CN113309858B - 一种阀杆高频启闭防抖的氨用阀 - Google Patents

Abstract

为了克服本行业的技术偏见，本发明公开了一种阀杆高频启闭防抖的氨用阀，涉及阀门技术领域，包括阀体、阀瓣、阀杆和阀盖，阀盖安装于阀体上，阀杆穿过阀盖与阀瓣连接，阀杆与阀盖之间设有波纹管，阀体内设有阀座和导向杆，阀座具有与阀瓣配合的通道，导向杆穿过所述通道，阀杆靠近阀瓣的一端具有非封闭空腔，导向杆的端部位于空腔内，阀瓣具有与所述空腔对应的通孔，通孔的截面积大于导向杆的截面积，阀杆连接在阀瓣的端面，空腔的内壁设有导向块，导向杆上具有与导向块配合的凹槽，阀杆远离阀瓣的一端为封闭端，封闭端与导向杆不接触。本发明的氨用阀适用于需要阀杆保持稳定移动和需要频繁开闭阀门的应用场合，能够解决阀杆晃动、阀瓣偏移和阀座密封不良的问题。

Description

一种阀杆高频启闭防抖的氨用阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种阀杆高频启闭防抖的氨用阀。

背景技术

氨是一种易燃易爆、有毒、防火等级为乙A的化学危险品，由于氨的易燃易爆及有毒的特性，氨在储存输送过程中的安全生产尤为重要。氨用阀广泛应用于石化、钢铁、纺织、电力等氨生产或使用氨气产品或氨氮废水排出的企业，也可用于市政污水及垃圾渗滤液处理、化肥制造、合成纤维、制革、医药、塑料、染料等制造业中。目前，普通氨用阀的商业化使用中遇到的主要问题是阀体渗漏、内漏、填料泄漏、阀瓣偏移等，这不仅不利于环境保护和安全生产，还必然影响工业生产的效率，增加了运营单位的维修成本。对于需要高频率开关阀门的应用场合，阀杆可能出现抖动，阀杆的摇摆导致阀瓣偏移，阀瓣磨损加快密封面失效进程。

公开号为CN202280928U的中国发明申请公开了一种波纹管阀门，该阀门包括阀体、阀杆、波纹管、填料函、填料、填料压盖，在阀体中设置了能实时监测的透明检测器，能够在渗漏发生的第一时间变色，让相关人员能够及时的发现渗漏情况。该申请的方案只是事后检测，难以避免阀门内漏或泄漏，且根据行业内的设计习惯，该阀门的阀杆仍然采用了实心杆体，本领域技术人员通常均认为阀杆应当是实心杆体，以满足机械结构的力学性能要求，已经成为本行业的技术偏见。

发明内容

针对现有技术中的普通氨用阀的阀杆晃动、阀瓣偏移和阀座密封不良的技术问题，本发明提供了一种阀杆高频启闭防抖的氨用阀，它具有结构新颖、阀杆运动稳定、阀座密封良好、对现有阀门外形影响较小和可靠性较高的优点，能够在克服技术偏见的同时解决技术问题。

为解决上述问题和克服技术偏见，本发明提供的技术方案为：

氨用阀，包括阀体、阀瓣、阀杆和阀盖，所述阀盖安装于所述阀体上，所述阀杆穿过所述阀盖与所述阀瓣连接，所述阀杆与所述阀盖之间设有波纹管，所述阀体内设有阀座和导向杆，所述阀座具有与所述阀瓣配合的通道，所述导向杆穿过所述通道，所述阀杆靠近所述阀瓣的一端具有非封闭空腔，所述导向杆的端部位于所述空腔内。所述导向杆穿过所述通道连接在阀体底部，所述导向杆与阀体为可拆卸连接或固定连接，当所述导向杆与阀体为固定连接时，优选为焊接或一体铸造，所述导向杆内部为空心结构，所述空心结构为导向杆的端部封闭，而导向杆与阀体连接段具有开孔，所述开孔使得导向杆内部与阀体外部能够连通，在需要检测阀体内流体介质状态参数的情况下，允许在所述导向杆的空心结构内设置传感器。所述非封闭空腔具有开口，所述开口朝向所述阀座的通道，所述导向杆从所述开口进入所述空腔；所述波纹管能够在阀杆移动过程中使得阀盖保持较好的密封效果，所述阀座的通道即流体介质流通通道，阀瓣在阀杆带动下能够覆盖在阀座上对所述通道进行封闭，达到阻断流体介质流通的效果，由于导向杆的导向作用，阀杆在阀体内的运动更加稳定，阀杆的运动路径得到有效控制，而且依靠导向杆的支持，克服技术偏见的同时，阀杆的空腔对于阀杆力学特性的影响不至于带来不利结果；能够在阀门总体重量不增加或增加较小的情况下解决阀瓣偏移的问题。

可选地，所述阀瓣具有与所述空腔配合的通孔，所述通孔的截面积大于所述导向杆的截面积。所述导向杆穿过所述通孔进入所述空腔，所述通孔的截面积等于或大于所述空腔的截面积。可以利用阀瓣的通孔与阀杆空腔连接形成较长的空间，有助于缩短阀杆长度。当通孔的截面积大于所述空腔的截面积时，所述阀杆靠近阀瓣的一端可进入所述通孔内，阀瓣的通孔内壁设置内螺纹，阀杆上设置外螺纹，阀杆与阀瓣通过螺纹连接。

可选地，所述阀杆连接在所述阀瓣的端面，所述空腔的内壁设有导向块。

可选地，所述阀杆靠近所述阀瓣的一端位于所述通孔内，所述空腔的内壁设有导向块。

可选地，所述导向块的数量优选为为偶数，且导向块在所述空腔的径向对称设置，以避免阀杆受力不均衡。

可选地，所述导向杆在所述阀座下侧部分的横截面积大于或等于所述导向杆在所述空腔内部分的横截面积。

可选地，所述阀座上设有支架，所述支架用于支撑所述导向杆。所述支架位于所述通道之中，所述支架为平面型或倒圆台形，所述支架在不影响流体介质流通的前提下提供必要的支撑，确保导向杆的稳定。所述支架与所述阀座之间为可拆卸连接。

可选地，所述阀座上设有滤网，所述导向杆穿过所述滤网。所述滤网与所述阀座之间可拆卸连接，所述滤网用于过滤流体介质中的杂质。所述滤网可以与所述支架组合使用，所述滤网设于所述支架下侧，所述滤网更靠近阀门的流体介质进口。

可选地，所述阀盖靠近阀体的一端具有凸起部。所述凸起部为环形凸起，所述环形凸起围绕阀杆并进入阀体内，使得阀盖轴向长度得以延长，在不影响阀门总体外形的前提下阀盖内的布置空间更大，阀盖内的密封结构位置得以更低，对阀杆的稳定移动和防抖效果有改善作用，阀体内的流体介质可以更加远离阀门操作端。

可选地，所述导向杆上具有与所述导向块配合的凹槽。所述凹槽沿导向杆轴向开设，所述导向块可在所述凹槽内沿导向杆轴向滑动，所述凹槽与导向块配合能够限制所述阀杆的转动，允许阀杆的纵向移动。

可选地，所述阀杆远离所述阀瓣的一端为封闭端，所述封闭端与所述导向杆不接触。阀杆一端封闭，阀杆另一端开设非封闭空腔，阀门开闭过程中导向杆能够在阀杆的所述空腔内移动，所述非封闭空腔的横截面积大于所述导向杆的截面积。所述空腔靠近所述封闭端的内表面优选设置软质填充件，当阀门关闭时，所述软质填充件与导向杆端部接触。所述软质填充件用于缓冲阀门关闭的冲击力，缓解快速关闭时阀瓣与阀座之间的猛烈撞击，对于阀瓣起到一定保护作用，同时也能减少留存在所述空腔内的流体介质。

可选地，所述波纹管具有依次连接的第一区段、第二区段和第三区段，所述第二区段的壁厚大于所述第一区段和第三区段的壁厚，或者所述第二区段的波距大于所述第一区段和第三区段的波距。波纹管在阀门开关过程中存在压缩变形，波纹管有可能发生非轴向扭曲，导致波纹管与阀杆或阀盖发生摩擦。第二区段的设置能够改变波纹管的屈服应力的分布特性，尽量减少应力集中导致的扭曲。所述第二区段的长度在所述波纹管总长度的占比为10％～50％。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)结构新颖，通过具有空腔的阀杆、具有通孔的阀瓣和导向杆的配合使得阀门的阀杆移动更加稳定、阀瓣不易发生偏移，阀座密封效果更好；

阀杆运动稳定、阀座密封良好、对现有阀门外形影响较小和可靠性较高的优点，能够在克服技术偏见；

(2)克服了技术偏见，具有空腔的阀杆能够容纳导向杆，并且阀杆的重量和用料减少，可减轻操作阀门所需的力度和阀杆升降的冲击力；

(3)由于阀杆具有类似“竹筒”的结构，在导向杆的支持下，阀杆的力学性能并不会有明显影响；

(4)通过在阀座上设置支架和滤网，不仅能支撑导向杆，也能过滤杂质；阀盖下端的凸起部使得阀盖内的密封结构布置空间增大，允许在不改变阀门外形的情况下提升密封性能。

(5)通过在阀杆上设置导向块和在导向杆上设置凹槽，可以起到更好的导向效果，并可同时达到限制阀杆扭转的效果；

(6)通过在阀杆与阀盖之间设置波纹管，有效保护阀杆不受泄露流体介质的影响，增加一级密封，避免流体介质泄露，借助波纹管的壁厚或者波距的设置，可提升波纹管的抗弯曲性和耐久性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更易于理解，提供部分较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例1提出的氨用阀结构示意图；

图2为本发明实施例1提出的氨用阀中阀杆和导向杆局部结构图；

图3为本发明实施例2提出的氨用阀结构示意图；

图4为本发明实施例2提出的氨用阀中阀杆和阀瓣连接结构图；

图5为本发明实施例提出的氨用阀中阀杆和阀瓣连接结构图；

图6为本发明实施例提出的氨用阀中波纹管剖视图。

附图标记：1、导向杆；2、导向块；3、阀瓣压盖；4、紧固套；5、凹槽；6、套环；7、支架；8、凸起部；9、通孔；10、阀体；11、阀杆；12、阀盖；13、阀瓣；14、波纹管；15、阀座；16、通道；17、压环；31、第一区段；32、第二区段；33、第三区段。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

如图1所示的氨用阀，包括阀体10、阀瓣13、阀杆11和阀盖12，阀盖12通过螺栓连接安装于阀体10上部，阀体10与阀盖12的连接面为凹凸结构，阀体10的连接面为凹面，阀盖12朝向阀体10的连接面为凸面，阀盖12靠近阀体10的一端连接面上具有凸起部8，凸起部8位于凸面上，凸起部8为环形凸起，环形凸起围绕阀杆11并进入阀体10内，阀杆11穿过阀盖12与阀瓣13连接，阀杆11上端安装有连接器，阀杆11通过连接器与驱动机构(图中未示出)连接，阀杆11与阀盖12之间设有波纹管14，波纹管14位于阀盖12之内，波纹管14一端连接填料箱，波纹管14另一端连接密封环，波纹管14具有依次连接的第一区段、第二区段和第三区段，第二区段的壁厚大于第一区段和第三区段的壁厚，所述第二区段的长度在所述波纹管14总长度的占比为50％；阀体10内设有阀座15和导向杆1，阀体10具有流体介质进口和流体介质出口，流体介质进口和流体介质出口分别设有法兰，阀座15具有与阀瓣13配合的通道16，阀门关闭时，阀瓣13能够覆盖并封闭该通道16；连接于阀体10底部的导向杆1穿过该通道16，阀杆11靠近阀瓣13的一端具有非封闭空腔，该空腔具有朝向阀座15的开口，导向杆1的端部位于空腔内，导向杆1穿过通道16进入空腔内，阀杆11远离阀瓣13的一端为封闭端，封闭端与导向杆1不接触，导向杆1与阀体10为可拆卸连接或固定连接，优选为可拆卸连接，以便于更换和维修，当导向杆1与阀体10为固定连接时，优选为焊接或一体铸造，导向杆1内部为空心结构，导向杆1的端部封闭，而导向杆1与阀体10连接段具有朝向阀体10外侧的开孔，开孔使得导向杆1内部与阀体10外部能够连通，在需要检测阀体10内流体介质状态参数的情况下，允许在导向杆1的空心结构内设置传感器，例如温度传感器。非封闭空腔具有开口，开口朝向阀座15的通道16，导向杆1从开口进入空腔；阀座15的通道16即流体介质流通通道16，阀瓣13在阀杆11带动下能够覆盖在阀座15上对通道16进行封闭，阀座15朝向阀瓣13的表面设有耐磨层。阀瓣13具有与空腔配合的通孔9，通孔9的朝向与空腔开口的朝向一致，优选为通孔9的中心线与空腔开口的中心线重合，通孔9的截面积大于导向杆1的截面积，导向杆1穿过通孔9和空腔开口进入空腔，通孔9的截面积等于或大于空腔的截面积，优选为通孔9的截面积大于空腔开口处的截面积，阀杆11靠近阀瓣13的一端位于通孔9内。

如图2所示的阀杆11和导向杆1局部结构图中，阀杆11的端部在阀瓣13的通孔9中，阀瓣13的通孔9内壁设置内螺纹，阀杆11端部外表面设置外螺纹，阀杆11与阀瓣13通过螺纹连接，阀瓣13的端面上设有连接部，连接部设有锁紧孔，锁紧孔数量为偶数，锁紧孔在阀瓣13上对称设置，在锁紧孔内安装螺栓，螺栓与阀杆11连接将阀瓣13进一步锁紧在阀杆11上；阀杆11空腔的内壁上设有导向块2，导向块2为棱形、方块形、椭球形或半球形，导向块2的数量优选为为偶数，且导向块2在空腔的径向对称设置，导向杆1上具有与导向块2配合的凹槽5，凹槽5沿导向杆1轴向开设，凹槽5为长条形或矩形，导向块2可在凹槽5内沿导向杆1轴向滑动，凹槽5与导向块2配合能够限制阀杆11的转动。如图1和2所示，导向杆1在阀座15下侧部分的横截面积等于导向杆1在空腔内部分的横截面积，导向杆1上设置有凹槽5的部分横截面积小于导向杆1在阀座15下侧部分的横截面积。

实施例2

如图3所示的氨用阀，与实施例1不同的是，阀座15上设有支架7，支架7用于支撑导向杆1，支架7位于通道16之中，支架7为平面型或倒圆台形，优选为倒圆台形，支架7包括连接在阀座15上的圆形底座和与导向杆1接触的圆环，导向杆1可穿过圆环，底座与圆环之间由多个支撑杆连接，支架7与阀座15之间为可拆卸连接。阀座15上还设有滤网，导向杆1穿过滤网，滤网与阀座15之间可拆卸连接，滤网设于支架7下侧，滤网更靠近阀门的流体介质进口，滤网同时可借助支架7的支撑获得稳定的过滤位置，因此滤网可以使用柔性材质制作，滤网将杂质阻挡在阀座15之下，可有效避免杂质对阀瓣13和阀座15密封面的影响。阀杆11的空腔靠近封闭端的内表面优选设置软质填充件，当阀门关闭时，软质填充件与导向杆1端部接触。导向杆1在阀座15下侧部分的横截面积大于导向杆1在空腔内部分的横截面积，导向杆1上设置有凹槽5的部分横截面积小于导向杆1在空腔内部分的横截面积。波纹管14具有依次连接的第一区段、第二区段和第三区段，第二区段的壁厚大于第一区段和第三区段的壁厚，与实施例1不同的是，所述第二区段的长度在所述波纹管14总长度的占比为10％。

实施例2采用如图4所示的阀杆11和阀瓣13连接结构，阀杆11的端部在阀瓣13的通孔9中，阀杆11端部连接有紧固套，紧固套与阀杆11之间形成有环形空间，紧固套上设有螺孔，阀瓣13的端面具有连接部，连接部能够进入紧固套与阀杆11之间的环形空间，通过在螺孔内安装螺栓，螺栓与连接部连接，更优选地，螺栓穿过连接部与阀杆11连接，在紧固套外设置套环6，套环6的内径接近于紧固套的外径，套环6使得螺孔内的螺栓不会松动，阀瓣13与阀杆11之间的连接更加可靠。阀杆11与阀瓣13连接后，紧固套的边缘优选为抵靠阀瓣13端面，在阀杆11运动过程中，阀杆11借助紧固套能够更加稳固地带动阀瓣13运动和完成关闭阀门的动作。

在其他实施方式中，如图5所示的阀杆11和阀瓣13连接结构图，阀杆11的端部在阀瓣13的通孔9中，阀瓣13的端面具有连接部，阀杆11的端部连接有压环17，压环17的外周直径大于阀瓣13的通孔9，阀瓣13的连接部的内径大于压环17的外周直径，压环17能够进入阀瓣13的连接部，阀瓣压盖3具有中心孔和凸缘，凸缘的外周直径大于阀瓣13的连接部的内径，阀杆11穿过阀瓣压盖3的中心孔，阀瓣压盖3围绕阀杆11并能够压住压环17和阀瓣13的连接部，阀瓣压盖3外周表面具有外螺纹，阀瓣压盖3与连接部内周表面螺纹连接，连接部设有锁紧孔，锁紧孔数量为偶数，锁紧孔在连接部上对称设置，在锁紧孔内安装螺栓，螺栓与阀瓣压盖3连接将阀瓣压盖3固定在连接部内。在阀杆11运动过程中，关闭阀门时，压环17压住阀瓣13，开启阀门时，由于阀瓣压盖3的作用阀杆11能够带动阀瓣13向上移动。在其他实施方式中，阀杆的端部不在阀瓣的通孔中，阀杆端部连接在阀瓣的端面，阀瓣通孔的截面积与阀杆空腔的截面积相同，阀杆空腔优选为圆柱形空腔，阀瓣通孔优选为圆形通孔，通孔的内径等于空腔的内径。

在其他实施方式中，阀杆端部连接在阀瓣的端面，阀杆端部连接有压环，压环设于阀杆的末端，压环上设有螺栓孔，阀杆的压环与阀瓣通过螺栓连接，阀瓣端面设有承接和容纳压环的凹槽，压环与阀瓣之间设有密封垫片。

在其他实施方式中，阀座上设置有支架，支架包括连接在阀座上的圆形底座和与导向杆接触的圆环，导向杆可穿过圆环，底座与圆环之间由多个支撑杆连接，支撑杆为弧形支撑杆，弧形支撑杆的弧形部位的弧度为20～80°。弧形支撑杆可提供较好的弹性支撑作用。

在其他实施方式中，波纹管14具有依次连接的第一区段31、第二区段32和第三区段33，第二区段32的壁厚大于第一区段31和第三区段33的壁厚，第二区段32的长度在波纹管14总长度的占比为30％。

在其他实施方式中，如图6所示的波纹管14具有依次连接的第一区段31、第二区段32和第三区段33，第二区段32的波距大于第一区段31和第三区段33的波距，第二区段的长度在波纹管总长度的占比为10％～50％。波纹管总长度为第一区段31、第二区段32和第三区段33在松弛状态下的波纹部分轴向长度总和，也称为波纹管有效长度。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.氨用阀，包括阀体、阀瓣、阀杆和阀盖，其特征在于，所述阀盖安装于所述阀体上，所述阀杆穿过所述阀盖与所述阀瓣连接，所述阀杆与所述阀盖之间设有波纹管，所述波纹管位于所述阀盖之内，所述波纹管一端连接填料箱，所述波纹管另一端连接密封环，所述阀体内设有阀座和导向杆，所述阀座具有与所述阀瓣配合的通道，所述阀座上设有支架，所述支架用于支撑所述导向杆，所述导向杆穿过所述通道连接在阀体底部，所述阀杆靠近所述阀瓣的一端具有非封闭空腔，所述空腔的开口朝向所述阀座的通道，所述导向杆从所述开口进入所述空腔，所述空腔的内壁设有导向块，所述导向杆上具有与所述导向块配合的凹槽，所述导向杆的端部位于所述空腔内，所述导向杆内部为空心结构，所述导向杆的端部封闭；所述阀杆端部连接有紧固套，所述紧固套与阀杆之间形成有环形空间，所述紧固套上设有螺孔，所述阀瓣的端面具有连接部，所述连接部进入紧固套与阀杆之间的环形空间，所述螺孔内安装螺栓，所述螺栓与所述连接部连接，在紧固套外设置套环，紧固套的边缘抵靠阀瓣端面；所述阀体上部的一侧具有竖直面，所述阀瓣靠近所述竖直面，阀杆上下移动时，所述阀瓣沿所述竖直面上下移动；

所述阀瓣具有与所述空腔配合的通孔，所述通孔的截面积大于所述导向杆的截面积；

阀杆的端部在阀瓣的通孔中，阀瓣的通孔内壁设置内螺纹，阀杆端部外表面设置外螺纹，阀杆与阀瓣通过螺纹连接，阀瓣的端面上设有连接部，连接部设有锁紧孔，锁紧孔数量为偶数，锁紧孔在阀瓣上对称设置，在锁紧孔内安装螺栓，螺栓与阀杆连接；

导向块为棱形、方块形、椭球形或半球形，导向块的数量为偶数，且导向块在空腔的径向对称设置；

所述波纹管具有依次连接的第一区段、第二区段和第三区段，所述第二区段的壁厚大于所述第一区段和第三区段的壁厚，或者所述第二区段的波距大于所述第一区段和第三区段的波距。

2.根据权利要求1所述的氨用阀，所述阀杆连接在所述阀瓣的端面。

3.根据权利要求1所述的氨用阀，所述阀杆靠近所述阀瓣的一端位于所述通孔内。

4.根据权利要求1-3之一所述的氨用阀，所述导向杆在所述阀座下侧部分的横截面积大于或等于所述导向杆在所述空腔内部分的横截面积。

5.根据权利要求1-3之一所述的氨用阀，所述阀座上设有滤网，所述导向杆穿过所述滤网。

6.根据权利要求1-3之一所述的氨用阀，所述阀盖靠近阀体的一端具有凸起部。

7.根据权利要求2或3所述的氨用阀，所述阀杆远离所述阀瓣的一端为封闭端，所述封闭端与所述导向杆不接触。

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