CN114215930A

CN114215930A - 一种管道阀门

Info

Publication number: CN114215930A
Application number: CN202111558775.7A
Authority: CN
Inventors: 王彤臣; 汤利专; 岳洋; 张军; 徐海健; 吴明星; 刘晓龙; 朱建斌
Original assignee: Hainan Nuclear Power Co Ltd
Current assignee: Hainan Nuclear Power Co Ltd
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2022-03-22

Abstract

本发明涉及一种管道阀门，包括阀体和第一转轴，所述阀体内设有主通道和泄流通道，所述主通道内设有第一阀球，所述第一阀球上设有第一阀杆，所述第一阀杆穿出所述阀体顶部并设有第一齿轮，所述泄流通道连接于所述第一阀球两侧，所述泄流通道内设有第二阀球，所述第二阀球上设有第二阀杆，所述第二阀杆穿出所述阀体顶部并设有第二齿轮，所述第一转轴转动设于所述阀体顶部上，所述第一转轴上设有不完全齿轮和手轮，所述不完全齿轮、第一齿轮和第二齿轮相互耦合。有效解决了现有技术中的阀门容易产生剧烈的水锤冲击，进而造成管道使用寿命短的问题。

Description

一种管道阀门

技术领域

本发明属于阀门技术领域，特别涉及一种管道阀门。

背景技术

阀门的作用在于控制管道传输的通断，通常在管道内流速较快时，打开或关闭阀门容易产生水锤效应，当打开阀门时产生的水锤被称为负水锤，而在关闭阀门产生的水锤被称为正水锤，水锤的破坏作用是非常大的，严重的正水锤会造成管子的破裂，严重的负水锤会造成管子的瘪塌。然而，现有技术中核电厂内使用的阀门大多为普通的球阀或蝶阀，此类的阀门在开关时更容易产生剧烈的水锤效应，使得在打开或关闭阀门时管道容易受到严重的水锤冲击，长期使用这此类阀门会严重缩短管道的使用寿命，因此当前急需一种管道阀门，能有效降低开关阀门时产生的水锤冲击，避免频繁且严重的水锤冲击对管道造成过早的损坏，进而提高管道使用寿命。

发明内容

本发明提供一种管道阀门，能有效降低开关阀门时产生的水锤冲击，避免频繁且严重的水锤冲击对管道造成过早的损坏，进而提高管道使用寿命。

本发明所采用的技术方案：

一种管道阀门，包括阀体和第一转轴，所述阀体内设有主通道和泄流通道，所述主通道内设有第一阀球，所述第一阀球上设有第一阀杆，所述第一阀杆穿出所述阀体顶部并设有第一齿轮，所述泄流通道连接于所述第一阀球两侧，所述泄流通道内设有第二阀球，所述第二阀球上设有第二阀杆，所述第二阀杆穿出所述阀体顶部并设有第二齿轮，所述第一转轴转动设于所述阀体顶部上，所述第一转轴上设有不完全齿轮和手轮，所述不完全齿轮、第一齿轮和第二齿轮相互耦合。

进一步的，所述泄流通道包括第一旁通道和第二旁通道，所述第一旁通道和第二旁通道分别连接于所述第一阀球两侧，所述第一旁通道端部设有容置腔，所述第一阀杆穿过所述容置腔并设有多个挡叶，所述容置腔的两侧分别设有第一侧通道和第二侧通道，所述阀体底部转动穿设有第二转轴，所述阀体内设有转换阀，所述转换阀分别连接于所述第一转轴底部和第二转轴顶部，且所述转换阀分别与所述第二旁通道、第一侧通道和第二侧通道连接，所述手轮设于所述第二转轴底部。

进一步的，所述第一阀杆上设有壳体，所述壳体内设油介，所述壳体设于所述容置腔内，所述壳体包括内壳与外壳，多个所述挡叶间隔设于所述内壳外周面上，所述外壳转动套设于所述内壳上，且所述外壳固定套设于所述第一阀杆上，所述内壳与外壳的内壁上均设有多个搅拌叶，多个所述搅拌叶呈交错设置。

进一步的，所述转换阀包括旋转套、挡板和扭杆，所述旋转套转动设于所述阀体内，所述旋转套外周面上从下至上依次设有第一连通槽、第二连通槽和第三连通槽，所述第一连通槽、第二连通槽和第三连通槽上分别设有第二出水口、进水口和第一出水口，所述第一连通槽、第二连通槽和第三连通槽分别与所述第二侧通道、第二旁通道和第一侧通道连通，所述挡板转动设于所述旋转套内，所述第一转轴穿入所述旋转套内并与其顶部固定连接，所述第二转轴穿入所述旋转套内并与其底部转动连接，所述第二转轴与所述挡板中部固定连接，所述扭杆两端分别固定连接于所述第一转轴底部与所述第二转轴顶部。

进一步的，所述不完全齿轮设于所述第一齿轮与第二齿轮间，所述不完全齿轮具有齿段和限位段，所述齿段分别与所述第一齿轮和第二齿轮进行间歇啮合，使所述限位段交替抵于所述第一齿轮和第二齿轮上以对第一齿轮和第二齿轮进行交替锁定。

进一步的，所述第一阀球和第二阀球上分别设有第一连通孔和第二连通孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、利用泄流通道和主通道的配合设计，在打开主通道前，先打开泄流通道，且在关闭主通道后，再关闭泄流通道，能有缓解阀门开关时管道内的水压的突变，进而有效降低开关阀门时产生的水锤冲击，避免频繁且严重的水锤冲击对管道造成过早的损坏，进而提高管道使用寿命。

2、利用不完全齿轮、第一齿轮和第二齿轮的配合设计，只需要连续转动不完全齿轮，使不完全齿轮分别第一齿轮和第二齿轮进行间歇啮合，即可完成阀门的打开或关闭，操作步骤少，操作简单方便。

3、通过第一阀杆上设有多个挡叶，当泄流通道内的水流冲击于挡叶上时，挡叶通过第一阀杆作用于第一阀球以提供开关阀门时的转动助力，减轻开关阀门时的人工操作劳力；且利用挡叶进行扰流，能有效缓解泄流通道内的水锤冲击。

4、利用转换阀的设计，在打开阀门时，通过挡板在旋转套内转动进行导流，使水流通过第二侧通道流入容置腔一侧，在关闭阀门时，使水流通过第一侧通道流向容置腔另一侧，使得水流可根据第一阀球的旋转方向冲击于挡叶两侧以提供不同方向的助力，使得打开或关闭第一阀门过程中均可根据第一阀球旋转方向对其提供转动助力，具有较高的操作灵活性，使开关阀门更省力，大大提高了阀门开关的便利性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为图2中C-C剖视图；

图4为图2中D-D剖视图；

图5为图2中E-E剖视图；

图6为图1中B处放大图；

图7为图6中F-F剖视图；

图8为本发明打开阀门过程中转换阀工作示意图；

图9为本发明关闭阀门过程中转换阀工作示意图；

图10为本发明第二阀球打开前不完全齿轮啮合状态示意图；

图11为本发明第一阀球打开后不完全齿轮啮合状态示意图；

图12为本发明第二阀球打开后不完全齿轮啮合状态示意图；

图中：1、第一旁通道；2、第一阀杆；3、第一齿轮；5、第一转轴；6、不完全齿轮；61、齿段；62、限位段；7、第二齿轮；8、第二阀杆；9、第二阀球；10、第二旁通道；11、主通道；12、手轮；13、第二转轴；14、第一阀球；15、阀体；16、第一连通槽；17、进水口；19、第二连通槽；20、扭杆；21、挡板；22、旋转套；23、第三连通槽；24、第一侧通道；25、第一出水口；26、第二出水口；27、第二侧通道；28、容置腔；29、外壳；30、搅拌叶；31、内壳；32、挡叶。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至12，本发明提供一种管道阀门，包括阀体15和第一转轴5，阀体15内设有主通道11和泄流通道，泄流通道的内径比主通道11小，主通道11内设有第一阀球14，通过转动第一阀球14阻断或导通主通道11，第一阀球14上设有第一阀杆2，第一阀杆2穿出阀体15顶部并设有第一齿轮3，泄流通道连接于第一阀球14两侧，泄流通道内设有第二阀球9，通过转动第二阀球9阻断或导通泄流通道，当泄通道导通时，第一阀球14两侧通过泄流通道连通进行泄流，以缓解主通道11内的水压突变，第二阀球9上设有第二阀杆8，第二阀杆8穿出阀体15顶部并设有第二齿轮7，第一转轴5转动设于阀体15顶部上，第一转轴5上设有不完全齿轮6和手轮12，不完全齿轮6分别与两侧的第一齿轮3和第二齿轮7耦合。

在打开阀门时，通过转动手轮12使不完全齿轮6和第一转轴5在阀体15顶部转动，利用不完全齿轮6和第二齿轮7啮合以带动第二齿轮7转动，第二齿轮7带动第二阀杆8在阀体15上转动，第二阀杆8带动第二阀球9转动使泄流通道导通，使得第一阀球14前侧的水经泄流通道流向第一阀球14后侧进行泄压，避免了突然导通主通道11引起的水压剧降而造成的负水锤冲击，随着不完全齿轮6的继续转动，不完全齿轮6与第二齿轮7脱离啮合，随后不完全齿轮6与第一齿轮3啮合，使得不完全齿轮6带动第一齿轮3转动，第一齿轮3带动第一阀杆2在阀体15上转动，第一阀杆2带动第一阀球14转动使主通道11导通以完成阀门打开，有效降低了打开阀门时产生的负水锤冲击；在关闭阀门时，通过反向转动手轮12使不完全齿轮6带动第一齿轮3转动，第一齿轮3带动第一阀球14转动使主通道11阻断，此时由于泄流通道处于导通状态，使得第一阀球14前侧通过泄流通道向其后侧泄压，避免了突然阻断主通道11引起的水压剧升而造成正水锤冲击，随着不完全齿轮6的继续转动，不完全齿轮6与第一齿轮3脱离啮合，随后不完全齿轮6与第二齿轮7啮合，不完全齿轮6带动第二阀球9转动使泄流通道阻断以完成阀门关闭，有效降低了关闭阀门时产生的正水锤冲击，阀球操作简单、方便。

具体的，泄流通道包括第一旁通道1和第二旁通道10，第一旁通道1和第二旁通道10分别连接于第一阀球14两侧，第一旁通道1端部设有容置腔28，第一阀杆2穿过容置腔28并设有多个挡叶32，容置腔28的两侧分别设有第一侧通道24和第二侧通道27，阀体15底部转动穿设有第二转轴13，阀体15内设有转换阀，转换阀分别连接于第一转轴5底部和第二转轴13顶部，且转换阀分别与第二旁通道10、第一侧通道24和第二侧通道27连接，手轮12设于第二转轴13底部。在转动第一阀球14导通主通道11时，通过手轮12带动第二转轴13在阀体15底部转动，第二转轴13通过转换阀带动第一转轴5转动，第一转轴5通过不完全齿轮6带动第一齿轮3转动，第一齿轮3通过第一阀杆2带动第一阀球14转动，在此过程中，第二转轴13作用于转换阀，使第二旁通道10和第二侧通道27通过转换阀连通，第二阀球9前侧的水流依次经第二旁通道10、转换阀和第二侧通道27流向容置腔28一侧并冲击于一侧的挡叶32上，挡叶32通过第一阀杆2作用于第一阀球14以提供转动助力，容置腔28内的水流经第一旁通道1流入第一阀球14后侧；在转动第一阀球14阻断主通道11时，利用第二转轴13作用于转换阀，使第二旁通道10和第一侧通道24通过转换阀连通，使得第二阀球9前侧的水流依次经第二旁通道10、转换阀和第一侧通道24流向容置腔28另一侧并冲击于另一侧的挡叶32上，挡叶32通过第一阀杆2作用于第一阀球14提供转动助力，实现泄压的缓解水锤冲击的同时，还为开关阀门提供助力，起到省力的效果。

具体的，第一阀杆2上设有壳体，壳体内设油介，壳体设于容置腔28内，壳体包括内壳31与外壳29，多个挡叶32间隔设于内壳31外周面上，外壳29转动套设于内壳31上，且外壳29固定套设于第一阀杆2上，内壳31与外壳29的内壁上均设有多个搅拌叶30，多个搅拌叶30呈交错设置。当水流冲击于挡叶32上时，挡叶32带动内壳31在外壳29上旋转，使得内壳31上的搅拌叶30和外壳29上的搅拌叶30进行相对旋转，使搅拌叶30搅拌壳体内的油介，油介采用液压油，由于油介具有阻尼性，使得挡叶32能带动内壳31在容置腔28内旋转，提高扰流效果，有效缓解水锤冲击，同时搅拌叶30还能通过油介的阻尼性作用于第一阀杆2以提供助力，降低开关阀门的操作劳力，起到良好的均衡作用。

具体的，转换阀包括旋转套22、挡板21和扭杆20，旋转套22转动设于阀体15内，旋转套22外周面上从下至上依次设有第一连通槽16、第二连通槽19和第三连通槽23，第一连通槽16、第二连通槽19和第三连通槽23上分别设有第二出水口26、进水口17和第一出水口25，第一出水口25和第二出水口26分别位于进水口17的两侧，第一连通槽16、第二连通槽19和第三连通槽23均为环形结构，使得第二转轴13带动旋转套22在阀体15内转动时，第一连通槽16、第二连通槽19和第三连通槽23能分别与第二侧通道27、第二旁通道10和第一侧通道24保持连通，挡板21转动设于旋转套22内，挡板21内设有避让腔，挡板21与旋转套22的内腔相匹配，第一转轴5穿入旋转套22内并与旋转套22顶部固定连接，第二转轴13穿入旋转套22内并与旋转套22底部转动连接，第二转轴13上部固定设穿于挡板21下部的中间处，且第二转轴13顶部延伸于避让腔内，第一转轴5下部转动穿设于挡板21上部中间处，且第二转轴13底部延伸于避让腔内，扭杆20设于避让腔内，且扭杆20两端分别固定连接于第一转轴5底部与第二转轴13顶部。由于第二阀球9结构较小，所需的转动操作力较小，而第一阀球14较大，所需的转动操作力较大，且第一转轴5和第二转轴13通过扭杆20连接，因此在转动第二阀球9的过程中，当不完全齿轮6与第二齿轮7啮合时，扭杆20受到的扭转力较小，使得挡板21位于进水口17中间处(如图4所示)，水流分别经第一侧通道24和第二侧通道27流向容置腔28两侧，使得等量的水流同时从容置腔28两侧冲击于挡叶32，此过程中不提供转动助力；在转动第一阀球14使主通道11导通时，不完全齿轮6和第一齿轮3啮合，不完全齿轮6受到较大的扭转阻力，使得第一转轴5转动受到阻碍，而手轮12欲继续带动第二转轴13转动，由于旋转套22顶部与第一转轴5固定连接，旋转套22底部与第二转轴13转动连接，挡板21与第一转轴5转动连接，挡板21与第二转轴13固定连接，第一转轴5通过扭杆20与第二转轴13连接，使得扭杆20被扭转，同时第二转轴13带动挡板21在旋转套22内转动(如图8所示)，挡板21对流向第一出水口25的水流进行截流，使水流依次经第二旁通道10、第二连通槽19和进水口17进入旋转套22内，旋转套22内的水流在挡板21截流作用下依次经第二出水口26和第一连通槽16进入第二侧通道27，以为打开阀门提供助力；在转动第一阀球14使主通道11阻断时，利用第一转轴5和第二转轴13配合扭转扭杆20，使挡板21在旋转套22内反向转动(如图9所示)，使得水流依次经第二旁通道10、第二连通槽19和进水口17进入旋转套22内，旋转套22内的水流在挡板21截流作用下依次经第一出水口25和第三连通槽23进入第一侧通道24内，以为关闭阀门提供助力，可根据扭动手轮12方向改变水流流向容置腔28的路径，以提供相应方向的助力；且在转动第一阀球14使主通道11导通时，随着不完全齿轮6受到的阻力增加，会导致扭杆20的变形量增加，进而使得挡板21相对于旋转套22的转动量增加，挡板21对流向第一出水口25水流的截流量增加，使得流向第二出水口26的水流量增加，进而可自适应的根据操作扭转力增加转动助力，提供良好的扭转手感；且在使用者松开第二转轴13上的手轮时其上的扭转力消失，在扭杆20的作用下，第二转轴13带动挡板21复位(挡板21位于进水口17中间处，如图4所示)，以停止提供转动助力，避免水流长时间从一侧冲击挡叶32，进而改变阀门的当前状态，使得阀门可保持于不同的开度状态。需要说明的是，在本实施例中，由于第二阀球9结构小，其打开所需的操作力往往较小，因此只需要为转动较大结构的第一阀球14提供助力即可达到实用效果。

具体的，不完全齿轮6设于第一齿轮3和第二齿轮7间，不完全齿轮6具有齿段61和限位段62，齿段61分别与第一齿轮3和第二齿轮7进行间歇啮合，使限位段62交替抵于第一齿轮3和第二齿轮7上以对第一齿轮3和第二齿轮7进行交替锁定，当齿段61与第一齿轮3啮合时，限位段62抵于第二齿轮7上以对第二齿轮7进行锁定，而当齿段61与第二齿轮7啮合时，限位段62抵于第一齿轮3上以对第一齿轮3进行锁定，通过连续转动不完全齿轮6即可实现阀门打开或关闭，操作简便、方便。

具体的，第一阀球14和第二阀球9上分别设有第一连通孔和第二连通孔，当转动第一阀球14使第一连通孔与主通道11对齐时，主通道11导通，当转动第二阀球9使第二连通孔与第二旁通道10对齐时，第二旁通道10导通。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种管道阀门，其特征在于：包括阀体和第一转轴，所述阀体内设有主通道和泄流通道，所述主通道内设有第一阀球，所述第一阀球上设有第一阀杆，所述第一阀杆穿出所述阀体顶部并设有第一齿轮，所述泄流通道连接于所述第一阀球两侧，所述泄流通道内设有第二阀球，所述第二阀球上设有第二阀杆，所述第二阀杆穿出所述阀体顶部并设有第二齿轮，所述第一转轴转动设于所述阀体顶部上，所述第一转轴上设有不完全齿轮和手轮，所述不完全齿轮、第一齿轮和第二齿轮相互耦合。

2.根据权利要求1所述的一种管道阀门，其特征在于：所述泄流通道包括第一旁通道和第二旁通道，所述第一旁通道和第二旁通道分别连接于所述第一阀球两侧，所述第一旁通道端部设有容置腔，所述第一阀杆穿过所述容置腔并设有多个挡叶，所述容置腔的两侧分别设有第一侧通道和第二侧通道，所述阀体底部转动穿设有第二转轴，所述阀体内设有转换阀，所述转换阀分别连接于所述第一转轴底部和第二转轴顶部，且所述转换阀分别与所述第二旁通道、第一侧通道和第二侧通道连接，所述手轮设于所述第二转轴底部。

3.根据权利要求2所述的一种管道阀门，其特征在于：所述第一阀杆上设有壳体，所述壳体内设油介，所述壳体设于所述容置腔内，所述壳体包括内壳与外壳，多个所述挡叶间隔设于所述内壳外周面上，所述外壳转动套设于所述内壳上，且所述外壳固定套设于所述第一阀杆上，所述内壳与外壳的内壁上均设有多个搅拌叶，多个所述搅拌叶呈交错设置。

4.根据权利要求2所述的一种管道阀门，其特征在于：所述转换阀包括旋转套、挡板和扭杆，所述旋转套转动设于所述阀体内，所述旋转套外周面上从下至上依次设有第一连通槽、第二连通槽和第三连通槽，所述第一连通槽、第二连通槽和第三连通槽上分别设有第二出水口、进水口和第一出水口，所述第一连通槽、第二连通槽和第三连通槽分别与所述第二侧通道、第二旁通道和第一侧通道连通，所述挡板转动设于所述旋转套内，所述第一转轴穿入所述旋转套内并与其顶部固定连接，所述第二转轴穿入所述旋转套内并与其底部转动连接，所述第二转轴与所述挡板中部固定连接，所述扭杆两端分别固定连接于所述第一转轴底部与所述第二转轴顶部。

5.根据权利要求1所述的一种管道阀门，其特征在于：所述不完全齿轮设于所述第一齿轮与第二齿轮间，所述不完全齿轮具有齿段和限位段，所述齿段分别与所述第一齿轮和第二齿轮进行间歇啮合，使所述限位段交替抵于所述第一齿轮和第二齿轮上以对第一齿轮和第二齿轮进行交替锁定。

6.根据权利要求1所述的一种管道阀门，其特征在于：所述第一阀球和第二阀球上分别设有第一连通孔和第二连通孔。