CN110645376B - 一种智能蝶阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能蝶阀，涉及蝶阀技术领域，包括阀体、阀杆和阀板，所述阀体内设有用于流体通过的阀孔，阀体上设有用于阀杆穿过的阀杆贯穿孔，阀板通过阀杆定位在阀孔内，阀杆带动阀板作正反转动，阀体内设有阀板转动限位机构，当阀板呈关闭状态时，阀板将阀孔分隔成进气腔和出气腔，所述阀杆包括轴套、上转轴和下转轴，所述轴套内设有一定位轴、一滑动轴和一回复弹簧，所述阀板和阀杆内设有至少一个阀板止转机构。本发明提出一种在阀板呈关闭状态时能够减小阀杆受到的切应力，同时能保障阀板不会发生破坏性翻转的智能蝶阀。

Description

一种智能蝶阀
技术领域
本发明涉及蝶阀技术领域，尤其涉及一种智能蝶阀。
背景技术
在流体运输中，如输送天然气、水或石油时，常常利用蝶阀来控制管道中的流量和开闭，其具有通断速度快的优点，但是其在呈关闭状态时，阀板一侧的压力会大于另一侧的压力，阀杆与阀杆贯穿孔之间会形成一个切应力，长此以往，容易对阀杆造成损坏，并且，如果阀板两侧压力差过大，容易造成阀板破坏性翻转，影响蝶阀整体的密封性能及使用寿命。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出一种在阀板呈关闭状态时能够减小阀杆受到的切应力，同时能保障阀板不会发生破坏性翻转的智能蝶阀。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种智能蝶阀，包括阀体、阀杆和阀板，所述阀体内设有用于流体通过的阀孔，阀体上设有用于阀杆穿过的阀杆贯穿孔，阀板通过阀杆定位在阀孔内，阀杆带动阀板作正反转动，阀体内设有阀板转动限位机构，阀板的可转动角度为90度，阀板的一个转动极限位置为阀板与阀孔的中心轴线垂直，即阀板呈关闭状态，另一个转动极限位置为阀孔的中心轴线与阀板平行，即阀板呈打开状态；当阀板呈关闭状态时，阀板将阀孔分隔成进气腔和出气腔，
所述阀杆包括轴套、上转轴和下转轴，
所述轴套竖直贯穿阀杆贯穿孔且与阀杆贯穿孔转动密封配合，所述阀板为两个半圆板，对称定位在阀孔内的轴套相对两侧，轴套带动阀板转动；轴套上开设有第一进气口、第二进气口和第三进气口，当阀板呈关闭状态时，第一进气口和第三进气口位于进气腔一侧，第二进气口位于出气腔一侧；
所述上转轴的下段伸于轴套内孔，上段伸出轴套上口，上转轴与轴套内孔转动密封配合；上转轴与轴套之间设有上转轴转动限位机构，所述上转轴转动限位机构包括设于轴套上的导向槽和固定在上转轴上的档键，所述导向槽沿轴套周向延伸，所述档键位于导向槽内并可在导向槽内移动；
所述上转轴内设有第一气道，所述第一气道的一端开口位于上转轴侧壁，另一端开口位于上转轴下端面；当上转轴往阀板打开方向转动，上转轴与轴套相对转动，上转轴上的档键在轴套的导向槽内移动至一侧极限位置时，第一气道位于上转轴侧壁上的开口与第一进气口对应并连通；当上转轴往阀板关闭方向转动，上转轴与轴套相对转动，上转轴上的档键在轴套的导向槽内移动至另一侧极限位置时，第一气道位于上转轴侧壁上的开口与第二进气口对应并连通；
所述下转轴的下端与阀体的内壁固定，上段伸于轴套内孔，下转轴与轴套内孔转动密封配合，下转轴与阀杆贯穿孔相对设置；
所述下转轴内设有第二气道，所述第二气道的一端开口位于下转轴侧壁，另一端开口位于下转轴上端面；当阀板呈关闭状态时，第二气道位于下转轴侧壁上的开口与第三进气口对应并连通；
所述轴套内设有一定位轴、一滑动轴和一回复弹簧，所述定位轴固定在轴套内壁且位于上转轴和下转轴之间，定位轴内贯穿上下端面设有一连通气道，所述滑动轴位于定位轴和下转轴之间，滑动轴可沿轴套的中心轴线滑动且与轴套内孔滑动密封配合，滑动轴上朝向定位轴的一端直径逐渐减小，延伸形成圆台导向部；所述回复弹簧设于定位轴与滑动轴之间；
所述阀板和阀杆内设有至少一个阀板止转机构，每个阀板止转机构包括设于阀板和阀杆内的滑孔和设于滑孔内的滑杆，所述滑孔贯穿阀板和阀杆设置，滑孔的中心轴线与阀杆的中心轴线垂直，与阀板的板面平行，所述滑杆与滑孔滑动密封配合，滑杆一端伸于轴套内腔，与滑动轴上的圆台导向部侧壁抵触，另一端可伸出阀板的弧形侧面，阀板内设有阀杆回缩机构；
阀体的阀孔内壁设有可与滑杆插合的插销孔，当阀板呈关闭状态时，滑杆与插销孔对应。
作为优选，所述阀杆回缩机构包括一定位环和一回缩弹簧，阀板内设有用于容置定位环和回缩弹簧的容置槽，所述定位环同轴定位在滑杆上，所述回缩弹簧套设在滑杆上，回缩弹簧一端与定位环抵触，另一端与容置槽内壁抵触。
作为优选，所述阀体由上阀体和下阀体合成，上阀体和下阀体之间通过螺栓固定。
作为优选，所述阀体的阀孔内壁贴设有一密封环，密封环上与插销孔对应位置开设有通孔。
因此，本发明具有如下有益效果：1、设置有阀板止转机构，能够在阀板呈关闭状态时，减小阀杆受到的切应力，同时能保障阀板不会发生破坏性翻转，延长蝶阀的使用寿命；2、将阀杆设置成二级转动，在打开蝶阀时，初始旋转上转轴，阀板止转机构解锁，再继续旋转上转轴，带动阀板旋转并打开蝶阀；在关闭蝶阀时，初始旋转上转轴，先将上转轴内部第一气道复位，再继续旋转上转轴，带动阀板旋转并关闭蝶阀，同时，自动触发阀板止转机构，操作简单，自动化程度高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的爆炸图。
图3是本发明的剖视图。
图4是图3中A-A方向的剖视图。
图5是在打开蝶阀时，上转轴往阀板打开方向转动，上转轴上的档键在轴套的导向槽内刚移动至极限位置时的蝶阀结构示意图。
图6是图5的剖视图。
图7是图6中B-B方向的剖视图。
图8是本发明阀板打开后的结构示意图。
图9是图8的剖视图。
图10是图9中C-C方向的剖视图。
图11是在关闭蝶阀时，上转轴往阀板关闭方向转动，上转轴上的档键在轴套的导向槽内刚移动至极限位置时的蝶阀结构示意图。
图12是图11的剖视图。
图13是图12中D-D方向的剖视图。
图14是本发明阀板关闭后的结构示意图。
图15是图14的剖视图。
图16是是图15中E-E方向的剖视图。
1：阀体；101：阀杆贯穿孔；102：阀孔；103：进气腔；104：出气腔；2：阀杆；201：轴套；202：上转轴；203：下转轴；204：第一进气口；205：第二进气口；206：第三进气口；207：导向槽；208：档键；209：第一气道；210：第二气道；3：阀板；4：定位轴；401：连通气道；5：滑动轴；501：圆台导向部；6：回复弹簧；7：阀板止转机构；701：滑孔；702：滑杆；703：插销孔；704：定位环；705：回缩弹簧；706：容置槽；8：密封环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步的描述。
参见图1至图16，本实施例所述的一种智能蝶阀，包括阀体1、阀杆2和阀板3，所述阀体1由上阀体和下阀体合成，上阀体和下阀体之间通过螺栓固定，阀体1内设有用于流体通过的阀孔102，阀体1上设有用于阀杆2穿过的阀杆贯穿孔101，阀板3通过阀杆2定位在阀孔102内，阀杆2带动阀板3作正反转动，阀体1内设有阀板转动限位机构，所述阀板转动限位机构可为设于阀孔102内壁的限位档条，阀板3的可转动角度为90度，阀板3的一个转动极限位置为阀板3与阀孔102的中心轴线垂直，即阀板3呈关闭状态，另一个转动极限位置为阀孔102的中心轴线与阀板3平行，即阀板3呈打开状态；当阀板3呈关闭状态时，阀板3将阀孔102分隔成进气腔103和出气腔104。
所述阀杆2包括轴套201、上转轴202和下转轴203。
所述轴套201竖直贯穿阀杆贯穿孔101且与阀杆贯穿孔101转动密封配合，所述阀板3为两个半圆板，对称定位在阀孔102内的轴套201相对两侧，轴套201带动阀板3转动；轴套201上开设有第一进气口204、第二进气口205和第三进气口206，当阀板3呈关闭状态时，第一进气口204和第三进气口206位于进气腔103一侧，第二进气口205位于出气腔104一侧。
所述上转轴202的下段伸于轴套201内孔，上段伸出轴套201上口，上转轴202与轴套201内孔转动密封配合；上转轴202与轴套201之间设有上转轴转动限位机构，所述上转轴转动限位机构包括设于轴套201上的导向槽207和固定在上转轴202上的档键208，所述导向槽207沿轴套201周向延伸，所述档键208位于导向槽207内并可在导向槽207内移动。
所述上转轴202内设有第一气道209，所述第一气道209的一端开口位于上转轴202侧壁，另一端开口位于上转轴202下端面；当上转轴202往阀板3打开方向转动，上转轴202与轴套201相对转动，上转轴202上的档键208在轴套201的导向槽207内移动至一侧极限位置时，第一气道209位于上转轴202侧壁上的开口与第一进气口204对应并连通；当上转轴202往阀板3关闭方向转动，上转轴202与轴套201相对转动，上转轴202上的档键208在轴套201的导向槽207内移动至另一侧极限位置时，第一气道209位于上转轴202侧壁上的开口与第二进气口205对应并连通。
所述下转轴203的下端与阀体1的内壁固定，上段伸于轴套201内孔，下转轴203与轴套201内孔转动密封配合，下转轴203与阀杆贯穿孔101相对设置。
所述下转轴203内设有第二气道210，所述第二气道210的一端开口位于下转轴203侧壁，另一端开口位于下转轴203上端面；当阀板3呈关闭状态时，第二气道210位于下转轴203侧壁上的开口与第三进气口206对应并连通。
所述轴套201内设有一定位轴4、一滑动轴5和一回复弹簧6，所述定位轴4固定在轴套201内壁且位于上转轴202和下转轴203之间，定位轴4内贯穿上下端面设有一连通气道401，所述滑动轴5位于定位轴4和下转轴203之间，滑动轴5可沿轴套201的中心轴线滑动且与轴套201内孔滑动密封配合，滑动轴5上朝向定位轴4的一端直径逐渐减小，延伸形成圆台导向部501；所述回复弹簧6设于定位轴4与滑动轴5之间。
所述阀板3和阀杆2内设有两个阀板止转机构7，两个阀板止转机构7对称设于阀杆2两侧，每个阀板止转机构7包括设于阀板3和阀杆2内的滑孔701和设于滑孔701内的滑杆702，所述滑孔701贯穿阀板3和阀杆2设置，滑孔701的中心轴线与阀杆2的中心轴线垂直，与阀板3的板面平行，所述滑杆702与滑孔701滑动密封配合，滑杆702一端伸于轴套201内腔，与滑动轴5上的圆台导向部501侧壁抵触，另一端可伸出阀板3的弧形侧面，阀板3内设有阀杆回缩机构，所述阀杆回缩机构包括一定位环704和一回缩弹簧705，阀板3内设有用于容置定位环704和回缩弹簧705的容置槽706，所述定位环704同轴定位在滑杆702上，所述回缩弹簧705套设在滑杆702上，回缩弹簧705一端与定位环704抵触，另一端与容置槽706内壁抵触。
阀体1的阀孔102内壁设有可与滑杆702插合的插销孔703，当阀板3呈关闭状态时，滑杆702与插销孔703对应，阀孔102内壁贴设有一密封环8，密封环8上与插销孔703对应位置开设有通孔。
本发明用于天然气管网使用时：
当需要打开蝶阀时，往阀板3打开方向旋转上转轴202，起初，上转轴202与轴套201相对转动，轴套201与阀板3不转动。上转轴202上的档键208在轴套201的导向槽207内移动至一侧极限位置，如图5至图7所示，此时，第一气道209位于上转轴202侧壁上的开口与第一进气口204对应并连通。滑动轴5上侧依次通过连通气道401、第一气道209和第一进气口204与进气腔103连通，下侧依次通过第二气道210和第三进气口206也与进气腔103连通，滑动轴5上下侧受到的气压一致，滑动轴5受回复弹簧6作用往下转轴203方向下移，滑杆702受回缩弹簧705作用，滑杆702的一端贴着滑动轴5的圆台导向部501侧壁与圆台导向部501发生相对移动，往圆台导向部501的小径端靠近，滑杆702往阀杆2方向回缩，直至滑杆702另一端完全回缩至阀板3内，阀板3的解锁止转操作完成。
继续往阀板3打开方向旋转上转轴202，上转轴202带动轴套201转动，阀板3随轴套201转动，阀板3转动90度，如图8至图10所示，完成打开蝶阀的操作。
当需要关闭蝶阀时，往阀板3关闭方向旋转上转轴202，起初，上转轴202与轴套201相对转动，轴套201与阀板3不转动。上转轴202上的档键208在轴套201的导向槽207内移动至另一侧极限位置，如图11至图13所示，此时，第一气道209位于上转轴202侧壁上的开口与第二进气口205对应并连通。
继续往阀板3关闭方向旋转上转轴202，上转轴202带动轴套201转动，阀板3随轴套201转动，阀板3转动90度，完成关闭蝶阀的操作，如图14至图15所示，此时，滑动轴5上侧依次通过连通气道401、第一气道209和第二进气口205与出气腔104连通，下侧依次通过第二气道210和第三进气口206与进气腔103连通，由于阀板3呈关闭状态，进气腔103的气压大于出气腔104的气压，滑动轴5受进气腔103气压的作用往定位轴4方向移动并压缩回复弹簧6，滑杆702的一端贴着滑动轴5的圆台导向部501侧壁与圆台导向部501发生相对移动，往圆台导向部501的大径端靠近，滑杆702被圆台导向部501往外顶出，滑杆702另一端伸出阀板3的弧形侧面并插入阀体1的阀孔102内壁上对应的插销孔703，完成阀板锁死止转的操作。此时，滑杆702不但能分担阀杆2与阀杆贯穿孔101之间的切应力，延长蝶阀的使用寿命，还能有效保障阀板3在使用过程中不会发生破坏性翻转，确保蝶阀使用过程中的密封性和安全性。

Claims (4)

1.一种智能蝶阀，包括阀体（1）、阀杆（2）和阀板（3），所述阀体（1）内设有用于流体通过的阀孔（102），阀体（1）上设有用于阀杆（2）穿过的阀杆贯穿孔（101），阀板（3）通过阀杆（2）定位在阀孔（102）内，阀杆（2）带动阀板（3）作正反转动，阀体（1）内设有阀板转动限位机构，阀板（3）的可转动角度为90度，阀板（3）的一个转动极限位置为阀板（3）与阀孔（102）的中心轴线垂直，即阀板（3）呈关闭状态，另一个转动极限位置为阀孔（102）的中心轴线与阀板（3）平行，即阀板（3）呈打开状态；当阀板（3）呈关闭状态时，阀板（3）将阀孔（102）分隔成进气腔（103）和出气腔（104），其特征在于：
所述阀杆（2）包括轴套（201）、上转轴（202）和下转轴（203），
所述轴套（201）竖直贯穿阀杆贯穿孔（101）且与阀杆贯穿孔（101）转动密封配合，所述阀板（3）为两个半圆板，对称定位在阀孔（102）内的轴套（201）相对两侧，轴套（201）带动阀板（3）转动；轴套（201）上开设有第一进气口（204）、第二进气口（205）和第三进气口（206），当阀板（3）呈关闭状态时，第一进气口（204）和第三进气口（206）位于进气腔（103）一侧，第二进气口（205）位于出气腔（104）一侧；
所述上转轴（202）的下段伸于轴套（201）内孔，上段伸出轴套（201）上口，上转轴（202）与轴套（201）内孔转动密封配合；上转轴（202）与轴套（201）之间设有上转轴转动限位机构，所述上转轴转动限位机构包括设于轴套（201）上的导向槽（207）和固定在上转轴（202）上的档键（208），所述导向槽（207）沿轴套（201）周向延伸，所述档键（208）位于导向槽（207）内并可在导向槽（207）内移动；
所述上转轴（202）内设有第一气道（209），所述第一气道（209）的一端开口位于上转轴（202）侧壁，另一端开口位于上转轴（202）下端面；当上转轴（202）往阀板（3）打开方向转动，上转轴（202）与轴套（201）相对转动，上转轴（202）上的档键（208）在轴套（201）的导向槽（207）内移动至一侧极限位置时，第一气道（209）位于上转轴（202）侧壁上的开口与第一进气口（204）对应并连通；当上转轴（202）往阀板（3）关闭方向转动，上转轴（202）与轴套（201）相对转动，上转轴（202）上的档键（208）在轴套（201）的导向槽（207）内移动至另一侧极限位置时，第一气道（209）位于上转轴（202）侧壁上的开口与第二进气口（205）对应并连通；
所述下转轴（203）的下端与阀体（1）的内壁固定，上段伸于轴套（201）内孔，下转轴（203）与轴套（201）内孔转动密封配合，下转轴（203）与阀杆贯穿孔（101）相对设置；
所述下转轴（203）内设有第二气道（210），所述第二气道（210）的一端开口位于下转轴（203）侧壁，另一端开口位于下转轴（203）上端面；当阀板（3）呈关闭状态时，第二气道（210）位于下转轴（203）侧壁上的开口与第三进气口（206）对应并连通；
所述轴套（201）内设有一定位轴（4）、一滑动轴（5）和一回复弹簧（6），所述定位轴（4）固定在轴套（201）内壁且位于上转轴（202）和下转轴（203）之间，定位轴（4）内贯穿上下端面设有一连通气道（401），所述滑动轴（5）位于定位轴（4）和下转轴（203）之间，滑动轴（5）可沿轴套（201）的中心轴线滑动且与轴套（201）内孔滑动密封配合，滑动轴（5）上朝向定位轴（4）的一端直径逐渐减小，延伸形成圆台导向部（501）；所述回复弹簧（6）设于定位轴（4）与滑动轴（5）之间；
所述阀板（3）和阀杆（2）内设有至少一个阀板止转机构（7），每个阀板止转机构（7）包括设于阀板（3）和阀杆（2）内的滑孔（701）和设于滑孔（701）内的滑杆（702），所述滑孔（701）贯穿阀板（3）和阀杆（2）设置，滑孔（701）的中心轴线与阀杆（2）的中心轴线垂直，与阀板（3）的板面平行，所述滑杆（702）与滑孔（701）滑动密封配合，滑杆（702）一端伸于轴套（201）内腔，与滑动轴（5）上的圆台导向部（501）侧壁抵触，另一端可伸出阀板（3）的弧形侧面，阀板（3）内设有阀杆回缩机构；
阀体（1）的阀孔（102）内壁设有可与滑杆（702）插合的插销孔（703），当阀板（3）呈关闭状态时，滑杆（702）与插销孔（703）对应。
2.根据权利要求1所述的一种智能蝶阀，其特征在于：所述阀杆回缩机构包括一定位环（704）和一回缩弹簧（705），阀板（3）内设有用于容置定位环（704）和回缩弹簧（705）的容置槽（706），所述定位环（704）同轴定位在滑杆（702）上，所述回缩弹簧（705）套设在滑杆（702）上，回缩弹簧（705）一端与定位环（704）抵触，另一端与容置槽（706）内壁抵触。
3.根据权利要求1所述的一种智能蝶阀，其特征在于：所述阀体（1）由上阀体和下阀体合成，上阀体和下阀体之间通过螺栓固定。
4.根据权利要求1或3所述的一种智能蝶阀，其特征在于：所述阀体（1）的阀孔（102）内壁贴设有一密封环（8），密封环（8）上与插销孔（703）对应位置开设有通孔。
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