CN112963555A - 伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门控制技术领域，针对现有双密封阀门可动阀座无法快速可靠移动的问题，公开一种伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，包括阀体、阀板和可动阀座，阀体周向均匀外置有至少两个伸缩缸，伸缩缸的伸缩端设有链板，链板连接拉杆，拉杆连接可动阀座，多个伸缩缸接外部压力源作同步伸缩动作，通过链板和拉杆驱动可动阀座沿管道轴线作前进或后退动作，使可动阀座与阀板的密封面发生接触或脱离，实现阀门的密封投入或密封脱开功能。采用伸缩缸驱动代替传统的水压或油压驱动，可确保可动阀座周向驱动力均匀，可动阀座移动灵活稳定可靠，可动阀座两端不再需要完全隔绝，简化了可动阀座自身结构，同时从结构和原理上减少了驱动油缸动作阻力。

Description

伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门

技术领域

本发明涉及阀门控制技术领域，具体地，涉及一种适于在线检修的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门。

背景技术

传统双密封结构的蝶阀、球阀中，广泛采用机械或机械结合水压或油压驱动可动阀座移动，以实现可动阀座与阀板的密封和脱离。其中的机械方式驱动大多是采用螺杆螺母机械传动的方式；而水压或油压的驱动方式则是将水或油液加压，引入到阀体与可动阀座形成的内腔中，通过水压或油压推动可动阀座的移动。

采用螺杆螺母机械传动方式推动检修阀座移动的双密封结构，通常需要在阀体周圈布置多根螺杆螺母，在操作时需要多人协作、同步操作螺杆的旋进或退出，若存在不同步情况，检修阀座就会发生卡死现象，且多人协作同步操作存在协同上无法克服的困难，劳动强度大、工作条件差(采用双密封结构的蝶阀或球阀一般都是大口径、特大口径的阀门，多人围着阀门操作，分别处于阀门的左、右、上、中、下各个位置，协作者站立和操作极为不便，且存在高位跌落的隐患)、工作效率低，操作时间长且效果不佳，在各行各业均提倡降低劳动强度、提高生产效率、降低人力成本、提高操作自动化的今天，这种机械驱动方式已不能满足需要，也无法契合上述行业所提倡的相关要求。

采用水压或油压驱动可动阀座移动的结构，需在阀门内腔构造出驱动可动阀座移动的两个密封腔，它位于可动阀座的两侧，当一侧进水或进油，另一侧需泄水或泄油，利用作用在整个可动阀座一侧端面上的液压力去推动其移动，实现密封投入或退出。该方案使用水压时，需额外增加手动或电动水压加压装置(若直接利用阀门上游侧的压力水，则当上游侧水压不足时，将出现不能推动到位，或虽到位但密封压力不足无法实现密封的情形)；采用该结构还要求可动阀座两侧的密封腔严密密封，若密封腔出现泄漏或有泥沙淤积，则该结构将完全失效；该结构在使用油压时，若可动阀座两侧的密封腔不能严密密封，油液将泄漏到管道中，造成下游水体和环境的污染。为了密封可靠，可动阀座的加工要求会很高，且需定制购买较昂贵的大型密封圈才能增强密封性能。采用水压或油压驱动的双密封结构，可动阀座两侧的密封腔工作时需水量或需油量都很大，与阀门通径直接相关，阀门通径越大，需液量也越大，通常需压力水或压力油上十升到数十上百升不等，一轮操作耗时较长。

公开号为CN102384274B的带检修密封系统的双密封蝶阀即是利用液压和机械方式联合驱动可动阀座移动，其整体结构较复杂，在需控制可动阀座移动时需要通水排水等过程，无法实现可动阀座的快速灵活移动，且存在泥沙淤积于密封腔、密封腔滑动面产生水垢的隐患。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种简化可动阀座结构、可快速灵活控制可动阀座移动的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，包括阀体、阀板和可动阀座，阀体周向均匀外置有至少两个伸缩缸，伸缩缸的伸缩端设有链板，链板连接拉杆，拉杆连接可动阀座，多个伸缩缸接外部压力源作同步伸缩动作，通过链板和拉杆驱动可动阀座沿管道轴线作前进或后退动作，使可动阀座与阀板的密封面发生接触或脱离，实现阀门的密封投入或密封脱开功能。

进一步地，伸缩缸的伸缩端和拉杆分别连接在链板的两端，且在连接处分别通过连接件紧固。

进一步地，伸缩缸的伸缩端与链板铰接，拉杆与链板铰接，链板上在与伸缩缸的伸缩端铰接点处及与拉杆铰接点处均设有铰接活动空间，伸缩缸的伸缩端作前后伸缩移动时带动链板转动。

更进一步地，还包括在链板与伸缩缸的伸缩端铰接点及链板与拉杆铰接点之间设置的支点，链板转动时绕支点作定点旋转。

再进一步地，支点处设置有支撑臂，支撑臂与伸缩缸的缸体连接固定。

进一步地，伸缩缸为油缸，阀体外周绕设有对伸缩缸供油和回油的油管。

更进一步地，多个伸缩缸同步供油和回油，其中一个伸缩缸的有杆腔和无杆腔处分别设有四通接头用于与压力油源和回油箱接通，其余伸缩缸的有杆腔和无杆腔处分别设置有三通接头。

再进一步地，压力油源为双密封阀门配套的阀门液压站。

更进一步地，每个油缸耗油量小于1L。

进一步地，可动阀座外周设置驱动耳环与伸缩缸的伸缩端连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)通过在阀体外周阵列伸缩缸，各伸缩缸伸缩动作同步、协同出力，确保可动阀座作灵活稳定可靠移动，且移动速度可调，实现可动阀座自动投入或脱开密封动作；伸缩缸采用油缸，且利用现成的阀门液压站输出的压力油源为伸缩缸提供动力，大大节约了经济成本；

2)可动阀座采用伸缩缸驱动代替传统的水压或油压驱动，因此可动阀座两侧不再需要完全隔绝，自然无需再在可动阀座外周设置密封结构来使其两侧形成两个严密密封的空腔，可大幅减少检修阀座的材料消耗和机加工要求，可动阀座在移动时的摩擦阻力也会相应减小，在结构和原理上减小了驱动油缸的动作阻力；

3)各伸缩缸是外置在阀体外周的，与管道完全隔绝，可彻底杜绝油液泄漏进入管道造成水质污染的问题；

4)位置指针和位置传感器能将可动阀座的实时位置显示出来并传递到双密封阀门的控制系统中，利于对密封检修实施有效监控。

附图说明

图1为实施例1所述的伸缩缸驱动阀座移动的双密封蝶阀主视图；

图2为图1中伸缩缸设置位置处的剖面图；

图3为图2中I部分放大图；

图4为图1中双密封蝶阀一油缸处布置的四通接头示意图；

图5为图1中双密封蝶阀一油缸处布置的三通接头示意图；

图6为实施例1所述的可动阀座的结构示意图；

图7为图1中双密封蝶阀处于检修密封退出状态的局部剖面图；

图8为图1中双密封蝶阀处于工作密封检修状态的局部剖面图；

图9为本申请所述的双密封蝶阀的检修工作流程图；

图10为实施例2所述的双密封蝶阀其伸缩缸设置位置处的局部结构示意图；

图11为图10中伸缩缸设置位置处的局部剖视图；

图12为图10中滑块的结构示意图；

图13为实施例3所述的双密封阀门其伸缩缸设置位置处的局部结构示意图；

阀体1；密封件11；排水阀12；阀板2；可动阀座3；驱动耳环31；密封圈32；油缸4；四通接头41；三通接头42；支架43；第一接近开关44；第二接近开关45；链板5；通孔51；拉杆6；油管7；销轴8；支撑臂9；支点A。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1和图2所示的伸缩缸驱动阀座移动的双密封蝶阀，包括阀体1、阀板2和可动阀座3，阀体1周向均匀外置有四个伸缩缸(即下文的油缸4，数量可以是两个、三个或者更多)，构成一组伸缩缸阵列；参见图2和图3，伸缩缸的伸缩端通过连接件紧固在一链板5上，链板5为Z形折弯板，链板5另一端通过连接件与一拉杆6紧固，拉杆6和伸缩缸的伸缩端平行布置，拉杆6贯穿阀体1阀壁，阀体1在拉杆6贯穿位置处设有密封件11，可动阀座3外周垂直设置驱动耳环31(见图6所示)，拉杆6与驱动耳环31紧固相接，此后伸缩缸的伸缩端作前后伸缩移动时可通过链板5带动拉杆6发生相应位移，驱动可动阀座3沿管道轴线作前进或后退动作，使可动阀座与阀板的密封面发生接触或脱离，实现阀门的密封投入或密封脱开功能。

伸缩缸可根据情况自由选择种类，可以是电动缸、气缸、油缸等，本实施例就地取材，借助阀门液压站(该液压站是驱动双密封蝶阀启闭的配套液压装置，是液压阀门必备的油源装置)现成的压力油源，将伸缩缸选用为油缸4，只需要在阀门液压站上额外配备两根油管7，油管7绕设在阀体1外周，多个油缸4同步供油和回油，一根油管为油缸提供压力油，另一根油管回油，油管见图1，其中一个油缸的有杆腔和无杆腔处分别设置四通接头41用于与压力油源和回油箱接通(见图4)，其余三个油缸的有杆腔和无杆腔处分别设置三通接头42(见图5)，阀门液压站配备一个电磁换向阀以及流量或压力调节阀即可，简化了双密封阀门的整体结构，无需额外配置加压泵组，在双密封蝶阀电控柜上再各增加一个投入检修密封/退出检修密封按钮及其投入/退出指示灯，即可实现一键操作，大幅降低操作强度，提高自动化控制水平。通过阀门液压站的压力油源同步驱动均布的油缸4，油管7与各油缸4构成液压连通器，可保证各油缸动作同步，协同出力，使其伸缩端快速稳定可靠地作伸出或缩回动作，从而驱动安装在阀体1内部的可动阀座3移动，完成可动阀座的投入密封动作和脱开密封动作，油缸缸体上设置有位置指针指示链板的移动进程，同时还设有位置传感器感应链板的运动位置，以便指示和感应可动阀座密封的投入和密封的退出，同时能将可动阀座的实时位置显示出来并传递到双密封阀门的控制系统中，利于对密封检修实施有效监控，位置传感器具体包括通过支架43设置的第一接近开关44和第二接近开关45，即时监测油缸伸缩端的伸出和缩回状况。在不需要节约成本的情况下，也可为伸缩缸设置独立的液压站供油和回油。

阵列油缸驱动力大而均匀，每个油缸耗油量小于1升，一般在0.4～0.7升之间(油缸缸径为Φ50mm时，最大耗油量0.43升；缸径为Φ63mm时，最大耗油量0.68升)，因而可以实现可动阀座动作迅速，驱动油缸的驱动力也可以通过控制压力油源的压力进行调节，整个外置油缸阵列在工作时的最大耗油量不超过5升，完全不会对阀门液压站造成额外负担。

因为油缸4是外置于阀体1上的，与管道完全隔绝，从而彻底杜绝了油液泄漏进入管道造成水质污染的问题；此外，阀体内部可动阀座两端不再需要完全隔绝，无需沿袭传统设置形成严密密封的两个空腔，因此可取消传统双密封蝶阀中相关密封结构，仅需在可动阀座外周设置驱动耳环即可，驱动耳环31焊接在可动阀座3外周，装配后跟阀体1内腔不接触，无需进行精细加工，拉杆6与驱动耳环稳定连接即可，且可动阀座3两端安装的密封圈32也仅为阻挡泥沙用，对密封要求不高，如此可大幅减少可动阀座的制作材料消耗，其机加工要求也可大大降低，可动阀座3在被拉杆6带动移动时与阀体1的摩擦阻力也相应减小，从结构和原理上来说更是减小了油缸4的动作阻力。

下面结合图9的流程来对伸缩驱动式双密封蝶阀的工作过程描述如下：如图7所示，当油缸4有杆腔通入液压油，油缸伸缩端处于缩回状态时，阀体1内可滑动的可动阀座3向左移动而退出密封，其与阀板2密封面脱离接触，实现检修密封退出的状态。

在双密封蝶阀通常的工作状态下，检修密封总是处于退出状态(仅在需要对工作密封进行检修时，检修密封才需要投入)，这种状态占阀门服役时间的98％以上，在这段时间内，油缸的伸缩端正好处于回缩状态，这比其伸缩端长时间处于伸出状态显然能得到更好的保护。

当需要进行工作密封检修时，将处于初始状态的双密封蝶阀关闭，使之处于全关状态，开启双密封蝶阀底部排水阀12，排空阀体腔内的水和泥沙，在阀门液压站电控柜上按下“投入检修密封”按钮，电磁换向阀通电动作，驱动油缸4无杆腔接通压力油，如图8所示，当油缸无杆腔通入液压油，有杆腔则泄油回油箱，油缸伸缩端伸出，阀体内可滑动的可动阀座3向右移动而投入与阀板2密封面接触形成密封，实现可动阀座3进入密封投入状态；此时系油缸的无杆腔出力，在同等条件下，无杆腔出力比有杆腔出力大，可以对可动阀座施加较大的压力，从而压紧阀板密封面，形成必要的密封压力，便于保证检修密封投入后与阀板形成更优的密封效果。

在检修密封投入后，第二接近开关45感应并发出信号，“检修密封已投入”指示灯亮，此时可安全地对双密封蝶阀的工作密封进行检修，阀门液压站电磁换向阀复位，伸缩油缸不能进油也不能回油，保持检修密封持续密封状态。

工作密封检修完成后，在阀门液压站电控柜上按下“退出检修密封”按钮，电磁换向阀通电换向，驱动油缸有杆腔接通压力油，无杆腔泄油回油箱，油缸伸缩端缩回，使可动阀座3与阀板2脱离密封接触；待可动阀座退出到位后，第一接近开关44感应并发出信号，“检修密封已退出”指示灯亮，电磁换向阀复位，锁定油缸不能进油也不能回油，保持可动阀座3处于完全退出状态，之后关闭双密封蝶阀底部排水阀12，重新开启阀门进入正常工作状态。

实施例2

本实施例与实施例1的区别是：油缸4伸缩端与链板5铰接，拉杆6与链板5也铰接，链板5在其与油缸伸缩端的铰接点及其与拉杆的铰接点之间某处绕一支点A固定，其中链板5为两个，分布在油缸4伸缩端两侧，油缸伸缩端末端、拉杆端部均垂直设有带销轴端81的滑块8，滑块8见图12所示，链板5则在对应位置处开设通孔51供滑块的销轴端81贯穿铰接，如图10和图11所示，因需确保拉杆6的位移为水平位移，因此链板上的通孔51设为腰孔形式，以便提供铰接活动空间，防止拉杆6在移动过程中发生卡死现象。

两个链板外侧的支点处设置有两个分布在油缸两侧的支撑臂9，支撑臂9与油缸4缸体连接固定，支撑臂9下端与阀体1表面抵接，此时支撑臂9还充当了油缸4的安装座，油缸1伸缩端作前后伸缩移动时将带动链板5绕支点A旋转，进而使得拉杆6发生相应位移，驱动可动阀座3移动。

实施例3

本实施例与实施例2的区别如图13所示：支撑臂9为一个且位于两个链板5之间，此时支撑臂布置在油缸下方，从底部支撑油缸4。

本申请的伸缩驱动式双密封阀门不局限于蝶阀，也可以是球阀等其它双密封阀门，当为球阀时，上文所述的阀板即为球体。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，包括阀体、阀板和可动阀座，其特征在于，阀体周向均匀外置有至少两个伸缩缸，伸缩缸的伸缩端设有链板，链板连接拉杆，拉杆连接可动阀座，多个伸缩缸接外部压力源作同步伸缩动作，通过链板和拉杆驱动可动阀座沿管道轴线作前进或后退动作，使可动阀座与阀板的密封面发生接触或脱离，实现阀门的密封投入或密封脱开功能。

2.根据权利要求1所述的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，其特征在于，伸缩缸的伸缩端和拉杆分别连接在链板的两端，且在连接处分别通过连接件紧固。

3.根据权利要求1所述的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，其特征在于，伸缩缸的伸缩端与链板铰接，拉杆与链板铰接，链板上在与伸缩缸的伸缩端铰接点处及与拉杆铰接点处均设有铰接活动空间，伸缩缸的伸缩端作前后伸缩移动时带动链板转动。

4.根据权利要求3所述的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，其特征在于，还包括在链板与伸缩缸的伸缩端铰接点及链板与拉杆铰接点之间设置的支点，链板转动时绕支点作定点旋转。

5.根据权利要求4所述的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，其特征在于，支点处设置有支撑臂，支撑臂与伸缩缸的缸体连接固定。

6.根据权利要求1所述的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，其特征在于，伸缩缸为油缸，阀体外周绕设有对伸缩缸供油和回油的油管。

7.根据权利要求6所述的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，其特征在于，多个伸缩缸同步供油和回油，其中一个伸缩缸的有杆腔和无杆腔处分别设有四通接头用于与压力油源和回油箱接通，其余伸缩缸的有杆腔和无杆腔处分别设置有三通接头。

8.根据权利要求7所述的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，其特征在于，压力油源为双密封阀门配套的阀门液压站。

9.根据权利要求6所述的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，其特征在于，每个油缸耗油量小于1L。

10.根据权利要求1所述的伸缩缸驱动阀座移动的双密封阀门，其特征在于，可动阀座外周设有驱动耳环与伸缩缸的伸缩端连接。

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