CN107542938A - 一种舷侧阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船用阀门技术领域，尤其涉及一种舷侧阀，该舷侧阀包括阀体、阀瓣、平衡腔活塞、阀杆、阀盖和液压驱动机构，阀体为中空结构，阀瓣和平衡腔活塞均设置在阀体的内部，平衡活塞位于阀体中部圆柱形空腔内，阀杆的一端伸入阀体与阀瓣连接，阀盖盖设在阀体的一端，液压驱动机构与阀杆连接，其中，通过液压驱动机构驱动阀杆以实现阀体和阀瓣之间的主密封面的开启与闭合，从而实现了舷侧阀的远距离操纵，无需人工现场对舷侧阀手动操作，减少了操作人员的工作强度。

Description

一种舷侧阀

技术领域

本发明涉及船用阀门技术领域，尤其涉及一种舷侧阀。

背景技术

舷侧阀是一种应用于管道穿过船体的舷侧部位的阀门，也是舱内管路与舷外连接的第一道闭锁，通海阀内部流通的介质通常为淡水、海水、污水和污油。

现有的舷侧阀只能人工在现场手动操作，自动化程度低。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的舷侧阀。

本发明实施例提供一种舷侧阀，包括阀体、阀瓣、平衡腔活塞、阀杆、阀盖和液压驱动机构；

所述阀体为中空结构；

所述阀瓣和所述平衡腔活塞均设置在所述阀体的内部；

所述阀杆的一端伸入所述阀体与所述阀瓣连接；

所述阀盖盖设在所述阀体的一端；

所述液压驱动机构与所述阀杆连接，其中，通过所述液压驱动机构驱动所述阀杆以实现所述阀体和所述阀瓣之间的主密封面的开启与闭合。

优选的，所述液压驱动机构包括双缸液压机本体、齿条活塞、齿轮、曲轴、连杆、滑块、外套螺母、碟簧和位置传感器；

所述齿条活塞的中部为齿条结构，所述齿条结构的两端为活塞；

所述双缸液压机本体通过所述活塞与所述齿条活塞连接；

所述齿轮与所述齿条结构咬合；

所述齿轮与所述曲轴的主轴连接；

所述曲轴的曲柄与所述连杆连接；

所述连杆还与所述滑块连接；

所述阀杆的上部通过所述外套螺母和所述碟簧与所述滑块连接；

所述位置传感器与所述曲轴连接。

优选的，还包括电控单元，所述电控单元与所述液压驱动机构连接。

优选的，所述位置传感器包括感应块和感应开关，所述感应块与所述曲轴连接。

优选的，还包括减速器和手操扳手；

所述手操扳手通过所述减速器与所述曲轴连接。

优选的，所述主密封面采用硬密封。

优选的，所述阀盖和所述阀体之间通过金属缠绕垫片和O型密封圈进行双密封。

优选的，所述阀盖和所述阀杆之间通过O型密封圈和石墨填料进行双密封。

优选的，所述平衡腔活塞和所述阀体以及所述平衡腔活塞和所述阀杆之间均通过O型密封圈密封。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明舷侧阀包括阀体、阀瓣、平衡腔活塞、阀杆、阀盖和液压驱动机构，阀体为中空结构，阀瓣和平衡腔活塞均设置在阀体的内部，平衡活塞位于阀体中部圆柱形空腔内，阀杆的一端伸入阀体与阀瓣连接，阀盖盖设在阀体的一端，液压驱动机构与阀杆连接，其中，通过液压驱动机构驱动阀杆以实现阀体和阀瓣之间的主密封面的开启与闭合，从而实现了舷侧阀的远距离操纵，无需人工现场对舷侧阀手动操作，减少了操作人员的工作强度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例中的舷侧阀在第一方向下的截面图；

图2示出了本发明实施例中的舷侧阀在第二方向下的截面图；

图3示出了本发明实施例中的舷侧阀的侧视图；

图4示出了本发明实施例中液压驱动机构的示意图；

图5示出了本发明实施例中舷侧阀的工作原理图。

其中，1为阀体，2为阀瓣，3为阀杆，4为平衡腔活塞，5为压紧螺栓，6为阀盖，7为碟簧，8为滑块，9为连杆，10为石墨填料，11为金属缠绕垫片，12为阀杆衬套，13为第一锁紧螺母，14为平衡衬套，15为O型密封圈，16为第二锁紧螺母，17为紫铜垫片，18为填料函压盖，19为曲轴，20为减速器，21为齿轮，22为感应块，23为感应开关，24为齿条结构，25为液压驱动机构，26为手操扳手，27为截止阀，28为旁通阀，29为电液操控器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供一种舷侧阀，如图1、图2和图3所示，该舷侧阀包括阀体1、阀瓣2、平衡腔活塞4、阀杆3、阀盖6和液压驱动机构25。阀体1为中空结构，阀瓣2和平衡腔活塞4均设置在阀体1的内部，平衡活塞位于阀体1中部圆柱形空腔内，阀杆3的一端伸入阀体1与阀瓣2连接，阀盖6盖设在阀体1的一端，液压驱动机构25与阀杆3连接，其中，通过液压驱动机构25驱动阀杆3以实现阀体1和阀瓣2之间的主密封面的开启与闭合，从而实现了舷侧阀的远距离操纵，无需人工现场对舷侧阀手动操作，减少了操作人员的工作强度。

进一步，在本申请中，如图4所示，液压驱动机构25包括双缸液压机本体、齿条活塞、齿轮21、曲轴19、连杆9、滑块8、外套螺母、碟簧7和位置传感器。齿条活塞的中部为齿条结构24，齿条结构24的两端为活塞，双缸液压机本体通过活塞与齿条活塞连接，齿轮21与齿条结构24咬合，通过齿轮21和齿条结构24的配合，能够将齿条结构24的往复运动转换为齿轮21的旋转运动。齿轮21与曲轴19的主轴连接，齿轮21旋转再带动曲轴19的主轴旋转。曲轴19的曲柄与连杆9连接，连杆9还与滑块8连接，具体地，曲柄与连杆9通过滑动轴承连接，连杆9通过滑动轴承与滑块8连接，曲柄的回转运动转化为滑块8的竖直往复运动。电控单元与液压驱动机构连接。位置传感器与曲轴19连接，位置传感器通过曲轴19的位置发出电信号指示阀门的开、关状态。位置传感器包括感应块22和感应开关23，感应块22与曲轴19连接，感应块22随着曲轴19一同旋转，当感应块22碰到感应开关23之后，生成电信号，指示阀门开关的电信号传递给指示台，操作人员通过指示台发出电信号控制双缸液压机本体改变阀门的开关状态。阀杆3的上部通过外套螺母和碟簧7与滑块8连接，碟簧7呈压缩状态，滑块8下降时，阀杆3顶部与滑块8内腔接触，推动阀杆3向下运动，滑块8上升时，外套螺母压缩碟簧7，碟簧7推动阀杆3使阀杆3向上运动，阀杆3中部与平衡活塞固定连接，通过哈弗环限位，使平衡腔活塞4随阀杆3上下往复运动，滑块8与阀杆3同步运动。

进一步，在本申请中，舷侧阀还包括减速器20和手操扳手26，手操扳手26通过减速器20与曲轴19连接。减速器20用于对齿轮21进行减速，减速器20主动齿轮21中心轴一端设置手操扳手26，手操扳手26用于应急手操，减速器20可减低手操力矩。进一步，减速器20设置在曲轴19的一端，而位置传感器设置在曲轴19的另一端。手操扳手26用于在特殊情况下阀门的开启和闭合。

进一步，在本申请中，主密封面采用硬密封。阀盖6和阀体1之间通过金属缠绕垫片11和O型密封圈15进行双密封。阀盖6和阀杆3之间通过O型密封圈15和石墨填料10进行双密封。平衡腔活塞4和阀体1以及平衡腔活塞4和阀杆3之间均通过O型密封圈15密封。O型密封圈15的材料选用航空级别的氟橡胶，石墨填料10具有良好的抗压能力，又有良好的高温、高压密封性，金属缠绕垫片11采用310S(0Cr25Ni20)。碟簧7采用Nimonic90具有较高的韧性和疲劳强度，同时具有耐高温的性能。

进一步，本申请的舷侧阀的工作原理图如图5所示，在实际使用中，舷侧阀可以与截止阀27、旁通阀28和电液操控器29一同配合使用。

本申请的舷侧阀还包括压紧螺栓5、阀杆衬套12、第一锁紧螺母13、平衡衬套14、第二锁紧螺母16、紫铜垫片17和填料函压盖18。

在本申请中，阀体1设计了旁通回路和平衡活塞，解决了阀体1内介质正向或反向作用时，阀门启闭作用力过大和密封可靠性低的问题，同时也提高了阀体1各部件的结构强度和使用寿命。

本申请使用了电器控制和液压驱动，可实现阀件远距离操纵；不用人工手动操作，提高了自动化程度，减少了舰船上人员的工作强度，采用了双缸液压机配合曲柄滑块8机构的特点，并将阀杆3设计成弹性结构，实现了阀件平稳启闭与自锁性的要求，该阀还可通过电液切换装置，实现应急手操，通过二级减速器20传递动力，操作灵活轻便。另外，为保证主阀面密封性能与耐火要求，特将主阀面密封设计成硬密封形式，以提高耐火性能；同时考虑到硬密封副的密封还原性能差的特点，特将阀杆3与阀瓣2采用球形联接方式，当阀门关闭时阀杆3带动阀瓣2向上运动，此时阀瓣2接触到阀座后通过球面定心作用，使阀瓣2与阀座接触于密封部位，从而保证了主阀面的密封性能。同时，阀杆3采用了弹性连接机构，有效避免了液压力冲击时，对阀面造成损伤。通过可控旁路较好地实现应急修理与维护，实际操作时只需关闭主截止阀27与旁路截止阀27，即可在有介质存在的情况下拆卸阀盖6及以上部分实现应急维修。为提高电绝缘效果，我们采用了新绝缘材料涂层技术，较好地满足了电绝缘性能要求。

针对本申请的舷侧阀而言，阀件的主要零部件采用了现役艇上应用成熟度较高的高锰铝青铜(ZCuAl8Mn13Fe3Ni2)材料，该材料的高强度、韧性好、耐蚀性强，电位腐蚀小；该材料应用于舷侧阀能达到良好的耐压、耐腐蚀性。采用流体仿真软件FLUENT对流道进行仿真分析，并指导流道的设计，提高流道的平滑度，减小流阻系数，使阀件在海水流动时具有较低的振动。另外，对阀件的刚度和模态进行了分析，有效避免了机械振动噪声。该电液舷侧阀采用了双作用平衡腔结构，使阀瓣2上下压力平衡，大大降低了阀瓣2开启力矩，方便了开启，同时也解决了现役阀件承受反向压力时密封难的问题，提高了阀面密封性能。该电液舷侧阀采用了双缸液压机和曲柄滑块8相结合的机构，不仅能够有效地启闭，还能实现了有效自锁。为保证主阀面密封性能与耐火要求，特将主阀面密封设计成硬密封形式，以提高耐火性能；同时考虑到硬密封副的密封还原性能差的特点，特将阀杆3与阀瓣2采用球形联接方式，当阀门关闭时阀杆3带动阀瓣2向上运动，此时阀瓣2接触到阀座后通过球面定心作用，使阀瓣2与阀座接触于密封部位，从而保证了主阀面的密封性能。同时，阀杆3采用了弹性连接机构，有效避免了液压力冲击时，对阀面造成损伤。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本申请的舷侧阀包括阀体、阀瓣、平衡腔活塞、阀杆、阀盖和液压驱动机构。阀体为中空结构，阀瓣和平衡腔活塞均设置在阀体的内部，平衡活塞位于阀体中部圆柱形空腔内，阀杆的一端伸入阀体与阀瓣连接，阀盖盖设在阀体的一端，液压驱动机构与阀杆连接，其中，通过液压驱动机构驱动阀杆以实现阀体和阀瓣之间的主密封面的开启与闭合，从而实现了舷侧阀的远距离操纵，无需人工现场对舷侧阀手动操作，减少了操作人员的工作强度。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种舷侧阀，其特征在于，包括阀体、阀瓣、平衡腔活塞、阀杆、阀盖和液压驱动机构；

所述阀体为中空结构；

所述阀瓣和所述平衡腔活塞均设置在所述阀体的内部；

所述阀杆的一端伸入所述阀体与所述阀瓣连接；

所述阀盖盖设在所述阀体的一端；

所述液压驱动机构与所述阀杆连接，其中，通过所述液压驱动机构驱动所述阀杆以实现所述阀体和所述阀瓣之间的主密封面的开启与闭合。

2.如权利要求1所述的舷侧阀，其特征在于，所述液压驱动机构包括双缸液压机本体、齿条活塞、齿轮、曲轴、连杆、滑块、外套螺母、碟簧和位置传感器；

所述齿条活塞的中部为齿条结构，所述齿条结构的两端为活塞；

所述双缸液压机本体通过所述活塞与所述齿条活塞连接；

所述齿轮与所述齿条结构咬合；

所述齿轮与所述曲轴的主轴连接；

所述曲轴的曲柄与所述连杆连接；

所述连杆还与所述滑块连接；

所述阀杆的上部通过所述外套螺母和所述碟簧与所述滑块连接；

所述位置传感器与所述曲轴连接。

3.如权利要求1所述的舷侧阀，其特征在于，还包括电控单元，所述电控单元与所述液压驱动机构连接。

4.如权利要求2所述的舷侧阀，其特征在于，所述位置传感器包括感应块和感应开关，所述感应块与所述曲轴连接。

5.如权利要求2所述的舷侧阀，其特征在于，还包括减速器和手操扳手；

所述手操扳手通过所述减速器与所述曲轴连接。

6.如权利要求1所述的舷侧阀，其特征在于，所述主密封面采用硬密封。

7.如权利要求1所述的舷侧阀，其特征在于，所述阀盖和所述阀体之间通过金属缠绕垫片和O型密封圈进行双密封。

8.如权利要求1所述的舷侧阀，其特征在于，所述阀盖和所述阀杆之间通过O型密封圈和石墨填料进行双密封。

9.如权利要求1所述的舷侧阀，其特征在于，所述平衡腔活塞和所述阀体以及所述平衡腔活塞和所述阀杆之间均通过O型密封圈密封。