CN107883005B - 一种插板阀用的阀芯结构及其工作原理 - Google Patents

Abstract

一种插板阀用的阀芯结构及其工作原理，其主要涉及阀门领域。该插板阀用的阀芯结构通过设置钢球结构组件，并且在支撑板焊件和密封板焊件之间设置与钢球结构组件协同工作的弹性连接件，从而使得阀芯结构不但具备结构简单的优点，而且使其具备更高的可靠性和准确性以及更好的密封性；另外，该插板阀用的阀芯结构还具备调试方便快捷、生产效率高、成本低、工作过程震动和噪音小的优点。因此，上述的插板阀用的阀芯结构及其工作原理表现出了良好的市场应用前景。

Description

一种插板阀用的阀芯结构及其工作原理

技术领域

本发明涉及阀门领域，具体而言，涉及一种插板阀用的阀芯结构及其工作原理。

背景技术

现有的插板阀阀芯结构，主要是由连接板、连接座、钢球套、钢球、定位块、弹簧片、压片、限位块、滚轮、滚轮轴、轴承压圈、轴承垫圈、支撑板、密封板组成，这种阀芯结构大都能满足中、小型口径插板阀的开闭和密封要求，但其动作的可靠性不容易得到保证，特别是开闭阀的震动、噪音尤为明显。另外，对于大口径插板阀来说，因支撑板和密封板的尺寸较大，其弹簧片的弹力已不足以承受和拉紧较笨重的阀板，虽然可以采用多处布置弹簧片的方法来提高拉紧力，但结构就会非常复杂，占用的尺寸和空间较大，装配调试费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种插板阀用的阀芯结构，其应用在插板阀中执行开闭动作时具有更高的准确性和可靠性，并且其还具有结构简单的优点。

本发明的另一目的在于提供一种插板阀用的阀芯结构的工作原理，其体现出了上述插板阀用的阀芯结构的各项优点。

本发明的实施例是这样实现的：

一种插板阀用的阀芯结构，其包括密封板焊件、连接板焊件、支撑板焊件和钢球结构组件，其中，连接板焊件设置于支撑板焊件和密封板焊件之间，支撑板焊件和密封板焊件之间通过设置弹性连接件连接，弹性连接件贯穿连接板焊件，与弹性连接件相匹配的设置于连接板焊件上的贯穿孔呈“腰型”孔，贯穿孔的长度方向与连接板焊件的移动方向相同，从而使得支撑板焊件和密封板焊件能够相对连接板焊件同步移动；

钢球结构组件包括钢球和与钢球相匹配的球形弧面，钢球设置于连接板焊件的柱形通孔中，并且在初始装配状态下与对应设置于支撑板焊件和密封板焊件内表面的球形弧面相抵靠；

当连接板焊件相对于支撑板焊件和密封板焊件沿贯穿孔长度方向移动时，钢球随支撑板焊件同步移动，并且脱离或进入球形弧面；当脱离球形弧面时，钢球将支撑板焊件和密封板焊件之间的距离撑大；当钢球进入球形弧面时，支撑板焊件和密封板焊件在弹性连接件的弹性预紧力作用下距离变小，从而复位处于初始装配状态。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述连接板焊件包括推动块、钢球套和连接板，推动块设置于连接板移动方向所对应的一端，钢球套套设于柱形通孔中，且与钢球相匹配。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述钢球的数量为两个，且沿柱形通孔的轴向相互抵靠相贴设置。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述球形弧面为与钢球形状相匹配的球窝，且分别相对地设置在支撑板焊件和密封板焊件相对应的内表面上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述球窝的深度为对应钢球半径的四分之一到三分之一。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述弹性连接件包括弹簧导向筒、弹簧和弹簧导向柱，其中，弹簧导向筒设置于支撑板焊件的支撑板上，弹簧导向柱设置于密封板焊件的密封板上与弹簧导向筒相对应的位置，弹簧套设弹簧导向柱上且位于弹簧导向筒内，弹簧通过锁紧螺母固定后具有预紧力，从而将支撑板焊件、密封板焊件和连接板焊件连接并拉紧为一个整体。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述插板阀用的阀芯结构还包括滚轮组件，滚轮组件设置于连接板焊件沿自身移动方向的相对两侧。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述支撑板焊件和密封板焊件上与球形弧面相邻的内表面区域还设置有用于为钢球导向的导向槽。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述导向槽的截面为圆弧形，且导向槽的深度随着距离对应球形弧面位置越远而逐渐变浅。

一种如上述插板阀用的阀芯结构的工作原理，其包括：

插板阀用的阀芯结构在外界动力的驱动下作往返直线运动时包括关阀动作和开阀动作；执行关阀动作时，密封板焊件最先运动到终端，并连同支撑板焊件一同停止运动，继续推动连接板焊件，弹性连接件沿贯穿孔长度方向从一侧运动到另一侧，钢球被连接板焊件逐渐推出球形弧面，从而将支撑板焊件和密封板焊件沿厚度方向撑开一个距离，进而使得支撑板焊件和密封板焊件分别压向与之配合连接的壳体法兰的支撑面和密封面；执行开阀动作时，连接板焊件被反向拉动，钢球在摩擦力的作用下运动到球形弧面中，完成复位动作，而相对应地，支撑板焊件和密封板焊件在弹性连接件的弹性预紧力下，分别与支撑面和密封面分离，最终，整个插板阀用的阀芯结构一同移动，离开壳体法兰孔口，使阀门完全打开。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供的插板阀用的阀芯结构通过设置钢球结构组件，并且在支撑板焊件和密封板焊件之间设置与钢球结构组件协同工作的弹性连接件，从而使得阀芯结构不但具备简单的结构，而且密封可靠性更高，开闭动作的准确性更高。因此，本发明实施例提供的插板阀用的阀芯结构及其工作原理表现出了良好的市场推广应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供插板阀用的阀芯结构初始装配状态下的平面结构示意图；

图2为本发明实施例提供插板阀用的阀芯结构在阀板撑开状态下的平面结构示意图；

图3为本发明实施例提供插板阀用的阀芯结构初始装配状态下的A-A部分的平面结构示意图；

图4为本发明实施例提供插板阀用的阀芯结构初始装配状态下的B-B部分的平面结构示意图；

图5为本发明实施例提供插板阀用的阀芯结构在阀板撑开状态下C-C部分的平面结构示意图。

图标：100-插板阀用的阀芯结构；120-密封板焊件；130-弹性连接件；131-贯穿孔；132-弹簧导向筒；134-弹簧；136-弹簧导向柱；140-连接板焊件；142-推动块；144-钢球套；146-连接板；160-支撑板焊件；180-钢球结构组件；182-钢球；184-球形弧面；186-柱形通孔；190-滚轮组件；191-滚轮支撑块；192-滚轮；193-轴承挡圈；194-轴承穿轴；195-轴承端盖；196-轴承。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“水平”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请结合参照图1、图2、图3、图4和图5，本实施例提供了一种插板阀用的阀芯结构100，其主要涉及阀门领域。需要说明的是，本实施例提供的插板阀用的阀芯结构100应用在插板阀中执行开闭动作时具有更高的准确性、可靠性和便捷性，并且其还具有结构简单、生产效率高、成本低以及工作时震动和噪音小的优点。

具体地，本实施例提供的一种插板阀用的阀芯结构100，其包括密封板焊件120、连接板焊件140、支撑板焊件160和钢球结构组件180，其中，连接板焊件140设置于支撑板焊件160和密封板焊件120之间，支撑板焊件160和密封板焊件120之间通过设置弹性连接件130连接，弹性连接件130贯穿连接板焊件140，与弹性连接件130相匹配的设置于连接板焊件140上的贯穿孔131呈“腰型”孔，贯穿孔131的长度方向与连接板焊件140的移动方向相同，从而使得支撑板焊件160和密封板焊件120能够相对连接板焊件140同步移动。

进一步地，钢球结构组件180包括钢球182和与钢球182相匹配的球形弧面184，钢球182设置于连接板焊件140的柱形通孔186中，并且在初始装配状态下与对应设置于支撑板焊件160和密封板焊件120内表面的球形弧面184相抵靠。需要说明的是，当连接板焊件140相对于支撑板焊件160和密封板焊件120沿贯穿孔131长度方向移动时，钢球182随支撑板焊件160同步移动，并且脱离或进入球形弧面184。需要说明的是，连接板146上设计有一定数量的上述“腰型”孔，该“腰型”孔的宽度及数量有弹性连接件130的尺寸和数量确定，“腰型”孔的长度由钢球182的运动行程确定。

具体地，当脱离球形弧面184时，钢球182将支撑板焊件160和密封板焊件120之间的距离撑大；当钢球182进入球形弧面184时，支撑板焊件160和密封板焊件120在弹性连接件130的弹性预紧力作用下距离变小，从而复位处于初始装配状态。

进一步地，本实施例提供的连接板焊件140包括推动块142、钢球套144和连接板146，其中，推动块142设置于连接板146移动方向所对应的一端，钢球套144套设于柱形通孔186中，且与钢球182相匹配。

需要说明的是，具体地，本实施例将钢球套144设计成内部为中空的阶梯轴，故在两边轴肩的定位下，能够很准确的将钢球套144焊接在连接板146上，并能很准确的保证支撑板焊件160和密封板焊件120之间所需要的距离尺寸。因此，钢球182位于连接板焊件140上的钢球套144内，而连接板焊件140又位于支撑板焊件160和密封板焊件120之间并通过弹性连接件130拉紧为一体，故在钢球套144的限位下，钢球182的初始位置是夹紧在支撑板和密封板上的球形弧面184内，这样支撑板焊件160和密封板焊件120也就被钢球182撑开一个高度距离，距离的大小由钢球182的大小和重叠的钢球182数量决定，这也就使得整个连接板焊件140始终位于这个高度距离的中间部分，并限制钢球182不能任意滚动，但钢球182可随着连接板焊件140一起做直线往返运动，运动的距离由设计需要来确定并最终通过“腰型”孔限位。

进一步地，本实施例提供的钢球182的数量优选地设计为两个，且沿柱形通孔186的轴向相互抵靠相贴设置。需要说明的是，在其它实施例当中，并不仅限于本实施例提供的钢球182的数量，其还可以是其它个数的数量，如1个、3个等。

进一步地，本实施例提供的球形弧面184为与钢球182形状相匹配的球窝，且分别相对地设置在支撑板焊件160和密封板焊件120相对应的内表面上。需要说明的是，通过球窝与钢球182的配合，可以使得连接板焊件140在初始装配状态和复位时具备准确的定位效果，并且辅助钢球182对支撑板焊件160和密封板焊件120进行定点支撑。

进一步地，本实施例提供的球窝的深度为对应钢球182半径的四分之一到三分之一。需要说明的是，本实施例之所以对于球窝的深度进行限定，是因为球窝的深度过深，不利于钢球182脱离球窝；球窝的深度过浅，不利于钢球182对支撑板焊件160和密封板焊件120的定点支撑效果，从而会使得钢球182很容易脱离球窝，降低了插板阀用的阀芯结构100的整体稳定性和使用可靠性。

进一步地，本实施例提供的弹性连接件130包括弹簧导向筒132、弹簧134和弹簧导向柱136，其中，弹簧导向筒132设置于支撑板焊件160的支撑板上，弹簧导向柱136设置于密封板焊件120的密封板上与弹簧导向筒132相对应的位置，弹簧134套设弹簧导向柱136上且位于弹簧导向筒132内，弹簧134通过锁紧螺母固定后具有预紧力，从而将支撑板焊件160、密封板焊件120和连接板焊件140连接并拉紧为一个整体。

进一步地，本实施例提供的插板阀用的阀芯结构100还包括滚轮组件190，滚轮组件190设置于连接板焊件140沿自身移动方向的相对两侧。具体地，滚轮组件190由滚轮支撑块191、滚轮192、轴承挡圈193、轴承穿轴194、轴承端盖195、轴承196、螺钉组装在一起构成。需要说明的是，滚轮组件190是通过将滚轮支撑块191安装在与设置在连接板146对称两侧的具有一定数量的沉头螺栓孔上来实现连接的，并且需要强调的是，通过滚轮组件190可以限制插板阀用的阀芯结构100的五个运动自由度，使其仅能进行直线往复运动，更重要的是，滚轮组件190使得插板阀用的阀芯结构100的导向精度更高，运动阻力更小，且能很好的保证阀芯开闭动作的准确性和可靠性。

本实施提供的插板阀用的阀芯结构100的工作原理为：本实施例提供的插板阀用的阀芯结构100在外界动力的驱动下（驱动方式可以是手动、电机或气缸驱动，驱动结构可以为平面连杆机构）和滚轮组件190的导向作用下作往返直线运动时包括关阀动作和开阀动作。其中，执行关阀动作时，密封板焊件120最先运动到终端，并连同支撑板焊件160一同停止运动，继续推动连接板焊件140，弹性连接件130沿贯穿孔131长度方向从一侧运动到另一侧，钢球182被连接板焊件140逐渐推出球形弧面184，从而将支撑板焊件160和密封板焊件120沿厚度方向撑开一个距离，进而使得支撑板焊件160和密封板焊件120分别压向与之配合连接的壳体法兰的支撑面和密封面（当连接板146上的“腰型”孔另一侧与弹簧导向筒132接触时，钢球182就完全离开球窝而位于支撑板和密封板的内平面上，支撑板和密封板被完全撑开，压紧力达到最大，整个阀芯停止运动，阀门被完全关闭和密封）；执行开阀动作时，连接板焊件140被反向拉动，钢球182在摩擦力的作用下运动到球形弧面184中，完成复位动作，而相对应地，支撑板焊件160和密封板焊件120在弹性连接件130的弹性预紧力下，分别与支撑面和密封面分离，最终，整个插板阀用的阀芯结构100一同移动，离开壳体法兰孔口，使阀门完全打开。

进一步地，在其它实施例当中，为了优化钢球182运动过程中导向性，插板阀用的阀芯结构100还可以在支撑板焊件160和密封板焊件120上与球形弧面184相连的内表面区域设置为钢球182导向的导向槽，并且，优选地，可以将导向槽的截面设置为圆弧形，且导向槽的深度随着距离对应球形弧面184位置越远而逐渐变浅。

综上所述，本发明实施例提供的插板阀用的阀芯结构通过设置钢球结构组件，并且在支撑板焊件和密封板焊件之间设置与钢球结构组件协同工作的弹性连接件，从而使得阀芯结构不但具备结构简单的优点，而且使其具备更高的可靠性和准确性以及更好的密封性；另外，本实施例提供的插板阀用的阀芯结构还具备调试方便快捷、生产效率高、成本低、工作过程震动和噪音小的优点。因此，本发明实施例提供的插板阀用的阀芯结构及其工作原理表现出了良好的市场推广应用前景。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种插板阀用的阀芯结构，其特征在于，其包括密封板焊件、连接板焊件、支撑板焊件和钢球结构组件，其中，所述连接板焊件设置于所述支撑板焊件和所述密封板焊件之间，所述支撑板焊件和所述密封板焊件之间通过设置弹性连接件连接，所述弹性连接件贯穿所述连接板焊件，与所述弹性连接件相匹配的设置于所述连接板焊件上的贯穿孔呈“腰型”孔，所述贯穿孔的长度方向与所述连接板焊件的移动方向相同，从而使得所述支撑板焊件和所述密封板焊件能够相对所述连接板焊件同步移动；

所述钢球结构组件包括钢球和与所述钢球相匹配的球形弧面，所述钢球设置于所述连接板焊件的柱形通孔中，并且在初始装配状态下与对应设置于所述支撑板焊件和所述密封板焊件内表面的所述球形弧面相抵靠；

当所述连接板焊件相对于所述支撑板焊件和所述密封板焊件沿所述贯穿孔长度方向移动时，所述钢球随所述支撑板焊件同步移动，并且脱离或进入所述球形弧面；当脱离所述球形弧面时，所述钢球将所述支撑板焊件和所述密封板焊件之间的距离撑大；当钢球进入所述球形弧面时，所述支撑板焊件和所述密封板焊件在所述弹性连接件的弹性预紧力作用下距离变小，从而复位处于所述初始装配状态;

所述弹性连接件包括弹簧导向筒、弹簧和弹簧导向柱，其中，所述弹簧导向筒设置于所述支撑板焊件的支撑板上，所述弹簧导向柱设置于所述密封板焊件的密封板上与所述弹簧导向筒相对应的位置，所述弹簧套设所述弹簧导向柱上且位于所述弹簧导向筒内，所述弹簧通过锁紧螺母固定后具有预紧力，从而将所述支撑板焊件、所述密封板焊件和所述连接板焊件连接并拉紧为一个整体；

所述连接板焊件包括推动块、钢球套和连接板，所述推动块设置于所述连接板移动方向所对应的一端，所述钢球套套设于所述柱形通孔中，且与所述钢球相匹配。

2.根据权利要求1所述的插板阀用的阀芯结构，其特征在于，所述钢球的数量为两个，且沿所述柱形通孔的轴向相互抵靠相贴设置。

3.根据权利要求1所述的插板阀用的阀芯结构，其特征在于，所述球形弧面为与所述钢球形状相匹配的球窝，且分别相对地设置在所述支撑板焊件和所述密封板焊件相对应的内表面上。

4.根据权利要求3所述的插板阀用的阀芯结构，其特征在于，所述球窝的深度为对应所述钢球半径的四分之一到三分之一。

5.根据权利要求1所述的插板阀用的阀芯结构，其特征在于，所述插板阀用的阀芯结构还包括滚轮组件，所述滚轮组件设置于所述连接板焊件沿自身移动方向的相对两侧。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的插板阀用的阀芯结构，其特征在于，所述支撑板焊件和所述密封板焊件上与所述球形弧面相邻的内表面区域还设置有用于为所述钢球导向的导向槽。

7.根据权利要求6所述的插板阀用的阀芯结构，其特征在于，所述导向槽的截面为圆弧形，且所述导向槽的深度随着距离对应所述球形弧面位置越远而逐渐变浅。

8.一种如权利要求1所述插板阀用的阀芯结构的工作原理，其特征在于，其包括：

所述插板阀用的阀芯结构在外界动力的驱动下作往返直线运动时包括关阀动作和开阀动作；

执行关阀动作时，所述密封板焊件最先运动到终端，并连同所述支撑板焊件一同停止运动，继续推动所述连接板焊件，所述弹性连接件沿所述贯穿孔长度方向从一侧运动到另一侧，所述钢球被所述连接板焊件逐渐推出球形弧面，从而将所述支撑板焊件和所述密封板焊件沿厚度方向撑开一个距离，进而使得所述支撑板焊件和所述密封板焊件分别压向与之配合连接的壳体法兰的支撑面和密封面；

执行开阀动作时，所述连接板焊件被反向拉动，所述钢球在摩擦力的作用下运动到所述球形弧面中，完成复位动作，而相对应地，所述支撑板焊件和所述密封板焊件在所述弹性连接件的弹性预紧力下，分别与所述支撑面和所述密封面分离，最终，整个所述插板阀用的阀芯结构一同移动，离开所述壳体法兰孔口，使阀门完全打开。