CN109058471A - 差动平衡截断阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种差动平衡截断阀，包括阀体、阀盖、阀杆和阀芯，其特征在于阀芯由主阀芯和副阀芯两部分组成，主阀芯连接在阀杆下端，其底部与阀体阀座形成密封，上部设有副阀芯，两者之间始终保持密封状态，副阀芯套在阀杆上，副阀芯上部的套筒外部设置有螺纹，与阀盖上的内螺纹相啮合，阀杆与阀盖之间为梯形螺纹连接，副阀芯与阀盖配合、阀杆与阀盖配合形成的两段螺纹设有导程差，在副阀芯下方设置有离合器，离合器设置在阀杆上，且与阀杆随动，离合器的上啮合齿设置在副阀芯上，通过离合器使副阀芯处在与阀杆连接或断开两种状态。其特点是：不仅结构简单、体积小、重量轻，而且还大幅降低了阀门开关的扭矩，方便了操作，提高了工作效率。

Description

差动平衡截断阀
技术领域
本发明专利涉及一种阀门，特别是一种差动平衡截断阀。
背景技术
目前，对应用在船舶管路系统中的截断阀的总体要求是：体积小、重量轻、占据空间小，同时还要具备开关扭矩小、操作方便快捷、效率高。已有截止阀的阀芯与阀座配合实现密封，阀芯需要同时承受介质的压力和密封反作用力，特别是应用在介质压力较高的工况条件下，开、关阀门时的扭矩会明显增大，操作效率低且十分费力。为了方便阀门开、关操作，常用的解决办法是在阀门系统加装减速机构，以降低开关扭矩，这将导致阀门体积增大、重量增加，占据空间大，开关操作时间增长，阀门整体性能下降，因而难以满足现代船舶管路系统工况要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种体积小、重量轻、扭矩低、工作效率高的差动平衡截断阀。
本发明的目的是这样实现的： 一种差动平衡截断阀，包括阀体、阀盖、阀杆和阀芯，其特征在于阀芯由主阀芯和副阀芯两部分组成，主阀芯连接在阀杆下端，其底部与阀体阀座形成密封，上部设有副阀芯，两者之间始终保持密封状态，副阀芯套在阀杆上，副阀芯上部的套筒外部设置有螺纹，与阀盖上的内螺纹相啮合，阀杆与阀盖之间为梯形螺纹连接，副阀芯与阀盖配合、阀杆与阀盖配合形成的两段螺纹设有导程差，在副阀芯下方设置有离合器，离合器设置在阀杆上，且与阀杆随动，离合器的上啮合齿设置在副阀芯上，通过离合器使副阀芯处在与阀杆连接或断开两种状态。
所述的阀芯是由圆筒形主阀芯和上部带有套筒的圆盘形副阀芯构成，主阀芯的圆筒底端与阀体阀座形成密封，圆筒内下方通过分布的连接筋与中心安装套管连接成一体，副阀芯的圆盘位于在主阀芯圆筒内，两者之间设置有密封圈，副阀芯可在圆筒内上下旋转移动一定距离，副阀芯上部的套筒外部设置有螺纹。
阀盖上与副阀芯上部相对的位置处设有限制副阀芯位移的阻尼器。
所述的两段螺纹的导程差为0.5-1mm。
本发明通过主、副阀芯的分体和差动的结构设计，实现了阀芯自平衡功能，即将密封反作用力和介质推力分离，密封反作用力作用在主阀芯上，介质推力作用在副阀芯上。利用阀盖与副阀芯套筒、阀盖与阀杆之间螺纹连接形成的导程差，延迟离合器的作用，在阀门关闭和开启瞬间，主阀芯和副阀芯之间没有相互作用力，副阀芯受到的介质推力传递至阀盖，被阀盖的反作用力平衡抵消，仅有密封反作用力通过主阀芯传递至阀杆梯形螺纹，从而使开关阀门扭矩大幅降低。
本发明的特点是：不仅结构简单、体积小、重量轻，而且还大幅降低了阀门开关的扭矩，方便了操作，提高了工作效率，能够满足现代船舶管路系统工况要求。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图2是图1的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
如图1、2所示，本发明提供的一种差动平衡截断阀主要是由阀体1、阀盖6、阀杆5、阀芯和离合器4组成。阀芯由主阀芯2和副阀芯3两部分组成。主阀芯为圆筒形，其底端的密封面12与阀体阀座面形成密封，主阀芯圆筒内下方通过轴对称分布的三条连接筋13与中心安装套管14连接成一体，安装套管设置在阀杆的底端，通过与阀杆连接的螺母限位。副阀芯是由带中心孔的圆盘和与其成一体的上部套筒15构成，副阀芯套在阀杆上，其圆盘位于主阀芯圆筒内上方，副阀芯与主阀芯之间设置有密封圈11，副阀芯与阀杆之间设有密封圈10，副阀芯与主阀芯形成封闭的压力平衡腔，介质轴向压力完全由副阀芯承受，主阀芯只承受阀体阀座施加的密封反作用力。副阀芯套筒伸入至阀盖上部，其套筒外部设置有螺纹，与阀盖内螺纹相啮合。阀杆与阀盖之间采用梯形螺纹连接，与副阀芯上的普通导向螺纹形成导程差，导程差可以为0.5-1mm之间选择，本实施例为0.5mm。阀盖上与副阀芯上部连接的位置处设置有阻尼器7，可以对副阀芯施加一定的阻尼力，当副阀芯与离合器脱开后，离合器啮合位置稳定，保证阀门开关位置不发生漂移。阀盖与副阀芯套筒之间设有密封圈9，以防止介质外漏。在副阀芯下方设置的离合器为牙嵌式离合器4，牙嵌式离合器套在阀杆上，与阀杆为六方连接，离合器的上啮合齿16设置在副阀芯上。阀体与阀盖通螺栓17密封连接。阀杆顶端设有手轮8。
本发明通过螺纹导程差和离合器的联合作用，使主阀芯和副阀芯在角速度相同时，两者之间的轴向线速度不同，在阀门关闭行程中，主、副阀芯一起差速运行，阀门关闭瞬间，离合器脱开；在阀门开启行程中，主阀芯先运行，当离合器上下啮合齿啮合后，主、副阀芯一起差动运行至阀门打开。具体操作过程是：顺时针旋转阀杆上端的手轮，阀杆带动主阀芯旋转向下运动，处在啮合状态的离合器带动副阀芯旋转向下运动，每旋转一圈，主阀芯与副阀芯移动距离增加0.5mm，当距离超过离合器齿高时，离合器脱开，副阀芯不再旋转，主、副阀芯间从此没有直接作用力，当阀杆继续旋转一周后，阀门关闭。逆时针旋转手轮，阀杆带动主阀芯旋转向上运行，运行至离合器啮合，带动副阀芯一同向上运行至阀门开启。由于阀门处在关闭状态时只有主阀芯承受的密封力传递到阀杆上，而副阀芯承受的介质推力不会传递给阀杆，因此大幅降低了阀门开关时的扭矩，操作方便，省时省力。

Claims (4)

1.一种差动平衡截断阀，包括阀体、阀盖、阀杆和阀芯，其特征在于阀芯由主阀芯和副阀芯两部分组成，主阀芯连接在阀杆下端，其底部与阀体阀座形成密封，上部设有副阀芯，两者之间始终保持密封状态，副阀芯套在阀杆上，副阀芯上部的套筒外部设置有螺纹，与阀盖上的内螺纹相啮合，阀杆与阀盖之间为梯形螺纹连接，副阀芯与阀盖配合、阀杆与阀盖配合形成的两段螺纹设有导程差，在副阀芯下方设置有离合器，离合器设置在阀杆上，且与阀杆随动，离合器的上啮合齿设置在副阀芯上，通过离合器使副阀芯处在与阀杆连接或断开两种状态。
2.根据权利要求1所述的一种差动平衡截断阀，其特征在于所述的阀芯是由圆筒形主阀芯和上部带有套筒的圆盘形副阀芯构成，主阀芯的圆筒底端与阀体阀座形成密封，圆筒内下方通过分布的连接筋与中心安装套管连接成一体，副阀芯的圆盘位于在主阀芯圆筒内，两者之间设置有密封圈，副阀芯可在圆筒内上下旋转移动一定距离，副阀芯上部的套筒外部设置有螺纹。
3.根据权利要求1所述的一种差动平衡截断阀，其特征在于阀盖上与副阀芯上部相对的位置处设有限制副阀芯位移的阻尼器。
4.根据权利要求1所述的一种差动平衡截断阀，其特征在于所述的两段螺纹的导程差为0.5-1mm。
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