CN106763849B - 一种双驱动活动双楔面闸板分步动作式闸阀 - Google Patents

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Abstract

一种双驱动活动双楔面闸板分步动作式闸阀包括：阀体、阀盖、电动装置、阀杆和活动闸板。它是通过电动装置带动阀杆的伸缩，带动先导闸板和活动闸板契型封住或打开阀前阀座和阀后阀座的孔，从而达到打开和关闭闸阀的目的。为了减少阀杆所承受的操作力，在第二活动闸板中部开有孔，这样做的目的是，当需要打开闸阀时，为减小活动闸板与阀座之间的摩擦力，通过这个孔就是让活动闸板内外腔建立压差，使活动闸板在开启前脱离阀座。从而减小了操作力，操作机构不容易损坏。这样，闸阀内的操作元件的强度可以设计的小一些，从而减小了闸阀外形尺寸，或增加了闸阀的使用寿命。先导阀、活动闸阀的连接方式便于拆卸，同时也便于磨损后的更换。

Description

一种双驱动活动双楔面闸板分步动作式闸阀
技术领域
本发明属于高温、高压系统用闸阀领域，特别是涉及一种双驱动活动双楔面闸板分步动作式闸阀。
背景技术
核反应堆及一回路系统的主闸阀是系统安全运行的重要保证，当系统正常运行时，该闸阀为反应堆一回路系统运行提供过流通道，当系统出现失水事故或因系统检修需要逐段或全系统隔离时，该闸阀可实现关闭隔离功能，为系统抢修和维护赢得宝贵的时间。
现国内一回路主管路系统采用了电动式闸阀，该闸阀是利用电机和减速机构带动丝杠旋转输出力矩来提升或推降固定闸板，实现闸阀的启闭功能。
由于一回路系统正常运行的温度和压力较高，加之需要考虑系统的事故状态和极端异常工况，需要满足设计压力17.2MPa的大压差启闭要求，导致闸阀闸板上所受到的介质压力和闸板与阀座之间的摩擦力十分巨大，为了克服闸板所受到的外力，需要闸阀电装输出极大的力矩来实现闸板的启闭功能。因此，该闸阀的丝杠承受了难以想象的旋转扭力和拉应力，导致绝大部分金属材料的抗拉强度、屈服强度等机械性能指标无法满足该闸阀丝杠的设计要求。极易出现丝杠断裂等事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种双驱动活动双楔面闸板分步动作式闸阀，使活动闸板能在开启前脱离阀座、达到预定位置后活动闸板关闭阀座，采用全封闭电动装置作为驱动装置，以彻底解决电动闸阀所存在的闸板擦伤严重、使用寿命短、闸板摩擦力大、阀杆容易断裂等问题。
采用的技术方案
一种双驱动活动双楔面闸板分步动作式闸阀包括：电动装置、压环、丝杠螺母、阀盖、阀杆、弹簧、弹簧座、第一定位套、闸板体、第一活动闸板、先导闸板、第一闸板环、第二闸板环、阀前阀座、阀后阀座、阀体、第二活动闸板、密封垫、第一连接组件、上密封阀座、第一轴承、第二轴承、第二定位套和第二连接组件。
先导闸板从闸板体的上端口置入。
第一定位套的下端从闸板体的上端口置入，第一定位套与闸板体之间固定连接。弹簧座下端从闸板体的上端口置入，弹簧座的下端抵住第一定位套的上端，弹簧座与闸板体之间固定连接。
弹簧的下端抵住弹簧座的第二面，第二面为弹簧座的上端面。
阀杆的下端从弹簧的上端孔、弹簧座的上端孔和第一定位套的上端孔穿过，阀杆的下端部置入先导闸板上部的T形槽内，弹簧的上端抵住阀杆的第一面，第一面为形成于阀杆且与第二面彼此相对的限位面。
第二闸板环置入第一活动闸板第一沟槽内。
第一活动闸板的右端从闸板体的左端口置入。
第一闸板环置入第二活动闸板第二沟槽内。
第二活动闸板的左端从闸板体的右端口置入。
阀杆的下部、第一定位套的下部、闸板体的下部、第一活动闸板和第二活动闸板置入阀前阀座和阀后阀座之间。
第一活动闸板的左端面抵住阀前阀座右端面。第二活动闸板的右端面抵住阀后阀座的左端面。
先导闸板的左端面抵住第一活动闸板的右端面。先导闸板的右端面抵住第二活动闸板的左端面。
阀前阀座的左端置入阀体的第一口内，阀后阀座的右端置入阀体的第二口内。
上密封阀座置入阀盖的中心孔内，上密封阀座的下端面与阀盖的第五面在同一个平面上，第五面为形成于阀盖内部且朝向阀杆的下部以及闸板体的阶梯面。
第一轴承置入阀盖的中心孔内，第一轴承的下端面抵住阀盖的第四面，第四面为形成于阀盖的中心孔内且背离上密封阀座的阶梯面。第一轴承的外壁与阀盖的中心孔内壁间隙配合。
丝杠螺母的下端从阀盖的中心孔的上端口置入，丝杠螺母的第八面抵住第一轴承的上端面，丝杠螺母的周向形成有环形凸台，第八面为环形凸台的下端面。
阀杆的上端从上密封阀座的中心孔的底部穿过，阀杆上部与丝杠螺母的下端中心孔螺纹连接。
第二轴承从阀盖中心孔的上端口置入，第二轴承的外壁与阀盖的中心孔间隙配合。第二轴承的下端面抵住丝杠螺母的第七面，第七面为环形凸台的上端面。
压环从阀盖的中心孔的上端口置入，压环套接丝杠螺母的上部。压环下端面抵住第二轴承的上端面。
第二定位套从阀盖的中心孔的上端口置入，第二定位套的下端面抵住压环的上端面。第二定位套的上端面抵住电动装置的第九面，第九面为电动装置的下端面。
电动装置下部置入第二定位套的中心孔，电动装置下部的轴与丝杠螺母的上端固定连接。电动装置的对应的法兰孔与阀盖上端的对应的法兰孔通过第二连接组件固定连接。
阀盖的第六面抵住阀体的上端面，第六面为阀盖的下端面，阀盖下端的对应的法兰孔与阀体上端的对应的法兰孔通过一连接组件固定连接。
闸板体、第一闸板环、第二闸板环、第一活动闸板、第二活动闸板和第一定位套形围设成活动闸板内腔，先导闸板位于活动闸板内腔内；第二活动闸板的中部开设有连通活动闸板内腔和腔外的孔，先导闸板能够打开或关闭所述第二活动闸板的中部的所述孔。
电动装置、第一连接组件和第二连接组件为市售产品。
优点
（一）、活动闸板采用活动可伸缩式结构，先导闸板开启后可将活动闸板内腔压力排放，阀腔内压力将活动闸板向内压缩离开阀座，闸阀开启所需力矩小，有效解决闸板摩擦力大、擦伤严重和阀杆容易断裂的问题。
（二）、驱动装置只需控制先导闸板启闭和推拉主闸板的上下运动，所需启闭力矩低，降低阀杆或丝杠断裂风险，同时节约能源，有效延长使用寿命。
（三）、先导闸板采用悬挂式的结构，有一定的落座自动对中功能，有效提高阀座密封性能。
（四）、在阀杆(丝杠)与闸板体之间增加控制弹簧，可实现闸板组运行至关阀位置后先导闸板再关闭，保证闸板组关闭位置准确。有效延长使用寿命，提高阀座密封性能。
附图说明
图1为一种双驱动活动双契面闸板分步动作式闸阀组装示意图；
图2为闸板体结构示意图；
图3为图2剖视图A-A；
图4为图2的左视图；
图5为第一活动闸板结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为图5剖视图B-B；
图8为第二活动闸板结构示意图；
图9为图8的俯视图；
图10为图8剖视图C-C；
图11为阀杆结构及位置标识图；
图12为弹簧座的结构及位置标识图；
图13为阀盖的结构及位置标识图；
图14为阀体的结构及位置标识图；
图15丝杠螺母结构及位置标识图；
图16电动装置位置标识图。
具体实施方式
一种双驱动活动双楔面闸板分步动作式闸阀包括：电动装置1、压环2、丝杠螺母3、阀盖4、阀杆5、弹簧6、弹簧座7、第一定位套8、闸板体9、第一活动闸板10、先导闸板11、第一闸板环12、第二闸板环13、阀前阀座14、阀后阀座15、阀体16、第二活动闸板17、密封垫18、第一连接组件19、上密封阀座20、第一轴承21、第二轴承22、第二定位套23和第二连接组件24；其特征在于：
先导闸板11从闸板体9的上端口置入；
第一定位套8的下端从闸板体9的上端口置入，第一定位套8与闸板体9之间固定连接；弹簧座7下端从闸板体9的上端口置入，弹簧座7的下端抵住第一定位套8的上端，弹簧座7与闸板体9之间固定连接；
弹簧6的下端抵住弹簧座7的第二面28，第二面28为弹簧座7的上端面；
阀杆5的下端从弹簧6的上端孔、弹簧座7的上端孔和第一定位套8的上端孔穿过，阀杆5的下端部置入先导闸板11上部的T形槽内，弹簧6的上端抵住阀杆5的第一面27，第一面27为形成于阀杆5且与第二面28彼此相对的限位面；
第二闸板环13置入第一活动闸板10第一沟槽25内；
第一活动闸板10的右端从闸板体9的左端口置入；
第一闸板环12置入第二活动闸板17第二沟槽26内；
第二活动闸板17的左端从闸板体9的右端口置入；
阀杆5的下部、第一定位套8的下部、闸板体9的下部、第一活动闸板10和第二活动闸板17置入阀前阀座14和阀后阀座15之间；
第一活动闸板10的左端面抵住阀前阀座14右端面；第二活动闸板17的右端面抵住阀后阀座15的左端面；
先导闸板11的左端面抵住第一活动闸板10的右端面；先导闸板11的右端面抵住第二活动闸板17的左端面。
阀前阀座14的左端置入阀体16的第一口33内，阀后阀座15的右端置入阀体16的第二口34内；
上密封阀座20置入阀盖4的中心孔内，上密封阀座20的下端面与阀盖4的第五面31在同一个平面上，第五面31为形成于阀盖4内部且朝向阀杆5的下部以及闸板体9的阶梯面；
第一轴承21置入阀盖4的中心孔内，第一轴承21的下端面抵住阀盖4的第四面30，第四面30为形成于阀盖4的中心孔内且背离上密封阀座20的阶梯面；第一轴承21的外壁与阀盖4的中心孔内径间隙配合；
丝杠螺母3的下端从阀盖4的中心孔的上端口置入，丝杠螺母3的第八面36抵住第一轴承21的上端面，丝杠螺母3的周向形成有环形凸台，第八面36为环形凸台的下端面；
阀杆5的上端从上密封阀座20的中心孔的底部穿过，阀杆5上部与丝杠螺母3的下端中心孔螺纹连接；
第二轴承22从阀盖4中心孔的上端口置入，第二轴承22的外壁与阀盖4的中心孔间隙配合；第二轴承22的下端面抵住丝杠螺母3的第七面35，第七面35为环形凸台的上端面；
压环2从阀盖4的中心孔的上端口置入；压环2套接丝杠螺母3的上部；压环2下端面抵住第二轴承22的上端面；
第二定位套23从阀盖4的中心孔的上端口置入；第二定位套23的下端面抵住压环2的上端面；第二定位套23的上端面抵住电动装置1的第九面37，第九面37为电动装置1的下端面；
电动装置1下部置入第二定位套23的中心孔，电动装置1下部的轴与丝杠螺母3的上端固定连接；电动装置1的对应的法兰孔与阀盖4上端的对应的法兰孔通过第二连接组件24固定连接；
阀盖4的第六面32抵住阀体16的上端面，第六面32为阀盖4的下端面，阀盖4下端的对应的法兰孔与阀体16上端的对应的法兰孔通过一连接组件19固定连接。
闸板体9、第一闸板环12、第二闸板环13、第一活动闸板10、第二活动闸板17和第一定位套8形围设成活动闸板内腔，先导闸板11位于活动闸板内腔内；第二活动闸板17的中部开设有连通活动闸板内腔和腔外的孔，先导闸板11能够打开或关闭所述第二活动闸板17的中部的所述孔。
工作原理
闸阀关闭时，活动闸板在先导闸板楔面作用下关闭阀前阀座和阀后阀座，当系统管路内通入工作介质后，阀体左端口压力通过第一活动闸板间隙进入活动闸板内腔及阀体内腔，由于第二活动闸板中部的孔已被先导闸板关闭，活动闸板在介质力的作用下关闭阀后阀座，闸阀可靠关闭。
当电动装置通入开启信号时，先导闸板上升，第一活动闸板和第二活动闸板之间压力从第二活动闸板中部的孔泄至阀体的右端孔。第一活动闸板左端压力大于第一活动闸板右端压力，第二活动闸板右端压力大于第二活动闸板左端压力，第一、第二活动闸板在介质压力的作用下向内收缩。离开阀前、阀后阀座。当丝杠带动先导闸板运动至闸板体内腔最上端时，丝杠带动先导闸板连同闸板组一同向上开启，闸阀完成开启动作。
当电动装置通入关阀信号时，丝杠推动控制弹簧并带动第一活动闸板和第二活动闸板向下运动，当第一活动闸板和第二活动闸板运动至最下端时，停止运动。丝杠压缩控制弹簧推动先导闸板关闭第二活动闸中部的孔，当第一活动闸板和第二活动闸板在先导闸板两侧楔角的推动下关闭两侧阀座，第二活动闸板在压力的作用下封住阀后阀座的左端口，保持可靠关闭状态。

Claims (1)

1.一种双驱动活动双楔面闸板分步动作式闸阀包括：电动装置（1）、压环（2）、丝杠螺母（3）、阀盖（4）、阀杆（5）、弹簧（6）、弹簧座（7）、第一定位套（8）、闸板体（9）、第一活动闸板（10）、先导闸板（11）、第一闸板环（12）、第二闸板环（13）、阀前阀座（14）、阀后阀座（15）、阀体（16）、第二活动闸板（17）、密封垫（18）、第一连接组件（19）、上密封阀座（20）、第一轴承（21）、第二轴承（22）、第二定位套（23）和第二连接组件（24）；其特征在于：
先导闸板（11）从闸板体（9）的上端口置入；
第一定位套（8）的下端从闸板体（9）的上端口置入，第一定位套（8）与闸板体（9）之间固定连接；弹簧座（7）下端从闸板体（9）的上端口置入，弹簧座（7）的下端抵住第一定位套（8）的上端，弹簧座（7）与闸板体（9）之间固定连接；
弹簧（6）的下端抵住弹簧座（7）的第二面（28），第二面（28）为弹簧座（7）的上端面；
阀杆（5）的下端从弹簧（6）的上端孔、弹簧座（7）的上端孔和第一定位套（8）的上端孔穿过，阀杆（5）的下端部置入先导闸板（11）上部的T形槽内，弹簧（6）的上端抵住阀杆（5）的第一面（27），第一面（27）为形成于阀杆（5）且与第二面（28）彼此相对的限位面；
第二闸板环（13）置入第一活动闸板（10）第一沟槽（25）内；
第一活动闸板（10）的右端从闸板体（9）的左端口置入；
第一闸板环（12）置入第二活动闸板（17）第二沟槽（26）内；
第二活动闸板（17）的左端从闸板体（9）的右端口置入；
阀杆（5）的下部、第一定位套（8）的下部、闸板体（9）的下部、第一活动闸板（10）和第二活动闸板（17）置入阀前阀座（14）和阀后阀座（15）之间；
第一活动闸板（10）的左端面抵住阀前阀座（14）右端面；第二活动闸板（17）的右端面抵住阀后阀座（15）的左端面；
先导闸板（11）的左端面抵住第一活动闸板（10）的右端面；先导闸板（11）的右端面抵住第二活动闸板（17）的左端面；
阀前阀座（14）的左端置入阀体（16）的第一口（33）内，阀后阀座（15）的右端置入阀体（16）的第二口（34）内；
上密封阀座（20）置入阀盖（4）的中心孔内，上密封阀座（20）的下端面与阀盖（4）的第五面（31）在同一个平面上，第五面（31）为形成于阀盖（4）内部且朝向阀杆（5）的下部以及闸板体（9）的阶梯面；
第一轴承（21）置入阀盖（4）的中心孔内，第一轴承（21）的下端面抵住阀盖（4）的第四面（30），第四面（30）为形成于阀盖（4）的中心孔内且背离上密封阀座（20）的阶梯面；第一轴承（21）的外壁与阀盖（4）的中心孔内壁间隙配合；
丝杠螺母（3）的下端从阀盖（4）的中心孔的上端口置入，丝杠螺母（3）的第八面（36）抵住第一轴承（21）的上端面，丝杠螺母（3）的周向形成有环形凸台，第八面（36）为环形凸台的下端面；
阀杆（5）的上端从上密封阀座（20）的中心孔的底部穿过，阀杆（5）上部与丝杠螺母（3）的下端中心孔螺纹连接；
第二轴承（22）从阀盖（4）中心孔的上端口置入，第二轴承（22）的外壁与阀盖（4）的中心孔间隙配合；第二轴承（22）的下端面抵住丝杠螺母（3）的第七面（35），第七面（35）为环形凸台的上端面；
压环（2）从阀盖（4）的中心孔的上端口置入；压环（2）套接丝杠螺母（3）的上部；压环（2）下端面抵住第二轴承（22）的上端面；
第二定位套（23）从阀盖（4）的中心孔的上端口置入；第二定位套（23）的下端面抵住压环（2）的上端面；第二定位套（23）的上端面抵住电动装置（1）的第九面（37），第九面（37）为电动装置（1）的下端面；
电动装置（1）下部置入第二定位套（23）的中心孔，电动装置（1）下部的轴与丝杠螺母（3）的上端固定连接；电动装置（1）的对应的法兰孔与阀盖（4）上端的对应的法兰孔通过第二连接组件（24）固定连接；
阀盖（4）的第六面（32）抵住阀体（16）的上端面，第六面（32）为阀盖（4）的下端面，阀盖（4）下端的对应的法兰孔与阀体（16）上端的对应的法兰孔通过一连接组件（19）固定连接;
闸板体（9）、第一闸板环（12）、第二闸板环（13）、第一活动闸板（10）、第二活动闸板（17）和第一定位套（8）围设成活动闸板内腔，先导闸板（11）位于活动闸板内腔内；第二活动闸板（17）的中部开设有连通活动闸板内腔和腔外的孔，先导闸板（11）能够打开或关闭所述第二活动闸板（17）的中部的所述孔。
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