CN110319210A - 双阀体深水内腔自力驱动芯管阀 - Google Patents

双阀体深水内腔自力驱动芯管阀 Download PDF

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Abstract

本发明的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，是本人原创性发明的芯管阀母系列中的双阀体芯管阀板块中的子系列；所述包裹于外阀体内腔的阀芯管为固定件同轴向贯穿于阀体的袖管Ⅰ、阀体内腔、以及阀体的袖管Ⅱ；阀芯管中部有轴向隔层，隔层的轴向相邻两边分别是输入段和输出段的至少一个流通孔；环绕隔层的环形阀芯与袖管Ⅰ和袖管Ⅱ的至少一个袖管喉部的环形阀座构成密封副；输入段与袖管Ⅰ和输出段与袖管Ⅱ为轴孔式配合其至少一个结合部设置密封；外阀体内腔的阀体轴向至少一侧通过管路及深水启闭件和环境深水水压相通；输入段与输出段的外径之差≥0；阀体在外阀体内腔轴向往复移动实现启闭。结构简单可靠，节约能源和成本，提高效率。

Description

双阀体深水内腔自力驱动芯管阀
技术领域
本发明的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀属于阀门领域，是本人原创性发明的芯管阀母系列中的双阀体芯管阀板块的子系列，涉及启闭阀。
背景技术
目前，水下闸阀需要直线型齿轮箱，水下球阀需要昂贵的执行器，启闭需要大型机器人操作。
发明内容
本发明的目的在于，提供双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，满足深水特种工况的生产、安全和节能的需要。
双阀体深水内腔自力驱动芯管阀的主要技术特征是：所述包裹于外阀体内腔的阀芯管为固定件同轴向从下至上贯穿于阀体的袖管Ⅰ、阀体内腔、以及阀体的袖管Ⅱ；阀芯管中部有轴向隔层，隔层由内核和内核径向辐射的阀芯管的中间管段构成；隔层的轴向相邻两边分别是输入段和输的至少一个流通孔；环绕隔层的环形阀芯与袖管Ⅰ和袖管Ⅱ的至少一个袖管喉部的环形阀座构成密封副；输入段与袖管Ⅰ和输出段与袖管Ⅱ为轴孔式配合其至少一个结合部设置密封；外阀体内腔充斥液态驱动介质，外阀体内腔的阀体轴向至少一侧通过管路及深水启闭件和环境深水水压贯通；输入段与输出段的外径之差≥0；阀体环形外壁与外阀体环形内壁之间有微量间隙，便于驱动介质往复穿过；阀体在外阀体内腔轴向往复移动实现启闭。
所述袖管Ⅰ和袖管Ⅱ的至少一个袖管有筒状的内衬，筒状内衬位于袖管喉部就与环形阀座成为一体。
所述输入段与袖管Ⅰ和输出段与袖管Ⅱ的结合部均设置密封圈。
所述输入段与袖管Ⅰ和输出段与袖管Ⅱ的结合部均设置波纹管密封件。
所述在袖管Ⅰ和袖管Ⅱ的至少一个袖管端面同轴向设置柔性环形密封套，环形密封套的平面与袖管端面紧密相贴，环形密封套的环形内壁是若干密封环台，在深水压力下环形密封套的环形内壁抱紧阀芯管。
所述输入段的外径大于输出段的外径。
所述在外阀体下部设置连通管连通外阀体内腔的下部，在外阀体上部设置连通管连通外阀体内腔的上部，两根连通管头部同轴线相对设置，深水启闭件包裹两根连通管的头部，两根连通管头部均有对开的两个径向流通孔为90度相错排布，深水启闭件在同一纵向剖面线上也有与两根连通管的流通孔匹配的径向通孔，开启时，环境深水介质经连通管穿过外阀体进入内腔的袖管Ⅰ端面一侧，关闭时，环境深水介质经连通管穿过外阀体进入内腔的袖管Ⅱ端面一侧，深水启闭件环绕两根连通管旋转90度实现各自与环境深水介质的交流与切断。
所述在外阀体下部设置连通管连通外阀体内腔下部，深水启闭件包裹连通管的头部，连通管头部有两个径向流通孔，深水启闭件也有两个与流通孔匹配的径向通孔，开启时，环境深水介质经连通管穿过外阀体进入内腔的袖管Ⅰ端面一侧，深水启闭件环绕连通管旋转90度实现与深水介质的交流与切断。
所述在外阀体上部设置连通管连通外阀体内腔上部，深水启闭件包裹连通管的头部，连通管头部有对开的两个径向流通孔，深水启闭件也有与流通孔匹配的径向通孔，开启时，环境深水介质经连通管穿过外阀体进入内腔的袖管Ⅱ端面一侧，深水启闭件环绕连通管旋转90度实现与深水介质的交流与切断。
所述充斥外阀体内腔的液态驱动介质预装于外阀体内腔与深水之间可以相容，可以设置过滤装置，也可以设置液压活塞系统隔离，防止杂质和微生物；所述深水介质只是给阀体端面一个力，这个力可以通过液态驱动介质传递。
所述深水启闭件的驱动装置可以是多样的，可以远程控制，也可以采用微型机器人操作。
所述隔层由内核和内核径向辐射的阀芯管的中间管段构成，可以是一体的，也可以是内核轴向压入阀芯管的两个部分构成；所述隔层内核的两个轴向端面是舌形三角坡面，从分流到合流，最大限度的提高过流能力，实现介质流向平稳，流阻小，低压损；隔层内核的两个轴向端面可以是球面，也可以是下弧形引导面，还可以是平面、凹面和锥面。
综上所述，本发明的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀的积极效果在于：
1、结构简单，便于制造；
2、无外泄漏；
3、环形密封阀座与环形阀芯是轴向直线接触，极少摩擦，密封效果好；
4、使用寿命长，性价比高；
5、适应深水工况；
6、关闭阀门时阀体作为启闭件对介质流是切断式，启闭阻力小；
7、即使在高压介质状态下，操作性会依然良好；
8、节约能源；
9、安全性、可靠性强。
附图说明
附图1、2，是本发明第一个实施例的纵向全剖面结构示意图。
附图3、4，是本发明第二个实施例的纵向全剖面结构示意图。
附图5、6，是本发明第三个实施例的纵向全剖面结构示意图。
图中1－阀芯管、1′－输入段、1″－输出段、100－隔层、100′-舌形三角坡面、101－环形阀芯、103－流通孔、2－阀体、2′-袖管Ⅰ、2″-袖管Ⅱ、200-内腔、201-环形阀座、300－波纹管密封件、302-密封圈、305-环形密封套、600-连通管、600′-流通孔、601-连通管、601′-流通孔、8-外阀体、8′-内腔、807-深水启闭件、807′-通孔。
具体实施方案
实施例一
参看附图1、2，本实施例所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，用于启闭；所述包裹于外阀体8内腔8′的阀芯管1为固定件同轴向从下至上贯穿于阀体2的袖管Ⅰ2′、阀体2内腔200、以及阀体2的袖管Ⅱ2″；阀芯管1中部有轴向隔层100，隔层100由内核和内核径向辐射的阀芯管1的中间管段构成，隔层100内核的两个轴向端面是舌形三角坡面100′；隔层100的轴向相邻两边分别是输入段1′和输出段1″的两个径向流通孔103；环绕隔层100的环形阀芯101的密封面是单向坡面与袖管Ⅱ2″喉部的环形阀座201构成密封副；输入段1′与袖管Ⅰ2′和输出段1″与袖管Ⅱ2″为轴孔式配合其结合部均设置密封圈302；在袖管Ⅰ2′端面和袖管Ⅱ2″端面同轴向设置柔性环形密封套305，两个环形密封套305的平面分别与袖管Ⅰ2′端面和袖管Ⅱ2″端面紧密相贴，环形密封套305的环形内壁有若干密封环台，在深水压力下环形密封套305的环形内壁抱紧阀芯管1；在外阀体8下部设置连通管600连通内腔8′下部，在外阀体8上部设置连通管601连通内腔8′上部，位于外阀体8外部的连通管600头部与连通管601头部同轴线相对设置，深水启闭件807包裹连通管600和连通管601的头部，连通管600头部有对开的两个径向流通孔600′与连通管601头部的对开的两个径向流通孔601′为90度相错排布，深水启闭件807在同一纵向剖面线上也有与流通孔600′和流通孔601′匹配的径向通孔807′，深水启闭件807开启时，环境深水介质经连通管600穿过外阀体8进入内腔8′下部，深水启闭件807关闭时，环境深水介质经连通管601穿过外阀体8进入内腔8′上部，深水启闭件807环绕连通管600和连通管601旋转90度实现各自与环境深水介质的交流与切断；深水启闭件807的启闭阻力很小，可以由微型的远程控制系统或者机器人操作等；外阀体8的环形内壁与阀体2的环形外壁之间有微量间隙可以往复穿过内腔8′两端的液态驱动介质。
附图1所示，为开启状态，深水启闭件807的通孔807′始终与连通管600的流通孔600′贯通，内腔8′下部的驱动介质压力形成对袖管Ⅰ2′端面的推力大于阀体2的自重力，袖管Ⅱ2″喉部的环形阀座201离开环形阀芯101，输入段1′和输出段1″的流通孔103与内腔200贯通，主流介质流通。
附图2所示，为关闭状态，此时，远程控制深水启闭件807，深水启闭件807的通孔807′与连通管601的流通孔601′贯通，内腔8′上部的液态驱动介质压力形成对袖管Ⅱ2″端面的推力，阀体2轴向下移，袖管Ⅱ2″喉部的环形阀座201与环形阀芯101紧密相贴，切断主流介质流；阀体2轴向下移的同时，内腔8′下部的部分驱动介质从阀体2环形外壁与外阀体8环形内壁之间的间隙穿过，进入内腔8′上部。
实施例二
参看附图3、4，本实施例所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，常开型，用于启闭；所述包裹于外阀体8内腔8′的阀芯管1为固定件同轴向从下至上贯穿于阀体2的袖管Ⅰ2′、阀体2内腔200、以及阀体2的袖管Ⅱ2″；阀芯管1中部有轴向隔层100，隔层100由内核和内核径向辐射的阀芯管1的中间管段构成，隔层100内核的两个轴向端面是舌形三角坡面100′；隔层100的轴向相邻两边分别是输入段1′和输出段1″的两个径向流通孔103；环形阀芯101的密封面是圆弧坡面与袖管Ⅱ2″喉部的环形阀座201构成密封副；输入段1′与袖管Ⅰ2′和输出段1″与袖管Ⅱ2″为轴孔式配合其结合部均设置密封圈302；在袖管Ⅰ2′端面和袖管Ⅱ2″端面还分别同轴向设置柔性环形密封套305，两个环形密封套305的平面分别与袖管Ⅰ2′端面和袖管Ⅱ2″端面紧密相贴，环形密封套305的环形内壁是若干密封环台，在深水压力下环形内壁抱紧阀芯管1；输入段1′的外径大于输出段1″的外径，因此，内腔200的两个轴向端面有压力差；在外阀体8上部设置连通管601连通内腔8′上部，深水启闭件807包裹连通管601的头部，连通管601头部有对开的两个径向流通孔601′，深水启闭件807也有与流通孔601′匹配的径向通孔807′，深水启闭件807开启时，环境深水介质经连通管601穿过外阀体8进入内腔8′上部，深水启闭件807环绕连通管601旋转90度实现与环境深水介质的交流与切断；深水启闭件807由远程控制或者机器人操作；外阀体8的环形内壁与阀体2的环形外壁之间有微量间隙可以往复穿过内腔8′两端的液态驱动介质。
附图3所示，为开启状态，深水启闭件807处于关闭状态，内腔200的两个轴向端面的压力差形成的推力大于阀体2的自重力，阀体2始终处于开启位置，袖管Ⅱ2″喉部的环形阀座201离开环形阀芯101，输入段1′和输出段1″的流通孔103与内腔200贯通，主流介质流通。
附图4所示，为关闭状态，此时，远程开启深水启闭件807，深水启闭件807的通孔807′与连通管601的流通孔601′贯通，内腔8′上部的驱动介质压力形成对袖管Ⅱ2″端面的推力大于内腔200的两个轴向端面的压力差形成的推力，阀体2轴向下移，袖管Ⅱ2″喉部的环形阀座201与环形阀芯101紧密相贴，切断主流介质流；阀体2轴向下移的同时，内腔8′上部的部分液态驱动介质从阀体2环形外壁与外阀体8环形内壁之间的间隙穿过，进入内腔8′下部。
实施例三
参看附图5、6，本实施例所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，常闭型，用于启闭；所述包裹于外阀体8内腔8′的阀芯管1为固定件同轴向从下至上贯穿于阀体2的袖管Ⅰ2′、阀体2内腔200、以及阀体2的袖管Ⅱ2″；阀芯管1中部有轴向隔层100，隔层100由内核和内核径向辐射的阀芯管1的中间管段构成，隔层100内核的两个轴向端面是舌形三角坡面100′；隔层100的轴向相邻两边分别是输入段1′和输出段1″的两个径向流通孔103；环形阀芯101的密封面是双向坡面与袖管Ⅱ2″喉部的环形阀座201构成密封副；输入段1′与袖管Ⅰ2′和输出段1″与袖管Ⅱ2″为轴孔式配合其结合部均设置波纹管密封件300，波纹管密封件300径向包裹于阀芯管1外环面与阀体2内环面之间；在外阀体8下部设置连通管600连通内腔8′下部，深水启闭件807包裹连通管600的头部，连通管600头部有两个径向流通孔600′，深水启闭件807也有两个与流通孔600′匹配的径向通孔807′，深水启闭件807开启时，环境深水介质经连通管600穿过外阀体8进入内腔8′下部，深水启闭件807环绕连通管600旋转90度实现与环境深水介质的交流与切断；深水启闭件807由远程控制或者机器人操作；外阀体8的环形内壁与阀体2的环形外壁之间有微量间隙可以往复穿过内腔8′轴向两端的液态驱动介质；袖管Ⅱ2″有筒状的内衬。
附图5所示，为开启状态，旋转深水启闭件807，深水启闭件807的两个通孔807′与流通孔600′贯通，连通管600内进入环境深水介质压力，因此，内腔8′下部的驱动介质压力形成对袖管Ⅰ2′端面的推力大于阀体2的自重力，阀体2始终处于开启位置，袖管Ⅱ2″喉部的环形阀座201离开环形阀芯101，输入段1′和输出段1″的流通孔103与内腔200贯通，主流介质流通。
附图6所示，为关闭状态，此时，远程控制深水启闭件807，深水启闭件807的两个通孔807′与流通孔600′相错，由于阀体2自重缓慢下垂，袖管Ⅱ2″喉部的环形阀座201与环形阀芯101逐步紧密相贴，切断主流介质；阀体2轴向下移的同时，内腔8′下部的部分液态驱动介质从阀体2环形外壁与外阀体8环形内壁之间的间隙穿过，进入内腔8′上部。

Claims (10)

1.双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，其特征在于，包裹于外阀体(8)内腔(8′)的阀芯管(1)为固定件同轴向从下至上贯穿于阀体(2)的袖管Ⅰ(2′)、阀体(2)内腔(200)、以及阀体(2)的袖管Ⅱ(2″)；阀芯管(1)中部有轴向隔层(100)，隔层(100)由内核和内核径向辐射的阀芯管(1)的中间管段构成；隔层(100)的轴向相邻两边分别是输入段(1′)和输出段(1″)的至少一个流通孔(103)；环绕隔层(100)的环形阀芯(101)与袖管Ⅰ(2′)和袖管Ⅱ(2″)的至少一个袖管喉部的环形阀座(201)构成密封副；输入段(1′)与袖管Ⅰ(2′)和输出段(1″)与袖管Ⅱ(2″)为轴孔式配合其至少一个结合部设置密封；外阀体(8)内腔(8′)的阀体(2)轴向至少一侧通过管路及深水启闭件(807)和环境深水水压贯通；输入段(1′)与输出段(1″)的外径之差≥0；阀体(2)在外阀体(8)内腔(8′)轴向往复移动实现启闭。
2.按照权利要求1所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，其特征在于，所述隔层(100)内核的两个轴向端面是舌形三角坡面(100′)。
3.按照权利要求1所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，其特征在于，所述袖管Ⅰ(2′)和袖管Ⅱ(2″)的至少一个袖管有筒状的内衬。
4.按照权利要求1所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，其特征在于，所述输入段(1′)与袖管Ⅰ(2′)和输出段(1″)与袖管Ⅱ(2″)的结合部均设置密封圈(302)。
5.按照权利要求1所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，其特征在于，所述输入段(1′)与袖管Ⅰ(2′)和输出段(1″)与袖管Ⅱ(2″)的结合部均设置波纹管密封件(300)。
6.按照权利要求1所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，其特征在于，所述袖管Ⅰ(2′)和袖管Ⅱ(2″)的至少一个袖管端面同轴向设置柔性环形密封套(305)，环形密封套(305)的平面与袖管端面紧密相贴，环形密封套(305)的环形内壁是若干密封环台，在深水压力下环形密封套(305)的环形内壁抱紧阀芯管(1)。
7.按照权利要求1所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，其特征在于，所述输入段(1′)的外径大于输出段(1″)的外径。
8.按照权利要求1至6任一所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，其特征在于，所述在外阀体(8)下部设置连通管(600)连通内腔(8′)的下部，在外阀体(8)上部设置连通管(601)连通内腔(8′)的上部，连通管(600)头部与连通管(601)头部同轴线相对设置，深水启闭件(807)包裹连通管(600)和连通管(601)的头部，连通管(600)头部有对开的两个径向流通孔(600′)与连通管(601)头部的对开的两个径向流通孔(601′)为90度相错排布，深水启闭件(807)在同一纵向剖面线上也有与流通孔(600′)和流通孔(601′)匹配的径向通孔(807′)，开启时，环境深水介质经连通管(600)穿过外阀体(8)进入内腔(8′)的袖管Ⅰ(2′)端面一侧，关闭时，环境深水介质经连通管(601)穿过外阀体(8)进入内腔(8′)的袖管Ⅱ(2″)端面一侧，深水启闭件(807)环绕连通管(600)和连通管(601)旋转90度实现各自与环境深水介质的交流与切断。
9.按照权利要求1至6任一所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，其特征在于，所述在外阀体(8)下部设置连通管(600)连通内腔(8′)下部，深水启闭件(807)包裹连通管(600)的头部，连通管(600)头部有两个径向流通孔(600′)，深水启闭件(807)也有两个与流通孔(600′)匹配的径向通孔(807′)，开启时，环境深水介质经连通管(600)穿过外阀体(8)进入内腔(8′)的袖管Ⅰ(2′)端面一侧，深水启闭件(807)环绕连通管(600)旋转90度实现与深水介质的交流与切断。
10.按照权利要求1至7任一所述的双阀体深水内腔自力驱动芯管阀，其特征在于，所述在外阀体(8)上部设置连通管(601)连通内腔(8′)上部，深水启闭件(807)包裹连通管(601)的头部，连通管(601)头部有对开的两个径向流通孔(601′)，深水启闭件(807)也有与流通孔(601′)匹配的径向通孔(807′)，开启时，环境深水介质经连通管(601)穿过外阀体(8)进入内腔(8′)的袖管Ⅱ(2″)端面一侧，深水启闭件(807)环绕连通管(601)旋转90度实现与深水介质的交流与切断。
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