CN107448624B - 一种改良型管道燃气自闭阀 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述自闭阀包括阀体1和阀盖7扣在一起形成的自闭阀腔体，所述腔体通过橡胶膜片6划分形成互不连通的上下两腔室，所述腔体左侧为管道进气口，所述进气口与阀口32之间有切断杆2，所述切断杆2一端是橡胶切断头3，所述切断杆2另一端与随着立柱21上下运动而运动的推块23相接触，所述橡胶切断头3受到推块23对切断杆2向左的推力而打开阀口32、受到密封弹簧26对切断杆2向右的弹力而关闭阀口32。本申请通过引入密封弹簧，将阀口32切断力变成密封弹簧与磁环两个力共同作用的结果，切断效果好，密封力远大于传统自闭阀的密封力，杜绝了内漏情况的发生。

Description

一种改良型管道燃气自闭阀
技术领域
本申请涉及燃气设备领域，特别地，涉及一种改良型管道燃气自闭阀。
背景技术
燃气作为“低消耗、高收益、低污染、高效益”的清洁能源，已广泛应用到人们的日常生产和生活中。
在燃气的使用过程中，有如下安全隐患：当管道燃气供气突然中断后，人们往往由于疏忽而忘记关闭阀门，当燃气恢复供气后就会引发燃气泄漏，发生爆炸甚至联动爆炸；管道燃气入户靠调压器将中高压调到低压，如果调压器失效，中高压直接入户也会引发安全事故；使用胶管与灶具连接，胶管脱落或者破裂同样会引发安全事故。
针对上述燃气使用过程中的安全隐患，通常需要安装具有自动切断管道燃气功能的安全阀，即自闭阀。传统的自闭阀存在以下问题：
1、定位结构大多比较粗糙，导致超压切断压力、欠压切断压力、过流切断流量三个关键指标不稳定，每次动作由于阀门内零部件定位不准确，都有不同的切断值。
2、靠磁铁吸力转化为橡胶头与阀口之间的挤压力来实现内密封，磁铁吸力一方面要满足欠压切断压力在0.6kPa到1.0kPa要求，所以不能太大，另一方面经过力臂的缩小还有摩擦作用，不会有很大的挤压力。再加上阀口一般为铝合金铸造成型，没有精加工，表面会有毛刺不平整，所以生产过程出现内漏比例比较高。使用过程中也容易因为进入杂质或安装位置的变化，发生轻微内漏。自闭阀在关闭状态下，燃气如仍可通过进气口流入到出气口，则称为自闭阀内漏。
3、为实现一体化装配（区别于出口球阀通过螺纹装配到自闭阀阀体上的分体形式），使用了旋塞阀做出口阀门，但是没有配备密封性阀盖，违背了CJ/T 180-2014标准。长期使用因旋塞旋转磨损，在出口阀门处容易发生外漏。自闭阀腔体内燃气通过出气口以外的地方（一般为橡胶膜片或出口球阀阀杆处密封面）泄露到外界环境中，称为自闭阀外漏。
4、为实现CJ/T447-2014标准中关于标称过流切断流量不得大于额定流量2倍的要求，在进气口处额外添加了压差关闭阀，以此实现比如额定流量为0.6m³/h，过流自动关闭流量在1.2m³/h以内。但此举降低了阀口的额定流量，另外压差关闭阀的通气孔很小，长期装在管道上，容易发生堵塞，造成自闭阀不通气、压力损失大、自动关闭参数发生变化等问题。
发明内容
本申请提供一种改良型管道燃气自闭阀，可解决现有技术切断指标不稳定、容易发生内漏、外漏和由压差关闭阀导致的问题。
本申请提供一种改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述自闭阀包括：
阀体1和阀盖7扣在一起形成的自闭阀腔体，所述腔体通过橡胶膜片6划分形成互不连通的上下两腔室；
所述腔体上腔室内贯通插装有拉杆11，所述拉杆11下端通过衔铁盘13与橡胶膜片6固定连接，膜片托盘12将所述橡胶膜片6通过卡簧卡紧在所述衔铁盘13的上方；
所述腔体下腔室内固定设有中间开孔的定位板20，所述定位板20中间孔内插有与定位板20中孔同轴配合的立柱21的上部分，所述立柱21的上端固定有磁环18，所述磁环18可与定位板20和/或衔铁盘13相吸合，所述定位板20使磁环18、立柱21与拉杆11同轴设置；所述下腔室左侧为阀口32；
所述腔体左侧为管道进气口，所述进气口与阀口32之间有切断杆2，所述切断杆2一端是橡胶切断头3，所述切断杆2另一端与随着立柱21上下运动而运动的推块23相接触，所述橡胶切断头3受到推块23对切断杆2向左的推力打开阀口32，同时受到密封弹簧26对切断杆2向右的弹力关闭阀口32；
所述腔体右侧为出气口球阀装置。
优选的，所述阀口32上设有塑胶阀头25，切断杆2一端与塑胶阀头25内壁间隙配合，所述塑胶阀头25与阀体1通过阀口装配卡簧4紧密装配并将橡胶O型圈24压实以密封塑胶阀头25与阀体1的间隙。
优选的，所述密封弹簧26一端固定在所述下腔室左侧内壁，另一端通过弹簧档盘27与切断杆2另一端相连，所述密封弹簧26为压缩状态。
优选的，所述密封弹簧26一端通过弹簧档盘27固定在管道进气口，另一端与切断杆2一端的橡胶切断头3相连，所述弹簧档盘27固定在阀体1内壁上，所述密封弹簧26为压缩状态。
优选的，所述出气口球阀装置包括球阀出气嘴16，所述球阀出气嘴16通过密封胶与所述阀体1螺纹配合。
优选的，所述拉杆11上方同轴装有复位手钮内套9，所述复位手钮内套9与复位手钮外套8同轴间隙配合，所述复位手钮外套8与阀盖7凸台同轴间隙配合，所述复位手钮外套8向上运动受阀盖7凸台上的卡簧30限制；
所述复位手钮内套9的内孔与拉杆11紧密配合通过卡簧31卡紧后上方盖有复位手钮堵头10，所述复位手钮内套9向上运动受到卡簧31的限制。
优选的，所述橡胶膜片6为两端凹下的曲线型膜片。
优选的，所述橡胶切断头3设计为内凹型。
优选的，所述磁环18外围设有磁铁托盘19。
优选的，所述衔铁盘13下方增加一圈凸起。
优选的，所述推块23绕中心的定位销22转动，所述推块23与立柱21通过滑动销29相连，所述滑动销29在推块23的槽内运动。
优选的，所述拉杆11与衔铁盘13可设置成一体成型的结构。
优选的，所述拉杆11为铁制。
优选的，所述定位销22为钢销。
与现有技术相比，本申请具有以下优点：引入密封弹簧，阀口切断力变成密封弹簧与磁环两个力共同作用的结果，切断效果好；密封力远大于传统自闭阀的密封力，杜绝了内漏情况的发生。引入塑胶阀头优化阀口，使阀口平整，与橡胶切断头配合密封性好，孔内壁又足够光滑，解决了传统自闭阀或过流阀切断效果不佳容易发生内漏（切断状态下仍有微量气体通过阀口流入腔体）、自动关闭性能稳定性差（每次发生切断时的压力都不同）的问题，且用卡簧装配使装配简单，不依靠螺纹，塑胶阀口在不加长产品长度的情况下，为切断杆提供了一段足够的定位孔，使切断杆前后运动精准，有助于切断杆定位；橡胶膜片设计优化为曲线型，使膜片在腔体内能够自由运动，不需要克服自身弹性力膨胀；将切断头改为内凹型设计，增大了风阻，使自闭阀在较大流量时，更容易发生切断，从而不引入压差关闭阀，就可以满足切断流量不超过额定流量2倍的要求；复位手钮设计为外套、内套、堵头三件，通过卡簧，实现防止拉超，即只要手拉复位手钮，只能拉到正常通气位，不会拉至超压切断位。
附图说明
图1为本申请提供的一种改良型管道燃气自闭阀第一实施例的结构示意图；
图2为本申请提供的一种改良型管道燃气自闭阀复位手钮爆炸图；
图3为本申请提供的一种改良型管道燃气自闭阀第一实施例的密封弹簧及塑胶阀头装配图；
图4为本申请提供的一种改良型管道燃气自闭阀正常通气状态示意图；
图5为本申请提供的一种改良型管道燃气自闭阀超压切断状态示意图；
图6为本申请提供的一种改良型管道燃气自闭阀第二实施例的结构示意图；
图7为本申请提供的一种改良型管道燃气自闭阀第三实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示，本实施例提供的改良型管道燃气自闭阀包括：
阀体1和阀盖7紧密扣在一起形成自闭阀腔体，所述阀体1和阀盖7同时通过钢圈卡扣5紧密扣在一起，将橡胶膜片6压实，将所述自闭阀腔体划分成互相不透气的上下两腔室。
上腔室内贯通插装有一个拉杆11，参照图2，所述拉杆11上方同轴装有复位手钮内套9，所述复位手钮内套9与复位手钮外套8同轴间隙配合，所述复位手钮外套8与阀盖7凸台同轴间隙配合，所述复位手钮外套8向上运动受到阀盖7凸台上的卡簧30限制；复位手钮内套9的内孔与拉杆11紧密配合通过卡簧31卡紧后上方盖有复位手钮堵头10，所述复位手钮内套9向上运动受到卡簧31的限制而有极限位置，因此，复位手钮内套9、复位手钮堵头10和拉杆11连接成一体，复位手钮外套8向上运动时可以带动复位手钮内套9、复位手钮堵头10和拉杆11一起向上运动，当所述复位手钮外套8由于自身重力向下运动时，复位手钮内套9、复位手钮堵头10和拉杆11不会随之向下运动。
所述拉杆11下端通过衔铁盘13与橡胶膜片6固定连接，膜片托盘12通过卡簧将橡胶膜片6卡紧在衔铁盘13上方。
传统自闭阀复位钮没有限位，如果复位操作力太大，会将自闭阀拉杆拔至超压切断状态；本申请中通过卡簧31对拉杆11复位操作进行限位，防止复位操作力过大使衔铁盘13与磁环18分离。
下腔室内固定设有一个中间开孔的定位板20，所述定位板20中间孔内插有与定位板20的中孔同轴配合的立柱21的上部分，所述立柱21的上端固定有与定位板20相对的磁环18，定位板20和衔铁盘13都是铁制，与磁环18有吸力，因此，所述磁环18可与定位板20和/或衔铁盘13相吸合，所述定位板20使磁环18、立柱21与拉杆11同轴；所述定位板20限制磁环18和立柱21向上运动。所述下腔室左侧为阀口32。
所述腔体左侧为管道进气口，管道进口气与阀口32之间有切断杆2，所述切断杆2一端是橡胶切断头3，所述切断杆2另一端与随着立柱21上下运动而运动的推块23相接触，所述橡胶切断头3受到推块23对切断杆2向左的推力而打开阀口32、受到密封弹簧26对切断杆2向右的弹力而关闭阀口32。
参照图3，所述阀口32上设有塑胶阀头25，切断杆2与塑胶阀头25内壁间隙配合，所述塑胶阀头25与阀体1通过阀口装配卡簧4紧密装配并将橡胶O型圈24压实以密封塑胶阀头25与阀体1的间隙。
所述推块23绕其中心的定位销22转动，所述推块23与立柱21通过滑动销29相连，所述滑动销29在推块23的槽内运动。
所述密封弹簧26以压缩状态一端固定在所述下腔室左侧内壁，另一端通过弹簧档盘27与切断杆2另一端相连。
所述腔体右侧为出气口球阀装置，所述出气口球阀装置包括出气口球阀把手14、球阀阀杆15、球阀出气嘴16、球阀铜球17。优选地，出气口球阀把手14、球阀阀杆15、球阀铜球17为DN15标准阀门组件，球阀出气嘴16通过强力密封胶与阀体1螺纹配合。
传统自闭阀后面会装一个带把手的铜球阀，铜球阀与自闭阀通过螺纹连接，中间通过压缩橡胶垫来实现密封。因此，出气口球阀独立装配。这样的设置中球阀把手容易装配歪斜，密封胶垫老化可能会漏气；球阀与自闭阀阀体施加一定载荷仍可以拆开。本申请通过密封胶加强球阀出气嘴16与阀体1的螺纹配合，需要用特殊工具才能装配，完成装配后，从球阀出气嘴16外部无处施加拆卸力，通过这种方式可以起到防拆的效果。传统自闭阀的阀盖7与阀体1是螺丝装配，本申请使用钢圈卡扣5将阀盖7与阀体1抱紧压死，用户无法自行拆卸。
传统的自闭阀进气口切断杆通道短，切断杆得到的定位不足，很难保持水平运动而容易有偏移，影响密封性和切断数据，本申请加入新零件塑胶阀头25在不加长产品长度的情况下拉长了切断杆的定位长度，使切断杆2前后运动精准，提高自闭阀自动关闭性能的稳定性。传统的自闭阀阀口32是铸造成形，拉模时会产生毛刺，与橡胶切断头3接触面会有间隙而影响密封性，本申请引入了塑胶阀头25，阀口平整，与橡胶切断头3贴合密封性好，内壁光滑；用卡簧装配使装配简单，不依靠螺纹。
本申请提供的改良型管道燃气自闭阀的工作原理如下：
用手拉起复位手钮外套8，复位手钮外套8带动复位手钮内套9、复位手钮堵头10和拉杆11一起向上运动而到达卡簧30限位的位置。拉杆11向上运动带动立柱21向上运动，滑动销29在推块23的槽中运动向切断杆2产生一个向前运动的推力，所述推力大于密封弹簧26通过弹簧档盘27对切断杆2向后的弹力，使橡胶切断头3与塑胶阀头25之间有一定间隙。燃气气体通过所述间隙从塑胶阀头25内孔进入下腔室，使橡胶膜片6膨胀而保持在能使塑胶阀头25打开的高度，复位手钮外套8由于自重会掉落回阀盖7的上平台而与复位手钮内套9、复位手钮堵头10和拉杆11分离。通过所述分离状态可以显示塑胶阀头25的进气状态。分离表示塑胶阀头25是打开的，一体说明塑胶阀头25是关闭的。
打开出口球阀装置，即可正常通气，参见图4。
正常进气情况下，衔铁盘13与磁环18吸合。
参见图5，当进气压力超高时，橡胶膜片6进一步升高，由于衔铁盘13与磁环18的吸合状态带动立柱21进一步上升，上升到一定位置后，立柱21受到定位板20的阻挡，无法继续上升，橡胶膜片6拉力达到一定程度后衔铁盘13与磁环18脱离，立柱21因为磁环18与定位板20的吸力回落到被定位板20限制的位置，这时推块23不再对切断杆2有向前的推力，密封弹簧26通过弹簧档盘27对切断杆2向后的弹力，使切断杆2向后移动，橡胶切断头3使塑胶阀头25关闭。
当进气压力过低时，橡胶膜片6的升力不足以克服磁环18与定位板20的吸力，同样使立柱21落下到被定位板20限制的位置，塑胶阀头25关闭。
塑胶阀头25关闭后，如需复位，只需拉起复位手钮外套8即可。
参见图6，本申请提供的第二实施例相比第一实施例，不引入塑胶阀头，直接把切断杆2与阀口32的内壁配合。为保证阀口32与橡胶切断头3能够紧密配合无毛刺空隙，需要在阀口32处进行精加工，确保形位精度和表面粗糙度。
第二实施例中，所述阀口32优选铝合金阀口，由于阀口32的内径是固定的，生产不同额定流量的产品就需要重新开铝合金压铸磨具。而第一实施例中，由于引入了塑胶阀头，可以根据需要调整塑胶阀头的内径，生产不同额定流量的产品；此外，切断杆2与塑胶阀头内壁的摩擦比切断杆2与铝合金阀口32内壁的摩擦要小，切断杆2的运动也更加顺滑。
参见图7，本申请第三实施例，其与第一实施例的区别仅在于密封弹簧26的位置。所述密封弹簧26一端通过弹簧档盘27固定在管道进气口，另一端与切断杆2一端的橡胶切断头3相连，所述弹簧档盘27固定在阀体1内壁上，所述密封弹簧26为压缩状态。
在本申请的第四实施例中，所述橡胶膜片6为两端凹下的曲线型膜片。传统自闭阀膜片是平坦的，膜片膨胀时不仅要克服磁铁吸力，还要克服膜片自身弹力发生形变，因为膜片个体弹性差异，超压切断数值不好控制，数值分布离散，一次装配合格率低。本实施例采用异形橡胶膜片，可在不发生弹性形变的情况下上下自由运动而只依赖永磁体磁力控制超压切断数值。
在本申请的第五实施例中，所述拉杆11与衔铁盘13可设置成一体成型的结构。
在本申请的第六实施例中，所述拉杆11为铁制。
在本申请的第七实施例中，所述定位销22为钢销。
在本申请的第八实施例中，磁环18外围设有磁铁托盘19，所述磁环18、磁铁托盘19和立柱21的组合可以与拉杆11同轴地上下运动。
在磁环18外周增加磁铁托盘19，可保护磁环18使之不易破碎，同时增加了磁环18与下方定位板20之间的距离，使磁环18不会直接吸在定位板20上，由于磁铁吸力随着距离减小而呈三次方递增，因此，磁环18若与定位板20之间距离太近会导致吸力太大不可控。
在本申请的第九实施例中，衔铁盘13下方增加一圈凸起，如第八实施例的论述，可在衔铁盘13与磁环18之间产生一些间隙，与磁铁托盘19作用相同，提高产品参数的稳定性。
以上对本申请所提供的一种改良型管道燃气自闭阀，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (14)

1.一种改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述自闭阀包括：
阀体(1)和阀盖(7)扣在一起形成的自闭阀腔体，所述腔体通过橡胶膜片(6)划分形成互不连通的上下两腔室；
所述腔体上腔室内贯通插装有拉杆(11)，所述拉杆(11)下端通过衔铁盘(13)与橡胶膜片(6)固定连接，膜片托盘(12)将所述橡胶膜片(6)通过卡簧卡紧在所述衔铁盘(13)的上方；
所述腔体下腔室内固定设有中间开孔的定位板(20)，所述定位板(20)中间孔内插有与定位板(20)中孔同轴配合的立柱(21)的上部分，所述立柱(21)的上端固定有磁环(18)，所述磁环(18)可与定位板(20)和/或衔铁盘(13)相吸合，所述定位板(20)使磁环(18)、立柱(21)与拉杆(11)同轴设置；所述下腔室左侧为阀口(32)；
所述腔体左侧为管道进气口，所述进气口与阀口(32)之间有切断杆(2)，所述切断杆(2)一端是橡胶切断头(3)，所述切断杆(2)另一端与随着立柱(21)上下运动而运动的推块(23)相接触，所述橡胶切断头(3)受到推块(23)对切断杆(2)向左的推力打开阀口(32)，同时受到密封弹簧(26)对切断杆(2)向右的弹力关闭阀口(32)；
所述腔体右侧为出气口球阀装置。
2.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述阀口(32)上设有塑胶阀头(25)，切断杆(2)一端与塑胶阀头(25)内壁间隙配合，所述塑胶阀头(25)与阀体(1)通过阀口装配卡簧(4)紧密装配并将橡胶O型圈(24)压实以密封塑胶阀头(25)与阀体(1)的间隙。
3.根据权利要求1或2所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述密封弹簧(26)一端固定在所述下腔室左侧内壁，另一端通过弹簧档盘(27)与切断杆(2)另一端相连，所述密封弹簧(26)为压缩状态。
4.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述密封弹簧(26)一端通过弹簧档盘(27)固定在管道进气口，另一端与切断杆(2)一端的橡胶切断头(3)相连，所述弹簧档盘(27)固定在阀体(1)内壁上，所述密封弹簧(26)为压缩状态。
5.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述出气口球阀装置包括球阀出气嘴(16)，所述球阀出气嘴(16)通过密封胶与所述阀体(1)螺纹配合。
6.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，
所述拉杆(11)上方同轴装有复位手钮内套(9)，所述复位手钮内套(9)与复位手钮外套(8)同轴间隙配合，所述复位手钮外套(8)与阀盖(7)凸台同轴间隙配合，所述复位手钮外套(8)向上运动受阀盖(7)凸台上的卡簧限制；
所述复位手钮内套(9)的内孔与拉杆(11)紧密配合通过卡簧卡紧后上方盖有复位手钮堵头(10)，所述复位手钮内套(9)向上运动受到卡簧的限制。
7.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述橡胶膜片(6)为两端凹下的曲线型膜片。
8.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述橡胶切断头(3)设计为内凹型。
9.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述磁环(18)外围设有磁铁托盘(19)。
10.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述衔铁盘(13)下方增加一圈凸起。
11.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述推块(23)绕中心的定位销(22)转动，所述推块(23)与立柱(21)通过滑动销(29)相连，所述滑动销(29)在推块(23)的槽内运动。
12.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述拉杆(11)与衔铁盘(13)可设置成一体成型的结构。
13.根据权利要求1所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述拉杆(11)为铁制。
14.根据权利要求11所述的改良型管道燃气自闭阀，其特征在于，所述定位销(22)为钢销。
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Denomination of invention: An improved pipeline gas self closing valve

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