CN111649155A - 一种陶瓷阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明属于阀门技术领域，具体的说是一种陶瓷阀门，包括阀体；阀体内转动密封有阀球，阀球上开设有阀孔，阀球通过阀体顶部设置的驱动机构带动旋转；阀球外周与阀孔垂直方向开设有盲孔，盲孔内壁固连有弹性膜；本发明通过盲孔中固连的弹性膜，使得水流冲击弹性膜变形，变形的弹性膜削弱水锤的冲击力，同时弹性膜与盲孔底部的空气受到挤压后压缩，进一步吸收冲击能量，进而减少阀门与管道的损伤，保证阀门与管道正常运行。

Description

一种陶瓷阀门
技术领域
本发明属于阀门技术领域，具体的说是一种陶瓷阀门。
背景技术
阀门是流体输送系统中的控制部件。阀门用于控制空气、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。
金属阀门受金属材料属性的限制，不能适应越来越高磨损、强腐蚀等恶劣工况的需求，主要体现在使用寿命短，泄露严重大大影响了系统运行的稳定性。传统的金属阀门急需从材料、设计及制造工艺等方面的彻底革新；将陶瓷材料应用于工业阀门是一项大胆和有益的创新。陶瓷材料变形量很小，比金属具有高得多的结合强度，一般情况下组成陶瓷材料的晶体离子半径小，而且离子电价高，配位数大，这些性质决定了陶瓷材料的抗拉强度、抗压强度、弹性模量、硬度等都非常高。然而陶瓷本身的“脆”及难加工限制了它的应用范围，近十几年来，由于马氏体相变增韧技术、复合材科技术及纳米陶瓷概念的发展及进步，已使陶瓷的“脆性”得到了大大改进，其韧性和强度得到了极大的提高，应用范围不断扩展。
现有技术中也出现了一些关于陶瓷阀门的技术方案，如申请号为201510951271X的一项中国专利公开了一种带陶瓷保护唇的阀门，包括阀体、阀芯，阀体包含流道，流道上沿轴线开有直径大于流道直径的安装槽，安装槽内安装有环形的陶瓷保护唇，保护唇的高度等于安装槽的宽度，保护唇的外径小于安装槽的直径，保护唇的外壁与安装槽之间设有热镶嵌材料层，保护唇的内径等于流道的直径，保护唇的端面与处于关闭状态时的阀芯相抵。本专利意在提供一种带陶瓷保护唇的阀门，以提高金属阀门内壁耐磨性而提高金属阀门使用寿命；但现有阀门在快速关闭阀门时容易产生水锤效应，水锤对管道和阀门具有较大的损伤，容易造成阀门泄漏和管道薄弱处爆裂。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决现有阀门在快速关闭阀门时容易产生水锤效应，水锤对管道和阀门具有较大的损伤，容易造成阀门泄漏和管道薄弱处爆裂的问题，本发明提出的一种陶瓷阀门。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种陶瓷阀门，包括阀体；所述阀体内转动密封有阀球，阀球上开设有阀孔，阀球通过阀体顶部设置的驱动机构带动旋转；所述阀球外周与阀孔垂直方向开设有盲孔，盲孔内壁固连有弹性膜；通过弹性膜吸收管道水锤冲击力，减少管道和阀门受损；水锤效应是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如；当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力，由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水利学当中的“水锤效应”，水锤对管道和阀门具有较大的损伤，容易造成阀门泄漏和管道薄弱处爆裂，本发明通过盲孔中固连的弹性膜，使得水流冲击弹性膜变形，变形的弹性膜削弱水锤的冲击力，同时弹性膜与盲孔底部的空气受到挤压后压缩，进一步吸收冲击能量，进而减少阀门与管道的损伤，保证阀门与管道正常运行。
优选的，所述盲孔底部通过一号孔连通有弹性囊，一号孔中设有单向阀；所述弹性膜与盲孔底部之间充满水；所述阀孔外周的阀球上开设有一组喷孔，喷孔通过管道与弹性囊连通；通过喷孔喷出高速水流，减少阀球处的杂质积累；当弹性膜受到水流突然停止流动而产生的冲击力时，弹性膜挤压盲孔底部的充水，进而使得盲孔底部的水经一号孔和单向阀之后充入弹性囊中，使得弹性囊中储存压力较高的水，当驱动机构带动阀球转动，使得阀孔转动之后打开阀门时，阀体失去对喷孔的密封，进而使得弹性囊中的高压水经喷孔喷出，高速喷出的水流清理积累在阀球与阀体之间的固体杂质颗粒，避免硬度较高的杂质颗粒划伤阀球表面，同时减少阀球转动并关闭阀门时，固体颗粒卡在阀孔边缘与阀体之间，损伤阀孔边缘的密封性，进而保证阀球正常转动并封闭阀门，减少阀门的内漏。
优选的，所述弹性膜上均匀设有一组二号孔，二号孔直径小于0.2mm；通过二号孔平衡弹性膜两侧压力，防止弹性膜长时间变形失去弹性；通过弹性膜变形之后拉伸二号孔，进而使得二号孔撑大并连通弹性膜两侧的液体，使得管道中的液体进入盲孔底部，补充喷孔喷出水的消耗，保证喷孔的喷水清洁效果，同时直径较小的二号孔可以过滤直径较大的杂质，防止直径较大的杂质堵塞一号孔和喷孔，当阀门关闭之后，与阀门连通的管道中的部分水流经二号孔充入盲孔底部，进而平衡弹性膜两侧的压力，使得弹性膜恢复原状，避免弹性膜长时间受到管道中的水压而保持张拉变形状态，失去弹性，进一步保证弹性膜的变形吸能性能。
优选的，所述二号孔中贯穿有一号钢丝，弹性膜远离阀孔一侧的盲孔内固连有一组二号钢丝，一号钢丝直径略小于二号孔；所述一号钢丝一端与盲孔底部固连，另一端与二号钢丝固连；通过一号钢丝配合二号钢丝保证弹性膜均匀变形吸能进一步减少管道和阀门受损；通过一号钢丝配合二号钢丝，使得弹性膜变形时带动二号孔与一号钢丝滑动，进而使得一号钢丝清理二号孔的内壁，保证二号孔的畅通，同时通过二号钢丝张紧一号钢丝，进而限制弹性膜的局部变形过大，使得减少由于弹性膜生产时的产生的匀质误差引起弹性膜局部变形过大而损坏，保证弹性膜受冲击时的均匀变形，增加弹性膜的使用寿命。
优选的，所述二号孔内镶嵌有钢圈，相邻钢圈之间通过松弛的拉线固连，拉线镶嵌于弹性膜内部；通过钢圈配合拉线限制弹性膜的过度变形，进一步防止弹性膜损坏；通过钢圈减少弹性膜变形时二号孔的磨损，进而保证二号孔的过滤性能，增加弹性膜的使用寿命，钢圈配合松弛的拉线，进而使得弹性膜变形时钢圈张紧拉线，通过拉线控制弹性膜的最大变形量，防止弹性膜过渡变形产生塑性形变，进而保持弹性膜的弹性，增加弹性膜的使用寿命。
优选的，所述阀孔外周与喷孔对应位置开设有密封槽，密封槽内设有密封圈，通过密封圈减少喷孔堵塞，进一步减少阀球处的杂质积累；通过密封槽配合密封圈增加阀球与阀体的密封性，同时当喷孔中喷出高压水流之后，密封圈恢复原状并封闭喷孔，减少流经阀孔的液体携带的杂质颗粒堵塞喷孔，进一步保证喷孔喷出水流对阀球的清理效率。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种陶瓷阀门，通过盲孔中固连的弹性膜，使得水流冲击弹性膜变形，变形的弹性膜削弱水锤的冲击力，同时弹性膜与盲孔底部的空气受到挤压后压缩，进一步吸收冲击能量，进而减少阀门与管道的损伤，保证阀门与管道正常运行。
2.本发明所述的一种陶瓷阀门，通过钢圈减少弹性膜变形时二号孔的磨损，进而保证二号孔的过滤性能，增加弹性膜的使用寿命，钢圈配合松弛的拉线，进而使得弹性膜变形时钢圈张紧拉线，通过拉线控制弹性膜的最大变形量，防止弹性膜过渡变形产生塑性形变，进而保持弹性膜的弹性，增加弹性膜的使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的主视图；
图3是图1中A处局部放大图；
图4是图2中B处局部放大图；
图中：阀体1、阀球11、阀孔12、驱动机构13、盲孔14、弹性膜15、一号孔16、喷孔17、二号孔2、一号钢丝21、二号钢丝22、钢圈23、拉线24、密封槽25。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种陶瓷阀门，包括阀体1；所述阀体1内转动密封有阀球11，阀球11上开设有阀孔12，阀球11通过阀体1顶部设置的驱动机构13带动旋转；所述阀球11外周与阀孔12垂直方向开设有盲孔14，盲孔14内壁固连有弹性膜15；通过弹性膜15吸收管道水锤冲击力，减少管道和阀门受损；水锤效应是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如；当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力，由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水利学当中的“水锤效应”，水锤对管道和阀门具有较大的损伤，容易造成阀门泄漏和管道薄弱处爆裂，本发明通过盲孔14中固连的弹性膜15，使得水流冲击弹性膜15变形，变形的弹性膜15削弱水锤的冲击力，同时弹性膜15与盲孔14底部的空气受到挤压后压缩，进一步吸收冲击能量，进而减少阀门与管道的损伤，保证阀门与管道正常运行。
作为本发明的一种实施方式，所述盲孔14底部通过一号孔16连通有弹性囊，一号孔16中设有单向阀；所述弹性膜15与盲孔14底部之间充满水；所述阀孔12外周的阀球11上开设有一组喷孔17，喷孔17通过管道与弹性囊连通；通过喷孔17喷出高速水流，减少阀球11处的杂质积累；当弹性膜15受到水流突然停止流动而产生的冲击力时，弹性膜15挤压盲孔14底部的充水，进而使得盲孔14底部的水经一号孔16和单向阀之后充入弹性囊中，使得弹性囊中储存压力较高的水，当驱动机构13带动阀球11转动，使得阀孔12转动之后打开阀门时，阀体1失去对喷孔17的密封，进而使得弹性囊中的高压水经喷孔17喷出，高速喷出的水流清理积累在阀球11与阀体1之间的固体杂质颗粒，避免硬度较高的杂质颗粒划伤阀球11表面，同时减少阀球11转动并关闭阀门时，固体颗粒卡在阀孔12边缘与阀体1之间，损伤阀孔12边缘的密封性，进而保证阀球11正常转动并封闭阀门，减少阀门的内漏。
作为本发明的一种实施方式，所述弹性膜15上均匀设有一组二号孔2，二号孔2直径小于0.2mm；通过二号孔2平衡弹性膜15两侧压力，防止弹性膜15长时间变形失去弹性；通过弹性膜15变形之后拉伸二号孔2，进而使得二号孔2撑大并连通弹性膜15两侧的液体，使得管道中的液体进入盲孔14底部，补充喷孔17喷出水的消耗，保证喷孔17的喷水清洁效果，同时直径较小的二号孔2可以过滤直径较大的杂质，防止直径较大的杂质堵塞一号孔16和喷孔17，当阀门关闭之后，与阀门连通的管道中的部分水流经二号孔2充入盲孔14底部，进而平衡弹性膜15两侧的压力，使得弹性膜15恢复原状，避免弹性膜15长时间受到管道中的水压而保持张拉变形状态，失去弹性，进一步保证弹性膜15的变形吸能性能。
作为本发明的一种实施方式，所述二号孔2中贯穿有一号钢丝21，弹性膜15远离阀孔12一侧的盲孔14内固连有一组二号钢丝22，一号钢丝21直径略小于二号孔2；所述一号钢丝21一端与盲孔14底部固连，另一端与二号钢丝22固连；通过一号钢丝21配合二号钢丝22保证弹性膜15均匀变形吸能，进一步减少管道和阀门受损；通过一号钢丝21配合二号钢丝22，使得弹性膜15变形时带动二号孔2与一号钢丝21滑动，进而使得一号钢丝21清理二号孔2的内壁，保证二号孔2的畅通，同时通过二号钢丝22张紧一号钢丝21，进而限制弹性膜15的局部变形过大，使得减少由于弹性膜15生产时的产生的匀质误差引起弹性膜15局部变形过大而损坏，保证弹性膜15受冲击时的均匀变形，增加弹性膜15的使用寿命。
作为本发明的一种实施方式，所述二号孔2内镶嵌有钢圈23，相邻钢圈23之间通过松弛的拉线24固连，拉线24镶嵌于弹性膜15内部；通过钢圈23配合拉线24限制弹性膜15的过度变形，进一步防止弹性膜15损坏；通过钢圈23减少弹性膜15变形时二号孔2的磨损，进而保证二号孔2的过滤性能，增加弹性膜15的使用寿命，钢圈23配合松弛的拉线24，进而使得弹性膜15变形时钢圈23张紧拉线24，通过拉线24控制弹性膜15的最大变形量，防止弹性膜15过渡变形产生塑性形变，进而保持弹性膜15的弹性，增加弹性膜15的使用寿命。
作为本发明的一种实施方式，所述阀孔12外周与喷孔17对应位置开设有密封槽25，密封槽25内设有密封圈，通过密封圈减少喷孔17堵塞，进一步减少阀球11处的杂质积累；通过密封槽25配合密封圈增加阀球11与阀体1的密封性，同时当喷孔17中喷出高压水流之后，密封圈恢复原状并封闭喷孔17，减少流经阀孔12的液体携带的杂质颗粒堵塞喷孔17，进一步保证喷孔17喷出水流对阀球11的清理效率。
工作时，水锤效应是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如；当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力，由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水利学当中的“水锤效应”，水锤对管道和阀门具有较大的损伤，容易造成阀门泄漏和管道薄弱处爆裂，本发明通过盲孔14中固连的弹性膜15，使得水流冲击弹性膜15变形，变形的弹性膜15削弱水锤的冲击力，同时弹性膜15与盲孔14底部的空气受到挤压后压缩，进一步吸收冲击能量，进而减少阀门与管道的损伤，保证阀门与管道正常运行；当弹性膜15受到水流突然停止流动而产生的冲击力时，弹性膜15挤压盲孔14底部的充水，进而使得盲孔14底部的水经一号孔16和单向阀之后充入弹性囊中，使得弹性囊中储存压力较高的水，当驱动机构13带动阀球11转动，使得阀孔12转动之后打开阀门时，阀体1失去对喷孔17的密封，进而使得弹性囊中的高压水经喷孔17喷出，高速喷出的水流清理积累在阀球11与阀体1之间的固体杂质颗粒，避免硬度较高的杂质颗粒划伤阀球11表面，同时减少阀球11转动并关闭阀门时，固体颗粒卡在阀孔12边缘与阀体1之间，损伤阀孔12边缘的密封性，进而保证阀球11正常转动并封闭阀门，减少阀门的内漏；通过弹性膜15变形之后拉伸二号孔2，进而使得二号孔2撑大并连通弹性膜15两侧的液体，使得管道中的液体进入盲孔14底部，补充喷孔17喷出水的消耗，保证喷孔17的喷水清洁效果，同时直径较小的二号孔2可以过滤直径较大的杂质，防止直径较大的杂质堵塞一号孔16和喷孔17，当阀门关闭之后，与阀门连通的管道中的部分水流经二号孔2充入盲孔14底部，进而平衡弹性膜15两侧的压力，使得弹性膜15恢复原状，避免弹性膜15长时间受到管道中的水压而保持张拉变形状态，失去弹性，进一步保证弹性膜15的变形吸能性能；通过一号钢丝21配合二号钢丝22，使得弹性膜15变形时带动二号孔2与一号钢丝21滑动，进而使得一号钢丝21清理二号孔2的内壁，保证二号孔2的畅通，同时通过二号钢丝22张紧一号钢丝21，进而限制弹性膜15的局部变形过大，使得减少由于弹性膜15生产时的产生的匀质误差引起弹性膜15局部变形过大而损坏，保证弹性膜15受冲击时的均匀变形，增加弹性膜15的使用寿命；通过钢圈23减少弹性膜15变形时二号孔2的磨损，进而保证二号孔2的过滤性能，增加弹性膜15的使用寿命，钢圈23配合松弛的拉线24，进而使得弹性膜15变形时钢圈23张紧拉线24，通过拉线24控制弹性膜15的最大变形量，防止弹性膜15过渡变形产生塑性形变，进而保持弹性膜15的弹性，增加弹性膜15的使用寿命；通过密封槽25配合密封圈增加阀球11与阀体1的密封性，同时当喷孔17中喷出高压水流之后，密封圈恢复原状并封闭喷孔17，减少流经阀孔12的液体携带的杂质颗粒堵塞喷孔17，进一步保证喷孔17喷出水流对阀球11的清理效率。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种陶瓷阀门，其特征在于：包括阀体(1)；所述阀体(1)内转动密封有阀球(11)，阀球(11)上开设有阀孔(12)，阀球(11)通过阀体(1)顶部设置的驱动机构(13)带动旋转；所述阀球(11)外周与阀孔(12)垂直方向开设有盲孔(14)，盲孔(14)内壁固连有弹性膜(15)；通过弹性膜(15)吸收管道水锤冲击力，减少管道和阀门受损。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷阀门，其特征在于：所述盲孔(14)底部通过一号孔(16)连通有弹性囊，一号孔(16)中设有单向阀；所述弹性膜(15)与盲孔(14)底部之间充满水；所述阀孔(12)外周的阀球(11)上开设有一组喷孔(17)，喷孔(17)通过管道与弹性囊连通；通过喷孔(17)喷出高速水流，减少阀球(11)处的杂质积累。
3.根据权利要求2所述的一种陶瓷阀门，其特征在于：所述弹性膜(15)上均匀设有一组二号孔(2)，二号孔(2)直径小于0.2mm；通过二号孔(2)平衡弹性膜(15)两侧压力，防止弹性膜(15)长时间变形失去弹性。
4.根据权利要求3所述的一种陶瓷阀门，其特征在于：所述二号孔(2)中贯穿有一号钢丝(21)，弹性膜(15)远离阀孔(12)一侧的盲孔(14)内固连有一组二号钢丝(22)，一号钢丝(21)直径略小于二号孔(2)；所述一号钢丝(21)一端与盲孔(14)底部固连，另一端与二号钢丝(22)固连；通过一号钢丝(21)配合二号钢丝(22)保证弹性膜(15)均匀变形吸能，进一步减少管道和阀门受损。
5.根据权利要求4所述的一种陶瓷阀门，其特征在于：所述二号孔(2)内镶嵌有钢圈(23)，相邻钢圈(23)之间通过松弛的拉线(24)固连，拉线(24)镶嵌于弹性膜(15)内部；通过钢圈(23)配合拉线(24)限制弹性膜(15)的过度变形，进一步防止弹性膜(15)损坏。
6.根据权利要求5所述的一种陶瓷阀门，其特征在于：所述阀孔(12)外周与喷孔(17)对应位置开设有密封槽(25)，密封槽(25)内设有密封圈，通过密封圈减少喷孔(17)堵塞，进一步减少阀球(11)处的杂质积累。
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