CN112066015B - 一种方便开关的高压截止阀 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种方便开关的高压截止阀，包括阀体、底盖、顶盖、阀芯、阀杆和手轮，所述阀体限定入口管、出口管和阀腔，所述阀体上端螺栓连接顶盖、下端螺栓连接底盖，由顶盖和底盖封堵阀腔，所述阀腔内与阀体一体式形成有阀座，所述阀座限定阀口，所述阀芯与阀座配合启闭阀口，所述阀杆上端伸出顶盖并与手轮连接，阀杆下端作用于阀芯，阀芯与顶盖之间还设置有弹簧；其在人工操作手轮启闭阀门时，借助管路中高压液体自身的液压力辅助开关，其减小启闭力矩，节省人力，适用于管路中高压液体的开关控制。

Description

一种方便开关的高压截止阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种方便开关的高压截止阀。

背景技术

阀门是现今工业体系中已无法缺失的一个重要部件，广泛应用于流体输送、压力控制等 领域，保障生产用料供给、液压系统正常工作、管路压力安全控制等各方面工作正常运行。 常规普通阀门相对较简单，目前阀门领域的发展方向主要集中在耐高温、耐低温、耐高腐蚀 性以及高压控制等管路中工况比较极端的环境下应用的阀门，例如现有技术中的高压化工阀，其在断电后失去电动控制的情形下，需要人工转动八 万转才能够完成阀门的关闭动作，很大原因便在于，受管路中高压流体的液压阻力，仅依靠 人力克服该阻力时便需要依靠变速器等设备减小螺纹间距、增大转动次数的方式减小每次驱 动手轮时的驱动力矩。

针对上述现状的不足，有必要研发一种能够在高压工况下方便人工开关的高压截止阀， 以在特殊紧急情况下方便人工操作，增加控制安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方便开关的高压截止阀，其在人工操作手轮启闭阀门时，借 助管路中高压液体自身的液压力辅助开关，其减小启闭力矩，节省人力，适用于管路中高压 液体的开关控制。

一种方便开关的高压截止阀，包括阀体、底盖、顶盖、阀芯、阀杆和手轮，所述阀体限 定入口管、出口管和阀腔，所述阀体上端螺栓连接顶盖、下端螺栓连接底盖，由顶盖和底盖 封堵阀腔，所述阀腔内与阀体一体式形成有阀座，所述阀座限定阀口，所述阀芯与阀座配合 启闭阀口，所述阀杆上端伸出顶盖并与手轮连接，阀杆下端作用于阀芯，阀芯与顶盖之间还 设置有弹簧。

所述弹簧由弹簧上封板、弹簧下封板和位于两者之间的弹簧体组成，所述弹簧上封板为 板状，其中间限定有供阀杆穿过的阀杆孔，所述阀杆与弹簧上封板之间设置有多道密封圈； 所述弹簧下封板中心形成有供阀杆穿过的阀杆孔，所述阀杆与弹簧下封板之间也设置有多道 密封圈，所述弹簧下封板底面还设置有轴向凸起延伸的环形筒体结构，所述环形筒体结构与 阀芯连接，优选的，所述环形筒体结构外侧设置有外螺纹，其与阀芯的内螺纹配合实现弹簧 与阀芯的密封连接，所述弹簧下封板上还设置有贯穿其上下表面的通孔；所述弹簧体由多个 外环体和多个内环体依次连接组成，所述外环体为剖切截面呈两个U型开口相对的中空环体 结构，所述内环体为剖切截面呈两个U型开口相背的中空环体结构，多个外环体和多个内环 体依次连接形成类波纹管式的弹簧体，所述弹簧体内可通过通孔充入或排出液体。

所述阀杆上部分设置有外螺纹，其与支架形成螺纹配合，以在转动手轮时带动阀杆上下 移动，所述支架设置在顶盖上，其与顶盖一体式形成或分体式组装在一起；所述阀杆下端连 接有活塞板，所述活塞板的外周侧沿阀杆轴向向上延伸凸起形成筒体，且临近活塞板上表面 的筒体上设置有贯穿筒体内外两侧的侧通孔。

本发明的阀芯内部形成有空腔，其上端为开口端，所述开口端设有内螺纹，其与弹簧下 封板的外螺纹形成螺纹配合以连接弹簧和阀芯；阀芯所形成的空腔的侧壁上圆周阵列有多个 侧面排液孔，所述侧面排液孔贯穿阀芯的侧壁，所述阀芯的内表面对应侧面排液孔处设置有 环槽，所述环槽可在阀芯内部将多个侧面排液孔沿环槽连通；所述阀芯的空腔底部为阀芯内 底面，所述阀芯外底面上设置有底部连通孔，所述阀芯内底面与阀芯外底面之间的阀芯体上 开设有多个流道，所述流道将底部连通孔与阀芯内部连通。

本发明的截止阀在开启状态时，活塞板上表面的筒体与弹簧下封板的环形筒体结构下端 面向抵接，此时活塞板上表面筒体上的侧通孔与阀芯的侧面排液孔连通，弹簧内部的高压液 体通过侧面排液孔泄出，弹簧提供的弹力下降，使得阀芯保持在稳定的开启状态；

关阀状态时，转动手轮，阀杆向下移动，带动活塞板向下移动，直至活塞板下表面抵触 到阀芯内底面上，此时阀芯的侧面排液孔关闭，阀芯下面的高压液体从底部连通孔经流道进 入阀芯内部，并流经活塞板上表面筒体上的侧通孔和弹簧下封板上的通孔流动至弹簧内部空 间中，高压液体灌注到弹簧的每个外环体内部空间中，液压力变相增大了弹簧弹性系数，使 得弹簧施加到阀芯的弹力加强，同时高压液体还施加压力到活塞板上表面，辅助活塞板较省 力的向下移动；即，关阀过程中，仅仅在活塞板下移至阀芯的侧面排液孔关闭这段微小距离 内较费力，之后便可借助高压液体自身压力帮助关阀，而从关阀状态开启阀门时，提升活塞 板通孔流出，直至活塞板侧通孔和侧面排液孔连通，弹簧内部流体大量泄流至下游低压侧， 活塞板上移压迫弹簧内部空间使得流体从便可借助施加到活塞板底面的液压力，使得开阀和 关阀时均不需要太大力矩。

本发明的优点在于：

1、本申请的截止阀在关闭和开启过程中均不需要直接对抗高压液体压力，而是通过活塞 改变液体压力的施压区域，使得开阀和关阀时均不需要太大力矩；

2、提出了一种新式的弹簧结构，其内部形成可容纳液体的多个环形腔，利用高压液体的 液压力可改变弹簧刚度，从而使得弹簧在保持阀芯关闭时弹性力大，而阀芯开启状态下弹簧 弹性力小，方便阀芯的操作。

附图说明

图1是本发明截止阀整体结构示意图；

图2是本发明截止阀剖面结构示意图；

图3是本发明截止阀开启状态阀芯示意图；

图4是本发明截止阀关闭状态阀芯示意图；

图5是本发明截止阀的弹簧结构示意图；

图6是本发明截止阀的阀杆结构示意图；

图7是本发明截止阀的阀芯结构示意图；

图中：1、阀体，2、底盖，3、顶盖，4、阀芯，5、阀杆，6、手轮，7、支架，8、弹簧， 9、阀座，10、活塞板，11、侧通孔，12、底部连通孔，13、侧面排液孔，14、弹簧上封板， 15、弹簧下封板，16、内环体，17、外环体，18、阀芯内底面，19、环槽，20、通孔。

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。

图1是本发明截止阀整体结构示意图，图2是本发明截止阀剖面结构示意图，如图所示， 本发明的方便开关的高压截止阀包括阀体1、底盖2、顶盖3、阀芯4、阀杆5和手轮6，所述阀体1限定入口管、出口管和阀腔，所述阀体1上端螺栓连接顶盖3、下端螺栓连接底盖2，由顶盖3和底盖2封堵阀腔，所述阀腔内与阀体1一体式形成有阀座9，所述阀座9限定阀 口，所述阀芯4与阀座9配合启闭阀口，所述阀杆5上端伸出顶盖3并与手轮6连接，阀杆 5下端作用于阀芯4，阀芯4与顶盖3之间还设置有弹簧8。

具体的，如图5所示，是本发明截止阀的弹簧结构示意图，所述弹簧8由弹簧上封板14、 弹簧下封板15和位于两者之间的弹簧体组成，所述弹簧上封板14为板状，其中间限定有供 阀杆5穿过的阀杆孔，所述阀杆5与弹簧上封板14之间设置有多道密封圈；所述弹簧下封板 15中心形成有供阀杆5穿过的阀杆孔，所述阀杆5与弹簧下封板15之间也设置有多道密封 圈，所述弹簧下封板15底面还设置有轴向凸起延伸的环形筒体结构，所述环形筒体结构与阀 芯4连接，优选的，所述环形筒体结构外侧设置有外螺纹，其与阀芯的内螺纹配合实现弹簧 8与阀芯4的密封连接，所述弹簧下封板15上还设置有贯穿其上下表面的通孔20；所述弹簧 体由多个外环体17和多个内环体16依次连接组成，所述外环体17为剖切截面呈两个U型开 口相对的中空环体结构，所述内环体16为剖切截面呈两个U型开口相背的中空环体结构，多 个外环体17和多个内环体16依次连接形成类波纹管式的弹簧体，所述弹簧体内可通过通孔 20充入或排出液体。

图6是本发明截止阀的阀杆结构示意图，如图所示，所述阀杆5上部分设置有外螺纹， 其与支架7形成螺纹配合，以在转动手轮6时带动阀杆上下移动，所述支架7设置在顶盖3 上，其与顶盖3一体式形成或分体式组装在一起；所述阀杆5下端连接有活塞板10，所述活塞板10的外周侧沿阀杆轴向向上延伸凸起形成筒体，且临近活塞板10上表面的筒体上设置有贯穿筒体内外两侧的侧通孔11。

图7是本发明截止阀的阀芯结构示意图，如图所示，本发明的阀芯4内部形成有空腔， 其上端为开口端，所述开口端设有内螺纹，其与弹簧下封板15的外螺纹形成螺纹配合以连接 弹簧和阀芯；阀芯4所形成的空腔的侧壁上圆周阵列有多个侧面排液孔13，所述侧面排液孔 13贯穿阀芯4的侧壁，所述阀芯4的内表面对应侧面排液孔13处设置有环槽19，所述环槽 19可在阀芯4内部将多个侧面排液孔13沿环槽19连通；所述阀芯4的空腔底部为阀芯内底 面18，所述阀芯外底面上设置有底部连通孔12，所述阀芯内底面18与阀芯外底面之间的阀 芯体上开设有多个流道，所述流道将底部连通孔12与阀芯4内部连通。

图3是本发明截止阀开启状态阀芯示意图，图4是本发明截止阀关闭状态阀芯示意图， 下面结合图2、图3和图4对本发明的截止阀工作原理及过程解释如下：

如图3所示，开启状态时，活塞板10上表面的筒体与弹簧下封板15的环形筒体结构下 端面向抵接，此时活塞板10上表面筒体上的侧通孔11与阀芯4的侧面排液孔13连通，弹簧 8内部的高压液体通过侧面排液孔13泄出，弹簧8提供的弹力下降，使得阀芯4保持在稳定 的开启状态；

关阀状态时，转动手轮6，阀杆5向下移动，带动活塞板10向下移动，直至活塞板10下表面抵触到阀芯内底面18上，此时阀芯的侧面排液孔13关闭，阀芯4下面的高压液体从底部连通孔12经流道进入阀芯4内部，并流经活塞板10上表面筒体上的侧通孔11和弹簧下封板15上的通孔20流动至弹簧8内部空间中，高压液体灌注到弹簧8的每个外环体17内部空间中，液压力变相增大了弹簧弹性系数，使得弹簧8施加到阀芯4的弹力加强，同时高压液体还施加压力到活塞板10上表面，辅助活塞板10较省力的向下移动；即，关阀过程中， 仅仅在活塞板10下移至阀芯4的侧面排液孔13关闭这段微小距离内较费力，之后便可借助 高压液体自身压力帮助关阀，而从关阀状态开启阀门时，提升活塞板10通孔20流出，直至 活塞板侧通孔11和侧面排液孔13连通，弹簧内部流体大量泄流至下游低压侧，活塞板10上 移压迫弹簧内部空间使得流体从便可借助施加到活塞板10底面的液压力，使得本申请的截止阀在关闭和开启过程中均不需要直接对抗高压液体压力，而是通过活塞改变液体压力的施压 区域，使得开阀和关阀时均不需要太大力矩。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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 要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.一种方便开关的高压截止阀，包括阀体、底盖、顶盖、阀芯、阀杆和手轮，所述阀体限定入口管、出口管和阀腔，所述阀体上端螺栓连接顶盖、下端螺栓连接底盖，由顶盖和底盖封堵阀腔，所述阀腔内与阀体一体式形成有阀座，所述阀座限定阀口，所述阀芯与阀座配合启闭阀口，所述阀杆上端伸出顶盖并与手轮连接，阀杆下端作用于阀芯，阀芯与顶盖之间还设置有弹簧；

所述弹簧由弹簧上封板、弹簧下封板和位于两者之间的弹簧体组成，所述弹簧上封板为板状，其中间限定有供阀杆穿过的阀杆孔；所述弹簧下封板中心形成有供阀杆穿过的阀杆孔，所述弹簧下封板底面还设置有轴向凸起延伸的环形筒体结构，所述环形筒体结构与阀芯连接，所述弹簧下封板上还设置有贯穿其上下表面的通孔；所述弹簧体由多个外环体和多个内环体依次连接组成，所述外环体为剖切截面呈两个U型开口相对的中空环体结构，所述内环体为剖切截面呈两个U型开口相背的中空环体结构，多个外环体和多个内环体依次连接形成类波纹管式的弹簧体，所述弹簧体内可通过通孔充入或排出液体；

所述阀杆上部分设置有外螺纹，其与支架形成螺纹配合，以在转动手轮时带动阀杆上下移动，所述支架设置在顶盖上，其与顶盖一体式形成或分体式组装在一起；所述阀杆下端连接有活塞板，所述活塞板的外周侧沿阀杆轴向向上延伸凸起形成筒体，且临近活塞板上表面的筒体上设置有贯穿筒体内外两侧的侧通孔；

所述阀芯内部形成有空腔，其上端为开口端，所述开口端与弹簧下封板连接；阀芯所形成的空腔的侧壁上圆周阵列有多个侧面排液孔，所述侧面排液孔贯穿阀芯的侧壁，所述阀芯的内表面对应侧面排液孔处设置有环槽，所述环槽可在阀芯内部将多个侧面排液孔沿环槽连通；所述阀芯的空腔底部为阀芯内底面，阀芯外底面上设置有底部连通孔，所述阀芯内底面与阀芯外底面之间的阀芯体上开设有多个流道，所述流道将底部连通孔与阀芯内部连通；

所述活塞板位于阀芯空腔内；

截止阀在开启状态时，活塞板上表面的筒体与弹簧下封板的环形筒体结构下端面相抵接，此时活塞板上表面筒体上的侧通孔与阀芯的侧面排液孔连通，弹簧内部的高压液体通过侧面排液孔泄出，弹簧提供的弹力下降，使得阀芯保持在稳定的开启状态；

关阀状态时，转动手轮，阀杆向下移动，带动活塞板向下移动，直至活塞板下表面抵触到阀芯内底面上，此时阀芯的侧面排液孔关闭，阀芯下面的高压液体从底部连通孔经流道进入阀芯内部，并流经活塞板上表面筒体上的侧通孔和弹簧下封板上的通孔流动至弹簧内部空间中，高压液体灌注到弹簧的每个外环体内部空间中。

2.根据权利要求1所述的高压截止阀，其特征还在于，所述环形筒体结构外侧设置有外螺纹，所述阀芯的上端开口端设有内螺纹，两者螺纹配合以连接弹簧和阀芯。

3.根据权利要求1所述的高压截止阀，其特征还在于，所述阀杆与弹簧上封板之间设置有多道密封圈。

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