CN110848396B - 一种可进行动态取样的截止阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可进行动态取样的截止阀，包括阀体、阀盖、流道、阀杆、阀芯及阀座；阀体内设有取样器，取样器包括有壳体、以及设置在壳体内的取样进口、启闭装置、取样流速调节装置、过滤件和取样出口；取样流速调节装置包括有一次调节组件和位于一次调节组件下方的二次调节组件；一次调节组件包括有内壳、一次弹性压缩件、顶推板以及滚珠；二次调节组件包括分支通道和二次弹性压缩件。本发明具有以下优点和效果：在截止阀处于工作状态下，可对流动的流体介质进行取样操作，方便与后续设备的对接。

Description

一种可进行动态取样的截止阀
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种可进行动态取样的截止阀。
背景技术
截止阀又称截门阀，属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。当流体介质由阀瓣下方进入阀门时，操作力所需要克服的阻力，是阀杆和填料的摩擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障。截止阀在工作时通过阀杆来驱动阀瓣的往复移动，从而实现流道的联通或隔断。
为了确定截止阀通道内流体介质的参数，需要对其进行取样，但是截止阀在全闭状态下会密封流道，无法进行取样。若是在截止阀闲置时进行采样，需要拆卸与截止阀连接的管道再进行取样，操作十分麻烦，且截止阀内的流体介质存在量少，无法大量取样并进行大数据比较。
发明内容
本发明的目的是提供一种可进行动态取样的截止阀，在截止阀处于工作状态下，可对流动的流体介质进行取样操作，方便与后续设备的对接。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种可进行动态取样的截止阀，包括阀体及设置于阀体上端的阀盖，所述的阀体内开设有供流体介质流通的流道，所述的阀盖上竖向安装有穿设至流道的阀杆，所述的阀杆位于流道的一端安装有阀芯，所述的阀杆可驱动阀芯沿阀杆的轴向实现往复移动，所述的阀体内设有配合阀芯实现密封的阀座，所述的阀体内于流道处设置有一将流道与阀体外界相连通或截断的取样器，所述的流道开设有一与取样器相连通并用以将流体介质导入至取样器的导入口；所述的取样器包括有壳体、以及设置在壳体内的取样进口、启闭装置、取样流速调节装置、过滤件和取样出口；所述的取样进口设置在壳体上端并与导入口相连通，所述的取样流速调节装置设置在取样进口的下端，所述的启闭装置设置在取样进口处，用以连通或截断取样进口与取样流速调节装置的通路，所述的取样出口设置在壳体下端，所述的过滤件设置在取样流速调节装置和取样出口之间；所述的壳体内开设有供取样流速调节装置放置的行程腔，该行程腔可将取样进口和取样出口相连通，所述的取样流速调节装置包括有一次调节组件和位于一次调节组件下方的二次调节组件；所述的一次调节组件包括有内壳、一次弹性压缩件、顶推板以及滚珠，所述的内壳位于行程腔中并与行程腔构成滑移配合，所述的内壳内开设有内腔，所述的顶推板固定设置在内壳的上端并开设有一供流体介质通过的连通口，所述的滚珠和一次弹性压缩件均设置在内腔中且两者相连，在所述的一次弹性压缩件的弹性作用力下使滚珠始终具有朝向顶推板移动并将连通口封闭的趋势；所述的二次调节组件包括分支通道和二次弹性压缩件，所述的二次弹性压缩件设置在行程腔内并与内壳相连，所述的壳体于行程腔处设置有一抵接面，在所述的二次弹性压缩件的弹性作用力下使内壳具有朝向取样入口侧移动并抵在抵接面的运动趋势，所述的分支通道设置在壳体内，当所述的内壳抵在抵接面时，分支通道与取样进口之间的通路被内壳截断；在所述的内壳对二次弹性压缩件的压缩过程中，分支通道与取样进口之间的通路被逐渐开放，且当分支通道与取样进口之间的通路完全开放时，二次弹性压缩件被内壳压缩至第一位置。
进一步设置是：所述的启闭装置包括两个启闭板，两个所述的启闭板相对的一侧分别铰接设置在取样进口的内壁、两个所述的启闭板相靠近的一侧可通过转动相抵合以截断取样进口；所述的启闭组件还包括有对应各启闭板进行设置的支座、螺杆、夹持臂以及支撑推杆，所述的支座纵向固定设置在壳体的外壁，所述的支座上固定设置有轴承座，且所述螺杆穿过轴承座实现自身的限位并进行周向转动；所述的夹持臂的数量为两个，并间隔设置在螺杆上，所述夹持臂内设置有与螺杆进行螺纹配合的螺纹孔，当螺杆进行转动时可带动两个夹持臂同步移动，两个所述的夹持臂之间形成夹持腔，所述的支撑推杆固定在夹持腔内，并随着螺杆的转动进行纵向的往复运动；所述的支撑推杆的末端具有斜面，该斜面与启闭板相抵并用以推动启闭板进行转动。
进一步设置是：所述的支撑推杆的末端设置有上卡块并通过该上卡块设置有密封活塞，所述的壳体对应密封活塞的下端设置有下卡块，通过上卡块和下卡块配合来完成密封活塞的限位；所述的密封活塞的上下两端均开设有弹簧孔，且两个所述的弹簧孔内均设置有次压缩弹簧，两个所述的次压缩弹簧分别压缩设置上卡块与对应弹簧孔、下卡块与对应弹簧孔之间；所述的壳体对应下卡块的位置开设有密封腔，该密封腔内设置有主压缩弹簧，所述的主压缩弹簧的上端通过固定设置的连接板实现与密封活塞的联动。
进一步设置是：所述的密封活塞朝向取样进口的一侧分别对应上卡块和下卡块的位置设置有U型槽，且在两个所述的U型槽内均设置有密封圈。
进一步设置是：所述的过滤件为滤网。
进一步设置是：所述的取样出口螺纹连接有防尘塞。
本发明的有益效果是：
1、通过本发明可实现对流体介质的动态取样，当本截止阀处于工作状态下时，流体介质可通过导入口流至取样器内，接着依次通过取样进口、取样出口流出；取样过程流畅，持续性强。
2、本发明在取样过程中，在取样出口处一般会连接取样检测仪表；但是流体介质从导入口进入至取样器内会具有较大的动能，从取样出口流出时会带有较大的冲击力，容易产生飞溅情况；同时，取样检测仪表作为灵敏性器件，随着流体介质携带的冲击力不断的直接冲击取样检测仪表，容易造成取样检测仪表的损害，使其精密度下降，使用寿命缩短，甚至会出现取样检测仪表的直接失效；
故为了避免上述情况，本发明通过设置的取样流速调节装置来动态的调整取样的流体，同时降低所携带的动能；取样流速调节装置包括有一次调节组件和二次调节组件；当取样时的流体介质流速较慢时，其进入取样进口时所携带的动能较低，首先会流至连通口并冲击滚珠；随着进入取样进口的流体介质的不断变多，会使滚珠受力而压缩一次弹性压缩件，从而开放连通口，此时流体介质进入至内腔并从取样出口流出，此时流体介质的流速处于正常范围，不会对检测仪表造成冲击；且通过滚珠的直接分流，第一次降低了流体介质所携带的动能。当取样时的流体介质流速较快时，流体介质会推动顶内壳下移动，使分支通道开放；此时，一部分的流体介质从连通口进入至内腔，再从行程腔流出，另一部分的流体介质从分支通道流流至行程腔汇合；由此通过分流再汇合的方式来降低流体介质的动能，从而降低从取样出口流出的流体介质对取样检测仪表的冲击，保护取样检测仪表的灵敏性，从而延迟使用寿命。
2、本发明同时具有自复位功能，通过一次弹性压缩件作用在滚珠使滚珠抵在连通口，实现密封；通过二次弹性压缩件作用在内壳使内壳来封闭分支通道，实现了未取样时的“自动化”的复位；密封性强，且结构简单合理。
3、通过两个启闭板来配合完成对取样进口的封闭；从而在滚珠密封闭连通口的基础上，进一步密封，彻底防止未取样时发生流体泄漏的情况发生，更加安全可靠。
4、为了方便控制启闭板，设置有支座、螺杆、夹持臂以及支撑推杆；支座起到支撑、固定的作用；螺杆与夹持臂相配合，来带动夹持臂的上下运动；夹持臂用来夹持固定支撑推杆，并调整支撑推杆的上下位置；支撑推杆起到控制启闭板的作用，支撑推板的末端斜面施力作用在启闭板从而带动启闭板进行转动；具有操作方便的优点，方便用户随时控制两个启闭板对取样进口进行封闭，安全性更佳。
5、通过设置密封活塞来提高密封性，避免流体介质从取样进口流至支座处并发生微泄漏；密封活塞由上卡块和下卡块进行限位，同时通过主压缩弹簧来保证密封性；另外，密封活塞外侧的密封圈来起到进一步增强密封性的作用，利用密封圈在压紧载荷的作用下较容易产生弹性变形的特性，使之填平密封活塞与上卡块、卡块之间的微小凹凸不平，从而进一步密封。
6、通过设置的过滤件能有效过滤流体介质所存在的微小杂质及固体颗粒，避免微小杂质及固体颗粒随着流体介质撞击取样检测仪表，对取样检测仪表造成损伤。
7、通过在取样出口设置防尘塞来保证取样出口不会附带有外界所进入的微小颗粒，清洁度更高还可保证后续与取样检测仪表的连接。
附图说明
图1为实施例的结构示意图（取样器处于密封状态）；
图2为图1中A部的放大图；
图3为图2中B部的放大图；
图4为图2中C部的放大图；
图5为实施例中取样器处于取样状态的结构示意图。
图中：11、阀体；12、阀盖；13、流道；14、阀杆；15、阀芯；16、阀座；17、导入口；21、壳体；210、抵接面；22、取样进口；23、取样出口；24、过滤件；25、行程腔；31、内壳；310、内腔；32、一次弹性压缩件；33、顶推板；330、连通口；34、滚珠；41、分支通道；42、二次弹性压缩件；420、第一位置；51、启闭板；61、支座；62、螺杆；63、夹持臂；64、夹持腔；65、支撑推杆；66、轴承座；67、转动盘；650、斜面；71、上卡块；72、下卡块；73、密封活塞；74、弹簧孔；75、次压缩弹簧；76、U型槽；77、密封圈；81、密封腔；82、连接板；83、主压缩弹簧；9、防尘塞。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考图1至图5，一种可进行动态取样的截止阀，包括阀体11及设置于阀体11上端的阀盖12，阀体11内开设有供流体介质流通的流道13，阀盖12上竖向安装有穿设至流道13的阀杆14，阀杆14位于流道13的一端安装有阀芯15，阀杆14可驱动阀芯15沿阀杆14的轴向实现往复移动，阀体11内设有配合阀芯15实现密封的阀座16。阀杆14的上端一般设有执行器或手柄（图中未标出）用来驱动阀杆14沿自身轴向上下移动，同时阀杆14会带动阀芯15同步移动，由此利用阀芯15与阀座1615的配合来实现流道13的联通或截断。上述结构为截止阀的基本构成，属于现有技术范畴，故此处不再加以阐述。
阀体11内于流道13处设置有一将流道13与阀体11外界相连通或截断的取样器，流道13开设有一与取样器相连通并用以将流体介质导入至取样器的导入口17。
取样器包括有壳体21、以及设置在壳体21内的取样进口22、启闭装置、取样流速调节装置、过滤件24和取样出口23。
取样进口22设置在壳体21上端并与导入口17相连通，取样流速调节装置设置在取样进口22的下端，启闭装置设置在取样进口22处，用以连通或截断取样进口22与取样流速调节装置的通路，取样出口23设置在壳体21下端，过滤件24设置在取样流速调节装置和取样出口23之间。
壳体21内开设有供取样流速调节装置放置的行程腔25，该行程腔25可将取样进口22和取样出口23相连通，取样流速调节装置包括有一次调节组件和位于一次调节组件下方的二次调节组件。
一次调节组件包括有内壳31、一次弹性压缩件32、顶推板33以及滚珠34，内壳31位于行程腔25中并与行程腔25构成滑移配合，内壳31内开设有内腔310，顶推板33固定设置在内壳31的上端并开设有一供流体介质通过的连通口330，滚珠34和一次弹性压缩件32均设置在内腔310中且两者相连，在一次弹性压缩件32的弹性作用力下使滚珠34始终具有朝向顶推板33移动并将连通口330封闭的趋势。
二次调节组件包括分支通道41和二次弹性压缩件42，二次弹性压缩件42设置在行程腔25内并与内壳31相连，壳体21于行程腔25处设置有一抵接面210，在二次弹性压缩件42的弹性作用力下使内壳31具有朝向取样入口侧移动并抵在抵接面210的运动趋势，分支通道41设置在壳体21内，当内壳31抵在抵接面210时，分支通道41与取样进口22之间的通路被内壳31截断；在内壳31对二次弹性压缩件42的压缩过程中，分支通道41与取样进口22之间的通路被逐渐开放，且当分支通道41与取样进口22之间的通路完全开放时，二次弹性压缩件42被内壳31压缩至第一位置420。
进一步设置是启闭装置包括两个启闭板51，两个启闭板51相对的一侧分别铰接设置在取样进口22的内壁、两个启闭板51相靠近的一侧可通过转动相抵合以截断取样进口22。
启闭组件还包括有对应各启闭板51进行设置的支座61、螺杆62、夹持臂63以及支撑推杆65，支座61纵向固定设置在壳体21的外壁，支座61上固定设置有轴承座66，且螺杆62穿过轴承座66实现自身的限位并进行周向转动；夹持臂63的数量为两个，并间隔设置在螺杆62上，夹持臂63内设置有与螺杆62进行螺纹配合的螺纹孔，当螺杆62进行转动时可带动两个夹持臂63同步移动，两个夹持臂63之间形成夹持腔64，支撑推杆65固定在夹持腔64内，并随着螺杆62的转动进行纵向的往复运动；支撑推杆65的末端具有斜面650，该斜面650与启闭板51相抵并用以推动启闭板51进行转动。
进一步设置是支撑推杆65的末端设置有上卡块71并通过该上卡块71设置有密封活塞73，壳体21对应密封活塞73的下端设置有下卡块72，通过上卡块71和下卡块72配合来完成密封活塞73的限位；密封活塞73的上下两端均开设有弹簧孔74，且两个弹簧孔74内均设置有次压缩弹簧75，两个次压缩弹簧75分别压缩设置上卡块71与对应弹簧孔74、下卡块72与对应弹簧孔74之间。
壳体21对应下卡块72的位置开设有密封腔81，该密封腔81内设置有主压缩弹簧83，主压缩弹簧83的上端通过固定设置的连接板82实现与密封活塞73的联动。
进一步设置是：密封活塞73朝向取样进口22的一侧分别对应上卡块71和下卡块72的位置设置有U型槽76，且在两个U型槽76内均设置有密封圈77。
进一步设置是：过滤件24为滤网。
进一步设置是：取样出口23螺纹连接有防尘塞9
另外，在螺杆62的上端连接方便转动螺杆62的转动盘67。
本发明的工作过程如下：
①未取样时，滚珠34抵在连通口330并将连通口330封闭，两个启闭板51相抵进一步进行封闭。
②取样且当取样时的流体介质流速较慢时；流体介质进入取样进口22时所携带的动能较低，首先会流至连通口330并冲击滚珠34；随着进入取样进口22的流体介质的不断变多，会使滚珠34受力而压缩一次弹性压缩件32，从而开放连通口330，此时流体介质通过连通口330进入至内腔310，接着流通至行程腔25，并从取样出口23流出，此时流体介质的流速处于正常范围，不会对检测仪表造成冲击；且通过滚珠34的直接分流，第一次降低了流体介质所携带的动能。
③取样且当取样时的流体介质流速较快时，流体介质会推动内壳31下移动，使分支通道41开放；此时，一部分的流体介质从连通口330进入至内腔310，再从行程腔25流出；另一部分的流体介质流至分支通道41，并从分支通道41流至行程腔25进行汇合，最终从取样出口23流出；由此通过分流再汇合的方式来降低流体介质的动能，从而降低从取样出口23流出的流体介质对取样检测仪表的冲击，保护取样检测仪表的灵敏性，从而延迟使用寿命。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种可进行动态取样的截止阀，包括阀体(11)及设置于阀体(11)上端的阀盖(12)，所述的阀体(11)内开设有供流体介质流通的流道(13)，所述的阀盖(12)上竖向安装有穿设至流道(13)的阀杆(14)，所述的阀杆(14)位于流道(13)的一端安装有阀芯(15)，所述的阀杆(14)可驱动阀芯(15)沿阀杆(14)的轴向实现往复移动，所述的阀体(11)内设有配合阀芯(15)实现密封的阀座(16)，其特征在于：
所述的阀体(11)内于流道(13)处设置有一将流道(13)与阀体(11)外界相连通或截断的取样器，所述的流道(13)开设有一与取样器相连通并用以将流体介质导入至取样器的导入口(17)；
所述的取样器包括有壳体(21)、以及设置在壳体(21)内的取样进口(22)、启闭装置、取样流速调节装置、过滤件(24)和取样出口(23)；
所述的取样进口(22)设置在壳体(21)上端并与导入口(17)相连通，所述的取样流速调节装置设置在取样进口(22)的下端，所述的启闭装置设置在取样进口(22)处，用以连通或截断取样进口(22)与取样流速调节装置的通路，所述的取样出口(23)设置在壳体(21)下端，所述的过滤件(24)设置在取样流速调节装置和取样出口(23)之间；
所述的壳体(21)内开设有供取样流速调节装置放置的行程腔(25)，该行程腔(25)可将取样进口(22)和取样出口(23)相连通，所述的取样流速调节装置包括有一次调节组件和位于一次调节组件下方的二次调节组件；
所述的一次调节组件包括有内壳(31)、一次弹性压缩件(32)、顶推板(33)以及滚珠(34)，所述的内壳(31)位于行程腔(25)中并与行程腔(25)构成滑移配合，所述的内壳(31)内开设有内腔(310)，所述的顶推板(33)固定设置内壳(31)的上端并开设有一供流体介质通过的连通口(330)，所述的滚珠(34)和一次弹性压缩件(32)均设置在内腔(310)中且两者相连，在所述的一次弹性压缩件(32)的弹性作用力下使滚珠(34)始终具有朝向顶推板(33)移动并将连通口(330)封闭的趋势；
所述的二次调节组件包括分支通道(41)和二次弹性压缩件(42)，所述的二次弹性压缩件(42)设置在行程腔(25)内并与内壳(31)相连，所述的壳体(21)于行程腔(25)处设置有一抵接面(210)，在所述的二次弹性压缩件(42)的弹性作用力下使内壳(31)具有朝向取样入口侧移动并抵在抵接面(210)的运动趋势，所述的分支通道(41)设置在壳体(21)内，当所述的内壳(31)抵在抵接面(210)时，分支通道(41)与取样进口(22)之间的通路被内壳(31)截断；在所述的内壳(31)对二次弹性压缩件(42)的压缩过程中，分支通道(41)与取样进口(22)之间的通路被逐渐开放，且当分支通道(41)与取样进口(22)之间的通路完全开放时，二次弹性压缩件(42)被内壳(31)压缩至第一位置(420)。
2.根据权利要求1所述的一种可进行动态取样的截止阀，其特征在于：所述的启闭装置包括两个启闭板(51)，两个所述的启闭板(51)相对的一侧分别铰接设置在取样进口(22)的内壁、两个所述的启闭板(51)相靠近的一侧可通过转动相抵合以截断取样进口(22)；
所述的启闭装置还包括有对应各启闭板(51)进行设置的支座(61)、螺杆(62)、夹持臂(63)以及支撑推杆(65)，所述的支座(61)纵向固定设置在壳体(21)的外壁，所述的支座(61)上固定设置有轴承座(66)，且所述的螺杆(62)穿过轴承座(66)实现自身的限位并进行周向转动；所述的夹持臂(63)的数量为两个，并间隔设置在螺杆(62)上，所述的夹持臂(63)内设置有与螺杆(62)进行螺纹配合的螺纹孔，当螺杆(62)进行转动时可带动两个夹持臂(63)同步移动，两个所述的夹持臂(63)之间形成夹持腔(64)，所述的支撑推杆(65)固定在夹持腔(64)内，并随着螺杆(62)的转动进行纵向的往复运动；所述的支撑推杆(65)的末端具有斜面(650)，该斜面(650)与启闭板(51)相抵并用以推动启闭板(51)进行转动。
3.根据权利要求2所述的一种可进行动态取样的截止阀，其特征在于：所述的支撑推杆(65)的末端设置有上卡块(71)并通过该上卡块(71)设置有密封活塞(73)，所述的壳体(21)对应密封活塞(73)的下端设置有下卡块(72)，通过上卡块(71)和下卡块(72)配合来完成密封活塞(73)的限位；所述的密封活塞(73)的上下两端均开设有弹簧孔(74)，且两个所述的弹簧孔(74)内均设置有次压缩弹簧(75)，两个所述的次压缩弹簧(75)分别压缩设置上卡块(71)与对应弹簧孔(74)、下卡块(72)与对应弹簧孔(74)之间；
所述的壳体(21)对应下卡块(72)的位置开设有密封腔(81)，该密封腔(81)内设置有主压缩弹簧(83)，所述的主压缩弹簧(83)的上端通过固定设置的连接板(82)实现与密封活塞(73)的联动。
4.根据权利要求3所述的一种可进行动态取样的截止阀，其特征在于：所述的密封活塞(73)朝向取样进口(22)的一侧分别对应上卡块(71)和下卡块(72)的位置设置有U型槽(76)，且在两个所述的U型槽(76)内均设置有密封圈(77)。
5.根据权利要求1所述的一种可进行动态取样的截止阀，其特征在于：所述的过滤件(24)为滤网。
6.根据权利要求1所述的一种可进行动态取样的截止阀，其特征在于：所述的取样出口(23)螺纹连接有防尘塞(9)。
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