CN113775773A - 一种深海用进水阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深海用进水阀，主要由阀门主体和控制机构组成，阀门主体包括进水阀体、进水弹簧和进水阀芯，控制机构包括电爆头、电爆阀体、电爆阀芯、电爆弹簧和电爆堵头，阀门主体和控制机构通过钢球和销轴进行控制传导；工作前深海的高背压对进水阀芯的作用力转化为钢球的剪切力，然后通过销轴将力施加于电爆阀芯的侧面，工作时电爆头发火推动电爆阀芯，克服其与销轴的摩擦力，控制机构动作后销轴右侧悬空，并且在进水弹簧和海水背压的共同作用下右移，同时进水阀芯上移沟通进口与出口，完成开启动作。本发明耐受海水背压高，所需的电爆头能量小。

Description

一种深海用进水阀
技术领域
本发明涉及高背压条件下的阀门开启领域，特别是深海条件下的进水阀门设备。
背景技术
随着时代的发展，对海洋探索的广度和深度不断扩大，海洋水下设备不得不面对深海高压力的条件。当处于高背压条件下的阀门工作时，将面对比常压阀门更为苛刻的环境条件影响。通常深海设备受限于重量和体积的影响，对进水阀有着更高的要求。
通常情况下，深海进水阀采用电动机带动阀杆旋转或利用高能量的电爆头产生的冲击力和高压气体开启阀门，甚至条件允许的情况下手动开启。然而，这类进水阀通常体积和质量大，结构复杂等缺点。
发明内容
为了解决此类问题，本发明设计了一种深海用进水阀，将海水的背压转化为钢球的剪切力，并通过销轴将力传导到控制机构，控制机构仅需较小的力即可打开进水阀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种深海用进水阀，主要由阀门主体和控制机构等组成；所述的阀门主体包括进水阀体和设置在进水阀体内的进水弹簧和进水阀芯，所述的进水阀体一端封闭、另一端分别设置有横向出口、纵向进口和位于横向出口下方的销轴孔，销轴孔内有钢球，进水阀芯外壁面设置有与钢球对应的凹坑，进水阀体外壁横向设置有连接套，销轴孔出口位于连接套中心，所述的进水弹簧一端固定在进水阀体封闭端，另一端连接进水阀芯；所述的控制机构包括电爆阀体和设置在电爆阀体内的电爆阀芯，电爆阀体两端分别为电爆头和电爆堵头，电爆阀芯和电爆堵头之间设置有电爆弹簧，所述的电爆阀体外壁横向设置有位于连接套内的连接轴，连接轴中心开有与电爆阀体内腔连通的销轴孔，销轴孔内有与钢球抵靠的销轴。阀门主体和控制机构通过钢球和销轴进行控制传导。
所述的一种深海用进水阀，其凹坑与钢球同直径，深度为钢球直径的1/3～1/2。
所述的一种深海用进水阀，其进水阀体内壁靠近横向出口处设置有对进水阀芯限位的台阶部。
所述的一种深海用进水阀，其进水阀芯上设置有密封圈，以实现进水阀芯与进水阀体内壁面的密封。
所述的一种深海用进水阀，其电爆阀芯底端设置有凸缘部，所述的电爆阀体内壁靠近销轴孔处设置有对所述凸缘部限位的台阶部。
所述的一种深海用进水阀，其电爆阀芯上设置有密封圈，以实现电爆阀芯与电爆阀体内壁面的密封。
所述的一种深海用进水阀，除进水弹簧、电爆头、电爆弹簧和电爆堵头外其它部件采用高硬度合金材料。其中所述进水阀芯和钢球的硬度HRC应不小于30。
本发明的有益效果是：本发明通过钢球和销轴进行阀门主体和控制机构的控制传导，装备本发明后，可以用较小的力实现深海条件下进水阀的开启；本发明结构相对简单，质量轻，动作可靠，特别适用于深海环境。
附图说明
图1是本发明的关闭状态示意图；
图2是本发明的开启工作状态示意图。
各附图标记为：1—进水阀体，2—进水弹簧，3—进水阀芯，4—钢球，5—销轴，6—电爆头，7—电爆阀体，8—电爆阀芯，9—电爆弹簧，10—电爆堵头。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
参照图1所示，本发明公开的一种深海用进水阀，主要由阀门主体和控制机构等组成。
其中所述的阀门主体包括进水阀体1和设置在进水阀体1内的进水弹簧2和进水阀芯3，所述的进水阀体1一端封闭、另一端分别设置有横向出口、纵向进口和位于横向出口下方的销轴孔，销轴孔内有钢球4，进水阀芯3外壁面设置有与钢球4对应的凹坑，所述的凹坑与钢球4同直径，深度为钢球4直径的1/3～1/2，进水阀体1外壁横向设置有连接套，销轴孔出口位于连接套中心，所述的进水弹簧2一端固定在进水阀体1封闭端，另一端连接进水阀芯3，进水阀体1内壁靠近横向出口处设置有对进水阀芯3限位的台阶部，所述的进水阀芯3上设置有密封圈，以实现进水阀芯3与进水阀体1内壁面的密封。
所述的控制机构包括电爆阀体7和设置在电爆阀体7内的电爆阀芯8，电爆阀体7两端分别为电爆头6和电爆堵头10，电爆阀芯8和电爆堵头10之间设置有电爆弹簧9，所述的电爆阀体7外壁横向设置有位于连接套内的连接轴，连接轴中心开有与电爆阀体7内腔连通的销轴孔，销轴孔内有与钢球4抵靠的销轴5所述的电爆阀芯8底端设置有凸缘部，所述的电爆阀体7内壁靠近销轴孔处设置有对所述凸缘部限位的台阶部，电爆阀芯8上设置有密封圈，以实现电爆阀芯8与电爆阀体7内壁面的密封。其中进水阀体1上的销轴孔与电爆阀体7上的销轴孔孔径相同容销轴5水平移动。
本发明的阀门主体和控制机构通过钢球4和销轴5进行控制传导。
图1是进水阀体1的关闭状态，也是进水阀体1的初始状态：进水阀体1未开启时，其进口处接触海水，进水阀芯3承受海水压力，该压力作用于钢球4，钢球4在销轴5和电爆阀芯8的限制下，不能向右移动，因此进水阀芯3可承受很高的海水压力。为避免受力部件在海水压力下产生变形，除进水弹簧2、电爆头6、电爆弹簧9和电爆堵头10外，其它部件采用高硬度合金材料，尤其是进水阀芯3和钢球4，其硬度HRC应不小于30。
图2是进水阀体1的开启状态：首先电爆头6点火，产生气体和冲击力，推动电爆阀芯8克服销轴5和电爆阀芯8的摩擦力而向下移动。当电爆阀芯8移动到图示位置，销轴5右侧失去限制，因而钢球4和销轴5在进水阀芯3作用下右移，同时进水阀芯3上移，沟通进口与出口，完成开启动作。
本发明的功能为在深海高压环境下，通过较小的作用力即可完成阀门的开启过程。在进水阀体1受力部件不发生变形和电爆头6工作能力足够的情况下，海水背压越高，越有利于阀门的开启。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种深海用进水阀，其特征在于：由阀门主体和控制机构组成；所述的阀门主体包括进水阀体（1）和设置在进水阀体（1）内的进水弹簧（2）和进水阀芯（3），所述的进水阀体（1）一端封闭、另一端分别设置有横向出口、纵向进口和位于横向出口下方的销轴孔，销轴孔内有钢球（4），进水阀芯（3）外壁面设置有与钢球（4）对应的凹坑，进水阀体（1）外壁横向设置有连接套，销轴孔出口位于连接套中心，所述的进水弹簧（2）一端固定在进水阀体（1）封闭端，另一端连接进水阀芯（3）；所述的控制机构包括电爆阀体（7）和设置在电爆阀体（7）内的电爆阀芯（8），电爆阀体（7）两端分别为电爆头（6）和电爆堵头（10），电爆阀芯（8）和电爆堵头（10）之间设置有电爆弹簧（9），所述的电爆阀体（7）外壁横向设置有位于连接套内的连接轴，连接轴中心开有与电爆阀体（7）内腔连通的销轴孔，销轴孔内有与钢球（4）抵靠的销轴（5）。
2.根据权利要求1所述的一种深海用进水阀，其特征在于，所述的凹坑与钢球（4）同直径，深度为钢球（4）直径的1/3～1/2。
3.根据权利要求1所述的一种深海用进水阀，其特征在于，所述的进水阀体（1）内壁靠近横向出口处设置有对进水阀芯（3）限位的台阶部。
4.根据权利要求1所述的一种深海用进水阀，其特征在于，所述的进水阀芯（3）上设置有密封圈。
5.根据权利要求1所述的一种深海用进水阀，其特征在于，所述的电爆阀芯（8）底端设置有凸缘部，所述的电爆阀体（7）内壁靠近销轴孔处设置有对所述凸缘部限位的台阶部。
6.根据权利要求1所述的一种深海用进水阀，其特征在于，所述的电爆阀芯（8）上设置有密封圈。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种深海用进水阀，其特征在于，所述的进水阀体（1）、进水阀芯（3）、钢球（4）、销轴（5）、电爆阀体（7）和电爆阀芯（8）均采用高硬度合金材料。
8.根据权利要求7所述的一种深海用进水阀，其特征在于，所述进水阀芯（3）和钢球（4）的硬度HRC不小于30。
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