CN111911702B - 一种密封面自适应截断阀 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种密封面自适应截断阀，包括阀体、阀杆、活塞组件和阀芯组件，阀体上限定有入口和出口，入口和出口之间设置过流通道，阀芯组件与阀杆的下端连接，所述阀芯组件可活动地抵靠在所述过流通道处，以控制入口和出口之间的连通或隔断，所述阀杆上端连接活塞组件；其对阀芯和阀杆的连接结构，以及阀杆与外在驱动部件之间的结构关系进行了重新设计，使本发明的截断阀可以自动释放作用于阀杆的侧向应力，防止阀杆弯曲或者断裂，且阀芯密封平面可以根据流体压力的均衡性以及相对于阀座密封面的重合程度产生自适应性调整，实现最优的密封效果。

Description

一种密封面自适应截断阀

技术领域

本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种密封面自适应截断阀。

背景技术

阀门作为流体控制方面的核心部件，广泛用于液压系统、原料供给、过压保护等多方面，现有的截断阀往往利用阀杆实现阀体内阀芯和阀体外驱动部件的连接，即阀杆传递驱动阀芯启闭的力，在高压流体控制场合或者频繁驱动阀芯的工况下，会存在以下问题：1、阀芯和阀杆往往采用锥销螺纹连接，在使用过程中，锥销易断裂造成阀芯和阀杆脱离，给生产带来安全隐患；2、一般需要较长的阀杆长度，以将阀杆从阀体内伸出阀体外，阀杆在承受较大的流体压力或者频繁的动作时，产生的侧向应力很容易使得阀杆弯曲或断折，从而不得不更换阀部件，影响系统的安全稳定性以及连续性；3、阀芯与阀杆固定连接在一起，阀芯的密封面不能相对于阀座产生自适应性调整，当阀杆微弯使得阀芯密封面倾斜时，阀体的密封效果将大幅度降低。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种密封面自适应截断阀，其对阀芯和阀杆的连接结构，以及阀杆与外在驱动部件之间的结构关系进行了重新设计，使本发明的截断阀可以自动释放作用于阀杆的侧向应力，防止阀杆弯曲或者断裂，且阀芯密封平面可以根据流体压力的均衡性以及相对于阀座密封面的重合程度产生自适应性调整，实现最优的密封效果。

本发明采用的技术方案如下：一种密封面自适应截断阀，包括阀体、阀杆、活塞组件和阀芯组件，阀体上限定有入口和出口，入口和出口之间设置过流通道，阀芯组件与阀杆的下端连接，所述阀芯组件可活动地抵靠在所述过流通道处，以控制入口和出口之间的连通或隔断，所述阀杆上端连接活塞组件；所述阀体内部还限定有活塞腔和弹簧腔，所述活塞腔位于过流通道上部，其上端开口并由顶盖封闭，所述顶盖与阀体之间螺栓连接，所述弹簧腔位于过流通道下部，其下端开口并由底盖封闭；所述活塞组件位于活塞腔内并可沿活塞腔上下移动，活塞组件通过阀杆带动阀芯组件上下移动以开启或关闭所述过流通道，所述弹簧腔内设置有弹簧，所述弹簧上端抵接在阀芯组件下端面、下端抵接在底盖上端面，所述弹簧提供将阀芯组件压抵向过流通道的移动趋势。

本发明的截断阀还包括控制器和泵，所述顶盖上还设置有进气口，所述泵控制气源通过进气口向顶盖与活塞组件之间的活塞腔内充入气体，以驱动活塞组件向下运动，当需要关闭阀门时，通过进气口排出活塞腔内部气体，阀芯组件在弹簧作用下压抵回过流通道，从而阻断过流通道。

所述活塞组件包括活塞板、连接板，所述活塞板和连接板通过螺栓固定连接在一起，且活塞板和连接板之间还安装有支撑筒，所述支撑筒上下表面分别抵接活塞板和连接板，以限定活塞板与连接板之间的最接近距离，所述支撑筒套设在所述螺栓外周侧；所述连接板中心位置开设有贯穿连接板上下表面的通孔，所述通孔临近连接板的上下表面均设有径向扩大的半球形凹坑，所述阀杆上端设置为半球状，其抵接在连接板下表面的半球形凹坑内，所述通孔内设置连接销，所述连接销下端穿出所述通孔并旋拧进阀杆顶端的螺纹孔内，所述连接销上端设置为球体，其容纳在连接板上表面的半球形凹坑内；所述阀杆上端与连接板下表面的半球形凹坑内表面设有微小活动余量，所述连接销与通孔之间设有微小活动余量，使得连接销将阀杆与活塞组件连接在一起，且阀杆相对于连接板可产生轻微的周向晃动。

所述活塞板和连接板周侧与阀体的活塞腔内表面之间设置多道密封圈。

所述阀芯组件由密封板和阀板上下叠加组合而成，所述密封板和阀板由螺栓固定连接在一起，所述阀板临近密封板的一侧设置有圆柱型凹槽，所述密封板对应圆柱型凹槽位置设置有贯穿密封板厚度方向的通孔，所述阀杆底端设置有圆形限位板，阀杆与阀芯组件连接时，所述圆形限位板位于圆柱型凹槽内，且阀杆的杆体通过密封板的通孔穿出，即，所述圆形限位板被限定在所述密封板和阀板之间，所述圆形限位板底面与所述圆柱型凹槽底面之间还设置有滚珠，所述阀杆与密封板的通孔侧壁之间、所述圆形限位板的外表面与密封板接触面及阀板接触面之间均留有微量活动间隙，所述滚珠实现所述圆形限位板与阀板之间的相对转动。

下面对本发明截断阀的工作过程简单介绍如下：

需要打开阀门时，控制器控制泵向活塞腔内充入高压气体或液压油，以推动活塞板向下移动，活塞板带动连接板和阀杆向下运动，并使得阀芯组件克服弹簧弹力打开过流通道，阀门处于开启状态；

关闭阀门时，控制泵将活塞腔内高压气体或液压油排出活塞腔，施加在活塞组件上的力小于弹簧力时，弹簧将阀芯组件压抵回过流通道，阀门处于关闭状态。

本发明具有如下优点：

1、阀杆相对于活塞组件可轻微晃动，相对于阀芯组件也具备微量活动余量，可以有效防止阀杆受力倾斜时导致的阀杆弯曲或者断折现象的发生；

2、相较于传统气动式阀门，不需要另加气缸等部件，阀杆长度相对较短，且活塞组件直接设置在阀体内部，阀杆不需要穿出阀体外部，截断阀的整体密封效果更好，阀杆受力更稳定；

3、活塞组件由活塞板和连接板两个板体组成，两者与活塞腔内壁面之间均设置多道密封圈，强化了活塞组件的密封效果；通过连接销实现阀杆与连接板之间的相对固定，阀杆与连接板之间可微量晃动以卸掉阀杆的弯曲应力，但在阀杆长度方向上能够保证阀杆与连接板之间无位移，使得驱动力的传递效果更好，且不易发生故障；

4、弹簧弹力和阀体上游流体压力同时提供将阀芯压抵向过流通道的密封力，密封力大，且密封板相对于阀杆具备轻微幅度摆动，使得密封板可适应密封力均衡性及密封面平整度而自动适应地贴合在过流通道处，密封效果更佳。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明活塞组件结构示意图；

图3是本发明阀芯组件结构示意图；

图4是本发明底盖结构示意图；

图中：1、阀体，2、入口，3、出口，4、活塞腔，5、顶盖，6、底盖，7、活塞组件，8、阀杆，9、阀芯组件，10、弹簧，11、进气口，12、弹簧座；

7-1、活塞板，7-2、连接板，7-3、支撑筒，7-4、螺栓，7-5、连接销，7-6、密封圈；

9-1、密封板，9-2、阀板，9-3、滚珠。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，是本发明整体结构示意图，本发明的密封面自适应截断阀，包括阀体1、阀杆8、活塞组件7和阀芯组件9，阀体1上限定有入口2和出口3，入口2和出口3之间设置过流通道，阀芯组件9与阀杆8的下端连接，所述阀芯组件9可活动地抵靠在所述过流通道处，以控制入口2和出口3之间的连通或隔断，所述阀杆8上端连接活塞组件7；所述阀体1内部还限定有活塞腔4和弹簧腔，所述活塞腔4位于过流通道上部，其上端开口并由顶盖5封闭，所述顶盖5与阀体1之间螺栓连接，所述弹簧腔位于过流通道下部，其下端开口并由底盖6封闭；所述活塞组件7位于活塞腔内并可沿活塞腔上下移动，活塞组件7通过阀杆8带动阀芯组件9上下移动以开启或关闭所述过流通道，所述弹簧腔内设置有弹簧10，所述弹簧10上端抵接在阀芯组件9下端面、下端抵接在底盖6上端面，所述弹簧10提供将阀芯组件9压抵向过流通道的移动趋势。

所述顶盖5上还设置有进气口11，所述进气口11用于向顶盖5与活塞组件7之间的活塞腔内充入气体，以驱动活塞组件7运动，即，本发明的截断阀为气动式截断阀，相应的，其也可以为液动式截断阀。

图2是本发明活塞组件结构示意图，如图所示，所述活塞组件7包括活塞板7-1、连接板7-2，所述活塞板7-1和连接板7-2通过螺栓7-4固定连接在一起，且活塞板7-1和连接板7-2之间还安装有支撑筒7-3，所述支撑筒7-3上下表面分别抵接活塞板7-1和连接板7-2，以限定活塞板7-1与连接板7-2之间的最接近距离，所述支撑筒7-3套设在所述螺栓7-4外周侧；所述连接板7-2中心位置开设有贯穿连接板7-2上下表面的通孔，所述通孔临近连接板7-2的上下表面均设有径向扩大的半球形凹坑，所述阀杆8上端设置为半球状，其抵接在连接板7-2下表面的半球形凹坑内，所述通孔内设置连接销7-5，所述连接销下端穿出所述通孔并旋拧进阀杆8顶端的螺纹孔内，所述连接销7-5上端设置为球体，其容纳在连接板7-2上表面的半球形凹坑内；所述阀杆8上端与连接板7-2下表面的半球形凹坑内表面设有微小活动余量，所述连接销7-5与通孔之间设有微小活动余量，使得连接销7-5将阀杆8与活塞组件7连接在一起，且阀杆8相对于连接板7-2可产生轻微的周向晃动。

所述活塞板7-1和连接板7-2周侧与阀体1的活塞腔4内表面之间设置多道密封圈7-6。

如图3所示，是本发明阀芯组件结构示意图，所述阀芯组件9由密封板9-1和阀板9-2上下叠加组合而成，所述密封板9-1和阀板9-2由螺栓固定连接在一起，所述阀板9-2临近密封板9-1的一侧设置有圆柱型凹槽，所述密封板9-1对应圆柱型凹槽位置设置有贯穿密封板9-1厚度方向的通孔，所述阀杆8底端设置有圆形限位板，阀杆8与阀芯组件9连接时，所述圆形限位板位于圆柱型凹槽内，且阀杆8的杆体通过密封板9-1的通孔穿出，即，所述圆形限位板被限定在所述密封板9-1和阀板9-2之间，所述圆形限位板底面与所述圆柱型凹槽底面之间还设置有滚珠9-3，所述阀杆8与密封板9-1的通孔侧壁之间、所述圆形限位板的外表面与密封板9-1接触面及阀板9-2接触面之间均留有微量活动间隙，所述滚珠9-3实现所述圆形限位板与阀板9-2之间的相对转动。

所述密封板9-1和阀板9-2之间也设置有密封圈。

图4是本发明底盖结构示意图，如图所示，底盖6的内表面上设置有环形的弹簧座12，所述弹簧座12内部容纳弹簧10的底端，并对弹簧10进行限位和一定的导向作用。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种等效结构或等效流程的修改或变形，或直接或间接运用到其他相关的技术领域，仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种密封面自适应截断阀，包括阀体、阀杆、活塞组件和阀芯组件，阀体上限定有入口和出口，入口和出口之间设置过流通道，阀芯组件与阀杆的下端连接，所述阀芯组件可活动地抵靠在所述过流通道处，以控制入口和出口之间的连通或隔断，所述阀杆上端连接活塞组件；所述阀体内部还限定有活塞腔和弹簧腔，所述活塞腔位于过流通道上部，其上端开口并由顶盖封闭，所述顶盖与阀体之间螺栓连接，所述弹簧腔位于过流通道下部，其下端开口并由底盖封闭；所述活塞组件位于活塞腔内并可沿活塞腔上下移动，活塞组件通过阀杆带动阀芯组件上下移动以开启或关闭所述过流通道，所述弹簧腔内设置有弹簧，所述弹簧上端抵接在阀芯组件下端面、弹簧下端抵接在底盖上端面，所述弹簧提供将阀芯组件压抵向过流通道的移动趋势；

所述顶盖上还设置有进气口，所述进气口用于向顶盖与活塞组件之间的活塞腔内充入气体，以驱动活塞组件运动；

所述活塞组件(7)包括活塞板(7-1)、连接板(7-2)，所述活塞板(7-1)和连接板(7-2)通过螺栓(7-4)固定连接在一起，且活塞板(7-1)和连接板(7-2)之间还安装有支撑筒(7-3)，所述支撑筒(7-3)上下表面分别抵接活塞板(7-1)和连接板(7-2)，所述支撑筒(7-3)套设在所述螺栓(7-4)外周侧；所述连接板(7-2)中心位置开设有贯穿连接板(7-2)上下表面的通孔，所述通孔临近连接板(7-2)的上下表面均设有径向扩大的半球形凹坑，所述阀杆(8)上端设置为半球状，其抵接在连接板(7-2)下表面的半球形凹坑内，所述通孔内设置连接销(7-5)，所述连接销下端穿出所述通孔并旋拧进阀杆(8)顶端的螺纹孔内，所述连接销(7-5)上端设置为球体，其容纳在连接板(7-2)上表面的半球形凹坑内；所述阀杆(8)上端与连接板(7-2)下表面的半球形凹坑内表面设有微小活动余量，所述连接销(7-5)与通孔之间设有微小活动余量。

2.根据权利要求1所述的截断阀，其特征还在于，所述活塞板(7-1)和连接板(7-2)周侧与阀体的活塞腔内表面之间设置多道密封圈(7-6)。

3.根据权利要求1所述的截断阀，其特征还在于，所述阀芯组件(9)由密封板(9-1)和阀板(9-2)上下叠加组合而成，所述密封板(9-1)和阀板(9-2)由螺栓固定连接在一起，所述阀板(9-2)临近密封板(9-1)的一侧设置有圆柱型凹槽，所述密封板(9-1)对应圆柱型凹槽位置设置有贯穿密封板(9-1)厚度方向的通孔，所述阀杆(8)底端设置有圆形限位板，所述圆形限位板位于圆柱型凹槽内，且阀杆(8)的杆体通过密封板(9-1)的通孔穿出，所述圆形限位板底面与所述圆柱型凹槽底面之间还设置有滚珠(9-3)。

4.根据权利要求3所述的截断阀，其特征还在于，所述密封板(9-1)和阀板(9-2)之间也设置有密封圈。

5.根据权利要求1所述的截断阀，其特征还在于，所述底盖(6)的内表面上还设置有环形的弹簧座(12)。

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