CN116066583A - 一种自锁式单阀板真空阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自锁式单阀板真空阀，包括阀体、摇杆结构、阀板、连接板，其特征在于，所述摇杆结构与阀板活动连接，摇杆结构驱动阀板在阀体内做线性运动，以及推动连接板绕阀板作旋转运动；所述连接板通过定位轴设置在阀板远离摇杆结构的一面；所述阀板上端开设有滑槽，阀板的下端设置钢球窝；所述连接板上设置有钢球套，钢球套内设置有竖直排列的两颗钢球，连接板绕阀板转动时钢球能够沿钢球窝滑动，撑开阀板实现密封。本发明通过自锁式单阀板真空阀解决了现有技术中的单阀板真空阀的密封效果差、抗压能力差和关阀速度慢的技术问题。

Description

一种自锁式单阀板真空阀

技术领域

本发明涉及真空阀板领域，具体涉及一种自锁式单阀板真空阀。

背景技术

单阀板真空阀是通过一块阀板实现阀门密封的真空阀，此插板阀的优点在于阀芯重量轻，关阀速度快，抗污染能力强。

但现有技术的单阀板真空插板阀，其主要结构是通过铰链撑开阀板进行密封，这种结构主要缺陷是密封不严，不能抵抗高压差时的压力，在高压差的真空状态下容易出现漏气现象。

同时，现有技术中以往所用的双阀板（阀芯含一块密封板和一块支撑板）为阀芯结构的插板阀，其通过多个钢球撑开两块阀板，这种阀芯结构重量较重，关阀速度慢，且抗污染能力差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自锁式单阀板真空阀，以解决现有技术中的单阀板真空阀密封效果差、抗压能力差和关阀速度慢的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种自锁式单阀板真空阀，包括阀体、摇杆结构、阀板、连接板，其特征在于，所述摇杆结构与阀板活动连接，摇杆结构驱动阀板在阀体内做线性运动，以及推动连接板绕阀板作旋转运动；所述连接板通过定位轴设置在阀板远离摇杆结构的一面；所述阀板上端开设有滑槽，阀板的下端设置钢球窝；所述连接板上设置有钢球套，钢球套内设置有竖直排列的两颗钢球，钢球能够沿钢球窝滑动。

进一步的，摇杆结构由摇臂、摇把、转轴和密封座组成，密封座安装在阀体的外侧，密封座内安装有转轴，转轴的外侧连接摇把，转轴的内侧连接摇臂；所述转轴的外壁套设有轴承和弹簧；所述摇臂的末端设置有滑槽滚轮。

进一步的，阀体分为锁定段和开放段，锁定段的两面都安装法兰，开放段的一面安装密封座，阀体内部的两侧设置有导槽板。

进一步的，阀板中的滑槽下端和阀板的末端都开设有滚轮定位槽，滚轮定位槽的上端通过螺栓固定有弹性板，所述弹性板的两端安装有滚轮，滚轮嵌入在滚轮定位槽的位置；所述钢球窝在阀板上呈圆形均布排列，多个钢球窝中间位置开设有中心孔。

进一步的，滚轮与导槽板进行配合，导槽板约束滚轮的轴向运动。

进一步的，连接板为下端为圆形上端设置凸出端的异形结构，钢球套在连接板上呈圆形均布排列，多个钢球套的中间位置开设有定位孔，连接板的上方设有凸出的曲边。

进一步的，滑槽是一段为水平路径、另一段为弧形路径的导向结构，滑槽靠近摇杆结构的一端设置为自锁圆弧，所述滚轮在滑槽的水平路径与弧形路径的衔接位置与曲边接触。

进一步的，定位轴上套设有弹簧片，弹簧片上设置有卡圈。

进一步的，钢球套安装在连接板远离阀板的一面，钢球套的上端为半封闭结构，用于约束钢球在钢球套的轴向自由度，钢球套内设置两个钢球，两个钢球分别为下端钢球和上端钢球，钢球套的下端钢球与钢球窝配合，关阀时上端钢球与阀体进行配合，当钢球沿钢球窝滑出上端顶在阀体内侧时，下端钢球能对阀板施加沿钢球套的轴向向下的力。

基于上述技术方案，本发明可以产生如下有益效果：

（1）本发明提供的一种自锁式单阀板真空阀，通过多个均布的钢球顶在阀体内侧和阀板上，有力的保证了密封力，实现了在高压差下的密封可靠性，确保了阀门不会产生泄漏，这是以往的用铰链顶紧阀板的单阀板真空插板阀不具有的密封力效果。

（2）本发明提供的一种自锁式单阀板真空阀，通过将钢球直接顶在阀体一侧的内表面上，避免了多使用一块支撑用的阀板作为支撑钢球的作用，减轻了阀芯重量，实现了快速关阀，并降低了制造成本。这是以往用钢球撑开阀芯的双阀板阀芯结构所不具有的技术优势；在关阀位阀芯具备自锁功能，使阀门具有断气保护功能，进一步确保了阀门使用中的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的结构剖面图；

图3是本发明实施例阀板的示意图；

图4是本发明实施例连接板的示意图；

图5是本发明实施例的自锁原理图一；

图6是本发明实施例的自锁原理图二；

图7是本发明实施例的阀芯锁定时剖面图；

图8是本发明实施例的阀芯锁定时钢球套局部放大图；

图9是本发明实施例的阀门打开时剖面图；

图10是本发明实施例的阀门打开时弹簧片装配局部放大图；

图11是本发明实施例阀门开启状态效果图；

图12是本发明实施例阀门解锁状态效果图；

图13是本发明实施例阀门自锁状态效果图；

图中：1、阀体；1-1、锁定段；1-2、开放段；2、摇臂；3、阀板；3-1、滑槽；3-2、钢球窝；3-3、滚轮定位槽；3-4、中心孔；3-5、自锁圆弧；4、连接板；4-1、钢球套；4-2、定位孔；4-3、曲边；5、定位轴；6、钢球；6-1、下端钢球；6-2、上端钢球；7、摇把；8、转轴；9、密封座；10、滑槽滚轮；11、法兰；12、导槽板；13、弹性板；14、滚轮；15、弹簧片；15-1、卡圈；16、螺栓。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种自锁式单阀板真空阀做进一步详细的描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-4所示，本发明一种自锁式单阀板真空阀，包括阀体1、摇杆结构、阀板3、连接板4，摇杆结构与阀板3活动连接，摇杆结构驱动阀板3在阀体1内做线性运动；连接板4通过定位轴5设置在阀板3远离摇杆结构的一面；阀板3上端开设有滑槽3-1，阀板3的下端设置钢球窝3-2；连接板4上设置有钢球套4-1，钢球套4-1内设置有竖直排列的两颗钢球6，钢球6能够沿钢球窝3-2滑动。

其中，摇杆结构由摇臂2、摇把7、转轴8和密封座9组成，密封座9安装在阀体1的外侧，密封座9内安装有转轴8，转轴8的外侧固定连接摇把7，转轴8的内侧固定连接摇臂2；转轴8的外壁套设有轴承和弹簧；摇臂2的末端设置有滑槽滚轮10。

具体的，当摇臂2上设置的滑槽滚轮10位于密封座9的竖直下方时，阀板3位于阀体1密封的极限位置，滑槽滚轮10再持续滑动阀板3不再沿着阀体1持续滑动，滑槽滚轮10开始对连接板4进行压紧。

阀体1分为锁定段1-1和开放段1-2，锁定段1-1的两面都安装法兰11，开放段1-2的一面安装密封座9，阀体1内部的两侧设置有导槽板12。具体的，当阀板3沿着导槽板12滑动到开放段1-2时，阀门处于解锁状态，锁定段1-1的法兰11可以进气，当阀板3沿着导槽板12滑动到锁定段1-1时，并且阀门3上安装的真空密封圈与法兰11紧密接触后，阀门3将法兰11进行真空密封。

阀板3中的滑槽3-1下端和阀板3的末端都开设有滚轮定位槽3-3，滚轮定位槽3-3通过弹性板13将滚轮14固定，滚轮14嵌入在滚轮定位槽3-3的位置，弹性板13通过螺栓16与阀板3进行固定；钢球窝3-2在阀板3上呈圆形均布排列，多个钢球窝3-2的中间位置开设有中心孔3-4。

滚轮14与导槽板12进行配合，导槽板12约束滚轮14的轴向运动。

具体的，滚轮定位槽3-3分布在阀板3的四周，滚轮14通过弹性板13安装在滚轮定位槽3-3上，进一步的，滚轮14的轴向下方连接弹性板13，滚轮14的轴向侧面嵌入阀体1上安装的导槽板12内。

具体的，弹性板13是一种弹性性能极好的钢板，当阀板3向法兰11方向移动时，当弹性板13两端连接的滚轮13嵌入导槽板12被约束轴向竖直自由度时，弹性板13与螺栓16连接的位置向下凹陷，当阀板3开始远离法兰11时，弹性板13根据自身属性，产生复位的作用力带动阀板3恢复到初始位置；嵌入在导槽板12内滚轮14起到定位弹性板13初始位置的作用。

钢球套4-1安装在连接板4远离阀板3的一面，钢球套4-1的上端为半封闭结构，用于约束钢球6在钢球套4-1的轴向自由度，钢球套4-1内设置两个钢球6，钢球套4-1下端的钢球6与钢球窝3-2配合，钢球6沿钢球窝3-2滑出，能对阀板3施加沿钢球套4-1的轴向向下的力。

钢球套4-1内的两个钢球6始终竖直排列，两个钢球6起到滑动和支撑的作用。

具体的，当连接板4旋转时带动钢球套4-1运动，使得钢球套4-1内下端的钢球6沿着阀板3的钢球窝3-2滑动，此外，钢球6滑动的路径不超过钢球窝3-2的边缘，这样设置的目的是使得钢球始终在钢球窝3-2内，便于钢球6沿着钢球窝3-2倾斜的凹槽进行复位。

具体的，当钢球套4-1内的下端钢球6-1在钢球窝3-2内向上滑动一段路径后，钢球套4-1内的上端钢球6-2与阀体1内壁接触，此时连接板4不再移动，上端钢球6-2持续顶住阀体1内壁；进一步的，下端钢球6-1持续在钢球窝3-2内向上滑动，钢球6开始对阀板3施加作用力，使得阀板3向阀体1方向运动，下端钢球6-1在钢球窝3-2内滑动到极限位置，阀板3也运动到极限位置与阀体1紧密接触，阀门得到最大密封。

滑槽3-1是一段为水平路径、另一段为弧形路径的导向结构，滑槽3-1靠近摇杆结构的一端设置为自锁圆弧3-5，滚轮14在滑槽3-1的水平路径与弧形路径的衔接位置与曲边4-3接触。

如图5-6所示，当滑槽滚轮10沿着滑槽3-1到达自锁圆弧3-5处时，滑槽滚轮10与曲边4-3接触，在滑槽滚轮10持续向自锁圆弧3-5移动的过程中，滑槽滚轮10持续向曲边4-3施加作用力使得连接板4绕定位轴5旋转。

连接板4为下端为圆形上端设置凸出端的异形结构，钢球套4-1在连接板4上呈圆形均布排列，多个钢球套4-1的中间位置开设有定位孔4-2，连接板4的上方设有凸出的曲边4-3，曲边4-3为异形结构，曲边4-3与滑槽滚轮10配合的一端为弧形。

具体的，连接板4上方的曲边4-3靠近滑槽滚轮10的一侧弧在滑槽滚轮10滑动至滑槽3-1的自锁圆弧3-5末端时，通过滑槽滚轮10压紧曲边4-3使得绕定位轴5旋转的连接板4发生锁定，不能发生复位运动。

所述定位轴5上套设有弹簧片15，弹簧片15上设置有卡圈15-1。弹簧片15为两端设有压片的对称结构，对称状压片的设置能够使弹簧片15对连接板4受力均匀，采用弹簧片15的作用是当连接板4解除滑槽滚轮10施加力后，使得连接板4在弹簧片15的作用下复位，卡圈15-1对弹簧片15进行限位。

自锁式真空阀密封原理：

如图7-8所示，当摇臂2推动阀芯运动到阀口时，摇臂2上的滚轮在阀板3上的滑槽3-1进入转轴同心自锁圆弧3-5的运动位置，阀芯停止向前运动，此时摇臂2继续运动，摇臂2上的滑槽滚轮10将推动连接板4上异形的曲边4-3使连接板4绕中心轴5转动。当连接板4产生旋转运动时，钢球6将从阀板3上的钢球窝3-2中滑出，滑出一段距离时，连接板4旋转运动的同时，连接板4克服弹簧片15的弹力后将向垂直于阀口的方向运动，直到钢球6顶在阀体1上安装的法兰11的内侧。此时，连接板4继续转动，钢球6继续滑动，钢球6将推动阀板3向垂直于阀口的方向运动，阀板3克服弹性板13的弹力运动，直到压在法兰11处的内侧，实现真空密封。此时下端钢球6-1未完全滑出凹槽，目的是在弹簧片15的弹力作用下，使连接板4保持有绕中心轴回转的力。同时，摇臂2摆到终点位置，摇臂2上的滑槽滚轮10滑过连接板4上异形的曲边4-3的最高点时，将连接板4卡在阀芯密封位置，使连接板4不能回转，实现阀芯的锁定功能。

如图9-10所示，当阀芯开启时，摇臂2上的滑槽滚轮10往回摆动，解除卡住连接板4的状态使阀芯解锁，在弹簧片15的弹力作用下，连接板4将往回转动，下端钢球6-1将沿着钢球窝3-2的弧面向下运动，阀板3首先在弹性板13的作用下离开法兰11内侧位置，直到与弹性板13靠拢回到解锁位，钢球6继续在球窝弧面上往回滑动，连接板4在弹簧片15的弹力作用下，绕中心轴5回转的同时将缩回直到靠拢阀板3位置，此时钢球6回到钢球窝3-2中心凹槽内，实现阀芯打开。随着阀芯的解锁和收缩，摇臂2上的滑槽滚轮10绕阀板3的转轴同心自锁弧线3-5的运动完成，继续在滑槽3-1的直线段运动，将带动整个阀芯在阀体1内侧的作直线运动，直到阀门完全开启。

本发明的具体操作过程为：

当阀门需要从开启到锁定时，初始阀门的状态如图11所示；

转动摇把7使得摇臂2驱动滑槽滚轮10在滑槽3-1上从直线段至弧面段方法做线性运动，与此同时在摇臂2的作用下阀板3通过安装在两侧的滚轮14沿着阀体1安装的导槽板12滑动；当滑槽滚轮10在滑槽3-1上运动到与自锁圆弧3-5的衔接位置时，阀板3沿着导槽板12滑动到阀体1的限位面，滑槽滚轮10开始对曲边4-3施加作用力，此时阀门运动到关阀位状态，如图12所示；

当摇臂2摆到关阀位置时，阀板3停止直线运动，摇臂2继续摆动，使连接板4转动，连接板4通过钢球套4-1将钢球6带出钢球窝3-2，下端钢球6-1沿着钢球窝3-2的弧面向外滑动，并且上端钢球6-2在上移的过程中同时撑开阀板3实现密封，撑开时上端钢球6-2顶在阀体1的内侧，此时连接板4向阀体1内壁移动的方向被限制，下端钢球6-1通过继续在钢球窝3-2上滑动一段弧线距离，使阀板3向阀体1的内壁移动，直至阀板3顶在阀体1内壁上实现真空密封；当密封到位时，摇臂2也摆动到终点位置，滑槽滚轮10将连接板4上的4-3曲边卡住，当摇臂2不转动时，连接板4不会转动，密封位置始终保持，实现阀芯自锁；此时阀门处于自锁状态，如图13所示。

当阀门需要从锁定到开启时，初始阀门的状态图如图13所示，

反方向转动摇把7，使得摇臂2驱动滑槽滚轮10在滑槽3-1上从弧面段至直线段方向做线性运动，滑槽滚轮10解除对连接板4上曲边4-3的锁定，滑槽在自锁圆弧3-5上往回滑动时，首先在弹性板13的弹性复位力的作用下使得阀门3向远离阀体上法兰11内侧位置，在复位力的作用下，钢球6与钢球窝3-2处受到挤压。

钢球窝3-2在阀门3远离法兰11的过程中，钢球套4-1保持不动，下端钢球6-1与上端钢球6-2在钢球套4-1内自转，此时钢球窝3-2为主动件沿着下端钢球6-1转动使得下端钢球6-1的位置位于钢球窝3-2的凹面下方部分，直至阀门3上安装的弹性板13复位，弹性板15不再提供向上复位的力；摇臂2驱动滑槽滚轮10持续滑动，在定位轴5上设置的弹簧片15复位力的作用下，连接板4绕中心轴5回转的同时也将收回至靠拢阀板3的位置，且钢球套4-1内的上端钢球6-2解除对阀体1内壁的挤压，下端钢球6-1沿着钢球窝3-2的凹面向下滑动，直至下端钢球6-1回到钢球窝3-2的中心位置，与此同时，滑槽滚轮10滑动至滑槽3-1的直线段，此时阀门完成解锁，如图12所示。

持续反方向转动摇把7使得摇臂2驱动阀芯向阀体1的开放段1-2运动，解锁后阀芯的阀板3上安装的滚轮14沿着阀体1上安装的导槽板12向开放段1-2方向滑动，直至滑槽滚轮10滑动至滑槽3-1直线段的初始位置，阀芯也开启到阀体1的极限位置，如图11所示。

可以理解，本发明使通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种自锁式单阀板真空阀，包括阀体（1）、摇杆结构、阀板（3）、连接板（4），其特征在于，所述摇杆结构与阀板（3）活动连接，摇杆结构驱动阀板（3）在阀体（1）内做线性运动；所述连接板（4）通过定位轴（5）设置在阀板（3）远离摇杆结构的一面；所述阀板（3）上端开设有滑槽（3-1），阀板（3）的下端设置钢球窝（3-2）；所述连接板（4）上设置有钢球套（4-1），钢球套（4-1）内设置有竖直排列的两颗钢球（6），钢球（6）能够沿钢球窝（3-2）滑动。

2.根据权利要求1所述的一种自锁式单阀板真空阀，其特征在于，所述摇杆结构由摇臂（2）、摇把（7）、转轴（8）和密封座（9）组成，密封座（9）安装在阀体（1）的外侧，密封座（9）内安装有转轴（8），转轴（8）的外侧连接摇把（7），转轴（8）的内侧连接摇臂（2）；所述转轴（8）的外壁套设有轴承和弹簧；所述摇臂（2）的末端设置有滑槽滚轮（10）。

3.根据权利要求1所述的一种自锁式单阀板真空阀，其特征在于，所述阀体（1）分为锁定段（1-1）和开放段（1-2），锁定段（1-1）的两面都安装法兰（11），开放段（1-2）的一面安装密封座（9），阀体（1）内部的两侧设置有导槽板（12）。

4.根据权利要求1所述的一种自锁式单阀板真空阀，其特征在于，所述阀板（3）中的滑槽（3-1）下端和阀板（3）的末端都开设有滚轮定位槽（3-3），滚轮定位槽（3-3）的上端通过螺栓（16）固定有弹性板（13），所述弹性板（13）的两端安装有滚轮（14），滚轮（14）嵌入在滚轮定位槽（3-3）的位置；所述钢球窝（3-2）在阀板（3）上呈圆形均布排列，多个钢球窝（3-2）中间位置开设有中心孔（3-4）。

5.根据权利要求4所述的一种自锁式单阀板真空阀，其特征在于，所述滚轮（14）与导槽板（12）进行配合，导槽板（12）约束滚轮（14）的轴向运动。

6.根据权利要求1所述的一种自锁式单阀板真空阀，其特征在于，所述连接板（4）为下端为圆形上端设置凸出端的异形结构，钢球套（4-1）在连接板（4）上呈圆形均布排列，多个钢球套（4-1）的中间位置开设有定位孔（4-2），连接板（4）的上方设有凸出的曲边（4-3）。

7.根据权利要求4所述的一种自锁式单阀板真空阀，其特征在于，所述滑槽（3-1）是一段为水平路径、另一段为弧形路径的导向结构，滑槽（3-1）靠近摇杆结构的一端设置为自锁圆弧（3-5），所述滚轮（14）在滑槽（3-1）的水平路径与弧形路径的衔接位置与曲边（4-3）接触。

8.根据权利要求1所述的一种自锁式单阀板真空阀，其特征在于，所述定位轴（5）上套设有弹簧片（15），弹簧片（15）上设置有卡圈（15-1）。

9.根据权利要求1所述的一种自锁式单阀板真空阀，其特征在于，所述钢球套（4-1）安装在连接板（4）远离阀板（3）的一面，钢球套（4-1）的上端为半封闭结构，用于约束钢球（6）在钢球套（4-1）的轴向自由度，钢球套（4-1）内设置两个钢球（6），两个钢球（6）分别为下端钢球（6-1）和上端钢球（6-2），钢球套（4-1）的下端钢球（6-1）与钢球窝（3-2）配合，上端钢球（6-2）与阀体（1）进行配合，钢球（6）沿钢球窝（3-2）滑出能对阀板（3）施加沿钢球套（4-1）的轴向向下的力。

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