CN112240396A - 一种圆锥斜切密封柱塞阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆锥斜切密封柱塞阀，其技术方案要点是包括有阀体、阀盖、阀杆、柱塞、孔架、密封环，阀体包括有进液通道、出液通道、封口通道，封口通道的内侧壁上设置有圆锥抵接斜面，孔架上设置有圆锥抵接斜切面，阀盖与阀体连接过程中能够将孔架与封口通道抵接并且通过圆锥抵接斜切面与圆锥抵接斜面贴合实现密封面；孔架上开设有连通孔和连通通道，连通通道内轴向滑移连接有阀座，阀座上设置有圆锥密封斜面，柱塞上设置有圆锥密封斜切面，柱塞插接在阀座内时圆锥密封斜面与圆锥密封斜切面贴合实现密封面，孔架上设置有能够在柱塞插入阀座内时调整阀座位置的密封调控部件。能够提高柱塞阀的密封程度、降低加工精度以及装配精度要求。

Description

一种圆锥斜切密封柱塞阀
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，更具体地说，它涉及一种圆锥斜切密封柱塞阀。
背景技术
柱塞阀是由阀体、阀盖、阀杆、柱塞、孔架、密封环、手轮等零件组成。当手轮旋转，通过阀杆带动柱塞在孔架中间上下往复运动来完成阀门的开启与关闭功能。在阀门中柱塞与密封环间采用过盈配合，通过调节压盖中法兰螺栓，使密封环压缩所产生的侧向力与阀体中孔面及柱塞外圆密封，从而保证了阀门的密封性，杜绝了内外泄漏、同时阀门开启力矩小，能实现阀门迅速开启和关闭。其缺点是对柱塞和阀体的加工精度以及配合精度要求高，在经过精车、研磨等耗时、耗资的工序后大大增加了其造价，并且由于工序多、工时长，大大增加了生产周期，也直接影响阀门密封性能，而且阀门启闭过程中，柱塞与阀体存在一定的摩擦性磨损，经过反复启闭后密封副易磨损而泄漏，密封性能不可靠，产品使用寿命短。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种圆锥斜切密封柱塞阀，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种圆锥斜切密封柱塞阀，包括有阀体、和设置在阀体上的阀盖、和轴向转动并且轴向滑移密封连接在阀盖上的阀杆、和轴向转动并且轴向限定连接在阀杆端部的柱塞、和位于阀体与阀盖之间的孔架、和位于阀盖与孔架之间的密封环，所述阀体包括有进液通道和出液通道以及连通进液通道和出液通道的封口通道，所述封口通道的内侧壁上设置有圆锥抵接斜面，所述圆锥抵接斜面成圆环形结构设置，并且与封口通道同轴设置，所述圆锥抵接斜面的大径开口端朝向孔架设置，所述孔架上设置有用于与圆锥抵接斜面贴合的圆锥抵接斜切面，所述圆锥抵接斜切面成圆环形结构设置，阀盖与阀体连接过程中能够将孔架与封口通道抵接并且通过圆锥抵接斜切面与圆锥抵接斜面贴合实现密封面；
所述孔架的侧壁上开设有能够用于连通进液通道和出液通道的连通孔，所述孔架的底部设置有能够连通进液通道和出液通道的连通通道，所述连通通道内轴向滑移连接有阀座，所述阀座的内侧壁上设置有圆锥密封斜面，所述圆锥密封斜面成圆环形结构设置，所述圆锥密封斜面的大径开口端朝向柱塞设置，所述柱塞上设置有用于与圆锥密封斜面贴合的圆锥密封斜切面，所述圆锥密封斜切面成圆环形结构设置，柱塞插接在阀座内时圆锥密封斜面与圆锥密封斜切面贴合实现密封面，所述孔架上设置有能够在柱塞插入阀座内时调整阀座位置的密封调控部件。
本发明进一步设置为：所述密封调控部件包括有可拆卸固定连接在孔架上的承接座、和设置在承接座上用于推送阀座的弹性件，所述弹性件设置有多个并且各个弹性件均匀分布在承接座上。
本发明进一步设置为：所述弹性件包括有弹簧，所述承接座上设置有供弹簧嵌入的定位嵌孔，所述定位嵌孔的内径尺寸与弹簧的外径尺寸相适配。
本发明进一步设置为：所述弹性件还包括有若干堆叠在定位嵌孔内的弹性垫片，所述弹性垫片成环形的喇叭状结构设置，并且各个弹性垫片之间相邻两弹性垫片的小径端互相抵接或是相邻两弹性垫片的大径端互相抵接。
本发明进一步设置为：所述阀座的外侧壁上设置有圆柱密封面，所述连通通道的内侧壁上设置有圆孔密封面，所述圆柱密封面与圆孔密封面之间设置有密封结构；所述阀座的外侧壁上还设有限位凸环，所述连通通道的内侧壁上设置有用于限制限位凸环滑移行程的限位滑槽。
本发明进一步设置为：所述圆锥抵接斜面和/或圆锥抵接斜切面、以及圆锥密封斜面和/或圆锥密封斜切面、以及圆柱密封面和/或圆孔密封面上设置有密封槽，所述密封槽内嵌设有密封圈。
综上所述，本发明具有以下有益效果：孔架通过圆锥抵接斜切面与封口通道的圆锥抵接斜面抵接配合，而柱塞通过圆锥密封斜切面与阀座的的圆锥密封斜面抵接配合，从而大大降低了孔架与阀体之间、以及柱塞与孔架上的阀座之间的加工精度以及装配精度要求，并且孔架与阀体之间和柱塞与阀座之间均通过环形的密封面结构实现密封，该密封效果好，并且孔架与阀体之间的密封性能在阀盖与阀体处于连接状态下能够始终保持其可靠程度。而其中对阀体的配合加工仅需要实现对圆锥抵接斜面的车削加工，并且孔架也能够配合密封环和阀盖实现与阀体的密封配合，从而大大降低了孔架与阀体的加工精度以及装配精度要求；该斜面设计的圆锥密封斜切面和圆锥抵接斜切面减少了传统工艺中的精车、精磨工艺操作，只需在密封面上形成一个锥度，无需额外的磨、额外的研，在工艺流程上能够节省多项步骤，在资金上能够节省大笔开销，从根本上改变了现代工艺流程，具有突破性的创新。除此之外，该斜面设计的圆锥密封斜切面和圆锥抵接斜切面还能够起到额外的密封效果，密封效果远远好于现今的球阀。
而阀座安装在与阀体分体设置的孔架上，使两者能够在组装好后再安装到阀体内，从而无需在外形轮廓复杂并且不易定位的阀体上设置阀座的安装配合结构，并且阀座的外径尺寸可略小于连通通道的内径尺寸，使阀座在密封调控部件的作用下能够配合柱塞插入，从而有利于提高柱塞与阀座的密封程度，并且能够降低两者之间的加工精度以及装配精度要求，能够有效降低其造价，减少生产周期。
此外，由于密封调控部件的设置能够实现柱塞在插入阀座内时适当调整阀座位置的作用，并且柱塞与阀座之间通过锥形面实现抵接，因此在柱塞插入阀座内时不易产生摩擦，从而该结构具有密封性能可靠，使用寿命长等特点。
附图说明
图1为柱塞阀的剖视图；
图2为图1中的A部放大结构示意图。
附图标记：1、阀体；11、进液通道；12、出液通道；13、封口通道；14、圆锥抵接斜面；2、阀盖；3、阀杆；4、柱塞；41、圆锥密封斜切面；5、孔架；51、圆锥抵接斜切面；52、连通孔；53、连通通道；54、圆孔密封面；55、限位滑槽；6、密封环；7、阀座；71、圆锥密封斜面；72、圆柱密封面；73、限位凸环；8、密封调控部件；81、承接座；811、定位嵌孔；82、弹性件；821、弹簧；822、弹性垫片；9、密封槽；91、密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参照图1和2所示，一种圆锥斜切密封柱塞阀，包括有阀体1、和设置在阀体1上的阀盖2、和轴向转动并且轴向滑移密封连接在阀盖2上的阀杆3、和轴向转动并且轴向限定连接在阀杆3端部的柱塞4、和位于阀体1与阀盖2之间的孔架5、和位于阀盖2与孔架5之间的密封环6，阀体1包括有进液通道11和出液通道12以及连通进液通道11和出液通道12的封口通道13，封口通道13的内侧壁上设置有圆锥抵接斜面14，圆锥抵接斜面14成圆环形结构设置，并且与封口通道13同轴设置，圆锥抵接斜面14的大径开口端朝向孔架5设置，孔架5上设置有用于与圆锥抵接斜面14贴合的圆锥抵接斜切面51，圆锥抵接斜切面51成圆环形结构设置，阀盖2与阀体1连接过程中能够将孔架5与封口通道13抵接并且通过圆锥抵接斜切面51与圆锥抵接斜面14贴合实现密封面；
孔架5的侧壁上开设有能够用于连通进液通道11和出液通道12的连通孔52，孔架5的底部设置有能够连通进液通道11和出液通道12的连通通道53，连通通道53内轴向滑移连接有阀座7，阀座7的内侧壁上设置有圆锥密封斜面71，圆锥密封斜面71成圆环形结构设置，圆锥密封斜面71的大径开口端朝向柱塞4设置，柱塞4上设置有用于与圆锥密封斜面71贴合的圆锥密封斜切面41，圆锥密封斜切面41成圆环形结构设置，柱塞4插接在阀座7内时圆锥密封斜面71与圆锥密封斜切面41贴合实现密封面，孔架5上设置有能够在柱塞4插入阀座7内时调整阀座7位置的密封调控部件8。
上述方案中孔架5通过圆锥抵接斜切面51与封口通道13的圆锥抵接斜面14抵接配合，而柱塞4通过圆锥密封斜切面41与阀座7的的圆锥密封斜面71抵接配合，从而大大降低了孔架5与阀体1之间、以及柱塞4与孔架5上的阀座7之间的加工精度以及装配精度要求，并且孔架5与阀体1之间和柱塞4与阀座7之间均通过环形的密封面结构实现密封，该密封效果好，并且孔架5与阀体1之间的密封性能在阀盖2与阀体1处于连接状态下能够始终保持其可靠程度。
而其中对阀体1的配合加工仅需要实现对圆锥抵接斜面14的车削加工，并且孔架5也能够配合密封环6和阀盖2实现与阀体1的密封配合，从而大大降低了孔架5与阀体1的加工精度以及装配精度要求；该斜面设计的圆锥密封斜切面41和圆锥抵接斜切面51减少了传统工艺中的精车、精磨工艺操作，只需在密封面上形成一个锥度，无需额外的磨、额外的研，在工艺流程上能够节省多项步骤，在资金上能够节省大笔开销，从根本上改变了现代工艺流程，具有突破性的创新。除此之外，该斜面设计的圆锥密封斜切面41和圆锥抵接斜切面51还能够起到额外的密封效果，密封效果远远好于现今的球阀。
而阀座7安装在与阀体1分体设置的孔架5上，使两者能够在组装好后再安装到阀体1内，从而无需在外形轮廓复杂并且不易定位的阀体1上设置阀座7的安装配合结构，并且阀座7的外径尺寸可略小于连通通道53的内径尺寸，使阀座7在密封调控部件8的作用下能够配合柱塞4插入，从而有利于提高柱塞4与阀座7的密封程度，并且能够降低两者之间的加工精度以及装配精度要求，能够有效降低其造价，减少生产周期。
此外，由于密封调控部件8的设置能够实现柱塞4在插入阀座7内时适当调整阀座7位置的作用，并且柱塞4与阀座7之间通过锥形面实现抵接，因此在柱塞4插入阀座7内时不易产生摩擦，从而该结构具有密封性能可靠，使用寿命长等特点。
密封调控部件8包括有可拆卸固定连接在孔架5上的承接座81、和设置在承接座81上用于推送阀座7的弹性件82，弹性件82设置有多个并且各个弹性件82均匀分布在承接座81上。该弹性件82用于推送阀座7靠向柱塞4，方便柱塞4插入阀座7内时阀座7在孔架5上还具有一定的调整空间，因此弹性件82可抵接在承接座81与阀座7之间，该结构简单易实施，能够平稳推送阀座7优先与柱塞4抵接。
弹性件82包括有弹簧821，承接座81上设置有供弹簧821嵌入的定位嵌孔811，定位嵌孔811的内径尺寸与弹簧821的外径尺寸相适配。弹簧821具有较强的形变能力和较大的形变程度，能够有效带动阀座7在孔架5内轴向滑移并且始终靠向柱塞4，而定位嵌孔811的设置既能够方便弹簧821部分嵌入安装，也能够有利于弹簧821释放轴向的弹性势能。
弹性件82还包括有若干堆叠在定位嵌孔811内的弹性垫片822，弹性垫片822成环形的喇叭状结构设置，并且各个弹性垫片822之间相邻两弹性垫片822的小径端互相抵接或是相邻两弹性垫片822的大径端互相抵接。弹性垫片822具有较强的形变承受能力，能够配合弹簧821适用于多种使用场景，大大提高了弹性件82的使用灵活程度以及适用范围。
阀座7的外侧壁上设置有圆柱密封面72，连通通道53的内侧壁上设置有圆孔密封面54，圆柱密封面72与圆孔密封面54之间设置有密封结构；阀座7在孔架5内轴向滑移过程中圆柱密封面72能够与圆孔密封面54始终保持抵接，或是两者之间留有间隙，而在密封结构的作用下具有密封效果，有利于提高阀座7与孔架5之间的密封效果，进而有利于提高柱塞阀的密封效果。
阀座7的外侧壁上还设有限位凸环73，连通通道53的内侧壁上设置有用于限制限位凸环73滑移行程的限位滑槽55。该结构能够限制阀座7在孔架5内的滑移行程，有效避免阀座7滑脱。
圆锥抵接斜面14和/或圆锥抵接斜切面51、以及圆锥密封斜面71和/或圆锥密封斜切面41、以及圆柱密封面72和/或圆孔密封面54上设置有密封槽9，密封槽9内嵌设有密封圈91。上述密封结构可以包括有密封圈91，在圆锥面的贴合硬密封的基础上增加密封圈91的软密封，有利于进一步提高密封效果。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种圆锥斜切密封柱塞阀，包括有阀体(1)、和设置在阀体(1)上的阀盖(2)、和轴向转动并且轴向滑移密封连接在阀盖(2)上的阀杆(3)、和轴向转动并且轴向限定连接在阀杆(3)端部的柱塞(4)、和位于阀体(1)与阀盖(2)之间的孔架(5)、和位于阀盖(2)与孔架(5)之间的密封环(6)，所述阀体(1)包括有进液通道(11)和出液通道(12)以及连通进液通道(11)和出液通道(12)的封口通道(13)，其特征是：所述封口通道(13)的内侧壁上设置有圆锥抵接斜面(14)，所述圆锥抵接斜面(14)成圆环形结构设置，并且与封口通道(13)同轴设置，所述圆锥抵接斜面(14)的大径开口端朝向孔架(5)设置，所述孔架(5)上设置有用于与圆锥抵接斜面(14)贴合的圆锥抵接斜切面(51)，所述圆锥抵接斜切面(51)成圆环形结构设置，阀盖(2)与阀体(1)连接过程中能够将孔架(5)与封口通道(13)抵接并且通过圆锥抵接斜切面(51)与圆锥抵接斜面(14)贴合实现密封面；
所述孔架(5)的侧壁上开设有能够用于连通进液通道(11)和出液通道(12)的连通孔(52)，所述孔架(5)的底部设置有能够连通进液通道(11)和出液通道(12)的连通通道(53)，所述连通通道(53)内轴向滑移连接有阀座(7)，所述阀座(7)的内侧壁上设置有圆锥密封斜面(71)，所述圆锥密封斜面(71)成圆环形结构设置，所述圆锥密封斜面(71)的大径开口端朝向柱塞(4)设置，所述柱塞(4)上设置有用于与圆锥密封斜面(71)贴合的圆锥密封斜切面(41)，所述圆锥密封斜切面(41)成圆环形结构设置，柱塞(4)插接在阀座(7)内时圆锥密封斜面(71)与圆锥密封斜切面(41)贴合实现密封面，所述孔架(5)上设置有能够在柱塞(4)插入阀座(7)内时调整阀座(7)位置的密封调控部件(8)。
2.根据权利要求1所述的一种圆锥斜切密封柱塞阀，其特征是：所述密封调控部件(8)包括有可拆卸固定连接在孔架(5)上的承接座(81)、和设置在承接座(81)上用于推送阀座(7)的弹性件(82)，所述弹性件(82)设置有多个并且各个弹性件(82)均匀分布在承接座(81)上。
3.根据权利要求2所述的一种圆锥斜切密封柱塞阀，其特征是：所述弹性件(82)包括有弹簧(821)，所述承接座(81)上设置有供弹簧(821)嵌入的定位嵌孔(811)，所述定位嵌孔(811)的内径尺寸与弹簧(821)的外径尺寸相适配。
4.根据权利要求3所述的一种圆锥斜切密封柱塞阀，其特征是：所述弹性件(82)还包括有若干堆叠在定位嵌孔(811)内的弹性垫片(822)，所述弹性垫片(822)成环形的喇叭状结构设置，并且各个弹性垫片(822)之间相邻两弹性垫片(822)的小径端互相抵接或是相邻两弹性垫片(822)的大径端互相抵接。
5.根据权利要求1所述的一种圆锥斜切密封柱塞阀，其特征是：所述阀座(7)的外侧壁上设置有圆柱密封面(72)，所述连通通道(53)的内侧壁上设置有圆孔密封面(54)，所述圆柱密封面(72)与圆孔密封面(54)之间设置有密封结构；所述阀座(7)的外侧壁上还设有限位凸环(73)，所述连通通道(53)的内侧壁上设置有用于限制限位凸环(73)滑移行程的限位滑槽(55)。
6.根据权利要求5所述的一种圆锥斜切密封柱塞阀，其特征是：所述圆锥抵接斜面(14)和/或圆锥抵接斜切面(51)、以及圆锥密封斜面(71)和/或圆锥密封斜切面(41)、以及圆柱密封面(72)和/或圆孔密封面(54)上设置有密封槽(9)，所述密封槽(9)内嵌设有密封圈(91)。
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