CN107559476A - 一种控制阀门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制阀门，尤其是涉及一种阀门的机械控制结构。一种控制阀门，包括阀体（1）、阀芯（2）及执行机构，阀体（1）设进水口、出水口，所述阀芯（2）顶部与进水口配合设计为活塞结构，所述阀芯整体结构为倒置的空心筒状，连接阀芯与阀体设有实现阀门闭合的张紧弹簧（3），所述执行机构包括操作手柄（11）、循环卡槽体（12）以及卡勾（13）；所述循环卡槽体为两个，对称设置在阀体内壁阀芯两侧，两个循环卡槽体上端分别连接张紧弹簧（3），所述卡勾（13）上端与循环卡槽体上设置的循环卡槽相配合，所述卡勾（13）下端与阀体内壁相固定，所述循环卡槽体与阀芯联动连接，操作手柄与循环卡槽体连接。操作使用方便，安全可靠。

Description

一种控制阀门

技术领域

本发明涉及一种控制阀门，尤其是涉及一种阀门的机械控制结构。

背景技术

阀门是流体输送系统中的重要控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。随着阀门技术的不断发展，阀门应用领域的不断拓宽。从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多，广泛应用于自来水输送、农业灌溉、液态危险化学品、水质安全、水污染、紧急切断阀、工厂排污、船舶排污油污泄漏、公路径流安全检测和控制、液态食品生产等领域。

近年来阀门市场急速膨胀，国营企业受体制影响遭遇关停危机，乡镇、民营企业因技术力量有限，只能进行模仿生产，这是造成国产阀门质量较低的主要原因。国家已经出台了振兴装备制造业的政策，尤其重点支持通用基础制造业的发展。我国正面临着从农业时代向工业化时代的转变，将大幅增加工业对阀门产品的需求。

因此，开发出一种结构简单、成本低，易操作，根据需要能进行远程控制的控制阀门，更是市场迫切的需求。

发明内容

本发明根据目前环保、危化品运输、食品安全、管道运输、农业灌溉用水等行业的迫切需求，提出了一种操作使用方便，安全可靠的控制阀门。

本发明所采用的技术方案：

一种控制阀门，包括阀体（1）、阀芯（2）及执行机构，阀体（1）设进水口、出水口，所述阀芯（2）顶部与进水口配合设计为活塞结构，所述阀芯整体结构为倒置的空心筒状，连接阀芯与阀体设有实现阀门闭合的张紧弹簧（3），所述执行机构包括操作手柄（11）、循环卡槽体（12）以及卡勾（13）；所述循环卡槽体为两个，对称设置在阀体内壁阀芯两侧，两个循环卡槽体上端分别连接张紧弹簧（3），所述卡勾（13）上端与循环卡槽体上设置的循环卡槽相配合，所述卡勾（13）下端与阀体内壁相固定，所述循环卡槽体与阀芯联动连接，操作手柄与循环卡槽体连接。

所述的控制阀门，在阀体内壁两侧对称设有机械控制滑轨（10），所述循环卡槽体（12）匹配设置于所述机械控制滑轨内。在所述机械控制滑轨（10）内与循环卡槽体（12）配合安装有滑轮，以减少循环卡槽体上下运动时的摩擦。

所述的控制阀门，机械控制滑轨（10）为双层设计，第一层滑轨为滑轮轨道，其中设计有2个滑轮，两个滑轮均与循环卡槽体配合连接；第二层滑轨两边为齿条设计，并装有减速齿轮组，减速齿轮组通过连接杆与第一层滑轨下端的一个滑轮和循环卡槽体连接固定，以避免阀芯受张紧弹簧拉力快速上升，撞击阀体。

本发明的有益效果：

1、本发明控制阀门，设计合理，安装、使用操作方便，安全可靠。采用机械方式手动控制，方便人工干预控制，便于长期使用和野外使用。适用于公路径流水质安全控制、液态危险化学品、水质安全、水污染、紧急切断阀、工厂排污、农业灌溉取水、船舶排污油污泄漏、液态食品生产、石油开采冶炼和河流取水控制等领域。

2、本发明控制阀门，机械控制和电动控制结构融为一体，具有很高的实用价值。执行机构包括机械控制部分和电动控制部分，可手动控制也可电动操作，使用方便。电动部分在正常工作时，应用较少，可以有效地减少阀门装置的日常耗电量，克服了日常的电控阀门用电功率大等缺点。

附图说明

图1：本发明控制阀门外部结构示意图；

图2：本发明控制阀门阀芯外形示意图；

图3：本发明控制阀门内部结构示意图；

图4：本发明控制阀门闭合状态结构示意图（左边为机械部分状态比较）；

图5：本发明控制阀门打开状态结构示意图（左边为机械部分状态比较）；

图6：循环卡槽滑动轨迹图；

图7：卡勾形状示意图；

图8：单侧阀门壁上的固定滑轨、循环卡槽；

图9：第一层滑轨结构图；

图10：第二层滑轨结构图；

图11：双层滑轨侧面图图；

图12：双层滑轨剖面图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

参见图1～图8，本发明控制阀门，包括阀体1、阀芯2及执行机构，阀体1设进水口、出水口，所述阀芯2顶部与进水口配合设计为活塞结构，所述阀芯整体结构为倒置的空心筒状，连接阀芯与阀体设有实现阀门闭合的张紧弹簧3，所述执行机构包括操作手柄11、循环卡槽体12以及卡勾13；所述循环卡槽体为两个，对称设置在阀体内壁阀芯两侧，两个循环卡槽体12上端分别连接张紧弹簧3，卡勾13上端与循环卡槽体12上设置的循环卡槽相配合，卡勾13下端与阀体内壁相固定，所述循环卡槽体12与阀芯联动连接，操作手柄11与循环卡槽体12连接。

实施例2

参见图～图8，本实施例所述的控制阀门，与实施例1不同的是：在阀体内壁两侧对称设有机械控制滑轨10，所述循环卡槽体12匹配设置于所述机械控制滑轨内。

图中，阀芯2上端为橡胶密封垫15，阀体两侧突出部分为用于安放机械控制滑轨10的控制滑轨安装壳10-1。阀体内壁两侧对称固定2个机械控制滑轨，其作用是可以使活塞（阀芯）上下活动时保持均衡。

张紧弹簧3上端固定在阀体上（不可活动），下端固定在循环卡槽体12上，循环卡槽体12与阀芯2固定连接，随着阀芯上下运动。阀体手柄、阀芯、循环卡槽和弹簧的下端固定在一起，卡勾下端固定，上端沿循环卡槽的“循环轨道”移动。循环卡槽与卡勾一起控制着阀芯的运动轨迹和阀门开关闭合状态。阀体手柄的设计方便人手按压动作，实际操作时，只需上下按压阀体手柄就能完成阀门的开关闭合动作。

实施例3

本实施例的控制阀门，与实施例2不同的是，机械控制滑轨10内与循环卡槽体12配合安装有滑轮，循环卡槽体12通过滑轮配合设置于机械控制滑轨10内，方便循环卡槽体在控制滑轨内滑动，可以减少循环卡槽体上、下运动时的摩擦。

实施例4

参见图1～图8，图9～图12，本实施例的控制阀门，与实施例3不同的是：机械控制滑轨10为双层设计，第一层滑轨31为滑轮轨道，其中设计有2个滑轮（第一层滑轮32），两个滑轮均与循环卡槽体12配合连接，以减少循环卡槽体上下运动时的摩擦；第二层滑轨33两边为齿条设计（第二层滑轨齿条35），并装有减速齿轮组34，减速齿轮组34通过连接杆36与第一层滑轨下端的一个滑轮和循环卡槽体12连接固定，以避免阀芯2受张紧弹簧3拉力快速上升，撞击阀体。

实施例5

参见图3、图4、图5，本实施例的控制阀门，与前述各实施例不同的是：阀门执行机构包括电动控制部分，所述电动控制部分由2个电机（图中未示出）、扇形齿轮6、齿条7和锥形单齿轮8组成；电机和阀体1固定连接，齿条7和阀芯固定连接；一个电机和扇形齿轮6传动连接，所述扇形齿轮6和齿条7配合联动，另一个电机和锥形单齿轮8传动连接，所述锥形单齿轮8和齿条7配合联动；所述电机通过控制开关连接电源。

扇形齿轮的作用主要是通过啮合齿条来开启阀门；锥形单齿轮的作用主要是当阀门需要关闭时，此时循环卡槽体被卡勾勾住，需要锥形单齿轮往下“拨动”，才能使卡勾放开循环卡槽体，并在张紧弹簧的拉力下，实现阀门闭合（复位）。

本实施例的控制阀门为机械控制部分与电动控制部分两部分组成，其中机械部分可独立完成阀门的打开和闭合动作，电动部分完成阀门的打开和闭合动作需机械部分参与配合，才能完成。机械部分组成：阀体手柄、阀芯、弹簧、循环卡槽、卡勾、固定滑轨和减速齿轮组。其中阀芯、弹簧、循环卡槽和卡勾是阀门机械控制部分的主要装置，固定滑轨和减速齿轮组是机械控制部分的辅助部分，起到减少摩擦和减速缓冲的作用。

本发明控制阀门手动操作原理描述：

阀门原始状态为封闭（弹簧处于收缩状态，此时受到弹簧的拉力，阀芯封闭阀门）。当操作手柄11受到按压时，阀芯向下移动，带动循环卡槽体向下移动，弹簧拉伸，此时卡勾在循环卡槽内沿着“滑动轨道”移动（滑动轨迹见图6循环卡槽滑动轨迹图）。“滑动轨道”表面根据需要，设计为凸凹不平的高度，以控制着卡勾的沿滑动轨迹循环重复滑动（A → B → C→ D → E → F → A）。

当卡勾移动到卡槽最高点H时，受到卡槽的限制，操作手柄11无法往下按压，操作人员放开操作手柄11，此时卡勾顺势勾住G点，控制着阀芯保持不动，阀门打开。卡勾在槽内按照轨迹滑动：A → B → C → D → H → G；

当操作手柄11“再次”受到按压时，循环卡槽体下移，卡勾在循环卡槽内沿着“滑动轨道”向上移动一点，受到卡槽I点的限制，操作手柄11无法往下按压，操作人员松开操作手柄11，循环卡槽体受到弹簧拉力，向上移动，卡勾沿“滑动轨道”右侧直道滑行，阀芯整体上移，封堵住阀门，阀门关闭，滑动轨迹：G → E → F → A。

本发明控制阀门电动操作原理描述：

当控制“打开”阀门信号时，电机带动扇形齿轮旋转（360度）并和齿条相互啮合，阀芯/活塞下移，带动循环卡槽下移，当扇形齿轮和齿条相互不咬合时，此时卡勾正好移动到卡槽最高点H，循环卡槽上移一点，卡勾顺势勾住G点，控制着阀芯保持不动，此时阀门打开。当控制“关闭”阀门信号时，安装在阀体下部的锥形单齿轮旋转，并与阀芯齿条啮合，随即相互脱开，循环卡槽下移一小段（相当于人手按压一下），受到弹簧拉力，循环卡槽向上移动，卡勾沿“滑动轨道”右侧直道滑行，阀芯整体上移，封堵住阀门，滑动轨迹：G → E → F → A。

扇形齿轮分度圆的扇形弧线长度约等于齿条的长度，扇形齿轮6和锥形单齿轮的分度圆和齿条7分度线相切。扇形齿轮和锥形单齿轮转动时，每次均顺时针旋转360度一次。以确保扇形齿轮和锥形单齿轮回到原始位置，此时扇形齿轮和锥形单齿轮的无齿部分对着齿条，这样的设计保证扇形齿轮和锥形单齿轮有齿部分不和齿条啮合，避免了机械操作时扇形齿轮和锥形单齿轮与齿条相互啮合干扰问题。具体见图4、图5控制阀闭合、打开状态结构示意图（左边为机械部分状态比较）

当扇形齿轮6顺时针旋转并和齿条7相互啮合时，阀芯/活塞下移，机械控制部分的卡勾勾住循环卡槽体，阀门打开。需要电动关闭阀门时，使用锥形单齿轮8。由于阀门处于打开状态，此时阀芯位于阀体下部，锥形单齿轮旋转360度，与阀芯齿条啮合传动，机械控制部分的卡勾顺势摆动至循环卡槽体最右侧，阀芯/活塞受到机械控制部分的弹簧拉力，并在减速齿轮组的作用下向上运动，实现阀门关闭。

由于断电或人工操作等原因，在使用机电控制时，阀门封堵状态可能不明确。因此在日常使用时，锥形单齿轮可以做为阀门阀芯的“复位”装置。即在每次开机时，控制程序均使锥形单齿轮顺时针旋转360度，以保证阀门处于关闭状态。具体原理如下：开机前阀芯有两种状态，阀门关闭时，此时阀芯齿7条位于阀体上部，锥形单齿轮旋转放空；阀门打开时，此时阀芯齿条位于阀体下部，锥形单齿轮8旋转，并与阀芯齿条7啮合传动，实现阀门关闭。

Claims (5)

1.一种控制阀门，包括阀体（1）、阀芯（2）及执行机构，阀体（1）设进水口、出水口，所述阀芯（2）顶部与进水口配合设计为活塞结构，其特征在于：所述阀芯整体结构为倒置的空心筒状，连接阀芯与阀体设有实现阀门闭合的张紧弹簧（3），所述执行机构包括操作手柄（11）、循环卡槽体（12）以及卡勾（13）；所述循环卡槽体为两个，对称设置在阀体内壁阀芯两侧，两个循环卡槽体上端分别连接张紧弹簧（3），所述卡勾（13）上端与循环卡槽体上设置的循环卡槽相配合，所述卡勾（13）下端与阀体内壁相固定，所述循环卡槽体与阀芯联动连接，操作手柄与循环卡槽体连接。

2.根据权利要求1所述的控制阀门，其特征在于：在阀体内壁两侧对称设有机械控制滑轨（10），所述循环卡槽体（12）匹配设置于所述机械控制滑轨内。

3.根据权利要求2所述的控制阀门，其特征在于：在所述机械控制滑轨（10）内与循环卡槽体（12）配合安装有滑轮，以减少循环卡槽体上下运动时的摩擦。

4.根据权利要求3所述的控制阀门，其特征在于：所述机械控制滑轨（10）为双层设计，第一层滑轨为滑轮轨道，其中设计有2个滑轮，两个滑轮均与循环卡槽体配合连接；第二层滑轨两边为齿条设计，并装有减速齿轮组，减速齿轮组通过连接杆与第一层滑轨下端的一个滑轮和循环卡槽体连接固定，以避免阀芯受张紧弹簧拉力快速上升，撞击阀体。

5.根据权利要求1～4任一项所述的控制阀门，其特征在于：执行机构包括电动控制部分，所述电动控制部分由2个电机、扇形齿轮（6）、齿条（7）和锥形单齿轮（8）组成；电机和阀体（1）固定连接，齿条（7）和阀芯固定连接；一个电机和扇形齿轮（6）传动连接，所述扇形齿轮（6）和齿条（7）配合联动，另一个电机和锥形单齿轮（8）传动连接，所述锥形单齿轮（8）和齿条（7）配合联动；所述电机通过控制开关连接电源。