CN119491924B - 一种双重阀芯阀座的截止阀及密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双重阀芯阀座的截止阀及密封方法，属于高中低压管路输送技术领域。该截止阀，包括阀体、手轮、传动机构、阀杆和密封机构，阀体内设置有安装孔、分别连通安装孔的两个进出孔，密封机构包括依次相连的第一阀座、第一阀芯、阀芯传动组件、第二阀芯和第二阀座，手轮连接阀杆的首端，阀杆的末端与第一阀芯相连，阀杆推动第一阀芯向末端移动时，第二阀芯向首端运动，两个阀芯分别离开阀座，以导通两个进出孔，阀杆带动第一阀芯向首端移动时，第二阀芯向末端运动，两个阀芯分别密封接触阀座的密封面，以隔绝两个进出孔。通过密封机构形成两组密封面，实现双重密封，提升密封效果，保证整体系统的正常工作。

Description

一种双重阀芯阀座的截止阀及密封方法

技术领域

本发明属于高中低压管路输送技术领域，具体涉及一种双重阀芯阀座的截止阀及密封方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在工业生产和流体输送系统中，截止阀是一种关键的控制元件，广泛应用于石油、化工、电力、给排水等众多领域。

随着工业发展，对生产过程的自动化和连续化要求越来越高，截止阀的使用频率和工作时长也相应增加。频繁的开关操作和长时间的运行工况，使得阀芯密封面临更严峻的考验，如阀芯与阀座的磨损加剧、密封材料老化等问题，这些都可能导致密封性能下降，进而影响截止阀的正常使用和整个系统的稳定运行。

现有截止阀所谓单阀芯阀座密封，阀芯为单一压紧式密封，介质中若存在硬质颗粒挤在阀芯阀座密封面上会造成阀芯阀座划伤导致泄漏风险；由于频繁启闭易导致阀芯阀座磨损造成泄漏等问题。在使用过程中因阀芯磨损等原因造成泄漏后，一旦泄漏就会导致截止阀无法正常工作，也就影响整体系统的正常工作，稳定性和可靠性较低，使用寿命较短。

因此，如何提供一种密封效果优异，稳定可靠且使用寿命长的截止阀是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种双重阀芯阀座的截止阀及密封方法，本发明提供的截止阀在启闭过程中，双重阀芯同步运动，采用双重阀芯阀座密封，密封效果好。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

本发明的第一个方面，提供一种双重阀芯阀座的截止阀，包括阀体、手轮、传动机构、阀杆和密封机构，所述阀体内设置有安装孔，所述阀体内还设置有分别连通所述安装孔的两个进出孔，所述密封机构设置于所述安装孔内，包括依次相连的第一阀座、第一阀芯、阀芯传动组件、第二阀芯和第二阀座，所述手轮通过所述传动机构连接所述阀杆的首端，所述阀杆的末端与第一阀芯相连，所述阀杆推动第一阀芯向第二阀芯方向移动时，在阀芯传动组件的带动下，第二阀芯向第一阀芯方向运动，两个阀芯分别离开阀座，以导通两个进出孔，所述阀杆带动第一阀芯向远离第二阀芯方向移动，在阀芯传动组件的带动下，第二阀芯向远离第一阀芯方向运动，两个阀芯分别密封接触阀座的密封面，以隔绝两个进出孔。

在本发明的一些实施例中，所述安装孔沿截止阀的轴线延伸，两个所述进出孔连接所述安装孔侧壁的开口沿轴向错开。

在本发明的一些实施例中，所述阀芯传动组件包括第一连接杆、第二连接杆和传动轮和传动轴，所述传动轮套设在传动轴上，绕传动轴转动，所述第一连接杆和第二连接杆设置在传动轮两侧，通过传动轮转动带动第一连接杆和第二连接杆向相反方向移动，所述传动轴与所述阀体相连。

在本发明的一些实施例中，所述第一连接杆与传动轮之间、第二连接杆和传动轮之间均通过齿轮齿条传动。

在本发明的一些实施例中，所述阀体内还设有密封装置，其套设在阀杆外侧，设置于所述密封机构上方的安装孔内。

在本发明的一些实施例中，所述密封装置为阀杆密封圈。

在本发明的一些实施例中，所述阀杆末端设有阀杆止推机构，所述阀杆止推机构的末端与第一阀芯固定连接，所述阀杆止推机构由三个不同直径的圆柱体按照直径降低的顺序固定组成，三个圆柱体的底面圆的圆心在同一直线上，最大直径的圆柱体与阀杆末端连接，直径为安装孔的直径，剩余两个圆柱体的直径小于第一阀座中通孔的直径，且最小直径的圆柱体与第一阀芯相连。

优选的，所述最小直径的圆柱体嵌在第一阀芯内。

在本发明的一些实施例中，所述截止阀还包括阀盖，所述阀盖设置在所述阀体上方，与阀体固定连接，所述阀杆穿过阀盖与传动机构相连，所述阀盖顶部设有安装传动机构的凹槽；

所述传动机构包括驱动螺母、驱动轴承和轴承压盖，所述驱动螺母一部分设置在所述阀盖顶部的凹槽内，且套设在阀杆的首端上，一部分与手轮固定连接，所述驱动轴承设置于凹槽内，且套设在驱动螺母上，所述轴承压盖设置在驱动螺母上，且设置在所述阀盖的顶端，以固定驱动轴承，手轮、驱动螺母和驱动轴承配合，以使驱动螺母通过转动在凹槽内上下移动。

在本发明的一些实施例中，所述阀盖与所述阀体通过螺栓固定。

本发明的第二个方面，提供一种密封方法，采用上述的截止阀，将管道与进出孔连接，转动手轮以带动所述阀杆向上移动，所述第一阀芯向上密封第一阀座，所述第二阀芯向下密封第二阀座，两个进出孔隔绝，实现密封；转动手轮以带动所述阀杆向下移动，所述第一阀芯向下移动离开第一阀座，所述第二阀芯向上移动离开阀座，两个进出孔导通，实现连通。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种双重阀芯阀座密封的截止阀密封方法，设置同步运动的双重阀芯阀座密封结构，提升截止阀内密封可靠性。在截止阀启闭过程中，双重阀芯同步运动，双重阀芯阀座密封，密封效果好。若某一阀芯阀座出现磨损泄漏，另一阀芯阀座密封机构仍可保持密封效果，容错率高。双重阀芯阀座密封的截止阀密封方法提升了截止阀内密封效果及介质输送容错率，解决了现有截止阀在使用过程中因阀芯阀座磨损导致泄露的问题，保障阀门使用安全及生产安全，提高生产操作效率。

本发明提供的双重阀芯阀座密封的截止阀在关闭后或第二阀芯阀座损坏时，第一阀芯阀座为自密封，受介质压力越压越紧，密封效果好。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1的双重阀芯阀座密封的截止阀的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图。

图中，1-阀体；2-第二阀座；3-第二阀芯；4-第二连接杆；5-传动轮；6-传动轴；7-第一连接杆；8-第一阀芯；9-第一阀座；10-阀杆止推机构；11-阀杆密封圈；12-阀盖；13-阀杆；14-驱动螺母；15-驱动轴承；16-轴承压盖；17-手轮；18-安装孔，19-进出孔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参见图1和图2，其中，图1为本实施方式所述双重阀芯阀座的结构示意图，图2为图1所示结构示意图中A部分的放大图。

本发明的一种典型实施方式，提供一种双重阀芯阀座的截止阀，如图1所示，该双重阀芯阀座的截止阀，包括阀体1、手轮17、传动机构、阀杆13和密封机构。定义各部件靠近手轮17的一端为首端，靠近阀体1的一端为末端，阀体1的首端和末端也与其他部件顺延，在各个附图显示的内容中，上端为首端，下端为末端。所述阀体1内设置有安装孔18，安装孔18轴向延伸，首端开口位于阀体1的首端端面，末端开口封闭位于阀体1下部。同时阀体1内还设置有分别连通所述安装孔18的两个进出孔19，两个进出孔19的内端端口连通安装孔18，两个进出孔19的外端端口设置于阀体1外周相对两侧，且两个进出孔19的外端开口用于连接进液管和出液管，液体流通时，依次流过进液管、一个进出孔19、安装孔18、另一个进出孔19和出液管。

所述密封机构设置于所述安装孔18内，包括依次相连的第一阀座9、第一阀芯8、阀芯传动组件、第二阀芯3和第二阀座2。所述密封机构设置于安装孔18内，密封机构设置于两个进出孔19的内端开口之间的，是隔绝两个进出孔19的重要部件。所述第一阀座9、第二阀座2的直径与安装孔18的直径相同，两个阀座固定在安装孔18内，且两个阀座中心位置均设有通孔，以利于液体流过。两个阀芯的直径均大于通孔的直径，以密封阀座，保证密封效果优异。所述阀芯传动组件能够使两个阀芯同步反向运动，提高密封效果。

所述手轮17通过所述传动机构连接所述阀杆13的首端，所述阀杆13的末端与第一阀芯8相连。正向转动手轮17，通过传动机构驱动阀杆13沿轴向向末端移动，进一步地，阀杆13推动第一阀芯8向第二阀芯3方向移动时，在阀芯传动组件的驱动下，第二阀芯3向第一阀芯8方向运动，两个阀芯分别离开阀座，以导通两个进出孔19。反向转动手轮17时，通过传动机构驱动阀杆13沿轴向向首端移动，进一步地，阀杆13带动第一阀芯8向远离第二阀芯3方向移动，在阀芯传动组件的带动下，第二阀芯3向远离第一阀芯方向8方向运动，两个阀芯分别密封接触阀座的密封面，形成两组密封面，以隔绝两个进出孔19。

通过第一阀座9和第一阀芯8、第二阀座2和第二阀芯3形成两组密封面，实现截止阀的双重密封。相较于传统截止阀的一重密封，若某一阀芯阀座出现磨损泄露问题时，另一阀芯阀座依旧可保持密封效果，容错率高。且双重阀芯阀座结构中的任一阀芯阀座为自密封。若第二阀芯3出现磨损泄漏时，出液管内的液体介质进入安装孔18内，为第一阀芯8提供一定的压力，提高密封效果。若第一阀芯8出现磨损泄漏时，进液管内的液体介质进入安装孔18内，储存在第二阀芯3上方，给第二阀芯3提供一定的压力，提高密封效果。可见，双重阀芯阀座密封的截止阀的密封方法提升了截止阀内密封效果及液体介质输送容错率，解决了现有截止阀在使用过程中因阀芯阀座磨损导致泄露的问题，保障阀门使用安全及生产安全，提高生产操作效率。

在该实施方式的一些实施例中，所述安装孔18沿截止阀的轴线延伸，两个所述进出孔19连接所述安装孔18侧壁的内端开口沿轴向错开，密封机构位于两个开口之间，使流过截止阀的液体必然流过密封机构。具体的，两个进出孔19可完全垂直于轴向的径向延伸，则两个进出孔19的外端开口也错开而不在同一直线上。两个进出孔19也可不完全垂直于轴向的径向延伸，位于上方的进出孔19可向下倾斜，位于下方的进出孔19可向上倾斜，使两个进出孔19的外端开口处于同一直线上，使截止阀安装更加方便，布局更加合理。

在该实施方式的一些实施例中，所述阀芯传动组件包括第一连接杆7、第二连接杆4、传动轮5和传动轴6，所述传动轮5套设在传动轴6上，绕传动轴6转动，所述第一连接杆7和第二连接杆4设置在传动轮5两侧，通过传动轮5转动带动第一连接杆7和第二连接杆4向相反方向移动，所述传动轴6与所述阀体1相连。

需要说明的是，第一连接杆7、第二连接杆4、传动轮5和传动轴6共同构成阀芯传动组件，第一连接杆7和第二连接杆4通过传动轮5传动，实现同步运用。第一连接杆7、第二连接杆4与传动轮5之间可以通过多种传动方式连接，可以为齿轮齿条传动方式，也可以通过曲柄连杆传动等。

如图2所示，第一连接杆7、第二连接杆4与传动轮5之间通过齿轮齿条方式进行传动。所述传动轮5为齿轮，其套设在传动轴6上，且绕传动轴6转动。第一连接杆7和第二连接杆4与传动轮5接触一面上设有齿条。传动轮5转动时，通过齿轮齿条的啮合驱动第一连接杆7和第二连接杆4向相反方向移动。具体的，当第一连接杆7受到阀杆13向下的推力向下运动时，带动传动轮5绕传动轴6转动，第二连接杆4通过齿轮齿条的啮合从而向上移动，两个阀芯离开阀座的密封面，实现导通。当第一连接杆7受到阀杆13向上的拉力向上运动时，带动传动轮5绕传动轴6转动，第二连接杆4通过齿轮齿条的啮合从而向下移动，两个阀芯密封阀座的密封面，实现密封，从而实现阀门关闭。

需要说明的是，第一连接杆7、第二连接杆4与传动轮5之间还可通过曲柄连杆机构进行传动，通过第一连接杆7、第二连接杆4与传动轮5带动阀芯向下或向上运动，实现双重密封。

在该实施方式的一些实施例中，所述阀体内还设有密封装置，其套设在阀杆13外侧，设置于所述密封机构上方的安装孔18内。具体的，所述密封装置为阀杆密封圈11。所述阀杆密封圈11套设在阀杆13外侧，阀杆密封圈11位于上方的进出孔19的内端开口与阀体1顶部之间，且阀杆密封圈11的顶端与阀体1的顶端齐平，以避免液体介质通过阀杆13与阀体1之间的缝隙从阀体1顶部流出。所述阀杆密封圈11可为橡胶、聚四氟乙烯、石墨等材质，不同材质具有不同的耐温、耐磨、耐腐蚀性能，需根据工作环境和使用要求选择合适的材质。

在该实施方式的一些实施例中，所述阀杆13末端设有阀杆止推机构10，阀杆止推机构10的末端与第一阀芯8固定连接。可以理解的，所述阀杆止推机构10用于承受阀杆13的推力，带动第一阀芯8上下运动，且还能够避免液体介质进入阀杆13与阀体密封圈11之间的缝隙中，从而避免液体介质从阀体1顶部泄露，提高密封效果。

所述阀杆止推机构10由两部分组成，一部分是与阀杆13连接的直径为安装孔18直径的圆柱体，其用于阻挡液体介质从阀体1顶部泄露，另一部分是安装在所述圆柱体下方的止推杆，所述止推杆的直径小于安装孔18的直径，且与第一阀芯8连接的末端的直径小于阀体上通孔的直径。本发明对止推杆的形状不作限定，能够传递阀杆13的作用力即可。例如，所述止推杆可为圆柱体形，其底面圆心与圆柱体的底面圆心在同一竖直线上。为提高止推杆的强度，避免其因受力过大为损坏，所述止推杆可为蛋糕形，其可由多个不同直径的圆柱体按照直径从高到低的顺序自上至下堆叠构成。

如图1所示，所述阀杆止推机构10由三个不同直径的圆柱体按照直径降低的顺序自上至下固定组成，三个圆柱体底面圆的圆心在同一垂线上，且三个圆柱体底面圆的圆心与阀杆13底面圆的圆心也在同一直线上，即阀杆止推机构10与阀杆13同轴设置。最大直径的圆柱体与阀杆13末端连接，直径为安装孔18的直径，剩余两个圆柱体的直径小于第一阀座9中通孔的直径，且最小直径的圆柱体(即阀杆止推机构10的末端)与第一阀芯8相连，以向第一阀芯8传递阀杆13的作用力。

可以理解的是，阀杆止推机构10与阀杆13一体化成型制得，阀杆止推机构10与阀门13连接部分直径扩大为安装孔18的直径，以避免液体介质进入阀杆13与阀体密封圈11之间的缝隙中，从而从阀体1顶部泄露。

可以理解的，为避免止推杆推动第一阀芯8向下运动时，第一阀芯8出现变形、偏移等问题，所述最小直径的圆柱体(即阀杆止推机构10的末端)位于第一阀芯8重心的正上方。为了提高传递效果，提高阀杆止推机构10与第一阀芯8的连接强度，所述最小直径的圆柱体(即阀杆止推机构10的末端)可嵌在第一阀芯8内，通过增大阀杆止推机构10与第一阀芯8的接触面积，提高连接强度和力传递效果。

在本发明的一些实施例中，所述截止阀还包括阀盖12，所述阀盖12的作用为：密封阀体1，压紧阀杆密封圈11，避免液体介质从阀体1顶部泄露；定位阀杆13，保证阀杆13的正常传动。所述阀盖12设置在所述阀体1上方，与阀体1固定连接，所述阀杆13穿过阀盖12与传动机构相连，所述阀盖12顶部设有安装传动机构的凹槽。

如图1所示，所述传动机构包括驱动螺母14、驱动轴承15和轴承压盖16。所述驱动轴承15可为滚珠轴承，其用于支撑和限制驱动螺母14的转动方向。所述轴承压盖16的作用主要包括轴向定位、防尘和密封。所述驱动螺母14的下半部分设置在所述阀盖12顶部的凹槽内，且套设在阀杆13的首端上，以带动阀杆13向上或向下移动。驱动螺母14的上半部分与手轮17固定连接，以便于通过手轮17的转动控制截止阀的开启和关闭。所述驱动轴承15设置于凹槽内，且套设在驱动螺母14上。凹槽设有内螺纹，驱动螺母14与凹槽接触部位设有外螺纹，驱动螺母14的外螺纹和凹槽上的内螺纹啮合。手柄17转动时带动驱动螺母14转动，驱动螺母14通过沿不同方向转动，从而在凹槽内上下移动，从而实现截止阀的开启和关闭。所述轴承压盖16设置在驱动轴承15上，且设置在所述阀盖12的顶端，以固定驱动轴承15，手轮17、驱动螺母14和驱动轴承15配合，以使驱动螺母14通过转动在凹槽内上下移动，实现旋转运动到直线运动的切换。

可以理解的，所述阀盖12与所述阀体1可通过螺栓固定，也可根据情况调整两个部件的连接方式，均在本发明的保护范围之内。

本发明的另一种典型实施方式，提供一种密封方法，采用上述的截止阀，将管道与进出孔19连接。具体的，上方的进出口19与进液管相连，下方的进出口19与出液管相连。

关闭阀门时，转动手轮17带动驱动轴承15和驱动螺母14转动，使驱动螺母14在凹槽内上升，带动阀杆13向首端移动，第一阀芯8向上移动与第一阀座9的密封面接触，实现第一重密封，同时，第二阀芯3向下移动与第二阀座2的密封面接触，实现第二重密封。整个过程，完成了双重密封目的，密封效果成倍增加。

打开阀门时，反方向转动手轮17，带动驱动轴承15和驱动螺母14转动，使驱动螺母14在凹槽内下降，带动阀杆13向末端移动，继续旋转手轮17，第一阀芯8向下移动离开第一阀座9，第一阀芯8的密封面与第一阀座9的密封面分离，同时，第二阀芯3向上移动离开第二阀座2，第二阀门3的密封面与第二阀座2的密封面分离，两个进出孔19导通。持续转动手轮17至要求的位置后，阀门完全开启。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双重阀芯阀座的截止阀，其特征在于，包括阀体、手轮、传动机构、阀杆和密封机构，所述阀体内设置有安装孔，所述阀体内还设置有分别连通所述安装孔的两个进出孔，所述密封机构设置于所述安装孔内，包括依次相连的第一阀座、第一阀芯、阀芯传动组件、第二阀芯和第二阀座，所述手轮通过所述传动机构连接所述阀杆的首端，所述阀杆的末端与第一阀芯相连，所述阀杆推动第一阀芯向第二阀芯方向移动时，在阀芯传动组件的带动下，第二阀芯向第一阀芯方向运动，两个阀芯分别离开阀座，以导通两个进出孔，所述阀杆带动第一阀芯向远离第二阀芯方向移动，在阀芯传动组件的带动下，第二阀芯向远离第一阀芯方向运动，两个阀芯分别密封接触阀座的密封面，以隔绝两个进出孔；

所述阀芯传动组件包括第一连接杆、第二连接杆和传动轮和传动轴，所述传动轮套设在传动轴上，绕传动轴转动，所述第一连接杆和第二连接杆设置在传动轮两侧，通过传动轮转动带动第一连接杆和第二连接杆向相反方向移动，所述传动轴与所述阀体相连；

所述阀杆末端设有阀杆止推机构，所述阀杆止推机构的末端与第一阀芯固定连接，所述阀杆止推机构由三个不同直径的圆柱体按照直径降低的顺序固定组成，三个圆柱体的底面圆的圆心在同一直线上，最大直径的圆柱体与阀杆末端连接，直径为安装孔的直径，剩余两个圆柱体的直径小于第一阀座中通孔的直径，且最小直径的圆柱体与第一阀芯相连；

所述最小直径的圆柱体嵌在第一阀芯内；

所述阀体内还设有密封装置，所述密封装置套设在阀杆外侧，设置于所述密封机构上方的安装孔内；

所述密封装置为阀杆密封圈，所述阀杆密封圈套设在阀杆外侧，阀杆密封圈位于上方的进出孔的内端开口与阀体顶部之间，且阀杆密封圈的顶端与阀体的顶端齐平。

2.如权利要求1所述的双重阀芯阀座的截止阀，其特征在于，所述安装孔沿截止阀的轴线延伸，两个所述进出孔连接所述安装孔侧壁的开口沿轴向错开。

3.如权利要求1所述的双重阀芯阀座的截止阀，其特征在于，所述第一连接杆与传动轮之间、第二连接杆和传动轮之间均通过齿轮齿条传动。

4.如权利要求1所述的双重阀芯阀座的截止阀，其特征在于，所述截止阀还包括阀盖，所述阀盖设置在所述阀体上方，与阀体固定连接，所述阀杆穿过阀盖与传动机构相连，所述阀盖顶部设有安装传动机构的凹槽；

所述传动机构包括驱动螺母、驱动轴承和轴承压盖，所述驱动螺母一部分设置在所述阀盖顶部的凹槽内，且套设在阀杆的首端上，一部分与手轮固定连接，所述驱动轴承设置于凹槽内，且套设在驱动螺母上，所述轴承压盖设置在驱动螺母上，且设置在所述阀盖的顶端，以固定驱动轴承，手轮、驱动螺母和驱动轴承配合，以使驱动螺母通过转动在凹槽内上下移动。

5.如权利要求4所述的双重阀芯阀座的截止阀，其特征在于，所述阀盖与所述阀体通过螺栓固定。

6.一种密封方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的截止阀，将管道与进出孔连接，转动手轮以带动所述阀杆向上移动，所述第一阀芯向上密封第一阀座，所述第二阀芯向下密封第二阀座，两个进出孔隔绝，实现密封；转动手轮以带动所述阀杆向下移动，所述第一阀芯向下移动离开第一阀座，所述第二阀芯向上移动离开阀座，两个进出孔导通，实现连通。