CN110594442B - 一种dbb强制密封阀及操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种DBB强制密封阀及操作装置，包括阀体、阀座、阀杆和阀芯，阀芯设有流道，在流道两侧分别设有上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件，上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件驱动密封阀瓣顶压或脱离阀座。上阀瓣驱动件设有锁定摇臂，阀体设有摇臂基面，摇臂基面设有锁定导槽，阀芯带动上阀瓣驱动件转动，并在关闭位置拨动锁定摇臂进入锁定导槽，阀芯带动上阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动。本发明的有益效果是：采用平衡式阀芯设计，极大地简化阀杆处结构，大大提高了阀杆处的密封可靠性，还可有效减小阀杆结构尺寸，阀门流道采用与管道相同的圆孔形，极大地提高阀门通流能力，采用阀芯驱动锁定摇臂的机构，结构紧凑，使阀门的启闭操作方便，可靠。

Description

一种DBB强制密封阀及操作装置

技术领域

[本发明属于强制密封阀，尤其涉及一种DBB强制密封阀及操作装置。

背景技术

DBB强制密封阀具有突出优良的密封性能，阀门在关闭位置能够实现在线带压工况下的密封检测，可以确保阀门关闭的可靠性。在一些重要的应用场合，如罐区里的储罐通常分别存储不同的介质，罐与罐间的介质需要严密隔离，以防止介质混合而造成的巨大损失，因此罐根的隔离阀以及罐区的关断阀就必须采用DBB强制密封阀。同理，在油品或天然气计量、飞机场油料系统，及类似需要可验证的严密关断的场景中，DBB强制密封阀的应用均为主流国际规范强制要求采用的阀门。

目前，市场上的DBB强制密封阀是一种涨开式旋塞阀，如图10所示，其结构特征是阀芯由楔式旋塞和两侧的阀瓣组成，阀芯在开关位之间无摩擦转动，关位时，楔式旋塞通过阀杆驱动下压，通过楔式斜面推动阀瓣，实现强制密封。阀杆在整个阀门开关过程中需要通过复杂的操作机构完成复杂的旋转加升降的运动，由于阀杆的升降运动与介质的逃逸方向相同，因此，这种阀门的阀杆处密封是一个容易发生泄漏的地方。同时，复杂的操作机构设置在阀杆处，使这种阀门的阀杆部分尺寸巨大，通常会超过阀门主体的高度一倍多。另外，这种阀门的阀芯不得不采用类似旋塞阀的几何形状，受其几何结构的限制，这种阀门的流道如果采用全通径，其阀门主体将非常庞大，因此，这种阀门的流道截面通常不得不采用长方形、类菱形等缩径形式。这样的妥协设计，对于阀门的通流能力影响巨大。

发明内容

本发明的目的是提出一种DBB强制密封阀及操作装置的技术方案，优化DBB强制密封阀的结构设计，提高阀杆处的密封可靠性，提高阀门通流能力，并使操作机构结构简单、可靠。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种DBB强制密封阀，包括阀体、阀座和阀杆；所述阀杆驱动阀芯转动，所述阀芯设有流道，在所述流道两侧分别设有上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件，所述阀芯旋转时驱动所述上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动，所述上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件驱动密封阀瓣顶压或脱离阀座。

更进一步，为了驱动上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动，所述阀芯流道两侧分别设有上驱动轴和下驱动轴，所述上驱动轴和下驱动轴通过螺纹驱动所述上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件移动。

更进一步，为了使上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件在相反方向沿阀芯旋转轴线移动，所述上驱动轴和下驱动轴的螺纹旋向相反。

更进一步，为了有效地驱动密封阀瓣实现强制密封，所述上阀瓣驱动件设有驱动所述密封阀瓣的上驱动轨道，所述上驱动轨道倾斜于所述阀芯的旋转轴线；所述下阀瓣驱动件设有驱动所述密封阀瓣的下驱动轨道，所述下驱动轨道倾斜于所述阀芯的旋转轴线。

更进一步，一种较佳的驱动轨道结构是，所述上驱动轨道和下驱动轨道是燕尾轨道。

一种DBB强制密封阀操作装置，所述DBB强制密封阀设有阀体、阀芯和上阀瓣驱动件，所述阀芯设有流道，所述上阀瓣驱动件在开启位置和关闭位置之间的转动行程内转动，所述上阀瓣驱动件设有锁定摇臂，所述阀体设有摇臂基面，所述摇臂基面设有锁定导槽，所述阀芯带动所述上阀瓣驱动件转动，所述上阀瓣驱动件转动到关闭位置时，所述阀芯拨动所述锁定摇臂进入所述锁定导槽，所述阀芯继续向关闭方向转动、带动所述上阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动，所述锁定摇臂在所述锁定导槽内移动。

更进一步，一种较佳的锁定摇臂驱动结构是，所述锁定摇臂设有转动摇杆，所述阀芯设有摇杆导槽和摇杆导面，所述上阀瓣驱动件在开启位置和关闭位置之间转动时，所述转动摇杆嵌入所述摇杆导槽，所述锁定摇臂在所述摇臂基面约束下移动，所述阀芯带动所述上阀瓣驱动件转动；所述上阀瓣驱动件转动到关闭位置时，所述摇杆导槽通过所述转动摇杆拨动所述锁定摇臂转动，所述锁定摇臂进入所述锁定导槽，所述转动摇杆在所述摇杆导面上移动。

更进一步，为了保证锁定摇臂在开启操作中能够脱离锁定导槽，摇杆导槽设置在所述摇杆导面的起始端。

更进一步，为了保证锁定摇臂在关闭操作中能够进入锁定导槽，所述锁定导槽的开口设有过渡槽，所述上密封驱动件转动到关闭位置时，所述锁定摇臂沿所述过渡槽进入所述锁定导槽。

本发明的有益效果是：采用平衡式阀芯设计，彻底解决当前DBB强制密封阀需要阀杆升降来实现强制密封的无奈，极大地简化阀杆处结构，大大提高了阀杆处的密封可靠性。更为重要的是，采用上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件，以双向斜面驱动方式实现阀瓣的运动和强制密封，可有效减小结构尺寸，阀芯的几何形状得以本质性的优化，从而使阀门流道可以自然地采用与管道相同的圆孔形，极大地提高阀门通流能力，又能使阀体的整体尺寸非常紧凑。上阀瓣驱动件、下阀瓣驱动件、阀芯的几何优化还使阀门的阀体结构跳出了当前DBB强制密封阀不得不采用的复杂铸造阀体结构限制，本发明的DBB强制密封阀阀体可以灵活地采用普通球阀的侧装阀体结构、顶装结构或全焊接结构等，能更好地适用于多种应用场合。采用阀芯驱动锁定摇臂的机构，结构紧凑，使阀门的启闭操作方便，可靠。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

附图说明

图1是本发明结构图；

图2是本发明结构分解图；

图3是本发明阀芯、上阀瓣驱动件、下阀瓣驱动件和阀瓣局部结构分解图；

图4是本发明阀体轴向视图，省略了阀座，阀门为开启状态；

图5是本发明阀体轴向视图，省略了阀座，上阀瓣驱动件在开启位置和关闭位置之间转动的状态；

图6是本发明阀体轴向视图，省略了阀座，上阀瓣驱动件在关闭位置的状态；

图7是本发明阀体轴向视图，省略了阀座，上阀瓣驱动件在关闭位置的状态，阀芯拨动锁定摇臂进入锁定导槽；

图8是本发明阀门在强制密封状态的结构图，为了显示锁定摇臂的状态，省略了前侧的密封阀瓣；

图9是本发明阀门在强制密封状态的侧剖视图；

图10是当前市场上DBB强制密封阀的图例。

具体实施方式

如图1至图4，一种DBB强制密封阀，包括阀体10、阀座20和阀杆30；所述阀杆驱动阀芯40转动，所述阀芯设有流道41，在所述流道两侧分别设有上阀瓣驱动件50和下阀瓣驱动件60，所述阀芯旋转时驱动所述上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动，所述上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件驱动密封阀瓣70顶压或脱离阀座。

所述阀芯流道两侧分别设有上驱动轴47和下驱动轴48，所述上驱动轴和下驱动轴通过螺纹驱动所述上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件移动。

所述上驱动轴和下驱动轴的螺纹旋向相反。

所述上阀瓣驱动件设有驱动所述密封阀瓣的上驱动轨道51，所述上驱动轨道倾斜于所述阀芯的旋转轴线；所述下阀瓣驱动件设有驱动所述密封阀瓣的下驱动轨道61，所述下驱动轨道倾斜于所述阀芯的旋转轴线。

所述上驱动轨道和下驱动轨道是燕尾轨道。

如图1至图4，一种DBB强制密封阀操作装置，所述DBB强制密封阀设有阀体10、阀芯40和上阀瓣驱动件50，所述阀芯设有流道41，所述上阀瓣驱动件在开启位置（如图4所示的位置）和关闭位置（如图1所示的位置）之间的转动行程内转动，所述阀芯带动所述上阀瓣驱动件转动，所述阀芯还通过螺纹带动所述上阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动，所述上阀瓣驱动件设有锁定摇臂52，所述阀体设有摇臂基面17，所述摇臂基面设有锁定导槽11，所述阀体上设有开限位和关限位，所述上阀瓣驱动件转动到关闭位置时，所述阀芯拨动所述锁定摇臂进入所述锁定导槽（如图7所示），所述阀芯继续向关闭方向（如图4，R2方向）转动、带动所述上阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动，所述锁定摇臂在所述锁定导槽内移动（如图8、图9所示）。

所述锁定摇臂设有转动摇杆53，所述阀芯设有摇杆导槽44和摇杆导面45，所述上阀瓣驱动件在开启位置和关闭位置之间转动时（如图5、图6所示），所述转动摇杆嵌入所述摇杆导槽，所述锁定摇臂在所述摇臂基面约束下移动，所述阀芯带动所述上阀瓣驱动件转动；所述上阀瓣驱动件转动到关闭位置时，所述摇杆导槽通过所述转动摇杆拨动所述锁定摇臂转动，所述锁定摇臂进入所述锁定导槽，所述转动摇杆在所述摇杆导面上移动。

摇杆导槽设置在所述摇杆导面的起始端，所述阀芯向开启方向（如图4，R1方向）转动时，所述摇杆导槽拨动所述转动摇杆，所述锁定摇臂脱离所述锁定导槽。

所述锁定导槽的开口设有过渡槽12，在一些工况下，所述上密封驱动件转动到关闭位置时，所述锁定摇臂沿所述过渡槽进入所述锁定导槽。

实施例一：

如图1至图4，一种DBB强制密封阀，包括阀体10、阀座20和阀杆30。

本发明所述的阀体是一个广义概念的阀体，包括阀体本体10，阀体本体是圆筒形，在阀体本体的上侧设有一个阀盖1A，阀盖和阀体本体设贯通的轴孔14，阀杆安装在轴孔中。在阀体本体的上侧设有一个上轴承块1B，在阀体本体的下侧设有一个下轴承块1C，上轴承块和下轴承块分别设有轴承孔（15,16）。阀体本体10、阀盖1A、上轴承块1B和下轴承块1C固定连接为一体，构成一个广义的阀体。

在阀杆与阀盖之间设有密封环32。

阀体本体的两端分别设有一只阀座20。

在阀体中安装有一只阀芯40，阀芯通过上轴承块1B和下轴承块1C的轴承孔安装在阀体中，阀芯的中央设有一个阀芯球体43，阀芯球体的中心设有流道41，流道是圆形的通孔，流道的直径D是与安装本DBB强制密封阀的管道通径相同的圆孔，以使管道内的介质通畅流动。阀芯球体的上端设有上驱动轴47，阀芯球体的下端设有下驱动轴48，上驱动轴和下驱动轴设有螺纹，上驱动轴和下驱动轴的螺纹旋向相反。在上驱动轴的顶端设有一个内六方孔46，阀杆的下端设有一段与阀芯的内六方孔对应的六棱柱31，阀杆通过六棱柱驱动阀芯40转动，阀杆也可以通过其他连接方式驱动阀芯。

在阀芯的流道两侧分别设有上阀瓣驱动件50和下阀瓣驱动件60。上阀瓣驱动件设有与阀芯的上驱动轴螺纹连接的螺孔55，下阀瓣驱动件设有与阀芯的下驱动轴螺纹连接的螺孔62，下阀瓣驱动件设有四个的导孔63，上阀瓣驱动件设有对应插入所述导孔的四个导柱56，使上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件保持同轴、同步移动。阀芯通过螺纹驱动上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件向相反的方向移动。

上阀瓣驱动件的两侧分别设有驱动密封阀瓣的上驱动轨道51，上驱动轨道在上端向内侧倾斜于阀芯的旋转轴线，上驱动轨道与阀芯旋转轴线的夹角为α1。下阀瓣驱动件的两侧分别设有驱动密封阀瓣的下驱动轨道61，下驱动轨道在下端向内侧倾斜于所述阀芯的旋转轴线，下驱动轨道与阀芯旋转轴线的夹角为α2，本实施例中α1=α2。

也可采用上驱动轴与下驱动轴的螺纹螺距不同，α1和α2也不相同的方案，实现同步顶出密封阀瓣的功能。

上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件的两侧分别设有一个密封阀瓣70，密封阀瓣设有与上驱动轨道51配合的阀瓣上导槽71、和与下驱动轨道61配合的阀瓣下导槽72。

阀芯旋转时驱动上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件在相反方向沿阀芯旋转轴线移动。在阀门关闭操作过程中，上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件在向远离流道的方向移动，上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件驱动密封阀瓣向外移动，顶压阀座。在阀门开启操作过程中，上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件在向接近流道的方向移动，上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件驱动密封阀瓣脱离所述阀座。

上驱动轨道和下驱动轨道可采用多种结构的导向轨道，如矩形轨道、T形导轨、圆柱导轨等，本实施例采用燕尾轨道，燕尾轨道具有较紧凑的结构，和较平稳的传动功能。

本实施例的DBB强制密封阀，吸取了目前市场上DBB强制密封阀优秀的密封功能，实现圆孔形的阀门介质通道，通径与输送管道相完全适配，具有良好的介质的流通效果，采用上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件，以双向斜面驱动方式实现阀瓣的运动和强制密封，有效减小和压缩了阀门的结构尺寸，可适用于多种管道安装场合。

实施例二：

如图1至图4，一种DBB强制密封阀操作装置，本实施例的操作装置是实施例一所述的DBB强制密封阀的操作装置。

如实施例一所述，强制密封阀设有阀体10、转动的阀芯40和上阀瓣驱动件50，阀芯设有流道41，阀芯带动上阀瓣驱动件在开启位置（如图4所示的位置）和关闭位置（如图1所示的位置）之间转动，阀芯还通过螺纹带动上阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动，使密封阀瓣向阀座方向往复移动，实现阀门的强制密封和开启。

DBB强制密封阀需要一套操作装置，在关闭操作过程中，阀杆在一次单向转动行程中完成阀瓣的90°旋转关闭和强制密封，在开启操作过程中，阀杆在一次单向转动行程中完成阀瓣的解除密封和90°旋转开启操作。

作为DBB强制密封阀的操作装置，上阀瓣驱动件设有锁定摇臂52，锁定摇臂的转动轴线垂直于阀芯的转动轴线。锁定摇臂设有转动摇杆53。阀体的上轴承块1B的底面17是摇臂基面，摇臂基面设有锁定导槽11，锁定导槽的开口处设有一个弧形的过渡槽12。阀芯球体43设有摇杆导槽44和摇杆导面45，摇杆导面是围绕阀芯球体的一个弧形面。摇杆导槽设置在摇杆导面的起始端，起始端是指阀芯向关闭方向旋转时的前端。

上阀瓣驱动件在开启位置和关闭位置之间转动，上阀瓣驱动件的转动行程为90°。为了限定上阀瓣驱动件的转动行程，作为广义阀体的一部分，阀盖1A设有限位槽13，上阀瓣驱动件设有与限位槽13对应的限位杆54，限位槽和限位杆限定上阀瓣驱动件的转动行程。

也可以采用其它控制转动行程的方案，如控制下阀瓣驱动件的转动或控制密封阀瓣的转动。

DBB强制密封阀在开启状态时，如图4所示，阀芯的流道41面对两端的阀座，上阀瓣驱动件在开启位置和关闭位置之间转动时（如图5、图6所示），锁定摇臂的转动摇杆53嵌入摇杆导槽44。此时，锁定摇臂在摇臂基面的下方转动，即：锁定摇臂的顶端低于摇臂基面17转动、或与摇臂基面17滑动接触；阀芯带动上阀瓣驱动件转动，同时也带动了下阀瓣驱动件和密封阀瓣同步转动。

在阀门关闭过程中，阀杆带动阀芯向关闭方向（如图4，R2方向）转动，上阀瓣驱动件转动到关闭位置时停止转动，阀芯的摇杆导槽44通过转动摇杆53拨动锁定摇臂52转动，锁定摇臂进入锁定导槽11，转动摇杆脱出摇杆导槽44（如图7所示），转动摇杆在摇杆导面45上移动。在通常状态下，上阀瓣驱动件是随阀芯自由转动，锁定摇臂也可随上阀瓣驱动件自由转动，锁定摇臂的顶端并不与摇臂基面17接触，当上阀瓣驱动件转动到关闭位置时停止转动，锁定摇臂的顶端已越过锁定导槽，阀芯的摇杆导槽44拨动转动摇杆53，锁定摇臂52的顶端沿过渡槽12转动进入锁定导槽11。但在一些工作环境下，如流动介质对上阀瓣驱动件产生的转动阻力，或上阀瓣驱动件与轴承块之间产生的摩擦力，会阻止上阀瓣驱动件的自由转动，摇杆导槽44会推动转动摇杆53，为上阀瓣驱动件提供转动的动力，此时，锁定摇臂52的顶端与摇臂基面17滑动接触，为了避免锁定摇臂与摇臂基面之间产生过大的摩擦力，本实施例在锁定摇臂的顶端设有滚动轴承57；在这样的运动过程中，由于摇杆导槽44的推动作用，锁定摇臂52的顶端可直接进入锁定导槽11。

阀芯继续向关闭方向（如图4，R2方向）转动，通过上驱动轴47带动上阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线向上移动，锁定摇臂在锁定导槽内移动（如图8、图9所示）。此时，阀芯通过下驱动轴48带动下阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线向下移动，实现实施例一中所述的“上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件在向远离流道的方向移动，上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件驱动密封阀瓣向外移动，顶压阀座”，实现阀门的强制密封。

在开启操作过程中，阀芯向开启（如图4，R1方向）方向转动，由于锁定摇臂52在锁定导槽11中，锁定了上阀瓣驱动件的位置，上阀瓣驱动件不会随阀芯转动。阀芯通过上驱动轴47和下驱动轴48同时带动上阀瓣驱动件、下阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动，实现实施例一中所述的“上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件在向接近流道的方向移动，上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件驱动密封阀瓣脱离所述阀座”。阀芯的摇杆导槽44对应过渡槽12的位置时（参考图7），摇杆导槽拨动转动摇杆，锁定摇臂脱离锁定导槽（参考图6），锁定摇臂的顶端低于摇臂基面17，并与上阀瓣驱动件接触而停止转动，阀芯继续向开启方向转动，摇杆导槽通过驱动摇杆推动上阀瓣驱动件，使上阀瓣驱动件随阀芯同步转动到开启位置（参考图4）。

本发明采用了阀芯驱动锁定摇臂的机构，结构紧凑，使阀门的启闭操作方便，可靠。

Claims (6)

1.一种DBB强制密封阀，包括阀体、阀座和阀杆；其特征在于，所述阀杆驱动阀芯转动，所述阀芯设有流道，在所述流道两侧分别设有上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件，所述阀芯流道两侧分别设有上驱动轴和下驱动轴，所述阀芯旋转时，所述上驱动轴和下驱动轴通过螺纹驱动所述上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动，所述上阀瓣驱动件设有驱动密封阀瓣的上驱动轨道，所述上驱动轨道倾斜于所述阀芯的旋转轴线；所述下阀瓣驱动件设有驱动密封阀瓣的下驱动轨道，所述下驱动轨道倾斜于所述阀芯的旋转轴线，所述上阀瓣驱动件和下阀瓣驱动件驱动密封阀瓣顶压或脱离阀座。

2.根据权利要求1所述的一种DBB强制密封阀，其特征在于，所述上驱动轴和下驱动轴的螺纹旋向相反。

3.根据权利要求1所述的一种DBB强制密封阀，其特征在于，所述上驱动轨道和下驱动轨道是燕尾轨道。

4.一种DBB强制密封阀操作装置，所述DBB强制密封阀是权利要求1、或2、或3所述的DBB强制密封阀，所述上阀瓣驱动件在开启位置和关闭位置之间的转动行程内转动，其特征在于，所述上阀瓣驱动件设有锁定摇臂，所述阀体设有摇臂基面，所述摇臂基面设有锁定导槽，所述阀芯带动所述上阀瓣驱动件转动，所述上阀瓣驱动件转动到关闭位置时，所述阀芯拨动所述锁定摇臂进入所述锁定导槽，所述阀芯继续向关闭方向转动、带动所述上阀瓣驱动件沿阀芯旋转轴线移动，所述锁定摇臂在所述锁定导槽内移动；

所述锁定摇臂设有转动摇杆，所述阀芯设有摇杆导槽和摇杆导面，所述上阀瓣驱动件在开启位置和关闭位置之间转动时，所述转动摇杆嵌入所述摇杆导槽，所述锁定摇臂在所述摇臂基面约束下移动，所述阀芯带动所述上阀瓣驱动件转动；所述上阀瓣驱动件转动到关闭位置时，所述摇杆导槽通过所述转动摇杆拨动所述锁定摇臂转动，所述锁定摇臂进入所述锁定导槽，所述转动摇杆在所述摇杆导面上移动。

5.根据权利要求4所述的一种DBB强制密封阀操作装置，其特征在于，所述摇杆导槽设置在所述摇杆导面的起始端。

6.根据权利要求4所述的一种DBB强制密封阀操作装置，其特征在于，所述锁定导槽的开口设有过渡槽，所述上阀瓣驱动件转动到关闭位置时，所述锁定摇臂沿所述过渡槽进入所述锁定导槽。

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