CN113653817B - 一种角座阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阀杆及角座阀，包括包括依次连接的气缸、连接部、阀体和阀座，气缸的输出端设有阀杆和阀芯，阀芯设于阀体内，阀杆穿过连接部与阀芯连接，阀杆的横截面呈多阶状变化，阀杆的底部伸入至阀芯内且阀杆底部与阀芯之间设有隔热层，阀杆的底部周身朝沿轴向开设有若干个钩槽。本发明提供了一种阀杆及角座阀，通过在阀杆的底端注入气凝胶隔热层、在保证阀杆强度的同时改变阀杆的横截面积、将阀杆底部的结构设计成倒钩状以使气凝胶层与阀杆更加贴合，使得阀体在控制高温液体时，由阀杆传导过来的热度会大大降低，从而保证阀体内部一些密封件和其他塑料制品的正常作业。

Description

一种角座阀
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种角座阀。
背景技术
在食品化工等行业以流体作为介质的输送和灭菌管路都离不开角座阀的控制，例如一些卫生级的行业在管路使用一段时间后需要使用纯工业蒸汽来高温灭菌，这时管路温度就会达到200°C－300°C的高温，导致角座阀的阀座和阀芯处的温度也会达到这个温度，然而角座阀的阀杆往往伸入阀座内，由于温度的热传导作用，且阀杆为了满足强度要求一般为金属材料制作，导热性能较好，高温会通过阀杆传到角座阀主体上，角座阀主体处的零部件特别是密封件或者是电气元件会受高温影响而失效甚至损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种角座阀，通过在阀杆的底端设置阀杆套并注入气凝胶隔热层、并在保证阀杆强度的同时改变阀杆的横截面积、使得阀体在控制高温液体时，由阀杆传导过来的热度会大大降低，从而保证角座阀一些密封件和电气元件的正常作业。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种阀杆及角座阀角座阀，包括依次连接的气缸、连接部、阀体和阀座，所述气缸的输出端设有阀杆和阀芯，所述阀芯设于所述阀体内，所述阀杆穿过所述连接部与所述阀芯连接，所述阀杆底部沿轴向开设有若干个间隔设置的环形的凹槽，使得所述阀杆的横截面积呈增大和缩小的交替变化，且所述阀杆的底部固定连接有阀杆套，所述阀杆的底部伸入至所述阀芯内且与阀芯连接，所述阀杆底部与阀杆套之间设有隔热层。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在阀杆底部开设间隔设置的环形凹槽，使得阀杆相邻的凹槽处与非凹槽处横截面积不同，而当热量的传导由大面积传导至小面积上时，由于传导面积的差异，热量无法连续并且全部地传导，可以积聚在大横截面积与小横截面积的断面处；而阀体在控制高温液体时，阀杆底部的热量在传导至阀杆上部的过程中，间隔设置的换型凹槽会使得热量的传递连续不断的重复大面积传导至小面积的过程，起到连续的隔热作用，使得自阀杆底部传递至阀杆上部的热量呈连续的降低，从而保护角座阀内部的密封件和电气元件的正常工作；通过设置阀杆套，阀杆套保证了整体结构的强度，又可以保护阀杆的端部结构，并且在阀杆套与阀杆之间设置隔热层，隔热层在阀杆套内与阀杆底部充分接触，从而将绝大多数的热量首先通过隔热层隔绝，再配合横截面积交替变化的阀杆进行隔热，从而进一步提高了隔热效果。
作为改进，若干个所述凹槽等间距设置，且若干个所述凹槽的深度一致，通过所述改进，保证热量字阀杆底部传导至阀杆上部散热的过程保持一个稳步、逐渐降低的阶梯型过程，保证阀杆各部降温的过程循序渐进，也同时保证阀杆支撑的中心截面的一致性，保证了阀杆的强度。
作为改进，所述隔热层为气凝胶隔热层，通过所述改进，气凝胶便于在阀杆与阀杆套之间注入，且可以流动阀杆处的凹槽表面贴合后进行凝固，从而保证隔热层与阀杆的隔热面积，有效的隔绝大部分的热传导。
作为改进，所述凹槽倾斜向上构成钩槽，通过所述改进，阀杆底部注入气凝胶隔热层来直接隔绝大部分的热量，由于气凝胶隔热层粘性不足，通过倾斜向上的钩槽形状可以将气凝胶与阀杆通过钩槽结构限位，避免隔热层相对阀杆移动而影响隔热效果，并且倾斜向上设置的钩槽可以增大隔热层与阀杆表面的贴合面积，从而增大隔热层的容积从而增大隔热面积、提高隔热效果进一步降低了从阀杆底部传导的热量。
作为改进，相邻的所述钩槽处的阀杆构成倾斜向上且截面积逐渐减小的突刺，通过所述改进，钩槽处的阀杆构成突刺，且突刺的横截面积也在沿阀杆轴向做连续的大面积和小面积的切换，进一步提高隔热效果。
作为改进，所述阀杆的中部位于所述连接部内，所述凹槽还延伸设置至所述阀杆的中部，通过所述改进，延伸至连接部内的凹槽可以进一步通过横截面积的交替变化而将热量隔断，避免热量继续朝上传导而影响电气元件，提高了隔热效果。
作为改进，所述阀杆套包覆整个所述阀杆的底部，所述阀杆套与所述阀杆的底部之间设有间隙，所述隔热层填满所述间隙，通过所述改进，包覆整个所述阀杆的底部保证了整体结构的强度，且设置间隙可以增大气凝胶隔热层的注入量，提高了隔热效果，
作为改进，所述阀体内还设有阀芯销，所述阀芯、所述阀杆和所述阀杆套上开设有供用于与所述阀芯销通过配合的通孔，所述阀芯销限制所述阀芯、所述阀杆和所述阀杆套相对移动，通过所述改进，阀芯销将阀芯、阀杆以及阀杆套连接在一起，从而保证阀芯和阀杆的连接强度，并且同时使得阀芯、阀杆以及阀杆套之间无法产生相对运动，提高阀芯、阀杆和阀杆套的同轴度，提高机构运行的精度的同时保证阀芯、阀杆和阀杆套的同步运行，提高三者结构的稳定性和可靠性，使得阀杆套、阀芯和阀杆始终作为一个整体运动。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的整体结构剖视图。
图3为图2中A的局部放大示意图。
图4为阀杆的轴测图。
图5为不设置凹槽时阀杆热传导的热量分布模拟图。
图6为在阀杆中部设置凹槽时阀杆热传导的热量分布模拟图。
图7为在阀杆底部设置钩槽和阀杆套并注入气凝胶后阀杆热传导的热量分布模拟图。
图8为阀杆套处设置钩槽的热量分布模拟图和设置凹槽的热量分布模拟图对比。
图中所示：1、气缸；2、阀体；3、阀座；4、连接部；5、阀杆；51、凹槽；512、钩槽；6、阀芯；61、阀芯销；62、开孔；7、阀杆套；71、间隙；8、通孔；91、密封弹簧；92、密封圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
如图1-4所示，一种角座阀，包括依次连接的气缸1、连接部4、阀体2和阀座3，气缸1的输出端设有阀杆5和阀芯6，阀芯6设于阀体2内，阀杆5穿过连接部4与阀芯6连接，阀杆5沿轴向开设有若干个间隔设置的环形的凹槽51，凹槽51包括两部分，一部分设置在对应连接部4的阀杆5中部处，另一部分设置在阀杆5底部且倾斜向上设置构成钩槽512，并且阀杆5底部包覆设有阀杆套7，阀杆套7与钩槽512之间的间隙通过气凝胶隔热层填充。
凹槽51的设置使得阀杆5的横截面积呈增大和缩小的交替变化，从而将热传导进行隔断。
其中，若干个凹槽51等间距设置，且若干个凹槽51的深度一致，保证参与中心支撑的阀杆5的横截面积一致，保证了阀杆5的强度。
需要说明的是，阀杆套7与阀杆5的连接方式有多种，如将阀杆套7的上端设有外螺纹，阀杆5与阀杆套7配合连接的部分设有内螺纹，阀杆套7与阀杆5螺纹配合连接；或者是直接将阀杆套7与阀杆5焊接，从而保证连接强度，也保证了在将间隙注入气凝胶后气凝胶不外溢。
其中，阀体2内还设有阀芯销61，阀芯6、阀杆5和阀杆套7上分别开设有供阀芯销61通过的通孔8，阀芯销61贯穿阀芯6、阀杆5和阀杆套7，并限制阀芯6、阀杆5和阀杆套7相对移动。
需要说明的是，阀芯6、阀杆5和阀杆套7上的通孔8大小一致，且通孔8的大小与阀芯销61的大小一致，阀芯销61穿过通孔8后与阀芯6螺纹连接，阀芯销61可以为螺栓。
图5为不设置凹槽时阀杆热传导的热量分布模拟图，以阀杆5底部200摄氏度进行模拟，可以看到热量连续地从阀杆5底部向上传导，过程中设置四个测量点，依序是197摄氏度、195.1摄氏度、188.6摄氏度、186.3摄氏度，直至最上端时，温度为185.5摄氏度。
图6为在阀杆中部设置凹槽时阀杆热传导的热量分布模拟图，同样以阀杆5底部200摄氏度进行模拟，可以看到热量在传导至凹槽51处时，热量明显地聚集在了螺杆底部，并且在连续的凹槽51设置后，热量传导受到了明显的影响，过程中设置与图5相同位置的四个测量点，依序是198.2摄氏度、185.2摄氏度、180.5摄氏度、174.1摄氏度，直至最上端时，温度为171摄氏度。
图7为在阀杆底部设置钩槽和阀杆套并注入气凝胶后阀杆热传导的热量分布模拟图，同时凹槽51也延伸至阀杆5中部，同样以阀杆5底部200摄氏度进行模拟，可以看到，由于设置隔热层和阀杆套7，热量首先被大量隔断在阀杆套7处，再经由横截面积交替变化的阀杆5的中部后，过程中设置与图5相同位置的四个测量点，依序是150.3摄氏度、144.6摄氏度、138摄氏度、130.2摄氏度直至最上端时，温度为124摄氏度。
相邻的钩槽512处的阀杆5构成倾斜向上且截面积逐渐减小的突刺，故不仅能有凹槽51的横截面积呈增大和缩小的交替变化、隔断热量的功能，还能进一步地将热量积聚在突刺的尖部，如图8所示，将钩槽512和凹槽51进行热量分布模拟对比，由于钩槽512处设置了阀杆套7以及气凝胶隔热层，故热量是由阀杆外壁朝内传导的，故将热源设置在外壁，200摄氏度的外壁温度设置下，设置钩槽512可以使得阀杆5轴线中心的热量为195摄氏度，而设置凹槽51的话轴线中心的热量为197摄氏度，故钩槽512相较于凹槽51的进一步提高了隔热效果。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种角座阀，包括依次连接的气缸（1）、连接部（4）、阀体（2）和阀座（3），所述气缸（1）的输出端设有阀杆（5）和阀芯（6），所述阀芯（6）设于所述阀体（2）内，所述阀杆（5）穿过所述连接部（4）与所述阀芯（6）连接，其特征在于：所述阀杆（5）底部沿轴向开设有若干个间隔设置的环形的凹槽（51），使得所述阀杆（5）的横截面积呈增大和缩小的交替变化，且所述阀杆（5）的底部固定连接有阀杆套（7），所述阀杆（5）的底部伸入至所述阀芯（6）内且与阀芯（6）连接，所述阀杆（5）底部与阀杆套（7）之间设有隔热层。
2.根据权利要求1所述的一种角座阀，其特征在于：若干个所述凹槽（51）等间距设置，且若干个所述凹槽（51）的深度一致。
3.根据权利要求1所述的一种角座阀，其特征在于：所述隔热层为气凝胶隔热层。
4.根据权利要求1所述的一种角座阀，其特征在于：所述凹槽（51）倾斜向上构成钩槽（512）。
5.根据权利要求4所述的一种角座阀，其特征在于：相邻的所述钩槽（512）处的阀杆（5）构成倾斜向上且截面积逐渐减小的突刺。
6.根据权利要求1所述的一种角座阀，其特征在于：所述阀杆（5）的中部位于所述连接部（4）内，所述凹槽（51）还延伸设置至所述阀杆（5）的中部。
7.根据权利要求1所述的一种角座阀，其特征在于：所述阀杆套（7）包覆整个所述阀杆（5）的底部，所述阀杆套（7）与所述阀杆（5）的底部之间设有间隙（71），所述隔热层填满所述间隙（71）。
8.根据权利要求7所述的一种角座阀，其特征在于：所述阀体（2）内还设有阀芯销（61），所述阀芯（6）、所述阀杆（5）和所述阀杆套（7）上分别开设有用于与所述阀芯销（61）配合的通孔（8），所述阀芯销（61）限制所述阀芯（6）、所述阀杆（5）和所述阀杆套（7）相对移动。
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