CN110671502A - 一种抗水锤截止阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种抗水锤截止阀，包括阀体，所述阀体两端分别设有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口通过阀体内腔连通，该进水口与所述阀体内腔之间设有连通口，所述阀体上端设有阀盖，所述阀盖上设有阀杆，所述阀杆上端与手轮连接，下端穿过所述阀盖并延伸至阀体内腔，该阀杆下端设有阀瓣，所述阀体与所述阀瓣之间设有抗水锤装置，其中，所述阀瓣为空心结构，其内腔由滑动孔和进水孔构成；所述抗水锤装置包括抗水锤滑动件和压缩弹簧，所述抗水锤滑动件设置在滑动孔中，所述压缩弹簧一端作用于所述阀杆的底部，另一端作用于所述抗水锤滑动件的顶部；所述压缩弹簧有预压缩量，始终将所述抗水锤滑动件靠近在进水孔处。该截止阀具有抗水锤功能。

Description

一种抗水锤截止阀
技术领域
本发明涉及一种截止阀，具体涉及一种抗水锤截止阀。
背景技术
随着科学的不断发展，截止阀的应用十分广泛，现在工业生产、生活、海洋运输等过程中大量使用截止阀。截止阀又称截门阀，属于强制密封式阀门，常见的是通过依靠阀杠压力，使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合，可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动，阻止介质流通。因此，这种类型的截流截止阀阀门非常适合作为切断或调节以及节流用。
在有压力的管路中，因开泵、停泵、开关阀门过于快速，使水的速度发生急剧变化，从而引起水锤，可以破坏管道、水泵、阀门，具有极大的破坏性；长期这样运行时，也会导致密封可靠性不强。因此大多数灌溉设备设置了减压阀或调压装置，提高了成本，增加了操作难度。目前市场上供应的阀门在这种场合下使用时存在下列问题：
1、结构复杂，零件多，体积大，成本高；
2、没有抗水锤装置，当下游供水器具在用水量较大时，且快速关闭时，由液体产生的冲击波向上游传播，造成阀门甚至管道的损坏。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种抗水锤截止阀，该截止阀具有抗水锤功能，在打开或者关闭阀门时，可以减缓水压，避免了管道与阀门的损坏，提高使用寿命；而且具有结构简单和成本较低等优点。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种抗水锤截止阀，包括阀体，所述阀体两端分别设有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口通过阀体内腔连通，该进水口与所述阀体内腔之间设有用于连通所述进水口与所述阀体内腔的连通口，所述阀体上端设有阀盖，所述阀盖上设有阀杆，所述阀杆上端与手轮连接，下端穿过所述阀盖并延伸至阀体内腔，该阀杆下端设有与阀杆固定连接且用于关闭和打开所述连通口的阀瓣，其特征在于，所述阀体与所述阀瓣之间设有用于在连通口关闭时进行抗击水锤保护阀体内部结构的抗水锤装置，其中，
所述阀瓣为空心结构，其内腔由滑动孔和进水孔构成；所述进水孔位于滑动孔之下，且进水孔的直径小于滑动孔的直径；
所述抗水锤装置包括抗水锤滑动件和压缩弹簧，所述抗水锤滑动件设置在滑动孔中，所述压缩弹簧一端作用于所述阀杆的底部，另一端作用于所述抗水锤滑动件的顶部；所述压缩弹簧有预压缩量，始终促使所述抗水锤滑动件靠近或封住在进水孔处。
上述抗水锤截止阀的工作原理是：
阀门开启的具体过程为：沿着打开阀门的方向转动手轮，手轮带动阀杆转动，使得阀杆上升，从而带动阀瓣上升，进而打开连通口，水流从进水口处通过连通口流入阀体内腔，再由阀体内腔流向出水口处，此时，阀门开启。
阀门关闭的具体过程为：沿着关闭阀门的方向转动手轮，手轮带动阀杆转动，使得阀杆下降，从而带动阀瓣下降，此时，阀瓣抵紧在连通口处，阀门关闭，水流因突然截断而使得压力升高，水压升高中产生的冲击波经过连通口，抵达在阀瓣上，然后进入进水孔作用在阀瓣的滑动孔中的抗水锤滑动件上，当水的压力超过压缩弹簧的设定压力时，克服压缩弹簧的压力，推动抗水锤滑动件沿着阀瓣的滑动孔向上滑动，压缩弹簧在抗水锤滑动件作用下压缩，水流从进水孔进入阀瓣的滑动孔内，直到水的压力与压缩弹簧的压力平衡，缓解了水的压力，有效地抗击了水锤，当水流在压缩弹簧和抗水锤滑动件的作用下压力逐渐减弱时，压缩弹簧克服水的压力恢复至设定值时，抗水锤滑动件在压缩弹簧的张力下在阀瓣的滑动孔内向下滑动，滑动孔内的水通过进水孔排出到进水口处，直到压缩弹簧恢复至设定值，抗水锤滑动件在压缩弹簧的预紧力下抵紧在进水孔处，完成阀门的关闭过程，保证了阀门的绝对密封。通过抗水锤滑动件以及压缩弹簧的共同作用下，克服了因阀门开启或者关闭时产生的水锤效应，避免了管道及阀门的损坏。
本发明的一个优选方案，其中，所述阀杆下端设有用于放置所述压缩弹簧的放置孔，所述放置孔沿所述阀杆轴线方向竖直向下延伸；所述抗水锤滑动件包括位于上部的驱动部以及位于下部的密封部，其中，所述驱动部上端与所述放置孔滑动配合，下端与所述密封部固定连接，所述压缩弹簧一端作用于放置孔的上端面，另一端作用于所述驱动部的上端，在压缩弹簧的作用下，所述密封部抵紧在所述进水孔处。通过上述结构，其作用在于，当阀门关闭或者开启时，通过压缩弹簧、驱动部、密封部的作用下，可以抵消因阀门关闭或开启时产生的水锤，避免了管道及阀门的损坏，实现抗水锤功能，且设计合理，安装简单。
优选地，所述阀杆靠近所述阀瓣的一端设有第一连接套，所述第一连接套套接在所述阀杆下端，该第一连接套延伸至所述阀瓣的内腔且固定连接在所述阀瓣的内腔。采用上述结构好处在于，更好地将阀瓣与阀杆连接，便于拆装维修。
优选地，所述密封部设有密封部内腔；所述驱动部与所述密封部通过第二连接套连接，所述第二连接套套接在所述驱动部下端，该第二连接套延伸至所述密封部内腔并固定连接在所述密封部内腔。采用上述结构好处在于，更好地将密封部与驱动部连接，便于拆装维修。
优选地，所述阀杆下端的径向设有导流孔，所述导流孔位于所述驱动部与所述放置孔的上端面之间，所述导流孔一端与所述放置孔连通，另一端与所述阀体内腔连通。其作用在于将放置孔内多余的气体或者水分通过导流孔排出阀体内腔。由于驱动部可以在放置孔内可以沿着阀杆轴线方向进行活动，放置孔没有被密封，工作时，水压作用于密封部，带动密封部在滑动孔向上滑动，进而带动驱动部克服压缩弹簧弹力向上滑动，放置孔内多余的气体或者水分通过导流孔排出阀体内腔，平衡了导流孔与阀体内腔的压强，使得压缩弹簧得到有效的缓冲，达到减小水压的效果。若导流孔被密封，工作时，驱动部向上运动时，因放置孔内压强增大，压缩弹簧得不到充分压缩，使得压缩弹簧得不到有效的缓冲，大大减小了抗水锤的效果。
优选地，所述阀盖上设有用于填充填料的填料腔，所述填料腔沿着阀杆轴线方向竖直向上延伸，所述阀杆穿过所述填料腔延伸至阀体内腔；所述阀盖上方设有用于压紧所述填料的填料压盖。通过设置上述结构，填料压盖对填料腔的填料作轴向压缩，将填料压紧，以保证填料与阀杆的密封性，同时也保证阀盖与阀杆的密封性。
进一步地，所述填料压盖与所述填料之间设有填料压套，所述填料压套套设在所述阀杆上，该填料压套的外径与所述填料内腔滑动配合，在填料压盖的作用下通过所述填料压盖将所述填料压紧在所述填料腔内。
优选地，所述填料压盖上方设有阀杆螺母，所述阀杆螺母上的螺纹与所述阀杆上端设有的螺纹相互配合，所述阀杆螺母通过阀盖臂固定连接在所述阀盖上。当转动手轮时，带动阀杆转动，在阀杆螺母的配合下，阀杆可以向上或者向下移动，从而通过手轮控制阀瓣的上升和下降，螺纹配合有自锁性，保证了阀门的开启和关闭。
优选地，所述阀盖与所述阀体、所述阀盖与所述填料压盖之间通过螺栓连接。上述连接方式简单、方便。
优选地，所述阀瓣以及所述密封部的底部设置为外锥面，所述连通口、所述进水孔的上部设有分别与所述阀瓣、所述密封部的外锥面相互配合的内锥面。其作用在于，外锥面与内锥面之间配合的间隙可以调整，具有良好的自锁性和密封性，并且方便拆装。
优选地，所述阀盖与所述阀体之间设有用于密封的密封圈，通过密封圈实现密封功能，防止水在阀体内腔内泄漏。
优选地，位于所述进水口靠近阀体内腔处的内壁上设有用于抗击水锤的弹性材料，当水锤产生时，弹性材料可以缓解部分压力，有效控制了驱动部的移动速度，避免了驱动部与阀杆的强烈冲击，另一部分压力克服压缩弹簧做功使驱动部向上移动，起到双重抗水锤作用，保护截止阀及其他设备免受因水锤造成的损坏。
优选地，所述阀瓣的材料为夹布三元乙丙橡胶，该材料耐磨性强，具有良好的密封效果。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、在本发明中，通过在阀瓣和阀杆之间设置抗水锤装置，在压缩弹簧和抗水锤滑动件的作用下，可以地减小因阀门开启或关闭时产生水锤，水压克服压缩弹簧做功使抗水锤滑动件在滑动孔向上运动，缓解了水压，避免了过大的水压导致管道及阀门的损坏，实现抗水锤功能。
2、由于本发明的压缩弹簧设有预压缩量，使得抗水锤滑动件始终存在着使其向下运动的作用力，从而将抗水锤滑动件抵紧在进水孔处，保证的抗水锤滑动件与进水孔紧密结合，起到了密封的作用，而且还能抗水锤。
3、本发明的抗水锤截止阀的零件为标准件，加工简单，有效降低了成本。
4、本发明的抗水锤截止阀结构简单，操作方便，无需安装特定的减压阀或调压装置等。
附图说明
图1为本发明的抗水锤截止阀的第一种具体实施方式的立体结构示意图。
图2为图1中A处的局部放大图。
图3为本发明的抗水锤截止阀的第二种具体实施方式的抗水锤装置的局部放大图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1
参见图1-图2，一种抗水锤截止阀，包括阀体1，所述阀体1两端分别设有进水口1-1和出水口1-2，所述进水口1-1和所述出水口1-2通过阀体内腔1-3连通，该进水口1-1与所述阀体内腔1-3之间设有用于连通所述进水口1-1与所述阀体内腔1-3的连通口1-4，所述阀体1上端设有阀盖2，所述阀盖2上设有阀杆3，所述阀杆3上端与手轮4连接，下端穿过所述阀盖2并延伸至阀体内腔1-3，该阀杆3下端设有与阀杆3固定连接且用于关闭和打开所述连通口1-4的阀瓣5，其特征在于，所述阀体1与所述阀瓣5之间设有用于在连通口1-4关闭时进行抗击水锤保护阀体1内部结构的抗水锤装置，其中，所述阀瓣5为空心结构，其内腔由滑动孔5-1和进水孔5-2构成；所述进水孔5-2位于滑动孔5-1之下，且进水孔5-2的直径小于滑动孔5-1的直径；所述抗水锤装置包括抗水锤滑动件6和压缩弹簧7，所述抗水锤滑动件6设置在滑动孔5-1中，所述压缩弹簧7一端作用于所述阀杆3的底部，另一端作用于所述抗水锤滑动件6的顶部；所述压缩弹簧7有预压缩量，始终促使所述抗水锤滑动件6靠近或封住在进水孔5-2处。
参见图1-图2，上述抗水锤截止阀的工作原理是：
参见图1-图2，阀门开启的具体过程为：沿着打开阀门的方向转动手轮4，手轮4带动阀杆3转动，使得阀杆3上升，从而带动阀瓣5上升，进而打开连通口1-4，水流从进水口1-1处通过连通口1-4流入阀体内腔1-3，再由阀体内腔1-3流向出水口1-2处，此时，阀门开启。
阀门关闭的具体过程为：沿着关闭阀门的方向转动手轮4，手轮4带动阀杆3转动，使得阀杆3下降，从而带动阀瓣5下降，此时，阀瓣5抵紧在连通口1-4处，阀门关闭，水流因突然截断而使得压力升高，水压升高中产生的冲击波经过连通口1-4，抵达在阀瓣5上，然后进入进水孔5-2作用在阀瓣5的滑动孔5-1中的抗水锤滑动件6上，当水的压力超过压缩弹簧7的设定压力时，克服压缩弹簧7的压力，推动抗水锤滑动件6沿着阀瓣5的滑动孔5-1向上滑动，压缩弹簧7在抗水锤滑动件6作用下压缩，水流从进水孔5-2进入阀瓣5的滑动孔5-1内，直到水的压力与压缩弹簧7的压力平衡，缓解了水的压力，有效地抗击了水锤，当水流在压缩弹簧7和抗水锤滑动件6的作用下压力逐渐减弱时，压缩弹簧7克服水的压力恢复至设定值时，抗水锤滑动件6在压缩弹簧7的张力下在阀瓣5的滑动孔5-1内向下滑动，滑动孔5-1内的水通过进水孔5-2排出到进水口1-1处，直到压缩弹簧7恢复至设定值，抗水锤滑动件6在压缩弹簧7的预紧力下抵紧在进水孔5-2处，完成阀门的关闭过程，保证了阀门的绝对密封。通过抗水锤滑动件6以及压缩弹簧7的共同作用下，克服了因阀门开启或者关闭时产生的水锤效应，避免了管道及阀门的损坏。
参见图1-图2，所述阀杆3下端设有用于放置所述压缩弹簧7的放置孔3-1，所述放置孔3-1沿所述阀杆3轴线方向竖直向下延伸；所述抗水锤滑动件6包括位于上部的驱动部6-1以及位于下部的密封部6-2，其中，所述驱动部6-1上端与所述放置孔3-1滑动配合，下端与所述密封部6-2固定连接，所述压缩弹簧7一端作用于放置孔3-1的上端面，另一端作用于所述驱动部6-1的上端，在压缩弹簧7的作用下，所述密封部6-2抵紧在所述进水孔5-2处。通过上述结构，其作用在于，当阀门关闭或者开启时，通过压缩弹簧7、驱动部6-1、密封部6-2的作用下，可以抵消因阀门关闭或开启时产生的水锤，避免了管道及阀门的损坏，实现抗水锤功能，且设计合理，安装简单。
参见图1-图2，所述阀杆3靠近所述阀瓣5的一端设有第一连接套8，所述第一连接套8套接在所述阀杆3下端，该第一连接套8延伸至所述阀瓣5的内腔且固定连接在所述阀瓣5的内腔。采用上述结构好处在于，更好地将阀瓣5与阀杆3连接，便于拆装维修。
参见图1-图2，所述密封部6-2设有密封部内腔6-21；所述驱动部6-1与所述密封部6-2通过第二连接套9连接，所述第二连接套9套接在所述驱动部6-1下端，该第二连接套9延伸至所述密封部内腔6-21并固定连接在所述密封部内腔6-21。采用上述结构好处在于，更好地将密封部6-2与驱动部6-1连接，便于拆装维修。
参见图1-图2，所述阀杆3下端的径向设有导流孔3-2，所述导流孔3-2位于所述驱动部6-1与所述放置孔3-1的上端面之间，所述导流孔3-2一端与所述放置孔3-1连通，另一端与所述阀体内腔1-3连通。其作用在于将放置孔3-1内多余的气体或者水分通过导流孔3-2排出阀体内腔1-3。由于驱动部6-1可以在放置孔3-1内可以沿着阀杆3轴线方向进行活动，放置孔3-1没有被密封，工作时，水压作用于密封部6-2，带动密封部6-2在滑动孔5-1向上滑动，进而带动驱动部6-1克服压缩弹簧7弹力向上滑动，放置孔3-1内多余的气体或者水分通过导流孔3-2排出阀体内腔1-3，平衡了导流孔3-2与阀体内腔1-3的压强，使得压缩弹簧7得到有效的缓冲，达到减小水压的效果。若导流孔3-2被密封，工作时，驱动部6-1向上运动时，因放置孔3-1内压强增大，压缩弹簧7得不到充分压缩，使得压缩弹簧7得不到有效的缓冲，大大减小了抗水锤的效果。
参见图1，所述阀盖2上设有用于填充填料的填料腔2-1，所述填料腔2-1沿着阀杆3轴线方向竖直向上延伸，所述阀杆3穿过所述填料腔2-1延伸至阀体内腔1-3；所述阀盖2上方设有用于压紧所述填料的填料压盖10。通过设置上述结构，填料压盖10对填料腔2-1的填料作轴向压缩，将填料压紧，以保证填料与阀杆3的密封性，同时也保证阀盖2与阀杆3的密封性。
参见图1，所述填料压盖10与所述填料之间设有填料压套11，所述填料压套11套设在所述阀杆3上，该填料压套11的外径与所述填料内腔滑动配合，在填料压盖10的作用下通过所述填料压盖10将所述填料压紧在所述填料腔2-1内。
参见图1，所述填料压盖10上方设有阀杆螺母12，所述阀杆螺母12上的螺纹与所述阀杆3上端设有的螺纹相互配合，所述阀杆螺母12通过阀盖臂2-2固定连接在所述阀盖2上。当转动手轮4时，带动阀杆3转动，在阀杆螺母12的配合下，阀杆3可以向上或者向下移动，从而通过手轮4控制阀瓣5的上升和下降，螺纹配合有自锁性，保证了阀门的开启和关闭。
参见图1，所述阀盖2与所述阀体1、所述阀盖2与所述填料压盖10之间通过螺栓连接。上述连接方式简单、方便。
参见图1-图2，所述阀瓣5以及所述密封部6-2的底部设置为外锥面，所述连通口1-4、所述进水孔5-2的上部设有分别与所述阀瓣5、所述密封部6-2的外锥面相互配合的内锥面。其作用在于，外锥面与内锥面之间配合的间隙可以调整，具有良好的自锁性和密封性，并且方便拆装。
参见图1，所述阀盖2与所述阀体1之间设有用于密封的密封圈13，通过密封圈13实现密封功能，防止水在阀体内腔1-3内泄漏。
参见图1-图2，位于所述进水口1-1靠近阀体内腔1-3处的内壁上设有用于抗击水锤的弹性材料14，当水锤产生时，弹性材料14可以缓解部分压力，有效控制了驱动部6-1的移动速度，避免了驱动部6-1与阀杆3的强烈冲击，另一部分压力克服压缩弹簧7做功使驱动部6-1向上移动，起到双重抗水锤作用，保护截止阀及其他设备免受因水锤造成的损坏。
参见图1-图2，所述阀瓣5的材料为夹布三元乙丙橡胶，该材料耐磨性强，具有良好的密封效果。
实施例2
参见图3，在本实施列中，所述抗水锤滑动件6设置在所述滑动孔5-1中且与所述滑动孔5-1滑动配合，所述压缩弹簧7设置在所述滑动孔5-1中且位于所述抗水锤滑动件6与所述阀杆3之间，该压缩弹簧7的一端作用于所述阀杆3的底部，另一端作用于所述抗水锤滑动件6的顶部。上述结构设计简单，当阀门开启或关闭时，可通过抗水锤滑动件6与压缩弹簧7的作用，缓冲了因阀门关闭或开启时产生的水锤，有效地减小阀门与管道的水压，起到保护阀门和管道的作用。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗水锤截止阀，包括阀体，所述阀体两端分别设有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口通过阀体内腔连通，该进水口与所述阀体内腔之间设有用于连通所述进水口与所述阀体内腔的连通口，所述阀体上端设有阀盖，所述阀盖上设有阀杆，所述阀杆上端与手轮连接，下端穿过所述阀盖并延伸至阀体内腔，该阀杆下端设有与阀杆固定连接且用于关闭和打开所述连通口的阀瓣，其特征在于，所述阀体与所述阀瓣之间设有用于在连通口关闭时进行抗击水锤保护阀体内部结构的抗水锤装置，其中，
所述阀瓣为空心结构，其内腔由滑动孔和进水孔构成；所述进水孔位于滑动孔之下，且进水孔的直径小于滑动孔的直径；
所述抗水锤装置包括抗水锤滑动件和压缩弹簧，所述抗水锤滑动件设置在滑动孔中，所述压缩弹簧一端作用于所述阀杆的底部，另一端作用于所述抗水锤滑动件的顶部；所述压缩弹簧有预压缩量，始终促使所述抗水锤滑动件靠近或封住在进水孔处。
2.根据权利要求1所述的抗水锤截止阀，其特征在于，所述阀杆下端设有用于放置所述压缩弹簧的放置孔，所述放置孔沿所述阀杆轴线方向竖直向下延伸；所述抗水锤滑动件包括位于上部的驱动部以及位于下部的密封部，其中，所述驱动部上端与所述放置孔滑动配合，下端与所述密封部固定连接，所述压缩弹簧一端作用于放置孔的上端面，另一端作用于所述驱动部的上端，在压缩弹簧的作用下，所述密封部抵紧在所述进水孔处。
3.根据权利要求2所述的抗水锤截止阀，其特征在于，所述阀杆靠近所述阀瓣的一端设有第一连接套，所述第一连接套套接在所述阀杆下端，该第一连接套延伸至所述阀瓣的内腔且固定连接在所述阀瓣的内腔。
4.根据权利要求3所述的抗水锤截止阀，其特征在于，所述密封部设有密封部内腔；所述驱动部与所述密封部通过第二连接套连接，所述第二连接套套接在所述驱动部下端，该第二连接套延伸至所述密封部内腔并固定连接在所述密封部内腔。
5.根据权利要求2或4所述的抗水锤截止阀，其特征在于，所述阀杆下端的径向设有导流孔，所述导流孔位于所述驱动部与所述放置孔的上端面之间，所述导流孔一端与所述放置孔连通，另一端与所述阀体内腔连通。
6.根据权利要求5所述的抗水锤截止阀，其特征在于，所述阀盖上设有用于填充填料的填料腔，所述填料腔沿着阀杆轴线方向竖直向上延伸，所述阀杆穿过所述填料腔延伸至阀体内腔；所述阀盖上方设有用于压紧所述填料的填料压盖。
7.根据权利要求6所述的抗水锤截止阀，其特征在于，所述填料压盖上方设有阀杆螺母，所述阀杆螺母上的螺纹与所述阀杆上端设有的螺纹相互配合，所述阀杆螺母通过阀盖臂固定连接在所述阀盖上。
8.根据权利要求7所述的抗水锤截止阀，其特征在于，所述阀瓣以及所述密封部的底部设置为外锥面，所述连通口、所述进水孔的上部设有分别与所述阀瓣、所述密封部的外锥面相互配合的内锥面。
9.根据权利要求8所述的抗水锤截止阀，其特征在于，所述阀盖与所述阀体之间设有用于密封的密封圈。
10.根据权利要求2或9所述的抗水锤截止阀，其特征在于，位于所述进水口靠近阀体内腔处的内壁上设有用于抗击水锤的弹性材料。
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