CN110566675A - 一种快速开关排水阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速开关排水阀，包括阀体、阀芯、锥形密封圈、第一弹性部件、第二弹性部件、同心等边三角柱塞、从波轮、主波轮以及法兰座，所述阀芯设置在阀体的空腔内，所述锥形密封圈套设在阀芯上；所述阀芯上依次安装第一弹性部件、同心等边三角柱塞，所述阀体依次安装第二弹性部件、从波轮、主波轮、法兰座，所述阀体的上端设有排水孔，所述主波轮设有驱动阀芯上升的驱动装置；采用圆及内、外等边三角同心、搭接结构原理，在最大化地利用了结构空间的同时，实现旋转运动与垂直升降运动的相互转化；提高升降速度；充分利用自身水压并将其放大后转化为密封压力，确保密封的自适应与可靠性。

Description

一种快速开关排水阀

技术领域

本发明涉及一种快速开关排水阀，属于金刚线切割机床技术领域。

背景技术

金刚线切割机床在工作过程中，需要对每根金刚切割线提供充足、均匀的切割液，因此必须配备切割液供给系统，然而每一组料切割完成更换新料组时，又必须对切割液供给系统路径中的中间贮液槽进行快速排放清理，排放清理后再快速关闭。另外，在人们的生活、工作中也经常会遇到需要将某贮水或其他液体的池、槽等排放干净的情况，然而受排水阀排水口位置的限制，水或液体无法彻底排净，若要能彻底排净，则必须在排水阀安装位置增加局部下沉结构。

目前市场上的许多开关水阀，开关速度虽能适应要求，但每一款产品都不可是万能的，在使用环境、操作方式、操作空间、结构需求等多特定条件下不足或多或少肯定是存在的，因此很难达到理想的匹配状态。快速开关排水阀就是针对金刚线切割机床的特定空间、结构功能需求以及人们生活、工作中遇到的排水、排液不彻底问题而开发设计的。

金刚线切割机床对快速开关水阀的需求为：⑴开、关速度不低于普通的球阀开、关速度；⑵阀体需要安装在水面下、槽体底面最低处，在不增加局部下沉结构的情况下要确保排水彻底；⑶操作柄必须在水面以上或槽体下方，操作简单且符合人们日常习惯，如一个水平或垂直或水平加垂直的复合运动即实现开关；⑷操作时手柄的升降摆幅要尽量小、水平摆幅不大于90°（如球阀）；⑸开关阀安装要适宜薄壁、方便拆卸，如不能焊接式安装；⑹密封可靠性、使用寿命同市场产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速开关排水阀，以解决现有技术中的不足，实现开、关速度不低于市场产品，而且排液彻底且在阀体周围不产生排水积留，安装除开孔外不增加其他局部结构且适宜薄壁，操作简单且符合常规习惯，密封性、可靠性、使用寿命均不低于市场产品。

一种快速开关排水阀，包括阀体、阀芯、锥形密封圈、第一弹性部件、第二弹性部件、同心等边三角柱塞、从波轮、主波轮以及法兰座，所述阀芯设置在阀体的空腔内，所述锥形密封圈套设在阀芯上；所述阀芯上依次安装第一弹性部件、同心等边三角柱塞，所述阀体依次安装第二弹性部件、从波轮、主波轮、法兰座，第二弹性部件套设在阀体，下端与从波轮顶端连接，所述从波轮的底部与主波轮连接，所述阀体的上端设有排水孔，所述主波轮设有驱动阀芯上升的驱动装置。

优选地，所述阀体设有同心内等边三角槽，所述同心等边三角柱塞设有同心等边三角凸缘法兰，所述同心等边三角凸缘法兰与同心内等边三角槽滑动连接。

优选地，所述从波轮设有避让空间，所述避让空间与同心等边三角凸缘法兰连接。

优选地，所述从波轮设有从波齿和从波谷，所述主波轮设有主波谷、主波轮齿，所述主波轮齿上设有次波谷，所述主波轮转动时，从波齿转动至主波轮齿上的次波谷时阀芯上升。

优选地，所述阀体的上端设有开槽螺母，所述开槽螺母设有U型通槽，所述开槽螺母内部设有与U型通槽等高的台阶孔。

优选地，所述同心等边三角柱塞与阀芯通过螺母连接。

优选地，所述阀芯设有阀芯固定槽，所述锥形密封圈设于阀芯固定槽内。

优选地，所述法兰座通过螺钉与阀体连接。

优选地，所述驱动装置为手柄，所述主波轮设有螺纹孔，所述手柄与螺纹孔连接。

优选地，所述阀体外部设有外罩，所述阀体上端与六角法兰连接处设有密封垫。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

1、采用：同心三点均衡支撑，圆及内、外等边三角同心、搭接结构原理，螺旋轨迹波形齿及啮合齿相向、背向运动行程加倍的结构原理；将一个单元转角的水平旋转运动转化为行程加倍的阀芯升降开关运动；

2、采用初始压与自身水压密封原理，将密封液体的自身压力转化为密封压力，并将其作用于远小于投影面积的密封环面，进一步将压力放大，从而随着储水量的增加，密封压力亦同步同比放大增加，确保了密封的自适应与可靠性；

3、操作手柄旋转面垂直阀体轴线，操作简单且符合常规习惯，以一个转角为60°，正、反转不受限，即转动60°即可快速实现开、关交替；

4.通过开槽螺母上的U型通槽和台阶孔的配合解决了阀体液体残留的问题，水阀安装在水面下、槽体底面最低处，不增加局部下沉结构，使得液体排放更加彻底。

5.阀体通过上端的开槽螺母的配合方便安装和拆卸，增加了阀体通用性。

因此，本发明提供了一种快速开关排水阀，采用同心三点均衡支撑，保证了支撑结构的平稳性；采用圆及内、外等边三角同心、搭接结构原理，在最大化地利用了结构空间的同时，实现旋转运动与垂直升降运动的相互转化；利用螺旋轨迹波形齿及啮合齿相向、背向运动行程加倍的结构原理，提高升降速度；以比球阀更小的单元转角、以不同于球阀的垂直于阀体轴线的手柄旋转面，实现排水阀的快速开关。采用初始压和自身水压密封原理，在恒定初始密封压力的基础上，充分利用自身水压并将其放大后转化为密封压力，确保密封的自适应与可靠性。

附图说明

图1是本发明的总装结构的剖视图；

图2-1是本发明中阀体的剖视图；

图2-2是本发明中阀体的轴测图；

图3是本发明中阀芯的主视图；

图4是本发明中开槽螺母的轴测图；

图5是本发明中锥形密封圈的剖视图；

图6是本发明中内内压簧的主视图；

图7是本发明中外压簧的主视图；

图8-1是本发明中同心等边三角柱塞的剖视图；

图8-2是本发明中同心等边三角柱塞的轴测图；

图9-1是本发明中从波轮的主视图；

图9-2是本发明中从波轮的俯视图；

图9-3是本发明中从波轮的轴测图；

图10是本发明中主波轮的轴测图；

图11-1是本发明中法兰座的剖视图；

图11-2是本发明中法兰座的轴测图；

图12是本发明中外罩的轴测图；

图13是本发明中手柄的主视图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种快速开关排水阀，包括阀体1、阀芯2、开槽螺母3、锥形密封圈4、密封垫5、内压簧6、外压簧7、同心等边三角柱塞8、从波轮9、主波轮10、法兰座11、外罩14、手柄15及标准紧固件螺母13、螺钉12。其装配方案为：所述锥形密封圈4套装在阀芯固定槽203内，阀芯2螺柱端207从阀体1上端穿入阀体1内，再从阀体1下端依次装入内压簧6、同心等边三角柱塞8，通过阀芯2的六角柄201转动阀芯2，拧紧同心等边三角柱塞8；同理，再装螺母13并拧紧；然后依次按外压簧7、从波轮9、主波轮10、法兰座11、螺钉12的顺序装配各件并拧紧螺钉12；最后在下部套装上外罩14、装上手柄15拧紧，在阀体1上端外装密封垫5，开槽螺母3通过固定体与阀体1上端外螺纹114连接，同时开槽螺母3设有U型通槽301，防止挡住排水孔113。

其结构功能方案为：装配后的初始状态，同心等边三角柱塞8下端悬空无受力，内压簧6通过同心等边三角柱塞8驱动阀芯2下移，锥形密封圈4压紧阀体1上腔体101底部的凸台面102、内锥孔面103并密封，同时此压紧力通过锥形密封圈4亦反作用于阀芯2的密封圈装配槽203的顶面，从而同步实现锥形密封圈4与阀芯2间的密封，由于其锥形密封圈4密封面为下小上大的锥台面与大于锥体的弧球面构成，密封面积远小于阀芯顶部投影面积，放大了密封面压力，有效防止密封面卡死。因此，阀体密封充分利用了自身水压力，密封面压力随自身水压的增加而同比放大增加，保证了密封的自适应与可靠性。

在本实施例中，从波轮9与主波轮10设置同心三等角度均布并匹配的螺旋从波齿901、主波齿1001、从波谷902、主波谷1002、次波谷1003，从波轮9内部设置与阀体1下部的同心圆柱面108、同心外等边三角柱面109匹配的圆柱弧面904、同心等边三角孔905，与同心等边三角柱塞8凸缘法兰802匹配的支撑面906；由于受阀体1下部同心外等边三角柱面109、同心内等边三角槽106的限制，扳动手柄15水平转动主波轮10一个60°单元角，从波轮齿901齿顶运动至主波轮齿1001齿顶的次波谷1003内并限位，从波轮9在螺旋曲面的驱动下作垂直上升运动，进而通过其支撑面906推动同心等边三角柱塞8凸缘法兰802，使阀芯2上移，锥形密封圈4与阀体1凸台面102、锥孔面103间的通路打开，水流从阀体1上部的进水孔113、开路、贯通孔104、下部的同心等边三角槽106、外罩14排泄口1402排除。再正或反向扳动手柄15水平转动主波轮10一个60°单元角，则从波轮齿901齿顶垂直回位至主波谷1002中，阀芯2在内压簧6的作用下同步下移，锥形密封圈4与阀体1凸台面102、锥孔面103间的通路阻断并密封。外压簧7通过阀体1的第一轴颈110与从波轮9的台阶轴颈903，保持主波轮10、从波轮9对压贴合以实现运行平稳。

如图2-1、图2-2所示，阀体1设置上腔体101、凸台面102、内锥孔103、贯通孔104、下腔体105、同心内等边三角槽106、螺孔107、同心圆柱面108、同心外等边三角柱面109、第一轴颈110、第二轴颈111、六角法兰112、排水孔113、外螺纹114、扁方115。凸台面102、内锥孔103及其过渡连接面与锥形密封圈4压紧构成密封，同心内等边三角槽106限制同心等边三角柱塞8转动，外等边三角柱面109限制从波轮9转动并为支撑同心等边三角柱塞8提供结构空间。

如图3所示，阀芯2设置六角柄201、导向法兰202、密封圈固定槽203、引导锥204、轴伸205、过渡颈206、螺柱207。六角柄201可设置为位于导向法兰中心的内六角孔，导向法兰202为阀芯2升降滑动导向与定位，所述密封圈固定槽203为锥形密封圈4装配位，所述引导锥204为锥形密封圈4装配导向与限位，轴伸205长度可用于调节阀的开、闭行程与通道大小，过渡颈206用于改善螺柱207与轴伸205的连接强度。

如图4所示，开槽螺母3在压紧面设置径向均布的U型通槽301，内孔压紧面端设置与U型通槽301高度匹配的台阶孔303，两者共同构成流水通道，径向均布的U型通槽301进一步构成径向均布的弧齿304，用于正、反转摆动时螺母的防松，内孔上端设置为螺孔302。

如图5所示，锥形密封圈4中心设置装配孔403，顶面设置为密封面401，外侧下部设置为抗水流吸力变形的锥体密封面402，锥体密封面402为外凸球面。

如图6、图7所示，内压簧6提供密封所需的初始压力；外压簧7在从波轮9上升的空行程段保持主、从波轮9、10对压贴紧。

如图8-1、图8-2所示，同心等边三角柱塞8下端设置与阀体1下腔体105匹配的柱塞803，中间设置与阀体1同心内等边三角槽106匹配的同心等边三角凸缘法兰802，上端设置内压簧6定位轴颈801，中心上端设置台阶孔805、下端设置螺孔804。同心等边三角柱塞8内部有螺孔804，阀芯2穿过螺孔804通过螺母13连接。

如图9-1、图9-2、图9-3所示，从波轮9下端设置与主波轮10匹配的螺旋轨迹从波齿901、从波谷902，内孔中段设置与阀体1同心外等边三角柱面109匹配的同心等边三角孔905，内孔上端设置与同心等边三角柱塞8的同心等边三角凸缘法兰802适应的支撑面与避让空间906，内孔中、下端设置与阀座1同心圆柱面108匹配的圆柱弧面904，从波轮9上端外侧设置外压簧7支撑与限位台阶轴颈903。

如图10所示，主波轮10上端面设置与从波轮9匹配的螺旋轨迹主波齿1001、主波谷1002、次波谷1003，外圆面上设置外罩14与手柄15装配螺孔1004。

如图11-1、图11-2所示，法兰座11设置止口1101、法兰盘面1102、装配孔1103、溢流口1104，所述止口1101与阀体1内腔体105匹配，用于限制固定阀体1下部同心的内、外等边三角槽106与同心圆柱面108；中心溢流口1104用于排除内孔积液。

如图12所示，外罩14设置与主波轮10外圆匹配的筒体内孔1501，在圆周面上设置排水口1402、手柄装配孔1403，内孔1401下端设置轴向限位台阶1504。

如图13所示，手柄15设置柄部滚花1501、前端设置螺柱1503及装配拧紧扁方1502。

本实施例经过实际验证，实现了如同球阀的操作与快速开、关效果，密封可靠、寿命长、液体排放彻底。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速开关排水阀，其特征在于，包括阀体（1）、阀芯（2）、锥形密封圈（4）、第一弹性部件、第二弹性部件、同心等边三角柱塞（8）、从波轮（9）、主波轮（10）以及法兰座（11），所述阀芯（2）设置在阀体（1）的空腔内，所述锥形密封圈（4）套设在阀芯（2）上；所述阀芯（2）上依次安装第一弹性部件、同心等边三角柱塞（8），所述阀体（1）依次安装第二弹性部件、从波轮（9）、主波轮（10）、法兰座（11），第二弹性部件套设在阀体（1），下端与从波轮（9）顶端连接，所述从波轮（9）的底部与主波轮（10）连接，所述阀体（1）的上端设有排水孔（113），所述主波轮（10）设有驱动阀芯（2）上升的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的快速开关排水阀，其特征在于，所述阀体（1）设有同心内等边三角槽（106），所述同心等边三角柱塞（8）设有同心等边三角凸缘法兰（802），所述同心等边三角凸缘法兰（802）与同心内等边三角槽（106）滑动连接。

3.根据权利要求2所述的快速开关排水阀，其特征在于，所述从波轮（9）设有避让空间（906），所述避让空间（906）与同心等边三角凸缘法兰（802）连接。

4.根据权利要求1所述的快速开关排水阀，其特征在于，所述从波轮（9）设有从波齿（901）和从波谷（902），所述主波轮（10）设有主波谷（1002）、主波轮齿（1001），所述主波轮齿（1001）上设有次波谷（1003），所述主波轮（10）转动时，从波齿（901）转动至主波轮齿（1001）上的次波谷（1003）时阀芯（2）上升。

5.根据权利要求1所述的快速开关排水阀，其特征在于，所述阀体（1）的上端设有开槽螺母（3），所述开槽螺母（3）设有U型通槽（301），所述开槽螺母（3）内部设有与U型通槽（301）等高的台阶孔（303）。

6.根据权利要求1所述的快速开关排水阀，其特征在于，所述同心等边三角柱塞（8）与阀芯（2）通过螺母（13）连接。

7.根据权利要求1所述的快速开关排水阀，其特征在于，所述法兰座（11）通过螺钉（12）与阀体（1）连接。

8.根据权利要求1所述的快速开关排水阀，其特征在于，所述阀芯（2）设有阀芯固定槽（203），所述锥形密封圈（4）设于阀芯固定槽（203）内。

9.根据权利要求1所述的快速开关排水阀，其特征在于，所述驱动装置为手柄（15），所述主波轮（10）设有螺纹孔（1004），所述手柄（15）与螺纹孔（1004）连接。

10.根据权利要求1所述的快速开关排水阀，其特征在于，所述阀体（1）上端与六角法兰（112）连接处设有密封垫（5），所述阀体（1）外部设有外罩（14）。