CN108571606A - 一种更小气控力的气控角座阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种更小气控力的气控角座阀，涉及阀门技术领域，包括阀体、设置于阀体内的阀芯和阀杆以及与阀杆连接的阀门气控装置，阀门气控装置内设有四个相互密封隔离的气控腔，气控腔包括沿阀杆的轴向自上至下依次排列的第一气控腔、第二气控腔、第三气控腔和第四气控腔，第二气控腔与第四气控腔相连通，第一气控腔和第二气控腔之间沿阀杆的轴向滑动设有第一活塞，第三气控腔和第四气控腔之间沿阀杆的轴向滑动设有第二活塞，第一活塞与第二活塞固定连接，第二活塞与阀杆连接，阀门气控装置内还设有与第一活塞或第二活塞连接的复位弹簧。本发明增加顶部助力的气控部分，进而可实现更小的阀门控制力，解决传统气控角座阀存在的问题。

Description

一种更小气控力的气控角座阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种更小气控力的气控角座 阀。

背景技术

自动控制阀门大大减少了人工操作，降低了生产成本；程序化的 操作，减少了由于人为因素带来的误操作影响。自动化阀门越来越广 泛的被广大企业所接受和应用。

在现今，国内气控角座阀产品，已使用比较广泛，但是存在一个 反向保压与气控压力相矛盾的普遍问题，即反向保压要求的压力越来 越大，而气控部分的控制力却不能提供的更高，致使目前能解决的方 式只能使用更大体积的气缸来满足不足的气控力，但是这样就又会存 在阀门体积庞大，导致设备空间需要加大，从而使得设备体积加大和 成本增加，另外还存在阀门体积庞大带来的维修困难和维修费用增加 的窘迫局面。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种更小气控力的气控角座 阀，增加顶部助力的气控部分，进而可实现更小的阀门控制力，解决 传统气控角座阀存在的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种更小气控力的气控角座阀，包括阀体、设置于所述阀体内的 阀芯和阀杆以及与所述阀杆连接的阀门气控装置，所述阀门气控装置 内设有四个相互密封隔离的气控腔，所述气控腔包括沿所述阀杆的轴 向自上至下依次排列的第一气控腔、第二气控腔、第三气控腔和第四 气控腔，所述第二气控腔与所述第四气控腔相连通，所述第一气控腔 和所述第二气控腔之间沿所述阀杆的轴向滑动设有第一活塞，所述第 三气控腔和所述第四气控腔之间沿所述阀杆的轴向滑动设有第二活 塞，所述第一活塞与所述第二活塞固定连接，所述第二活塞与所述阀 杆连接，所述阀门气控装置内还设有与所述第一活塞或第二活塞连接 的复位弹簧，利用两组气缸的合力将阀门打开，降低对外部气控力的 过高要求，实现更小控制力的目标。

优选的，所述阀门气控装置包括与所述阀体密封连接的中部气控 机构以及设置于所述中部气控机构顶部的顶部气控机构，所述顶部气 控机构包括第一缸体和所述第一活塞，所述第一活塞将所述第一缸体 分隔成所述第一气控腔和所述第二气控腔，所述第一缸体上设有分别 与所述第一气控腔和所述第二气控腔相连通的进气孔，所述中部气控 机构包括第二缸体和所述第二活塞，所述第一缸体固定于所述第二缸 体上，所述第二缸体与所述阀体密封固定连接，所述第二活塞将所述 第二缸体分隔成所述第三气控腔和所述第四气控腔，所述第二缸体上 设有分别与所述第三气控腔和所述第四气控腔相连通的进气孔，所述 第三气控腔内设有所述复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别固定于所 述第二缸体和所述第二活塞上。

优选的，所述第一缸体上设有朝向上方的开口，所述开口处设有 密封所述第一缸体的阀盖，所述阀盖上设有与所述第一气控腔连通的 阀盖排气孔，所述第一缸体上设有与所述第二气控腔连通的第一进气 孔，所述第二缸体上设有朝向下方的开口，所述开口处设有密封所述 第二缸体的端盖，所述第二缸体上设有与所述第三气控腔连通的第二 进气孔，所述端盖上设有与所述第四气控腔连通的第三进气孔，所述 第三进气孔与所述第一进气孔连通。

优选的，所述第一进气孔与所述第三进气孔位于同侧，所述第三 进气孔上连接有三通接头，所述三通接头通过气控导管与所述第一进 气孔连通。

优选的，所述第一活塞与所述第二活塞通过连动杆固定连接，所 述连动杆贯穿所述第一缸体和所述第二缸体，所述连动杆分别与所述 第一缸体和所述第二缸体滑动密封连接。

优选的，所述第一活塞的外周设有一圈第一活塞环，所述第一活 塞通过所述第一活塞环与所述第一缸体的内壁相接触。

优选的，所述第二活塞的外周设有一圈第二活塞环，所述第二缸 体的内壁设有环形的气缸套，所述第二活塞通过所述第二活塞环与所 述气缸套的内壁相接触。

优选的，所述端盖通过连接件与所述阀体密封连接，所述阀杆滑 动设置于所述连接件内，所述连接件内还设有阀杆密封组件，所述连 接件的端部设有方形法兰，所述方形法兰通过锁紧螺栓与所述阀体紧 固连接，所述方形法兰内还设有密封所述阀体的阀体密封垫，采用方 形法兰结构，并用四枚锁紧螺栓与四枚弹垫紧固连接组成，进而锁紧 更加牢固，不易松动泄漏，并且采用的是法兰结构，散热面积增大， 进而提高阀杆密封组件的寿命，且螺栓拆卸不受温度和的介质影响。

优选的，所述阀杆的端部固定设有格兰，所述阀芯紧固于所述格 兰上，所述阀芯上设有用于密封阀口的阀芯密封垫，自锁螺母通过阀 芯垫片将所述阀芯密封垫紧固于所述阀芯上，采用格兰压紧的方式， 增强阀门的密封，成为提高阀门适用更高反向保压力的必要条件。

优选的，所述阀体两端的接口形式，为螺纹连接、焊接连接、法 兰连接、快装卡接连接中的一种或两种的组合，可满足目前90％以上 工况下的连接使用需求。

本发明的有益效果：

(1)本发明在工况要求阀门反向保压力更高的场合，可采用不 加大气缸体积的基础上，采用单一加大内部弹簧力的方式提供更高的 反向保压力，同时采用增加顶部助力的气控部分机构，进而可实现更 小的阀门控制力，解决传统气控角座阀存在的问题；

(2)本发明阀体与连接件之间采用方形法兰连接结构，锁紧更 加牢固，不易松动泄漏，并且采用的是法兰结构，散热面积增大，进 而提高阀杆密封组件的寿命，且螺栓拆卸不受温度和的介质影响；

(3)本发明阀芯与阀杆之间采用格兰压紧的方式，增强阀门的 密封，满足阀门适用更高反向保压力的要求。

附图说明

附图用来提供对本发明的优选的理解，并且构成说明书的一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限 制。在附图中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明阀门关闭时的结构示意图；

图3为本发明阀门开启时的结构示意图；

图中标记为：

1、顶部气控机构；1-1、第一缸体；1-2、阀盖；1-3、第一活塞； 1-4、第一气控腔；1-5、第二气控腔；1-6、阀盖排气孔；1-7、第一 进气孔；1-8、连动杆；1-9、第一活塞环；

2、中部气控机构；2-1、第二缸体；2-2、端盖；2-3、第二活塞； 2-4、第三气控腔；2-5、第四气控腔；2-6、第二进气孔；2-7、第三 进气孔；2-8、复位弹簧；2-9、三通接头；2-10、气控导管；2-11、 连接件；2-12、阀杆密封组件；2-13、方形法兰；2-14、锁紧螺栓； 2-15、阀体密封垫；2-16、第二活塞环；2-17、气缸套；

3、底部执行机构；3-1、阀体；3-2、阀芯；3-3、阀杆；3-4、 格兰；3-5、阀芯密封垫；3-6、自锁螺母；3-7、阀芯垫片。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的具体实施方式。

如图1所示，本实施例具体包括顶部气控机构1、中部气控机构 2和底部执行机构3；

顶部气控机构1包括开口朝上的第一缸体1-1、密封开口的阀盖 1-2、沿阀杆3-3的轴向滑动于第一缸体1-1内的第一活塞1-3，第 一活塞1-3的外周设有一圈第一活塞环1-9，第一活塞1-3通过第一 活塞环1-9与第一缸体1-1的内壁相接触，第一活塞1-3将第一缸体1-1分隔成相互密封隔离的第一气控腔1-4和第二气控腔1-5，阀盖 1-2上设有与第一气控腔1-4连通的阀盖排气孔1-6，第一缸体1-1 上设有与第二气控腔1-5连通的第一进气孔1-7；

中部气控机构2包括开口朝下的第二缸体2-1、密封开口的端盖 2-2、沿阀杆3-3的轴向滑动于第二缸体2-1内的第二活塞2-3，第 二活塞2-3的外周设有一圈第二活塞环2-16，第二缸体2-2的内壁 设有环形的气缸套2-17，第二活塞2-16通过第二活塞环2-16与气缸套2-17的内壁相接触，第二活塞2-3将第二缸体2-1分隔成相互 密封隔离的第三气控腔2-4和第四气控腔2-5，第二缸体2-1上设有 与第三气控腔2-4连通的第二进气孔2-6，端盖2-2上设有与第四气 控腔2-5连通的第三进气孔2-7，第三气控腔2-4内设有复位弹簧 2-8，复位弹簧2-8的两端分别固定于第二缸体2-1和第二活塞2-3 上；

底部执行机构3包括阀体3-1、设置于阀体3-1内的阀芯3-2和 阀杆3-3，阀杆3-3的端部固定设有格兰3-4，阀芯3-2紧固于格兰 3-4上，阀芯3-2上设有用于密封阀口的阀芯密封垫3-5，自锁螺母 3-6通过阀芯垫片3-7将阀芯密封垫3-5紧固于阀芯3-2上。

顶部气控机构1与中部气控机构2在内部由连动杆1-8连接组 成，外部通过三通接头2-9、气控导管2-10连接；中部气控机构2 与底部执行机构3在内部由阀杆3-3连接组成，外部通过连接件2-11 将两部分固定连接，具体的：

第一活塞1-3与第二活塞2-3通过连动杆1-8固定连接，连动杆 1-8贯穿第一缸体1-1和第二缸体2-1，连动杆1-8分别与第一缸体 1-1和第二缸体2-1滑动密封连接，第二活塞2-3与阀杆3-3连接；

第一进气孔1-7与第三进气孔2-7位于同侧，第三进气孔2-7上 连接有三通接头2-9，三通接头2-9通过气控导管2-10与第一进气 孔1-7连通；

端盖2-2通过连接件2-11与阀体3-1密封连接，阀杆3-3滑动 设置于连接件2-11内，连接件2-11内还设有阀杆密封组件2-12， 连接件2-11的端部设有方形法兰2-13，方形法兰2-13通过锁紧螺 栓2-14与阀体3-1紧固连接，方形法兰2-13内还设有密封阀体3-1 的阀体密封垫2-15。

如图1中，在工况要求阀门反向保压力更高的场合，可采用单 一加大第三气控腔2-4内部复位弹簧2-8的弹簧力的方式提供出更高 的反向保压力，同时采用增加顶部气控机构1，即由三通接头2-9与 气控导管2-10将第一进气孔1-7与第三进气孔2-7连通，进而将外 部气控的压缩空气分为两路分别进入上下两组气缸内，即第一缸体1-1的第二气控腔1-5以及第二缸体2-1的第四气控腔2-5，进而利 用两组气缸的合力克服第三气控腔2-4内的弹簧力将阀门打开，从而 降低对外部气控力的过高要求，实现更小控制力的要求。

在底部执行机构3中，阀体3-1与连接件2-11采用方形法兰2-13 连接结构，并用四枚锁紧螺栓2-14与四枚弹垫紧固连接组成，进而 锁紧更加牢固，不易松动泄漏，并且采用的是方形法兰结构，散热面 积增大，进而提高了阀杆密封组件2-12的寿命，且锁紧螺栓2-14拆 卸不受温度和介质的影响，降低阀门维修难度；在阀芯3-2处，阀芯 3-2与阀杆3-3的连接采用格兰3-4压紧的方式，由阀杆3-3、格兰 3-4、阀芯3-2组成活动式阀芯，增强阀门的密封，成为提高阀门适 用更高反向保压力的必要条件；在阀体3-1的两端，即与管道相连的接口形式，可有螺纹连接、焊接连接、法兰连接、快装卡接连接，这 一点可根据实际的需要而选用，在此都不做限定。

在本实施例中，在第三气控腔2-4内置更高弹力的复位弹簧2-8， 阀门在工作时，如图2、3所示，由第三进气孔2-7通入压缩空气， 气体由三通接头2-9将压缩气体通过气控导管2-10分别进入第二气 控腔1-5和第四气控腔2-5，两气控腔合力推动第一活塞1-3、第二 活塞2-3克服复位弹簧2-8的弹簧力向上运动，并由第二进气孔2-6 与阀盖排气孔1-6将第三气控腔2-4与第一气控腔1-4内的气体排 出，进而由第二活塞2-3连动阀杆3-3拉动阀芯3-2离开阀体3-1的 密封面，将阀门开启，介质由图2运动至图3状态，完成阀门的开启 动作；将第三进气孔2-7撤掉通入的压缩空气，于是第三气控腔2-4 内的第二活塞2-3由于上部的弹簧弹力，被迫向下运动，同时由连动 杆1-8带动第一活塞1-3同样向下运动，并由第一进气孔1-7与第三 进气孔2-7将第二气控腔1-5内和第四气控腔2-5内的气体排出，进 而由第二活塞2-3连动阀杆3-3推动阀芯3-2运动至阀体3-1的密封 面，将阀门关闭，介质被阻隔在两端，即由图3运动至图2状态， 完成阀门的关闭动作，以上两组动作即为阀门的启闭动作。

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， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术 人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)

1.一种更小气控力的气控角座阀，包括阀体、设置于所述阀体内的阀芯和阀杆以及与所述阀杆连接的阀门气控装置，其特征在于，所述阀门气控装置内设有四个相互密封隔离的气控腔，所述气控腔包括沿所述阀杆的轴向自上至下依次排列的第一气控腔、第二气控腔、第三气控腔和第四气控腔，所述第二气控腔与所述第四气控腔相连通，所述第一气控腔和所述第二气控腔之间沿所述阀杆的轴向滑动设有第一活塞，所述第三气控腔和所述第四气控腔之间沿所述阀杆的轴向滑动设有第二活塞，所述第一活塞与所述第二活塞固定连接，所述第二活塞与所述阀杆连接，所述阀门气控装置内还设有与所述第一活塞或第二活塞连接的复位弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种更小气控力的气控角座阀，其特征在于，所述阀门气控装置包括与所述阀体密封连接的中部气控机构以及设置于所述中部气控机构顶部的顶部气控机构，所述顶部气控机构包括第一缸体和所述第一活塞，所述第一活塞将所述第一缸体分隔成所述第一气控腔和所述第二气控腔，所述第一缸体上设有分别与所述第一气控腔和所述第二气控腔相连通的进气孔，所述中部气控机构包括第二缸体和所述第二活塞，所述第一缸体固定于所述第二缸体上，所述第二缸体与所述阀体密封固定连接，所述第二活塞将所述第二缸体分隔成所述第三气控腔和所述第四气控腔，所述第二缸体上设有分别与所述第三气控腔和所述第四气控腔相连通的进气孔，所述第三气控腔内设有所述复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别固定于所述第二缸体和所述第二活塞上。

3.根据权利要求2所述的一种更小气控力的气控角座阀，其特征在于，所述第一缸体上设有朝向上方的开口，所述开口处设有密封所述第一缸体的阀盖，所述阀盖上设有与所述第一气控腔连通的阀盖排气孔，所述第一缸体上设有与所述第二气控腔连通的第一进气孔，所述第二缸体上设有朝向下方的开口，所述开口处设有密封所述第二缸体的端盖，所述第二缸体上设有与所述第三气控腔连通的第二进气孔，所述端盖上设有与所述第四气控腔连通的第三进气孔，所述第三进气孔与所述第一进气孔连通。

4.根据权利要求3所述的一种更小气控力的气控角座阀，其特征在于，所述第一进气孔与所述第三进气孔位于同侧，所述第三进气孔上连接有三通接头，所述三通接头通过气控导管与所述第一进气孔连通。

5.根据权利要求3所述的一种更小气控力的气控角座阀，其特征在于，所述第一活塞与所述第二活塞通过连动杆固定连接，所述连动杆贯穿所述第一缸体和所述第二缸体，所述连动杆分别与所述第一缸体和所述第二缸体滑动密封连接。

6.根据权利要求3所述的一种更小气控力的气控角座阀，其特征在于，所述第一活塞的外周设有一圈第一活塞环，所述第一活塞通过所述第一活塞环与所述第一缸体的内壁相接触。

7.根据权利要求3所述的一种更小气控力的气控角座阀，其特征在于，所述第二活塞的外周设有一圈第二活塞环，所述第二缸体的内壁设有环形的气缸套，所述第二活塞通过所述第二活塞环与所述气缸套的内壁相接触。

8.根据权利要求3所述的一种更小气控力的气控角座阀，其特征在于，所述端盖通过连接件与所述阀体密封连接，所述阀杆滑动设置于所述连接件内，所述连接件内还设有阀杆密封组件，所述连接件的端部设有方形法兰，所述方形法兰通过锁紧螺栓与所述阀体紧固连接，所述方形法兰内还设有密封所述阀体的阀体密封垫。

9.根据权利要求1所述的一种更小气控力的气控角座阀，其特征在于，所述阀杆的端部固定设有格兰，所述阀芯紧固于所述格兰上，所述阀芯上设有用于密封阀口的阀芯密封垫，自锁螺母通过阀芯垫片将所述阀芯密封垫紧固于所述阀芯上。

10.根据权利要求1所述的一种更小气控力的气控角座阀，其特征在于，所述阀体两端的接口形式，为螺纹连接、焊接连接、法兰连接、快装卡接连接中的一种或两种的组合。