀门处于开启状态，如图2所示；随着配重10的下落，阀门立即关闭；
5、当阀芯转动180°时，驱动轮盘3上的动限位块4接触到静限位块6，转动停止，至此，完成一个瞬间开合动作，如图3所示；
6、通过顶升机11，可方便地将配重10升起，拨动驱动轮盘3上的复位手柄5，逆时针转动轮盘3，可将阀门复位；
7、上述过程中，改变配重10的质量，可获得不同的阀门开启时间；
8、上述装置的不含电气设备，可安装于爆炸性环境。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置，其特征在于，该装置包括
阀组件：阀体(1)和阀芯(2)，阀芯(2)位于阀体(1)内；
驱动限位组件：驱动轮盘(3)、动限位块(4)、复位手柄(5)和静限位块(6)，所述的驱动轮盘(3)连接阀芯(2)，驱动轮盘(3)转动带动阀芯(2)转动，所述的动限位块(4)和复位手柄(5)设置在驱动轮盘(3)，所述的静限位块(6)与所述动限位块(4)相匹配；
动力组件：钢索(7)、换向滑轮(8)和配重(10)，所述的钢索(7)一端连接驱动轮盘(3)，另一端绕过换向滑轮(8)后连接配重(10)；
顶升机(11)，设置在配重(10)下方；
电磁锁定机构(9)：钢索(7)穿过电磁锁定机构(9)，通过电磁锁定机构(9)锁定钢索或释放钢索。
2.根据权利要求1所述的一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置，其特征在于，所述的配重(10)为可更换式配重块，通过改变配重来调整阀芯的转动速度，从而调整阀门的开合时间。
3.根据权利要求1所述的一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置，其特征在于，所述的钢索(7)拉动驱动轮盘(3)转动，带动阀芯(2)转动，使阀开启或关闭，并通过动限位块(4)与静限位块(6)配合，与驱动轮盘(3)协同控制阀芯(2)的启停位置。
4.根据权利要求1或3所述的一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置，其特征在于，所述的静限位块(6)设置在以动限位块初始位置为0°转动180°的位置，所述的动限位块(4)随驱动轮盘(3)转动到静限位块(6)处，转动停止。
5.根据权利要求1所述的一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置，其特征在于，在阀做一次开启和闭合的过程中，所述的阀芯(2)向同一方向运动，阀芯(2)通过轴承与轮盘(3)固定，使得阀芯与轮盘实现同步转动。
6.根据权利要求1所述的一种重力作用式球阀瞬间开合控制装置，其特征在于，所述的钢索(7)绕过换向滑轮(8)，一端连接重力方向的配重(10)，另一端连接水平方向的驱动轮盘(3)，将竖直重力转化为水平牵引力。
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