CN113090780A - 一种阀门启闭结构及阀门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀门启闭结构，包括：转动卡盘、多片阀瓣和限位卡盘，每片阀瓣的两侧分别具有滑动件和导向件，所述转动卡盘开有与所述滑动件一一对应的滑槽，所述滑动件可沿所述滑槽滑动，所述限位卡盘上开有与所述导向件一一对应的轨道，所述导向件可沿所述轨道滑动且转动，多片阀瓣围合成一圆周，并配置为：通过所述转动卡盘的转动带动多片阀瓣围沿各自的滑槽和轨道移动。还公开了一种阀门，包括壳体和上述的阀门启闭结构，所述转动卡盘可转动地支承在所述壳体内，所述限位卡盘固定在所述壳体上。当启闭件不处于流体流动区域内部，有效减少了流体湍流度的增加，显著降低了空化产生的可能性，同时也减少了由于空化而导致的气蚀与振动等问题。

Description

一种阀门启闭结构及阀门

技术领域

本申请涉及阀门领域，尤其涉及一种阀门启闭结构及阀门。

背景技术

阀门是管路流体输送系统中的控制部件，用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。不同类型的阀门在管路流体运输过程中发挥着不同的作用。

在管路系统中为了实现对于流体流量的调节往往采用球阀或者蝶阀来实现这一功能。

在球阀中，启闭件由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动的阀门。亦可用于流体的调节与控制，其中硬密封V型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力，特别适用于含纤维、微小固体颗料等的介质。而多通球阀在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换，同时也可关闭其中一个通道而使另外两个通道相连。本类阀门在管道中一般应当水平安装。

在蝶阀中，是通过圆盘式启闭件往复回转90°左右来实现开启、关闭或调节介质流量的一种阀门。蝶阀不仅结构简单、体积小、重量轻、材料耗用省、安装尺寸小、驱动力矩小、操作简便、迅速，并且还可以同时具有良好的流量调节功能和关闭密封特性，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。蝶阀的使用非常广泛。其使用的品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节特性，以及一种阀门集成了多个功能等方向进行发展。其可靠性及其他性能指标均达到较高水平。

但是不论是球阀还是蝶阀，其中启闭件的运动都是位于阀门内部，对于流经阀门的流体来说，由于启闭件的存在会使得流体的湍流度大大增加，使得流体在流经阀门时更加的容易产生空化，空化一旦产生就会对阀门本体产生一系列的危害，包括气蚀、震动等等。

除了由于湍流度的增加了产生空化的可能性外，由于当启闭件与流体的流动方向之间的角度不是垂直或者水平时，由于不对称性会导致阀门的壁面不同位置所承受的压力不同，长此以往会将致阀门长期受力大的一侧会率先受到破坏，从而使得阀门的寿命大大的缩短。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种方法及装置、电子设备，以解决相关技术中存在的由于阀门的启闭件位于流体流动区域内部，而导致流体的湍流度增加以及压力面的不对称性使得受力不均匀导致阀门从某一受力集中点开始破坏的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种阀门启闭结构，包括：转动卡盘、多片阀瓣和限位卡盘，每片阀瓣的两侧分别具有滑动件和导向件，所述转动卡盘开有与所述滑动件一一对应的滑槽，所述滑动件可沿所述滑槽滑动，所述限位卡盘上开有与所述导向件一一对应的轨道，所述导向件可沿所述轨道滑动且转动，多片阀瓣围合成一圆周，并配置为：通过所述转动卡盘的转动带动多片阀瓣围沿各自的滑槽和轨道移动，形成预定的开度。

进一步地，所述阀瓣为双层结构，其一层为扇形结构，在所述扇形结构的一侧设有滑动件，另一层整体上呈水滴状结构，在所述水滴状结构的一侧设有导向件，两层结构呈预定的角度进行配合并固定连接。

进一步地，所述限位卡盘为两个同心圆环构成，两个同心圆环之间通过开有所述轨道的连接件相连。

进一步地，所述限位卡盘的边缘处还设有螺栓孔位，通过螺栓与壳体固定连接。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种阀门，包括壳体和第一方面所述的阀门启闭结构，所述转动卡盘可转动地支承在所述壳体内，所述限位卡盘固定在所述壳体上。

进一步地，所述壳体由分布在所述阀门本体两侧的前壳体和后壳体组成。

进一步地，所述前壳体由两部分组成，一段为等径直管，另一端为半圆形流罩，在所述半圆形流罩边缘处设有螺栓孔。

进一步地，所述阀后流道由三部分组成，一段为等径直管，另一部分为半圆形流罩，同样的在流罩边缘处设有螺栓孔。最后一部分为流罩内的一段短等径直管与转动轴承相配合，为转动卡盘的转动提供了支撑。

进一步地，还包括驱动组件，所述驱动组件驱动所述转动卡盘转动。

进一步地，所述驱动组件包括转动轴、安装在所述转轴转动轴上的齿轮以及设置在所述转动卡盘外缘的外齿圈，所述齿轮和外齿圈相啮合。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，阀门启闭结构的开启(关闭)的过程中，都是阀瓣同时从中心向四周(从四周向中心)运动的，对于流体来说，当启闭件不处于流体流动区域内部，对于流体的流动状态影响较小，有效减少了流体湍流度的增加，显著降低了空化产生的可能性，同时也在一定程度上减少了由于空化而导致的气蚀与振动等问题；本发明实施例中阀瓣的运动方向与流体的流动方向垂直，与以往阀板沿着某一方向进行旋转运动以实现阀门的开合不同，阀瓣运动方向的改变使得由多片完全相同的阀瓣组成的压力面，在开合过程中各方向上具有均匀的受力，有利于减少阀门从某一集中受力点开始被破坏的情况。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为根据一示例性实施例示出的一种阀门启闭结构的结构示意图。

图2为根据一示例性实施例示出的一种阀门启闭结构的爆炸示意图。

图3为根据一示例性实施例示出的阀瓣的结构示意图，其中(a)和(b)为两个不同角度的立体图。

图4为根据一示例性实施例示出的一种阀门的结构示意图。

图5为根据一示例性实施例示出的一种阀门去除壳体后的一侧视角爆炸示意图。

图6为根据一示例性实施例示出的一种阀门去除壳体后的另一侧视角爆炸示意图。

图7为根据一示例性实施例示出的一种阀门的全剖结构示意图。

图8为根据一示例性实施例示出的前壳体流罩的结构示意图。

图9为根据一示例性实施例示出的后壳体流罩的结构示意图。

图10为根据一示例性实施例示出的转轮的结构示意图。

附图标记:1、限位卡盘；2、导轨；3、前密封圈；4、导向件；5、阀瓣；6、滑动件；7、滑槽；8、转动卡盘；9、转动齿；10、内同心圆；11、后密封圈；12、转动轴承；13、传动齿；14、转动轴；15、转轮；16前壳体流罩；17、前等径直管；18、后壳体流罩；19、等径短直管；20、扇形结构；21、水滴状结构。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

针对传统的球阀、蝶阀之类的阀门，由于阀体内部存在启闭件而加剧了流体的湍流度以及阀体受力不均匀这一问题，本发明实施例旨在提供一种新型的阀门启闭结构，该结构除了能够有效削弱腐蚀效果，具有良好密封性，拆装、维修方便外，还能能够对于高湍流度流体进行整流以及解决阀体因为某一侧受力不均而导致阀门寿命缩短这一问题。

参考图1-图3，本发明实施例提供一种阀门启闭结构，该阀门启闭结构设置在阀门的壳体内，由该阀门启闭结构实现阀门的开闭，该结构可以包括：转动卡盘8、多片阀瓣5和限位卡盘1，每片阀瓣5的两侧分别具有滑动件6和导向件4，所述转动卡盘8开有与所述滑动件6一一对应的滑槽7，所述滑动件6可沿所述滑槽7滑动，所述限位卡盘1上开有与所述导向件4一一对应的导轨2，所述导向件4可沿所述导轨2滑动且转动，多片阀瓣5围合成一圆周，并配置为：通过所述转动卡盘的转动带动多片阀瓣围沿各自的滑槽和轨道移动，形成预定的开度。

由上述实施例可知，阀门启闭结构的开启(关闭)的过程中，都是阀瓣同时从中心向四周(从四周向中心)运动的，对于流体来说，当启闭件不处于流体流动区域内部，对于流体的流动状态影响较小，有效减少了流体湍流度的增加，显著降低了空化产生的可能性，同时也在一定程度上减少了由于空化而导致的气蚀与振动等问题；本发明实施例中阀瓣的运动方向与流体的流动方向垂直，与以往阀板沿着某一方向进行旋转运动以实现阀门的开合不同，阀瓣运动方向的改变使得由多片完全相同的阀瓣组成的压力面，在开合过程中各方向上具有均匀的受力，有利于减少阀门从某一集中受力点开始被破坏的情况。

本发明实施例中，参考图3，所述滑动件6可以采用长方体，只要能够实现运动方向的唯一性均可以作为滑动件，这里采用长方体只是便于理解与加工方便；所述导向件4可以采用圆柱体，圆柱体是目前唯一可以实现在沿特定方向运动的同时进行旋转运动，因此设计为圆柱体。滑动件6采用长方体的设计是为了使得滑动件只能够沿滑槽进行运动，而在开合过程中导向件4除了要沿某一特定方向进行运动外，还存在着一定程度上的旋转运动，因此导向件4设计为圆柱体，当需要对阀门进行开启或者关闭时，两侧的短杆就会分别沿着转动卡盘8的滑槽7和限位卡盘1的导轨2朝着不同的方向运动，在这两个不同方向运动的作用下，所有的阀瓣5就会同时旋开或者旋闭，实现了阀门的启闭；

本发明实施例中，参考图3，所述阀瓣5为双层结构，一层为扇形结构20，在所述扇形结构的一侧设有长方体的滑动件6，另一层整体上呈水滴状结构21，在所述水滴状结构的一侧设有圆柱状的导向件4，两层结构呈预定的角度进行配合并固定连接。在开合过程中阀瓣5会发生一定程度上的旋转，水滴状层圆弧端的存在有利于实现阀瓣5的旋开与旋闭；当阀门关闭时是通过扇形层光滑切面之间的配合实现关闭这一功能。当然，所述阀瓣5的形状不局限于扇形结构20和水滴状结构21，只要满足多片阀瓣5耦合后，能够实现开合即可，本实例示出了6片阀瓣5，具体数量可自行设置。

需要说的是这里预定的角度只要使得多片阀瓣能够顺利的开合，并且两层连接后能够使阀瓣的整体强度得到保证就可以，具体可以根据实际情况自行设计，该设计为本领域的常规技术手段。

本发明实施例中，所述限位卡盘1可以为两个同心圆环构成，两个同心圆环之间通过开有所述导轨2的连接件相连。一方面，阀瓣5的旋开旋闭是通过两个方向的运动合成形成的，而限位卡盘1的导轨2就为阀瓣5的运动提供了一个斜径向的运动，另外一方面限位卡盘1的还发挥着保证不同阀瓣5之间的旋开旋闭发生在同一个平面内。

本发明实施例中，所述限位卡盘1的边缘处还设有螺栓孔位，通过螺栓与前壳体流罩16固定连接。在阀门的开合过程中，根据相对运动限位卡盘1是固定的，前壳体流罩16为限位卡盘1的固定提供了支撑，由于工作过程中前壳体是保持相对静止的，从而保证了限位卡盘1的稳定性。限位卡盘1位置的特殊性使得，当卸下阀体最外侧的螺栓后就可以直接分离前壳体、限位卡盘1以及阀瓣5等零件。这就使得当阀体内的某一类零件发生故障时只要卸下外壳的连接螺栓就可以直接实现零件的替换，在很大程度上方便了对于阀体的维护和维修。

参考图4，本发明实施例还提供一种阀门，该阀门可以包括壳体和上述的阀门启闭结构，所述转动卡盘8可转动地支承在所述壳体内，所述限位卡盘1固定在所述壳体上。这里阀门启闭结构的具体细节不再进行赘述。

通过采取上述技术方案，在壳体内部设置了多片阀瓣5，多阀瓣5的同时开合使得阀瓣5与阀瓣5之间所形成的开口可为预定规则的几何状，又因为阀瓣5靠近流道侧是光滑的弧线，虽然启闭件也是在壳体中进行运动，但是不同于传统的蝶阀或者球阀，启闭件不再出现在流体内部，大大地减少了对于流体流经阀门时的湍流度的影响，在很大程度上降低了流体流经阀门时发生空化的可能性，由于空化的发生减少了，相应的空化所带来的一系列问题包括气蚀以及震动等问题也在一定程度上得到了解决。此外，由于阀瓣5完全相同，因此流体经过阀门时对于各个方向产生了压力均保持了一致，避免了由于某一侧积压而导致阀门提前被破坏的问题，对于前壳体来说，由于前壳体流罩16的存在增大了来流方向的承压面积，进一步减小了流体对于阀门的压力。

本发明实施例中，参考图4-图,7，在前壳体流罩16和后壳体流罩18之间，设有转动卡盘8，与限位卡盘1所不同的是，转动卡盘8并不是一个固定件，因此不需要使用螺栓与后壳体流罩18进行固定。所述转动卡盘8可转动地支撑在所述壳体内，所述限位卡盘1固定在所述壳体上。转动卡盘8在靠近后壳体流罩18一侧有一环状的凹槽，凹槽外侧设有转动齿13，在凹槽的内侧设置有转动轴承12。采用齿轮传动是为了将外界输入的动力转化为转动卡盘8的转动，当实现了转动卡盘8的转动后，转动卡盘8为阀瓣5的旋开旋闭提供了另外一部分的运动，与限位卡盘1提供的斜径向运动复合后实现了阀瓣5的运动；此外，转动卡盘8的转动不能够仅仅的依托于表面的光滑程度来实现两个面之间的转动，长此以往下去相互接触的两个面之间会产生较为明显的磨损。因此，一方面为了实现转动卡盘8的转动，同时也为了延长阀门的使用寿命，在凹槽内侧设置有转动轴承12，转动卡盘8依托于转动轴承12，在齿轮传动的作用下实现转动卡盘8的转动。所述限位卡盘1和转动卡盘8分别在内同心圆外缘处设有圆环形的阀前密封圈3和阀后密封圈11。转动轴承12的支撑由转动卡盘8的内同心圆10的与后壳体的等径短直管19共同提供，由于在这里涉及到转动卡盘的内同心圆10与后壳体等径短直管19的之间的配合，因此涉及接触面之间的密封，这里采用阀后密封圈11来实现对于接触面的密封。

对于流体来说，启闭件不处于流体流动区域内部，对于流体的流动状态影响较小，有效减少了对于流体湍流度的增加；同时由于在开合过程中压力面的对称性使得压力面在各方向上具有均匀的受力，有利于减少阀门从某一集中受力点开始被破坏的情况。

本发明实施例中，所述壳体由前壳体和后壳体组成。前壳体与后壳体的存在为阀门启闭结构的固定提供了支撑，保证了阀门启闭结构工作时的稳定性。

本发明实施例中，参考图8，所述前壳体由两部分组成，一段为等径直管17，另一端为前壳体流罩16，在所述前壳体流罩边缘处设有螺栓孔。前壳体中所包含的流罩使得流体在阀前积累时能够有更大的空间，有着更大的承压面积，使得阀门所需要承受的单位压力更小，有利于保证阀门有着更长的寿命，不至于被过大的压强破坏。螺栓孔的存在是为了将限位卡盘1固定在前壳体流罩16上，从而保证了限位卡盘1工作时的稳定性。

本发明实施例中，参考图9，所述后壳体由三部分组成，一段为等径直管，另一部分为后壳体流罩18，同样的在流罩边缘处设有螺栓孔。最后一部分为流罩内的一段等径短直管19，与内同心圆10相配合，共同为转动轴承12的转动提供了支撑。后壳体流罩18的设计是为了与前壳体流罩16相配合，在流罩的上方还设有开口，供转动轴14的渐缩杆段通过，螺栓孔的存在是为了便于阀门整体上的组装，等径短直管19的存在是为了与转动卡盘8的内同心圆10相配合，共同为转动轴承12的转动提供支撑，从而使得转动轴承4的稳定性得到进一步的保证。

本发明实施例中，参考图5和图10，还包括驱动组件，所述驱动组件驱动所述转动卡盘8转动。使用转动卡盘8进行驱动，使用盘状驱动件使得驱动件有着更高的强度，使用齿轮传动是为了更精确的实现特定开度的开启。

本发明实施例中，参考图5和图10，所述驱动组件包括转动轴14、安装在所述转轴转动轴上的传动齿13以及设置在所述转动卡盘外缘的转动齿9，所述传动齿13和转动齿9相啮合。使用转动轴14和齿轮传动可以同时实现作用力方向的改变和开度的精准控制。

本发明实施例中，所述转动轴14由两段构成，一段为侧面有传动齿13的短圆柱，另一段为一端有螺纹的渐缩杆，通过螺帽与控制转动轴14转动的转轮15进行连接，在靠近螺纹处设有两端为弧状的凸起与转轮15进行配合从而避免转轮15与转动轴14的连接处打滑。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种阀门启闭结构，其特征在于，包括：转动卡盘、多片阀瓣和限位卡盘，每片阀瓣的两侧分别具有滑动件和导向件，所述转动卡盘开有与所述滑动件一一对应的滑槽，所述滑动件可沿所述滑槽滑动，所述限位卡盘上开有与所述导向件一一对应的轨道，所述导向件可沿所述轨道滑动且转动，多片阀瓣围合成一圆周，并配置为：通过所述转动卡盘的转动带动多片阀瓣围沿各自的滑槽和轨道移动，形成预定的开度。

2.根据权利要求1所述的阀门启闭结构，其特征在于，所述阀瓣为双层结构，其一层为扇形结构，在所述扇形结构的一侧设有滑动件，另一层整体上呈水滴状结构，在所述水滴状结构的一侧设有导向件，两层结构呈预定的角度进行配合并固定连接。

3.根据权利要求1所述的阀门启闭结构，其特征在于，所述限位卡盘为两个同心圆环构成，两个同心圆环之间通过开有所述轨道的连接件相连。

4.根据权利要求1所述的阀门启闭结构，其特征在于，所述限位卡盘的边缘处还设有螺栓孔位，通过螺栓与壳体固定连接。

5.一种阀门，其特征在于，包括壳体和权利要求1-4任一项所述的阀门启闭结构，所述转动卡盘可转动地支承在所述壳体内，所述限位卡盘固定在所述壳体上。

6.根据权利要求5所述的阀门，其特征在于，所述壳体由分布在所述阀门本体两侧的前壳体和后壳体组成。

7.根据权利要求6所述的阀门，其特征在于，所述前壳体由两部分组成，一段为等径直管，另一端为半圆形流罩，在所述半圆形流罩边缘处设有螺栓孔。

8.根据权利要求6所述的阀门，其特征在于，所述阀后流道由三部分组成，一段为等径直管，另一部分为半圆形流罩，同样的在流罩边缘处设有螺栓孔。最后一部分为流罩内的一段短等径直管与转动轴承相配合，为转动卡盘的转动提供了支撑。

9.根据权利要求5所述的阀门，其特征在于，还包括驱动组件，所述驱动组件驱动所述转动卡盘转动。

10.根据权利要求9所述的阀门，其特征在于，所述驱动组件包括转动轴、安装在所述转轴转动轴上的齿轮以及设置在所述转动卡盘外缘的外齿圈，所述齿轮和外齿圈相啮合。

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