CN110219995A - 一种高密封性高压针阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种高密封性高压针阀，其包括阀体、阀杆、固定于阀杆末端的阀芯以及填料螺母。阀体包括沿其顶壁向上延伸而形成的阀杆安装凸起部。另外，上述高压针阀还包括布置于阀杆孔的内部，且沿着上下方向依序套设于阀杆上的密封件、弹性件以及承力套。填料螺母旋合于阀杆孔的上部，且对密封件进行压靠。在阀杆的侧壁上设置有顶靠凸缘，用来实现对承力套的支撑。在密封件的下端面开设有V形凹槽。弹性件的下端顶靠于承力套，其上端插设于V形凹槽内。这样一来，可有效地将作用于密封件的压靠力控制在合理范围值，防止密封件受到损伤，另外，更为重要的是，借助于V形凹槽的扩张运动来实现对阀杆的密封，具有较快的响应速度。

Description

一种高密封性高压针阀
技术领域
本发明涉及高压针阀制造技术领域，特别是涉及一种高密封性高压针阀。
背景技术
高压针阀具有流体阻力小，结构简单，紧凑，密封可靠，操作与维修方便，适用范围广等优点，被广泛应用于机械、化工、石油等行业，其阀芯由阀杆进行带动，并沿着阀杆轴线作升降运动，以实现阀门的开启/闭合。
在现有技术中，阀杆的密封是由通过填料螺母沿密封填料的轴向进行挤压，迫使密封填料沿其径向发生形变，从而达到密封的目的(如图1中所示)，但是存在以下问题：填料螺母压紧力的大小对密封填料的密封性有着直观重要的影响。当压紧力过大时，会导致密封填料变形严重，影响密封的实际效果，更甚者，导致密封填料受损失效，且还会比可避免地导致密封填料与阀杆贴合力过紧，从而增大两者的摩擦力，在一定程度上影响阀杆升降运动的灵敏性；且对其压紧力进行调小操作时，密封填料需要较长的时间进行形状回复，存在密封响应空档期。当压紧力过小时，则会导致密封填料变形量不够，从而导致漏泄现象的发生。由此可知，此种密封方式实际密封效果不尽如人意，且具体操作存在较大的不确定性，因此，亟待技术人员解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构设计简单的高密封性，响应速度快的高压针阀。
为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种高密封性高压针阀，其包括阀体、阀杆、阀芯、填料螺母以及手柄。阀体包括沿其顶壁向上延伸而形成的阀杆安装凸起部。在该阀杆安装凸起部的内部开设有供阀杆插入的阀杆孔。在阀体的左、右侧，沿着与阀杆孔中心轴线相正交的方向设置有一个介质进口和一个介质出口。在阀体的内部、阀杆孔的正下方设置有过渡腔，用来连通介质进口和介质出口。阀芯固定于阀杆的末端，通过其位置的改变来实现过渡腔开启/闭合状态的转换。另外，上述阀体还包括布置于阀杆孔的内部，且沿着上下方向依序套设于阀杆上的密封件、弹性件以及承力套。填料螺母旋合于阀杆孔的上部，且对密封件进行压靠。在阀杆的侧壁上设置有顶靠凸缘，用来实现对承力套的支撑。在密封件的下端面开设有V形凹槽。弹性件的下端顶靠于承力套，其上端插设于V形凹槽内。
作为上述技术方案的进一步改进，上述密封件由高耐疲劳性橡胶制得。
作为上述技术方案的进一步改进，在V形凹槽的底部设置有弧形过渡圆弧。
作为上述技术方案的进一步改进，在阀杆的末端开设有容纳腔，用来插设阀芯。在容纳腔的顶部、阀芯的正上方设置有弹性橡胶球。
作为上述技术方案的进一步改进，阀芯的下端部设置为上大下小的锥形，相对应地，与之相适配的过渡腔亦设置为锥形。
作为上述技术方案的更进一步改进，上述高密封性高压针阀还包括密封圈，相应在，在阀芯的锥形侧壁上开设有用来对其进行容纳的环形安装槽。
作为上述技术方案的进一步改进，上述弹性件优选为柱状弹簧。
作为上述技术方案的进一步改进，手柄由沿上下方向依序布置的旋动部以及连接部构成，其中，在连接部的侧壁上开设有螺纹孔，以借助于手柄固定螺钉实现与阀杆的固定，相应地，在阀杆的对应位置设置有顶靠削平面。
作为上述技术方案的更进一步改进，在旋动部的侧壁上设置有增摩擦凹槽。增摩擦凹槽的数量设置为多条，且沿着旋动部的中心轴线进行周向均布。
相较于传统设计结构的高压针阀，在本发明所公开的技术方案中，借助于弹性件与密封件的相互配合来实现对阀杆的密封，从而可有效地将作用于密封件的压靠力控制在合理范围值，防止其自身受到损伤，确保其密封件的使用寿命，降低后期维护频率。另外，更为重要的是，随着弹性件弹性力的增大，其插入V形凹槽深度的增加，V形凹槽的扩张变形量亦逐渐增大，从而迅速地实现了对阀杆的密封，这样一来，具有较快的响应速度，确保高压针阀具有较好的密封可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是现有技术中高压针阀的结构示意图。
图2是本发明中高密封性高压针阀第一种实施方式的结构示意图。
图3是图2的I局部放大图。
图4是本发明中高密封性高压针阀第二种实施方式的结构示意图。
图5是本发明高密封性高压针阀中密封件的立体示意图。
图6是本发明高密封性高压针阀中手柄的结构示意图。
1-阀体；11-阀杆安装凸起部；111-阀杆孔；12-介质进口；13-介质出口；14-过渡腔；15-密封件；151-V形凹槽；16-弹性件；17-承力套；2-阀杆；21-顶靠凸缘；22-容纳腔；23-顶靠削平面；3-阀芯；4-填料螺母；5-手柄；51-旋动部；511-增摩擦凹槽；52-连接部；6-弹性橡胶球；7-密封圈；8-手柄固定螺钉。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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。
下面结合实例对本发明所公开的技术方案进行说明，图2示出了本发明中高密封性高压针阀第一种实施方式的结构示意图，其主要由阀体1、阀杆2、阀芯3、填料螺母4以及手柄5等几部分构成。其中，阀体1包括沿其顶壁向上延伸而形成的阀杆安装凸起部11，且在该阀杆安装凸起部11的内部开设有供阀杆插入的阀杆孔111。在阀体1的左、右侧，沿着与阀杆孔111中心轴线相正交的方向设置有一个介质进口12和一个介质出口13。在阀体1的内部、阀杆孔111的正下方设置有过渡腔14，用来连通上述介质进口12和介质出口13。阀芯3固定于阀杆2的末端，其跟随阀杆2沿上下方向进行运动以实现上述过渡腔14开启/闭合状态的转换，从而实现介质进口12与介质出口13的连通与否。另外，上述阀体1还包括布置于阀杆孔111的内部，且沿着上下方向依序套设于阀杆2上的密封件15、弹性件16以及承力套17。填料螺母4旋合于阀杆孔111的上部，且对密封15件进行压靠。在阀杆2的侧壁上设置有顶靠凸缘21，用来实现对上述承力套17形成支撑。在密封件15的下端面开设有V形凹槽151(如图5中所示)。弹性件16的下端顶靠于承力套17，其上端插设于V形凹槽151内。在本发明所公开的技术方案中，借助于弹性件16与密封件15的相互配合来实现对阀杆2的密封，从而可有效地将作用于密封件15的压靠力控制在合理范围值，防止其自身受到损伤，确保其密封件15的使用寿命，降低后期维护频率。另外，更为重要的是，随着弹性件16弹性力的增大，其插入V形凹槽151深度亦相应地增加，V形凹槽的151自身的扩张变形量亦逐渐增大，从而迅速地实现了对阀杆2的密封，这样一来，具有较快的响应速度，确保高压针阀具有较好的密封可靠性。
在此需要着重说明的是，上述弹性件16优选柱状弹簧，当然亦可以根据实际情况选择其他类型的弹性件。
上述高压密封性高压针阀的动作原理如下：当阀杆2相对于阀体1位置确定后，即在阀杆孔111内依序置入承力套17、柱状弹簧、密封件15，而后使用填料螺母4对密封件15进行压靠。在上述安装的操作过程中，需要留意柱状弹簧的相对位置，确保其开口圈沉放于V形凹槽151内(如图3中所示)。随着填料螺母4的逐渐旋入，柱状弹簧伸入V形凹槽151的深度加大，从而致使V形凹槽151同时向两侧进行扩张，进而实现了对阀杆2的密封。
在高压针阀的具体使用过程中，密封件15的V形凹槽151需要经过多次扩张、收缩循环运动，因此，要求其自身具有较好的抗疲劳性。为此，上述密封件15优选由高耐疲劳性橡胶制得，确保阀杆2相对于阀体1具有稳定、可靠以及持久的密封性。
已知，在V形凹槽151发生形变的过程中，愈靠近其底部的位置愈易发生疲劳现象，且易出现裂纹，为此，可以在V形凹槽151的底部设置弧形过渡圆弧(图中未示出)，以尽可能地优化该区域的受力状况，尽可能地提高密封件的使用寿命。
再者，出于更换阀芯3的便利性方面考虑，还可以将阀芯3相对于阀杆2的固定形式设置为可拆卸连接，具体实施方案如下：在阀杆2的末端开设有容纳腔22，用来插设阀芯3。在阀芯3的外侧壁上开设外螺纹，相应地，在容纳腔22的入口侧壁上开设有与上述外螺纹相适配的内螺纹。
当然，亦可以在容纳腔22的顶部、阀芯3的正上方设置有弹性橡胶球6(如图2中所示)。弹性橡胶球6始终对阀芯3的顶壁施加一定的弹性顶靠力，这样一来，当阀杆2相对于阀杆孔111的轴向中心线发生偏斜时，阀芯3可以自行进行偏置角度调整，尽可能地降低其相对于阀杆孔111侧壁的磨损，确保阀芯3运动的顺畅性以及对过渡腔14的可靠密封。
图4示出了本发明中高密封性高压针阀第二种实施方式的结构示意图，其相较于上述第一种实施方式的区别点在于：阀杆2的下端部设置为上大下小的锥形，相对应地，与之相适配过渡腔14的顶部亦设置为锥形，如此一来，一方面，有效地确保了阀杆2相对于过渡腔14的配合精度，确保介质进口12与介质出口13的有效隔绝；另一方面，当阀杆2相对于过渡腔14的侧壁发生磨损时，锥形的配合方式可以实时进行自我补偿，防止泄露发生。
当然，还可以在阀杆2的末端侧壁上开设有用来对其进行容纳的环形安装槽，以配合安装密封圈7(如图4中所示)，从而进一步防止了阀杆2相对于过渡腔14泄露现象的发生。
作为上述高压针阀结构的进一步细化，其手柄5由沿上下方向依序布置的旋动部51以及连接部52构成(如图6中所示)，其中，在连接部52的侧壁上开设有螺纹孔，以借助于手柄固定螺钉8实现与阀杆2的固定，相应地，在阀杆2的对应位置设置有顶靠削平面23(如图2中所示)。这样一来，在确保手柄5和阀杆2连接可靠性的前提，尽可能低降低两者拆分所需时间，降低后期维护难度。
再者，为了便于在实际使用过程中对手柄5进行旋动，还可以在旋动部51的侧壁上设置有增摩擦凹槽511(如图6中所示)，以防止操作人员在旋动过程中的手部出现打滑现象，提高操作的舒适性。具体为：上述增摩擦凹槽511的数量设置为多条，且沿着旋动部51的中心轴线进行周向均布。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种高密封性高压针阀，其包括阀体、阀杆、阀芯、填料螺母以及手柄；所述阀体包括沿其顶壁向上延伸而形成的阀杆安装凸起部；在所述阀杆安装凸起部的内部开设有供所述阀杆插入的阀杆孔；在所述阀体的左、右侧，沿着与所述阀杆孔中心轴线相正交的方向设置有一个介质进口和一个介质出口；在所述阀体的内部、所述阀杆孔的正下方设置有过渡腔，用来连通所述介质进口和所述介质出口；所述阀芯固定于所述阀杆的末端，通过其位置的改变来实现所述过渡腔开启/闭合状态的转换，其特征在于，所述阀体还包括布置于所述阀杆孔的内部，且沿着上下方向依序套设于所述阀杆上的密封件、弹性件以及承力套；所述填料螺母旋合于所述阀杆孔的上部，且对所述密封件进行压靠；在所述阀杆的侧壁上设置有顶靠凸缘，用来实现对所述承力套的支撑；在所述密封件的下端面开设有V形凹槽；所述弹性件的下端顶靠于所述承力套，其上端插设于所述V形凹槽内。
2.根据权利要求1所述的高密封性高压针阀，其特征在于，所述密封件由高耐疲劳性橡胶制得。
3.根据权利要求1所述的高密封性高压针阀，其特征在于，在所述V形凹槽的底部设置有弧形过渡圆弧。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的高密封性高压针阀，其特征在于，在所述阀杆的末端开设有容纳腔，用来插设所述阀芯；在所述容纳腔的顶部、所述阀芯的正上方设置有弹性橡胶球。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的高密封性高压针阀，其特征在于，所述阀芯的下端部设置为上大下小的锥形，相对应地，与之相适配的所述过渡腔亦设置为锥形。
6.根据权利要求5所述的高密封性高压针阀，其特征在于，还包括密封圈，相应在，在所述阀芯的锥形侧壁上开设有用来对其进行容纳的环形安装槽。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的高密封性高压针阀，其特征在于，所述弹性件为柱状弹簧。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的高密封性高压针阀，其特征在于，所述手柄由沿上下方向依序布置的旋动部以及连接部构成，其中，在所述连接部的侧壁上开设有螺纹孔，以借助于手柄固定螺钉实现与所述阀杆的固定，相应地，在所述阀杆的对应位置设置有顶靠削平面。
9.根据权利要求8所述的高压针阀快速安装结构，其特征在于，在所述旋动部的侧壁上设置有增摩擦凹槽；所述增摩擦凹槽的数量设置为多条，且沿着所述旋动部的中心轴线进行周向均布。
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