CN113757396A - 一种偏置式启动矢量密封也阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种偏置式启动矢量密封也阀，包括阀体、阀板和阀轴，阀板可旋转地连接到阀体上，阀体的轴向一半内腔设置为半球形腔，另一半内腔为圆柱腔，圆柱腔嵌入有矢量密封圈，矢量密封圈内表面与阀体的半球形腔构成球形截面腔，阀板径向外侧表面与球形截面腔一致，阀板一侧中心对称轴向固定连接有扇形齿轮，与扇形齿轮相互啮合的主动齿轮固定连接在阀轴上，阀轴旋转连接在阀体上且偏置阀板中心一段距离。本发明阀板球面彻底与阀体球形截面腔充分自定位接触，实现完整的球面硬性密封，密封效果更好，轴向承载力更好；降低组装精度，更便于也阀的安装，降低了安装难度；偏置启动，启动力矩降低，更加省力或降低驱动电机功率。

Description

一种偏置式启动矢量密封也阀
技术领域
本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种偏置式启动矢量密封也阀。
背景技术
目前国内、国际上使用阀门种类繁多，大都以蝶阀、球阀、和闸阀为主要结构、构造的阀门。该种类阀门大都因体积庞大，质量较重；安装尺寸较长；密闭效果差；启、闭扭力、扭矩要求大；使用电动或气动执行器等传动方式启、闭所需动力较大；使用寿命短，又与现行各阀门井、室等设施规范标准在使用环境中出现矛盾，往往一个大口径的阀门装在一个小的阀门井、室（内）或先安装好阀门后再砌筑井、室，这与后期的安装、更换、拆装、维护、保养及使用等凸显矛盾。另若遇到管网系统中局部某个阀门需要更换或维修时，需从干管控制阀或总阀进行启闭才能实现更换作业。不能够实现点断、点修复（或更换）作业，从而损耗大量的人力、物力和介质等资源流失，并因而造成管网干管或其它系统的断流或瘫痪。
中国专利申请（申请号为2019112794029）公开了一种矢量密封也阀，该也阀包括阀体、阀板和阀轴，阀板通过与其固定连接的阀轴可旋转地连接到阀体上，阀体的轴向一半内腔设置为半球形腔，另一半内腔为圆柱腔，圆柱腔嵌入有矢量密封圈，矢量密封圈内表面与阀体半球形腔构成球形截面腔，阀板径向外侧表面与球形截面腔一致，该结构采用阀轴直接驱动，驱动力大，针对大阀门开闭时，需要的力矩大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种偏置式启动矢量密封也阀，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种偏置式启动矢量密封也阀，包括阀体、阀板和阀轴，阀板可旋转地连接到阀体上，阀体的轴向一半内腔设置为半球形腔，另一半内腔为圆柱腔，圆柱腔嵌入有矢量密封圈，矢量密封圈内表面与阀体的半球形腔构成球形截面腔，阀板径向外侧表面与球形截面腔一致，阀板一侧中心对称轴向固定连接有扇形齿轮，与扇形齿轮相互啮合的主动齿轮固定连接在阀轴上，阀轴旋转连接在阀体上且偏置阀板中心一段距离。
优选的，上述扇形齿轮采用齿环结构，主动齿轮上下侧旋转连接有两块限位板，两块限位板自由端设置有限位销，限位销置于扇形齿轮的环内。
优选的，上述扇形齿轮两端部分别通过两个螺钉一固定连接在阀板上，螺钉一穿过扇形齿轮端部连接到阀板锁紧或穿过阀板连接到扇形齿轮端部锁紧。
优选的，上述阀轴外端旋转连接有固定座，固定座固定连接在阀体外部。
优选的，上述矢量密封圈与阀体之间采用过渡或过盈配合。
优选的，上述阀体另一半内腔为台阶孔结构，矢量密封圈外端设置法兰盘，矢量密封圈嵌入台阶孔结构后采用螺钉二将法兰盘紧固在阀体上。
优选的，上述矢量密封圈内端与台阶孔结构内端保持间隙，间隙不大于1mm。
优选的，上述阀体内腔直径大于阀体口径的0 .025%-8%。
优选的，上述阀轴与阀体连接处设置有阀轴密封环。
优选的，上述限位销柱面设置有滚柱。
组装时，将阀板置于阀体内的半球形腔处，将矢量密封圈嵌入到阀体内并固定，将扇形齿轮限位到阀轴上的两限位板内并加装限位销且保持与主动齿轮啮合，旋转阀板，将扇形齿轮固定连接在阀板上，完成也阀的安装。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：
（1）本发明采用齿轮副偏置驱动阀板开闭，阀板球面彻底与阀体球形截面腔充分自定位接触，实现完整的球面硬性密封，密封效果更好，轴向承载力更好；降低组装精度，更便于也阀的安装，降低了安装难度；偏置启动，启动力矩降低，更加省力或降低驱动电机功率，阀轴轴线偏离阀板轴线，也能实现结构更紧凑；
（2）针对球形截面腔的阀体内腔，将阀体内腔采用轴向分割方式，设置为两半结构（一半矢量密封圈内表面充当），矢量密封圈充当一半的球形腔，使得球形截面腔的分开加工，从而降低内球形面的加工难度，加工成本大大降低，矢量密封圈也更便于加工，矢量密封圈轴向压入，也便于进行整个球形截面腔与阀板球形截面之间的径向间隙调节，使得两者之间的密封性更好，该也阀仅仅涉及阀体、阀轴、阀板和矢量密封圈主要构件，制作要求简单，本发明还具有装卸更方便的特点；
（3）采用限位板和限位销限位扇形齿环的设置方式，一方面，起到主动齿轮和扇形齿轮始终保持啮合的限位作用，另一方面，也起到限位阀板定向旋转的作用；
（4）采用螺钉一穿过扇形齿轮的固定方式时，减少密封部件的使用，采用螺钉一穿过阀板的固定方式时，需要在螺钉处设置螺钉密封圈，弧形齿环，对于流体流过时阻力小；
（5）采用过盈配合方式，能够实现阀体与矢量密封圈之间的密封性和连接可靠性，采用过渡配合，便于安装，可配合密封圈使用实现密封；
（6）台阶孔结构，便于将法兰盘结构的矢量密封圈嵌入到台阶孔结构内，进一步加固矢量密封圈的连接可靠性；
（7）设置间隙，便于实现矢量密封圈内球形腔面与阀板外球形表面之间位置调节，使得密封性更好；
（8）采用过盈或过渡配合固定矢量密封圈，连接可靠，采用压接方式，安装方便，且矢量密封圈外径大于管道内孔，能够起到防脱作用，进一步提高使用安全性；
（9）该也阀结构阀体减薄，通过两侧管道的法兰盘对接在阀体两侧，安装处结构更加紧凑。
附图说明
图1为本发明的前视结构示意图；
图2为图1中A-A剖视结构示意图（阀板打开状态）；
图3为图1中A-A剖视结构示意图（阀板闭合状态）；
图4为图1中A-A剖视结构示意图（软硬组合密封）；
图5为软硬组合密封阀体剖面结构示意图；
图6为扇形齿轮侧视结构示意图（螺钉穿过扇形齿轮安装）；
图7为扇形齿轮前视结构示意图（螺钉穿过扇形齿轮安装）；
图8为限位板和限位销连接处结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
本申请中矢量密封含义：是通过物质的物理特性和形态实现面与面（接触）之间相互自然变量达到密封性能要求的一种方式。
实施例1：如图1-8所示， 一种偏置式启动矢量密封也阀，包括阀体1、阀板2和阀轴3，阀板2可旋转地连接到阀体1上，阀体1的轴向一半内腔设置为半球形腔，另一半内腔为圆柱腔，圆柱腔嵌入有矢量密封圈4，矢量密封圈4内表面与阀体1的半球形腔构成球形截面腔，阀板2径向外侧表面与球形截面腔一致，阀板2一侧中心对称轴向固定连接有扇形齿轮5，与扇形齿轮5相互啮合的主动齿轮6固定连接在阀轴3上，阀轴3旋转连接在阀体1上且偏置阀板2中心一段距离（阀轴轴线与阀板轴线交叉或阀轴轴线偏离阀板轴线，也能实现结构更紧凑）。
优选的，上述扇形齿轮5采用齿环结构，扇形齿轮与主动齿轮采用内啮合或外啮合，主动齿轮6上下侧旋转连接有两块限位板7，两块限位板7自由端设置有限位销8，限位销8置于扇形齿轮5的环内，采用限位板和限位销，一方面，起到主动齿轮和扇形齿轮始终保持啮合的限位作用，另一方面，也起到限位阀板定向旋转的作用。
优选的，上述扇形齿轮5两端部分别通过两个螺钉一9固定连接在阀板2上，螺钉一9穿过扇形齿轮5端部连接到阀板2锁紧或穿过阀板2连接到扇形齿轮5端部锁紧，采用螺钉一穿过扇形齿轮的固定方式时，减少密封部件的使用，采用螺钉一穿过阀板的固定方式时，需要在螺钉处设置螺钉密封圈13，弧形齿环，对于流体流过时阻力小。
优选的，上述阀轴3外端旋转连接有固定座12，固定座12固定连接在阀体1外部，便于阀轴的稳定连接。
优选的，上述矢量密封圈4与阀体1之间采用过渡或过盈配合。
优选的，上述阀体1另一半内腔为台阶孔结构，矢量密封圈4外端设置法兰盘10，矢量密封圈4嵌入台阶孔结构后采用螺钉二17将法兰盘10紧固在阀体1上。
优选的，上述矢量密封圈4内端与台阶孔结构内端保持间隙，间隙不大于1mm，便于实现矢量密封圈内球形腔面与阀板外球形表面之间位置调节，使得密封性更好。
优选的，上述阀体1内腔直径大于阀体1口径的0.025%-8%，能够承载阀板轴向力的情况下，满足阀体减薄的要求，重量更轻。
优选的，上述阀轴3与阀体1连接处设置有阀轴密封环11。
优选的，上述限位销8柱面设置有滚柱。
优选的，上述在阀板背水侧和进水侧均设置凹陷的锥形面部，能够增加过流断面比，降低介质阻力，降低阀板重量，增大阀板荷载，使用寿命更高。
阀体1周向设置有安装法兰14，安装法兰14靠阀轴3外的阀体外部，而阀体的球形截面腔靠阀体另一侧，安装法兰布置多个通孔15，阀体两侧安装管道时，将两侧管道端部的法兰盘均对接到安装法兰两侧，通过螺栓固定连接，安装法兰连接处还设置有止水垫。
优选的，上述矢量密封圈4内端与阀体1的半球形腔内端之间安装有环形的填料圈16，填料圈16内侧高度高于球形截面腔的表面，填料圈弹性接触在阀板外表面上，配合球形截面腔的硬性密封，实现也阀的柔性硬性的组合密封，降低制造成本，矢量密封圈4内端部为内小外大的锥面结构一，阀体1的半球形腔内端设置有与锥面结构一对称的锥面结构二，填料圈16挤压在锥面结构一与锥面结构二之间，锥面结构起到填料圈防脱限位紧固作用和矢量密封圈4安装导向作用，如图4所示，填料圈安装时，阀轴阀板先安装到阀体上，再将填料圈（圆形截面的环形弹性密封圈）嵌入到半球形腔内端的锥面结构内，再将矢量密封圈嵌入到设定位置，从而将填料圈紧固在球形截面腔上。
也阀启、闭运行：该也阀是通过阀轴驱动主动齿轮，主动齿轮驱动阀板旋转，阀板在阀体球形腔内进行90度转动实现启、闭，介质闭合是通过也阀阀板与阀体1相一致的球形面相互作用实现的，阀板与球形截面腔硬性密封或加装填料圈后的组合密封止流介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种偏置式启动矢量密封也阀，包括阀体（1）、阀板（2）和阀轴（3），阀板（2）可旋转地连接到阀体（1）上，阀体（1）的轴向一半内腔设置为半球形腔，另一半内腔为圆柱腔，圆柱腔嵌入有矢量密封圈（4），矢量密封圈（4）内表面与阀体（1）的半球形腔构成球形截面腔，阀板（2）径向外侧表面与球形截面腔一致，其特征在于：阀板（2）一侧中心对称轴向固定连接有扇形齿轮（5），与扇形齿轮（5）相互啮合的主动齿轮（6）固定连接在阀轴（3）上，阀轴（3）旋转连接在阀体（1）上且偏置阀板（2）中心一段距离。
2.根据权利要求1所述的一种偏置式启动矢量密封也阀，其特征在于：扇形齿轮（5）采用齿环结构，主动齿轮（6）上下侧旋转连接有两块限位板（7），两块限位板（7）自由端设置有限位销（8），限位销（8）置于扇形齿轮（5）的环内。
3.根据权利要求2所述的一种偏置式启动矢量密封也阀，其特征在于：扇形齿轮（5）两端部分别通过两个螺钉一（9）固定连接在阀板（2）上，螺钉一（9）穿过扇形齿轮（5）端部连接到阀板（2）锁紧或穿过阀板（2）连接到扇形齿轮（5）端部锁紧。
4.根据权利要求1所述的一种偏置式启动矢量密封也阀，其特征在于：阀轴（3）外端旋转连接有固定座（12），固定座（12）固定连接在阀体（1）外部。
5.根据权利要求1所述的一种偏置式启动矢量密封也阀，其特征在于：矢量密封圈（4）与阀体（1）之间采用过渡或过盈配合。
6.根据权利要求1所述的一种偏置式启动矢量密封也阀，其特征在于：阀体（1）另一半内腔为台阶孔结构，矢量密封圈（4）外端设置法兰盘（10），矢量密封圈（4）嵌入台阶孔结构后采用螺钉二（17）将法兰盘（10）紧固在阀体（1）上。
7.根据权利要求5所述的一种偏置式启动矢量密封也阀，其特征在于：矢量密封圈（4）内端与台阶孔结构内端保持间隙，间隙不大于1mm。
8.根据权利要求1所述的一种偏置式启动矢量密封也阀，其特征在于：阀体（1）内腔直径大于阀体（1）口径的0 .025%-8%。
9.根据权利要求1所述的一种偏置式启动矢量密封也阀，其特征在于：阀轴（3）与阀体（1）连接处设置有阀轴密封环（11）。
10.根据权利要求1所述的一种偏置式启动矢量密封也阀，其特征在于：限位销（8）柱面设置有滚柱。
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