CN110925447B - 双阀瓣磁性截止调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双阀瓣磁性截止调节阀。本发明包括阀体、阀盖和电动执行器，阀体与阀盖内部设有截止阀杆、截止阀瓣、调节阀杆、调节阀瓣，截止阀杆下端套装有截止阀瓣盖，并通过截止阀瓣盖与截止阀瓣连接，上端两侧设置有安装磁铁的磁铁安装条，调节阀杆下端的套装有调节阀瓣盖，并通过调节阀瓣盖与调节阀瓣连接，上端穿过阀盖与电动执行器连接，阀盖上端两侧的线圈安装条设置有通电线圈，与截止阀杆上端的磁铁相配合，实现截止阀杆的运动。本发明通过电动执行器控制调节阀杆和调节阀瓣的运动，通过磁性控制截止阀杆和截止阀瓣的运动，相比传统的单阀瓣，现采用截止阀瓣和调节阀瓣的双阀瓣结构，可在调节过程中，实现快速截止和流通。

Description

双阀瓣磁性截止调节阀

技术领域

本发明涉及一种截止调节阀，尤其涉及一种双阀瓣磁性截止调节阀。

背景技术

传统的截止调节阀，将截止和调节两种功能融合在一起，广泛用于石化行业、电力部门、冶金部门和城市建设部门等，可用于接通、截断和调节管道中的介质。传统的截止调节阀在需要实现截止功能时，还需大力转动手柄，控制阀杆缓慢地带动阀瓣下降，实现截止的时间较长，如遇意外或有特殊要求，无法实现瞬间截止。其介质流向一般是低进高出，对于普通阀门来说，密封性能差，操作力矩大，使用寿命短。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提出了一种双阀瓣磁性截止调节阀，可在调节过程中，实现快速截止和流通，不仅减小了操作力矩，还提高了阀门的密封性能和使用寿命，并减少了阀杆尺寸，降低了成本和空间占有量。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种双阀瓣磁性截止调节阀

包括阀体、安装于阀体上端的阀盖和位于阀盖顶端的电动执行器；阀盖包括阀盖底座和位于阀盖底座上方的柱形台，阀盖底座通过螺柱与阀体上端盖固定相连，阀盖底座中间设有锥形台，锥形台通过连接臂与柱形台同轴相连，锥形台与柱形台内部均开有通孔。

阀体左右两侧分别设置有进水口和出水口，位于进出水口之间的阀体截流处设置有阀座，调节阀瓣置于阀座内；调节阀瓣上端设有第一阶梯孔Ⅰ和第二阶梯孔Ⅰ，调节阀杆底端一体设有凸肩，凸肩置于第一阶梯孔Ⅰ内；调节阀瓣盖套设在调节阀杆底部，调节阀瓣盖底端通过凸肩将调节阀杆限位于第一阶梯孔Ⅰ内，调节阀瓣盖外侧壁与第二阶梯孔Ⅰ通过螺纹旋合连接；调节阀杆顶端从阀体上端盖伸出后依次贯穿阀盖底座、柱形台并与电动执行器输出端相连，柱形台通孔内安装有与调节阀杆顶部螺纹连接的阀杆螺母。

调节阀杆底部套装有导向套筒，导向套筒底端与调节阀瓣盖顶端相抵；导向套筒外侧面套装有截止阀瓣，截止阀瓣上端设有第一阶梯孔Ⅱ和第二阶梯孔Ⅱ，截止阀杆底端从阀体上端盖伸入阀体内，且截止阀杆底端设有的凸缘置于第一阶梯孔Ⅱ内，导向套筒上端从截止阀杆底端伸入截止阀杆内部；截止阀瓣盖套设于截止阀杆底部，截止阀瓣盖底端通过凸缘将截止阀杆限位于第一阶梯孔Ⅱ内，截止阀瓣盖外侧壁与第二阶梯孔Ⅱ通过螺纹旋合连接；截止阀杆顶端经阀体上端盖后从阀盖底座的锥形台通孔穿出。

柱形台两侧均固定有线圈安装条，两根线圈安装条下端面均嵌装有外侧面套装通电线圈的铁芯，通电线圈通过固定于线圈安装条底部的线圈外壳限位；截止阀杆顶部两侧安装有磁铁安装条，磁铁安装条与线圈安装条上下对称布置，磁铁安装条上端面嵌装有位于通电线圈正下方的磁铁，磁铁与铁芯上下对称布置，磁铁安装条在锥形台与柱形台之间上下活动。

磁铁安装条两侧的磁铁分别为N极磁铁和S极磁铁，两个通电线圈通电后两个通电线圈内的铁芯下端均为N极。

所述调节阀瓣与阀座之间设有密封圈Ⅳ，密封圈Ⅳ外边缘延伸至阀座上端面，密封圈Ⅳ用于实现阀座与调节阀瓣、截止阀瓣之间的密封；

所述阀盖内侧面开有用于放置密封圈Ⅰ的槽孔，密封圈Ⅰ用于实现阀盖与截止阀杆之间的密封；所述导向套筒外侧面开有用于放置密封圈Ⅱ槽孔，密封圈Ⅱ用于实现导向套筒和截止阀杆之间的密封；所述导向套筒内侧面开有用于放置密封圈Ⅲ的槽孔，密封圈Ⅲ用于实现导向套筒和调节阀杆之间的密封；所述阀盖和阀体的连接处设置有密封圈Ⅴ，密封圈Ⅴ用于实现阀盖与阀体之间的密封。

调节阀在初始未工作时，阀门处于关闭状态，截止阀瓣底部与阀座上端面的密封圈Ⅳ紧密贴合。

所述调节阀杆位于截止阀杆内部，调节阀瓣最大外径与截止阀杆内径相等。

第一阶梯孔Ⅰ孔径小于第二阶梯孔Ⅰ，第一阶梯孔Ⅰ孔径与调节阀杆凸肩径向截面相适配；第一阶梯孔Ⅱ孔径小于第二阶梯孔Ⅱ，第一阶梯孔Ⅱ与截止阀杆凸缘径向截面相适配。

截止阀杆顶部两侧开有方孔，磁铁安装条通过端部铰接的两根活动杆卡装于方孔内，实现磁铁安装条的固定。

二、采用上述双阀瓣磁性截止调节阀的调节方法

包括调节阀门和截止阀门；

开启或调节阀门：对S极磁铁上方的通电线圈通电，通电线圈产生磁场，S极磁铁上方的铁芯对S极磁铁产生吸力，使磁铁安装条带动截止阀杆向上运动，从而带动截止阀瓣向上运动，使截止阀瓣与密封圈Ⅳ分离；并利用电动执行器带动调节阀杆与调节阀瓣向上运动，使流体从阀体进口流向出口，实现阀门的开启或调节；

截止阀门：停止电动执行器运行，并对S极磁铁上方的通电线圈断电，对N极磁铁上方的通电线圈通电，通电线圈对S极磁铁的吸力消失，N极磁铁上方的铁芯对N极磁铁产生斥力，使磁铁安装条带动截止阀杆向下运动，从而带动截止阀瓣向下运动，进而使截止阀瓣与密封圈Ⅳ紧密贴合，在调节过程中实现阀门的瞬间截止；在瞬间截止之后，利用电动执行器带动调节阀杆与调节阀瓣向下运动，使调节阀瓣与密封圈Ⅳ紧密贴合，从而实现双重密封，进一步阻断流体流通。

所述电动执行器带动调节阀杆上下运动，通过控制阀杆的上升高度与下降高度调节阀门开度。导向套筒对调节阀杆的上下运动起导向作用。

本发明的有益效果是：

本发明通过电动执行器控制调节阀杆和调节阀瓣的运动，通过磁性控制截止阀杆和截止阀瓣的运动，相比传统的单阀瓣，现采用截止阀瓣和调节阀瓣的双阀瓣结构，可在调节过程中，实现快速截止和流通，不仅减小了操作力矩，还提高了阀门的密封性能和使用寿命，并减少了阀杆尺寸，降低了成本和空间占有量，可广泛用于石油、化工、水利等领域。

附图说明

图1为本发明的外观示意图。

图2为本发明的剖视图。

图3为图2中部分结构的放大图；3(a)为图2中A部分的放大图，3(b)为图2中B部分的放大图。

图4为本发明阀盖结构示意图。

图5为本发明截止阀杆的结构示意图。

图6为本发明截止阀杆与其相配合部件的结构示意图；6(a)为主视图，6(b)为俯视图。

图7为本发明处于未工作状态下的剖视图。

图8为本发明处于调节中未截止时的剖视图。

图9为本发明处于调节中截止时的剖视图。

图中：1-阀体；2-密封圈Ⅳ；3-导向套筒；4-截止阀瓣；5-密封圈Ⅱ；6-密封圈Ⅴ；7-密封圈Ⅰ；8-调节阀杆；9-磁铁；10-通电线圈；11-线圈外壳；12-磁铁安装条；13-电动执行器；14-阀杆螺母；15-螺钉；18-截止阀杆；19-螺柱；20-螺母；21-阀盖；22-截止阀瓣盖；23-密封圈Ⅲ；24-调节阀瓣盖；25-阀座；26-调节阀瓣；27-铁芯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，本发明包括阀体1、阀盖21、电动执行器13，阀体1与阀盖21通过螺柱19和螺母20连接，阀体1左端为进口、右端为出口，阀体1与阀盖21内部设有截止阀杆18、截止阀瓣4、调节阀杆8、调节阀瓣26、阀座25及导向套筒3，截止阀杆18下端套装有截止阀瓣盖22，并通过截止阀瓣盖22与截止阀瓣4连接，截止阀杆18上端两侧均设置有磁铁安装条12，每根磁铁安装条12上方均嵌装有磁铁9，调节阀杆8下端的外边缘处套装有调节阀瓣盖24，并通过调节阀瓣盖24与调节阀瓣26连接，调节阀杆8上端穿过阀盖21与电动执行器13输出端连接，调节阀杆8上部与安装于阀盖21内的阀杆螺母14通过螺纹连接。

如图4所示，阀盖21包括阀盖底座和位于阀盖底座上方的柱形台，阀盖底座通过螺柱19与阀体1上端盖固定相连，阀盖底座中间设有锥形台，锥形台通过连接臂与柱形台同轴相连，锥形台与柱形台内部均开有通孔。

如图3a所示，柱形台两侧4均安装有线圈安装条，两根线圈安装条底部均嵌装有外侧面套装通电线圈10的铁芯27，通电线圈10通过固定于线圈安装条底部的线圈外壳11限位。通电线圈10通电后，下端均为N极。

如图3b所示，阀座25内设置有调节阀瓣26；调节阀瓣26上端设有第一阶梯孔Ⅰ和第二阶梯孔Ⅰ，调节阀杆8底端一体设有凸肩，凸肩置于第一阶梯孔Ⅰ内；调节阀瓣盖24套设在调节阀杆8底部，调节阀瓣盖24底端通过凸肩将调节阀杆8限位于第一阶梯孔Ⅰ内，调节阀瓣盖24外侧壁与第二阶梯孔Ⅰ通过螺纹旋合连接。

如图5所示，截止阀杆18上端两侧开有方孔；如图6a所示，磁铁安装条12插入孔内，固定于截止阀杆18内部，磁铁安装条12与线圈安装条上下对称布置；如图6b所示，左侧磁铁9为N极，右侧磁铁9为S极，磁铁9与为强磁铁，磁性较强，且均为长方体结构。

当左侧通电线圈10通电，右侧通电线圈10不通电时，左侧通电线圈10产生相应的磁场，对左端的磁铁9产生较强的斥力，从而使截止阀杆18带动截止阀瓣4向下运动；当左侧通电线圈10不通电，右侧通电线圈10通电时，右侧通电线圈16产生相应的磁场，对右端磁铁17产生较强的吸力，使截止阀杆18带动截止阀瓣4向上运动。

如图2所示，调节阀的内部设置有双阀瓣和双阀杆，调节阀杆8穿过截止阀瓣4和截止阀杆18，处于截止阀杆18内部，调节阀瓣26的最大宽度等于截止阀杆18的内径。导向套筒3位于截止阀杆18和调节阀杆8之间，调节阀瓣26的上部，可对调节阀杆8的上下运动起导向作用。

如图2所示，阀盖21内侧面开有槽孔Ⅰ，槽中设置有密封圈Ⅰ7，实现阀盖21与截止阀杆18之间的密封。导向套筒3外部开有槽孔Ⅱ，槽中设置有密封圈Ⅱ5，实现导向套筒3和截止阀杆18之间的密封；导向套筒3内部开有槽孔Ⅲ，槽中设置有密封圈Ⅲ23，实现导向套筒3和调节阀杆8之间的密封；阀座25上方设置有密封圈Ⅳ2，实现调节阀瓣26、截止阀瓣4与阀座25之间的密封；阀盖21和阀体1的连接处设置有密封圈Ⅴ6，实现阀盖21与阀体1之间的密封。

本发明的工作原理和具体实施例如下：

工作原理：本发明的调节阀作为阀门部件能实现截止和调节功能。本发明将电磁作用、传统截止阀的截止特性以及调节阀的调节特性融合在一起，通过电动执行器13带动调节阀杆8上下，来实现调节功能；利用电磁作用，通过控制两个通电线圈10的通电情况，控制截止阀杆18的上下运动，从而实现截止功能。

具体实施例：

如图7所示为调节阀在初始未工作时的状态，阀门处于关闭，调节阀瓣26置于阀座25内；通电线圈10不通电，截止阀瓣4底部与阀座25上端面的密封圈Ⅳ2紧密贴合。

如图8所示，当阀门需要阀门开启并实现调节时，需对右侧通电线圈通电，右侧通电线圈产生相应的磁场，对左端的磁铁产生较强的吸力，使截止阀杆18带动截止阀瓣4向上运动，使截止阀瓣4与密封圈Ⅳ2分离，并利用电动执行器13带动调节阀杆8与调节阀瓣26向上运动，使流体可以通过，并实现调节功能。

如图9所示，当有意外或是有特殊要求，需要阀门立刻截止时，需停止电动执行器13的运行，并对右侧通电线圈断电，对左侧通电线圈通电，右侧通电线圈对右端的磁铁的吸力消失，左侧通电线圈产生相应的磁场，对左端的磁铁产生较强的斥力，从而使截止阀杆18带动截止阀瓣向下运动，进而使截止阀瓣4与密封圈Ⅳ2紧密贴合，在调节过程中实现截止功能，图中空心箭头表示截止阀杆的受力和运动方向。

具体实施中，当流体压力正常或较小时，通过斥力即可实现截止密封，也可适当加大通电电流，来加大斥力，进而加强密封；当流体压力非常大时，可在瞬间截止之后，利用电动执行器13带动调节阀杆8与调节阀瓣26向下运动，使调节阀瓣26与封圈Ⅳ2紧密贴合，从而实现双重密封，进一步阻断介质流通。

由此可见，本发明通过电动执行器13控制调节阀杆8和调节阀瓣26的运动，通过磁性控制截止阀杆18和截止阀瓣4的运动，相比传统的单阀瓣，现采用截止阀瓣4和调节阀瓣26的双阀瓣结构，可在调节过程中，实现快速截止和流通，不仅减小了操作力矩，还提高了阀门的密封性能和使用寿命，具有突出显著的技术效果。

Claims (7)

1.一种双阀瓣磁性截止调节阀，其特征在于，包括阀体（1）、安装于阀体（1）上端的阀盖（21）和位于阀盖（21）顶端的电动执行器（13）；阀盖（21）包括阀盖底座和位于阀盖底座上方的柱形台，阀盖底座通过螺柱（19）与阀体（1）上端盖固定相连，阀盖底座中间设有锥形台，锥形台通过连接臂与柱形台同轴相连，锥形台与柱形台内部均开有通孔；

阀体（1）左右两侧分别设置有进水口和出水口，位于进出水口之间的阀体截流处设置有阀座（25），调节阀瓣（26）置于阀座（25）内；调节阀瓣（26）上端设有第一阶梯孔Ⅰ和第二阶梯孔Ⅰ，调节阀杆（8）底端一体设有凸肩，凸肩置于第一阶梯孔Ⅰ内；调节阀瓣盖（24）套设在调节阀杆（8）底部，调节阀瓣盖（24）底端通过凸肩将调节阀杆（8）限位于第一阶梯孔Ⅰ内，调节阀瓣盖（24）外侧壁与第二阶梯孔Ⅰ通过螺纹旋合连接；调节阀杆（8）顶端从阀体（1）上端盖伸出后依次贯穿阀盖底座、柱形台并与电动执行器（13）输出端相连，柱形台通孔内安装有与调节阀杆（8）顶部螺纹连接的阀杆螺母（14）；

调节阀杆（8）底部套装有导向套筒（3），导向套筒（3）底端与调节阀瓣盖（24）顶端相抵；导向套筒（3）外侧面套装有截止阀瓣（4），截止阀瓣（4）上端设有第一阶梯孔Ⅱ和第二阶梯孔Ⅱ，截止阀杆（18）底端从阀体（1）上端盖伸入阀体（1）内，且截止阀杆（18）底端设有的凸缘置于第一阶梯孔Ⅱ内，导向套筒（3）上端从截止阀杆（18）底端伸入截止阀杆（18）内部；截止阀瓣盖（22）套设于截止阀杆（18）底部，截止阀瓣盖（22）底端通过凸缘将截止阀杆（18）限位于第一阶梯孔Ⅱ内，截止阀瓣盖（22）外侧壁与第二阶梯孔Ⅱ通过螺纹旋合连接；截止阀杆（18）顶端经阀体（1）上端盖后从阀盖底座的锥形台通孔穿出；

柱形台两侧均固定有线圈安装条，两根线圈安装条下端面均嵌装有外侧面套装通电线圈（10）的铁芯（27），通电线圈（10）通过固定于线圈安装条底部的线圈外壳（11）限位；截止阀杆（18）顶部两侧安装有磁铁安装条（12），磁铁安装条（12）与线圈安装条上下对称布置，磁铁安装条（12）上端面嵌装有位于通电线圈（10）正下方的磁铁（9），磁铁（9）与铁芯（27）上下对称布置，磁铁安装条（12）在锥形台与柱形台之间上下活动；

其中一侧的磁铁安装条（12）上的磁铁上端为N极，另一侧的磁铁安装条（12）上的磁铁上端为S极，两个通电线圈（10）通电后两个通电线圈（10）内的铁芯（27）下端均为N极。

2.根据权利要求1所述的一种双阀瓣磁性截止调节阀，其特征在于，所述调节阀瓣（26）与阀座（25）之间设有密封圈Ⅳ（2），密封圈Ⅳ（2）外边缘延伸至阀座（25）上端面，密封圈Ⅳ（2）用于实现阀座（25）与调节阀瓣（26）、截止阀瓣（4）之间的密封；

所述阀盖（21）内侧面开有用于放置密封圈Ⅰ（7）的槽孔，密封圈Ⅰ（7）用于实现阀盖（21）与截止阀杆（18）之间的密封；所述导向套筒（3）外侧面开有用于放置密封圈Ⅱ（5）槽孔，密封圈Ⅱ（5）用于实现导向套筒（3）和截止阀杆（18）之间的密封；所述导向套筒（3）内侧面开有用于放置密封圈Ⅲ（23）的槽孔，密封圈Ⅲ（23）用于实现导向套筒（3）和调节阀杆（8）之间的密封；所述阀盖（21）和阀体（1）的连接处设置有密封圈Ⅴ（6），密封圈Ⅴ（6）用于实现阀盖（21）与阀体（1）之间的密封。

3.根据权利要求2所述的一种双阀瓣磁性截止调节阀，其特征在于，调节阀在初始未工作时，阀门处于关闭状态，截止阀瓣（4）底部与阀座（25）上端面的密封圈Ⅳ（2）紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的一种双阀瓣磁性截止调节阀，其特征在于，所述调节阀杆（8）位于截止阀杆（18）内部，调节阀瓣（26）最大外径与截止阀杆（18）内径相等。

5.根据权利要求1所述的一种双阀瓣磁性截止调节阀，其特征在于，第一阶梯孔Ⅰ孔径小于第二阶梯孔Ⅰ，第一阶梯孔Ⅰ孔径与调节阀杆（8）凸肩径向截面相适配；第一阶梯孔Ⅱ孔径小于第二阶梯孔Ⅱ，第一阶梯孔Ⅱ与截止阀杆（18）凸缘径向截面相适配。

6.采用权利要求1~5任一所述双阀瓣磁性截止调节阀的调节方法，其特征在于，包括调节阀门和截止阀门；

调节阀门：对S极磁铁上方的通电线圈（10）通电，通电线圈（10）产生磁场，S极磁铁上方的铁芯（27）对S极磁铁产生吸力，使磁铁安装条（12）带动截止阀杆（18）向上运动，从而带动截止阀瓣（4）向上运动，使截止阀瓣（4）与密封圈Ⅳ（2）分离；并利用电动执行器（13）带动调节阀杆（8）与调节阀瓣（26）向上运动，使流体从阀体（1）进口流向出口，实现阀门的开启或调节；

截止阀门：停止电动执行器（13）运行，并对S极磁铁上方的通电线圈（10）断电，对N极磁铁上方的通电线圈（10）通电，通电线圈（10）对S极磁铁的吸力消失，N极磁铁上方的铁芯（27）对N极磁铁产生斥力，使磁铁安装条（12）带动截止阀杆（18）向下运动，从而带动截止阀瓣（4）向下运动，进而使截止阀瓣（4）与密封圈Ⅳ（2）紧密贴合，在调节过程中实现阀门的瞬间截止；在瞬间截止之后，利用电动执行器（13）带动调节阀杆（8）与调节阀瓣（26）向下运动，使调节阀瓣（26）与密封圈Ⅳ（2）紧密贴合，从而实现双重密封，进一步阻断流体流通。

7.根据权利要求6所述双阀瓣磁性截止调节阀的调节方法，其特征在于，所述电动执行器（13）带动调节阀杆（8）上下运动，通过控制调节阀杆（8）的上升高度与下降高度调节阀门开度。