CN202708300U - 压力平衡高压截止阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力平衡高压截止阀。它包括阀体、阀盖、阀芯。阀体包括通孔。阀体和阀盖围成阀腔，阀腔内套着阀芯。阀芯包括平衡套、阀杆、阀瓣。阀杆底部和阀瓣相连。平衡套为管状，其底部套在阀瓣和阀杆外，顶部包括有平衡腔。平衡腔顶部由由阀盖密封。阀瓣包括阀瓣孔道，阀杆包括阀杆孔道，阀杆孔道在平衡腔处侧开口；平衡腔通过侧开口、阀杆孔道、阀瓣孔道和通孔连通。阀瓣与平衡套之间包括密封装置。阀体与平衡套之间包括密封装置。阀盖与平衡套之间包括密封装置。本实用新型结构紧凑，精妙地解决了截止阀开闭难的问题。其阀芯可以单独拆卸安装，甚至可以作为零部件单独出售，极大地解决了管道阀门维护难的问题。

Description

压力平衡高压截止阀

技术领域

本实用新型涉及一种截止阀。

背景技术

截止阀广泛应用于是石油、化工等各种领域。其优点是：结构简单，制造和维修比较方便。启闭行程短，启闭需要的时间短。密封性好，密封面间磨擦力小，寿命较长。在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨。通常只有一个密封面，制造工艺好，便于维修。但这种阀门在流体压力大的情形下，开启和关闭时所需力较大。为解决这个问题，就出现了压力平衡阀。现有很多压力平衡的截止阀，但这类阀门都结构复杂，维修比较困难。

发明内容

本实用新型所要解决的问题：

1、  简化压力平衡式截止阀的结构；

2、  现有技术下，截止孔与阀杆孔之间的轴向需要具有很高的制作精度，导致加工困难，废品率很高的问题；

3、  解决开启和关闭时需要很大力的问题。

为解决上述问题，本实用新型的方案为：

压力平衡高压截止阀，包括阀体、阀盖、阀芯。阀体包括通孔；通孔包括上通孔、下通孔和截止孔。阀盖包括阀杆孔。阀体和阀盖围成阀腔。阀腔套着阀芯。所述的阀芯包括平衡套、阀杆、阀瓣。阀杆穿过阀杆孔，顶部在阀腔外，底部在阀腔内，底部和阀瓣相连。平衡套为管状，其底部套在阀瓣和阀杆外，其顶部包括平衡腔。平衡腔在平衡套的顶部有开口；开口由阀盖密封。阀瓣包括阀瓣孔道，阀杆包括阀杆孔道，阀杆孔道在平衡腔有侧开口。平衡腔通过侧开口、阀杆孔道、阀瓣孔道和通孔连通。

阀杆和阀瓣可以为整体结构，也可以相互分离。可以相互分离时阀杆与阀瓣分别为独立的零部件，阀杆的底端和阀瓣顶部包括连接装置。连接装置可以通过螺纹实现。本实用新型优先采用的连接装置如下：

连接装置包括：阀瓣盖，对开元环，阀瓣顶部包括阀杆腔、第一阶梯、阀杆腔内螺纹，阀杆的底部包括阀杆凹槽。所述的阀瓣盖包括外螺纹，与阀杆腔内螺纹拧合。阀瓣盖的下沿与第一阶梯的台阶面之间构成凹槽。所述的对开元环搁置在凹槽与阀杆凹槽组成的空间内。进一步，连接装置还可以包括第二阶梯，第二阶梯用来搁置阀瓣盖，避免阀瓣盖直接压住对开元环。

阀瓣与平衡套之间包括密封装置：阀瓣与平衡套之间有第一密封槽，第一密封槽内安装有密封件。第一密封槽可以位于平衡套，也可以位于阀瓣上。本实用新型优先将第一密封槽设置在阀瓣上。第一密封槽的数量可以有两道。第一密封槽内可以安装O形密封圈作为密封件，也可以采用O形密封圈加挡圈的形式。本实用新型优先采用一个第一密封槽，不过第一密封槽内放置两个O形密封圈和两个挡圈，两个O形密封圈和两个挡圈相间放置。

阀杆与阀盖之间包括密封装置：阀杆与阀盖的阀杆孔内壁之间包括第二密封槽，第二密封槽内安装密封件。第二密封槽可以位于阀杆上，也可以位于阀盖上。本实用新型优先将第二密封槽设置在阀杆上。第二密封槽的数量也可以有多个。第二密封槽内可以安装O形密封圈作为密封件，也可以采用O形密封圈加挡圈的形式。本实用新型优先采用一个第二密封槽，不过第二密封槽内放置两个O形密封圈和两个挡圈，两个O形密封圈和两个挡圈相间放置。

平衡套与阀盖之间以及平衡套与阀体之间都包括有密封装置。即，阀盖与平衡套之间包括第三密封槽，阀体与平衡套之间包括第四密封槽。两道密封槽内都包括有密封件，两道密封件的密封力来自于阀盖与阀体之间的紧固力。

本实用新型的技术效果：

1、                  本实用新型截止阀是压力平衡式的，很容易开启。其原理如下：当阀门关闭时，来自下通道流体压力，经阀瓣孔道、阀杆孔道和阀杆上的侧开口，传递到平衡腔，平衡腔与阀瓣上的密封面之间达成压力平衡，使得开启时不需要使用很大的力，所需要的力只来自于阀杆于阀盖之间的摩擦力和平衡套与阀瓣之间的摩擦力。当来自上通道流体压力时，由于阀瓣上下压力平衡，同样容易开启。当阀门关闭时，由于阀瓣上下压力平衡，同样容易关闭。

2、                  本实用新型开创性的引入平衡套，平衡套套在阀瓣外，平衡套与阀瓣之间包括有两道密封圈，使得整个阀芯相对固定，不容易散架。这使得本实用新型的截止阀结构紧凑，维修方便，甚至本实用新型的阀芯可以作为独立零部件出售。维修时，只需要打开阀盖，把阀芯取下重新换个阀芯，盖上阀盖即可。而现有技术的平衡阀通常结构复杂，安装需要一道一道的零部件放在阀体内。另外，阀杆与阀杆孔壁之间的密封槽设置在阀杆上，密封件也可以事先安装在阀杆上。这种设计也是为上述实用新型目的而设置的。

3、                  本实用新型的截止阀，阀杆与阀瓣之间是非固定轴向连接。即阀瓣与阀杆之间的轴向并不是需要完全对准，可以稍微优先偏移。这使得加工阀盖和阀体时，阀体上通道与下通道之间的截止孔轴向与阀盖的阀杆孔轴向允许有小量的偏差，这种偏差可以通过改变阀瓣与阀杆之间的轴向偏差弥补。这使得本实用新型的截止阀在维修时具有更大的弹性。假如阀体的截止孔磨损，在现有技术下，只能更换阀体。而在本实用新型的技术下，即使截止孔有些磨损也没关系。

4、                  本实用新型阀杆与阀瓣之间的连接装置使得阀瓣与阀杆之间并非一体化连接。当阀杆转动时，阀杆与阀瓣之间会有滑动，因而无法带动阀瓣转动，阀瓣由此只能垂直升降，从而减少阀瓣与平衡套之间转动摩擦。该设计进一步减少了开启和闭合阀门所需要的力。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。其中，1为阀体，2为阀盖，3为阀芯，4为阀腔，10为通孔，11为上通孔，12为下通孔，13为截止孔，21为阀杆孔，22为阀盖的螺钉孔，23为阀体的螺钉孔，31为平衡套，32为阀杆，33为阀瓣，34为平衡腔，35为平衡腔开口，36为阀瓣的密封面，40为阀瓣通道，41为阀杆通道，42为阀杆侧开口。

图2为本实用新型阀芯立体结构示意图。图中，31为平衡套，32为阀杆，33为阀瓣，34为平衡腔，35为平衡腔开口，42为阀杆侧开口，51为阀杆与阀杆孔之间的第二密封槽，52为平衡套与阀盖之间的第三密封槽，53为阀体与平衡套之间的密封槽，55为阀杆上的外螺纹，60为阀瓣盖。

图3为本实用新型实施例2中的阀瓣与阀杆连接结构示意图。其中32为阀杆，33为阀瓣，60为阀瓣盖，61为对开元环，62为阀瓣的阀杆腔，63为第一阶梯，65为阀瓣盖与第一阶梯围成的凹槽，66为阀杆凹槽。

图4为本实用新型实施例3中的阀瓣与阀杆连接结构示意图。其中32为阀杆，33为阀瓣，60为阀瓣盖，61为对开元环，62为阀瓣的阀杆腔，63为第一阶梯，64为第二阶梯，65为阀瓣盖与第一阶梯围成的凹槽，66为阀杆凹槽。

图5为本阀门实施例5中双第一密封槽的结构示意图。图中，31为平衡套，33为阀瓣，50为第一密封槽，70为O型密封圈，71为挡圈。

图6为本实用新型实施例6中第一密封槽的结构示意图。图中，31为平衡套，33为阀瓣，50为第一密封槽，70为O型密封圈，71为挡圈。

图7为本实用新型实施例7中的第二密封槽的结构示意图。图中，2为阀盖，21为阀杆孔，24为阀杆孔上部，25为阀杆孔下部，32为阀杆，51为第二密封槽，70为O型密封圈，71为挡圈，72为阀杆上突出部，73为阀杆下突出部。

图8为本实用新型实施例8中的第三密封槽和第四密封槽结构示意图。图中，1为阀体，2为阀盖，31为平衡套，52为第三密封槽，53为第四密封槽。

图9为本实用新型实施例8中的第三密封槽和第四密封槽替代结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步详细说明。

实施例1

压力平衡高压截止阀，如图1所示，包括阀体1、阀盖2、阀芯3。阀芯的立体结构如图2所示。阀体包括通孔10，通孔10包括上通孔11、下通孔12和截止孔13。截止孔13位于上通孔11和下通孔12之间。阀盖2包括阀杆孔21。阀杆孔21的轴向与截止孔13的轴向一致。阀体1和阀盖2围成阀腔4，阀腔4内套着阀芯3。阀芯3包括平衡套31、阀杆32、阀瓣33。阀杆32穿过阀杆孔21，顶部在阀腔4外，底部在阀腔4内。顶部可以安装手轮或扳手或电动装置。阀杆32的底部和阀瓣33相连。阀杆32与阀瓣33可以是一体化的结构，也可以是两个独立的零部件组装而成,即，阀杆32与阀瓣33是可分离的。阀杆32与阀瓣33分离时，包括阀杆32与阀瓣33之间的连接装置。阀瓣33的底部为圆锥形或圆台形或半圆形的密封面36，其大小可以密封截止孔13。

平衡套31为管状，其底部套在阀瓣33和阀杆32外，其顶部包括平衡腔34。平衡腔34位于管状的平衡套31之内，平衡腔34的底部由阀瓣33密封，平衡腔34在平衡套31的顶部有开口35。当阀芯3安装在阀腔4时，平衡腔34顶部的开口35由阀盖2密封，使得平衡腔34为密闭的空间。

阀瓣33中心包括阀瓣孔道40，阀瓣孔道40沿阀瓣33的轴向，其下部开口位于阀瓣33的密封面36的中心，使得阀瓣孔道40与通孔10连通。当阀门关闭时，阀瓣孔道40与下通孔12连通。阀杆32中心包括阀杆孔道41，阀杆孔道41沿阀杆32的轴向，底部与阀瓣33的阀瓣孔道40连通。阀杆孔道41在平衡腔34有侧开口42。平衡腔34通过侧开口42、阀杆孔道41、阀瓣孔道40和通孔10连通。当阀门密封时，平衡腔34通过侧开口42、阀杆孔道41、阀瓣孔道40和下通孔12连通。

阀杆32包括外螺纹55，阀盖2的阀杆孔21包括包括内螺纹，阀杆32与阀盖2之间通过阀杆32的外螺纹与阀杆孔21上的内螺纹拧合。当阀杆32通过顶部安装的手轮或扳手转动时，平衡套31与阀体1、阀盖2固定，不会随着阀杆32的转动而转动，阀瓣33沿着截止孔13与阀杆孔21的轴向上升或下降，从而实现阀门的开启和闭合。

阀盖2包括螺钉孔22，阀体相对应的位置包括螺钉孔23。阀盖2与阀体1之间的密封通过安装在螺钉孔22与螺钉孔23内的螺钉密封。

阀体1与平衡套31之间，阀盖2与平衡套31之间，阀杆32与阀盖2的阀杆孔21内壁之间，阀瓣33与平衡套31之间都有密封装置。

实施例2

参照实施例1，在实施例1的基础上，如图1、图3所示，阀杆32与阀瓣33是两个独立的零部件组装而成，即，阀杆32与阀瓣33是可分离的。阀杆32底部与阀瓣33的顶部之间包括有连接装置。该连接装置包括：阀瓣盖60，对开元环61，阀瓣33顶部包括阀杆腔62、第一阶梯63、阀杆腔内螺纹，阀杆32的底部包括阀杆凹槽66。阀瓣盖60包括外螺纹，阀杆腔62包括内螺纹。阀瓣盖60和阀杆腔62是通过螺纹拧合的。第一阶梯63如图3所示，是指阀杆腔62的内壁直径自下而上呈阶梯状变大，这在横截面上表现为台阶状，水平面上可以看到台阶面。第一阶梯的台阶面与阀杆腔62的内壁及阀瓣盖60的下沿构成凹槽65。凹槽65的位置与阀杆凹槽66的位置相对，两者围成一个环状的空腔，对开元环61搁置在这一空腔内。和普通螺栓的连接方式不同，阀杆32与阀瓣33之间是非固定轴向连接。即阀瓣33与阀杆32之间的轴向并不是需要完全对准，可以稍微优先偏移。这使得加工阀盖2和阀体1时，阀体1上通道11与下通道12之间的截止孔13轴向与阀盖2的阀杆孔21的轴向允许有小量的偏差，这种偏差可以通过改变阀瓣33、对开元环61与阀杆32之间的轴向偏差弥补。同时这种连接为非紧固连接，阀杆32与对开元环61之间可以相互滑动，阀杆32与阀瓣33之间可以相互滑动。当阀杆32转动时，阀杆32沿着轴向升降，由于阀杆32与阀瓣33之间可以相互滑动，无法带动阀瓣33转动，从而减少了阀瓣与阀体转动摩擦力，由于上述结构的存在，当阀杆32沿着轴向升降时，阀杆32带动对开元环61的升降，进而带动阀瓣33沿着轴向升降。

实施例3

作为实施例2的改进，在实施例2的基础上，进一步包括第二阶梯64，如图4所示，第二阶梯64用来搁置阀瓣盖60，当阀瓣盖60拧紧时，第二阶梯64的存在可以避免阀瓣盖60直接压住对开元环61，这使得阀瓣33与阀杆32之间进一步减少转动阻力，从而减少开启阀门所需要的力。

实施例4

参照实施例1，在实施例1的基础上，阀瓣与平衡套之间包括有密封装置。密封装置可以使得阀门在关闭的情形下，避免上通道的流体经阀瓣与平衡套的空隙，再经平衡腔，流入下通道。本实施例的密封装置包括第一密封槽50以及第一密封槽内的密封件。密封件可以采用单独的O型密封圈，也可以采用O型密封圈加挡圈的形式，挡圈的作用是可以避免在压力的作用下O形密封圈被挤入低压侧的间隙，而使得O形密封圈保持原先的密封效果，进而提高O形密封圈工作压力范围。第一密封槽的位置可以在阀瓣上也可以在平衡套上。密封槽的数量还可以两个或者多个。多个密封槽和密封件的效果可以提高密封效果，多个密封件之间还能起到相互备份的效果，假如其中一密封件失效，其他密封件同样可以实现密封效果。

实施例5

在实施例4的基础上，如图5所示，双第一密封槽的结构图，其中两个第一密封槽50的位置在都阀瓣33上，第一密封槽50的密封件有O型密封圈70和挡圈71组成。

实施例6

在实施例4的基础上，如图6所示，第一密封槽50位于阀瓣33上，第一密封槽50内的密封件有两个O型密封圈70和两个挡圈71。双O型密封圈70和双挡圈71呈相间排列，即：按挡圈、O型密封圈、再挡圈、再O型密封圈。

本实施例和实施例5的第一密封槽结构是本实用新型的优选方案，因为密封件除了获得密封的效果之外，还起到在阀瓣与平衡套之间的紧固作用。有了这样的紧固才使得阀瓣、平衡套以及阀杆组成的阀芯才能作为一个独立的零部件。本实用新型的截止阀适用于高压，双密封圈的结构可以保证阀门适用于高压状态。

实施例7

参照实施例1，在实施例1的基础上，参照实施例1，在实施例1的基础上，阀杆与阀杆孔壁之间包括有密封装置。该密封装置如图7所示，包括第二密封槽51。第二密封槽51位于阀杆32上，其内包括密封件。密封件由由双O形密封圈70和双档圈71组成，双O形密封圈70和双档圈71相间放置。第二密封槽51由阀杆32上的上突出部72和下突出部73围成。上突出部72和下突出部73以及第二密封槽51都位于阀杆孔21内。阀杆孔21位于阀盖2内，分成上部24和下部25，其上部包括有内螺纹，与阀杆上的外螺纹相对应。阀杆孔21下部25的直径比上部24大，这使得阀杆32的上突出部72除了与下突出部73围成第二密封槽51的作用之外，上突出部72还可以避免阀杆32被拔出阀腔的作用。

本实施例的密封件同样采用双O形密封圈70和双档圈71的结构是为了适用于高压状态。如果本实用新型的设备用于低压，作为本实施例的替代形式，密封槽内之用单独的O形密封圈或者单O形密封圈70和单档圈71，都符合本实用新型的精神。

本实施例将密封槽设置在阀杆上同样是为了将密封件可以事先安装在阀杆上，安装密封件后的阀杆与阀瓣、平衡套组合，即成一个独立的阀芯零部件。

进一步，本实施例的第二种替换形式是上突出部72或下突出部73同包括有外螺纹，相应的，阀杆孔21的下部的内壁也同样包括内螺纹，上突出部72与下突出部上的外螺纹与阀杆孔21的下部内壁的内螺纹组成波纹密封。进一步增强密封效果。

实施例8

参照实施例1，在实施例1的基础上，如图8所示，阀盖2与平衡套31之间以及阀体1与平衡套31之间都包括有密封装置。其中阀盖2与平衡套31之间的密封通过第三密封槽52和第三密封槽52内的密封件实现；阀体1与平衡套31之间的密封通过第四密封槽53和第四密封槽53内的密封件实现。如图2、图8所示，其中第三密封槽52位于管状平衡套31的顶部，平衡套31的管壁有一定的厚度，第三密封槽52位于平衡套管壁顶部内环处开出的环状方槽内，第四密封槽53位于管状平衡套31的侧面方槽内。第三密封槽和第四密封槽的位置相对，其密封件的密封力由阀盖2与阀体1之间的紧固力提供：当阀盖2和阀体1之间密封拧合时，两者之间的力挤压平衡套与阀盖之间的密封件以及平衡套与阀体之间的密封件。从而使得密封件的效果得以发挥。

本实施例还有几种替代的结构。如图9所示，实施例给出了两种不同的平衡套与阀盖阀体密封装装置结构。这两种结构的密封力都由阀盖与阀体之间的紧固力提供。

Claims (10)

1.压力平衡高压截止阀，包括阀体(1)、阀盖(2)、阀芯(3)；阀体包括通孔(10)；通孔(10)包括上通孔(11)、下通孔(12)和截止孔(13)；阀盖(2)包括阀杆孔(21)；阀体(1)和阀盖(2)围成阀腔(4)；其特征在于，阀腔(4)套着阀芯(3)；所述的阀芯(3)包括平衡套(31)、阀杆(32)、阀瓣(33)；阀杆(32)穿过阀杆孔(21)，顶部在阀腔(4)外，底部在阀腔(4)内，底部和阀瓣(33)相连；平衡套(31)为管状，其底部套在阀瓣(33)和阀杆(32)外，其顶部包括平衡腔(34)；平衡腔(34)在平衡套(31)的顶部有开口(35)；开口(35)由阀盖(2)密封；阀瓣(33)包括阀瓣孔道(40)，阀杆(32)包括阀杆孔道(41)，阀杆孔道(41)在平衡腔(34)有侧开口(42)；平衡腔(34)通过侧开口(42)、阀杆孔道(41)、阀瓣孔道(40)和通孔(10)连通。

2.如权利要求1所述的压力平衡高压截止阀，其特征在于，所述的阀杆(32)和阀瓣(33)之间可分离；阀杆(32)的底端和阀瓣(33)顶部包括连接装置。

3.如权利要求2所述的压力平衡高压截止阀，其特征在于，所述的连接装置包括：阀瓣盖(60)，对开元环(61)，阀瓣(33)顶部包括阀杆腔(62)、第一阶梯(63)、阀杆腔内螺纹，阀杆(32)的底部包括阀杆凹槽(66)；所述的阀瓣盖(60)包括外螺纹，与阀杆腔内螺纹拧合；阀瓣盖(60)的下沿与第一阶梯(63)的台阶面之间构成凹槽(65)；所述的对开元环(61)搁置在凹槽(65)与阀杆凹槽(66)组成的空间内。

4.如权利要求3所述的压力平衡高压截止阀，其特征在于，所述的连接装置还包括第二阶梯(64)，阀瓣盖(60)搁置在第二阶梯(64)的台阶面上。

5.如权利要求1所述的压力平衡高压截止阀，其特征在于，所述的平衡套(31)与阀瓣(33)之间包括第一密封槽(50)，第一密封槽(50)内包括密封件。

6.如权利要求5所述的压力平衡高压截止阀，其特征在于，所述的第一密封槽(50)位于阀瓣(33)上。

7.如权利要求5所述的压力平衡高压截止阀，其特征在于，所述的第一密封槽(50)内的密封件由双O形密封圈和双档圈组成，双O形密封圈和双档圈相间放置。

8.如权利要求5所述的压力平衡高压截止阀，其特征在于，所述的第一密封槽(50)有两个。

9.如权利要求1所述的压力平衡高压截止阀，其特征在于，所述的阀杆(32)与阀杆孔(21)内壁之间包括第二密封槽(51)，第二密封槽(51)位于阀杆(32)上，第二密封槽(51)内包括密封件，密封件由由双O形密封圈和双档圈组成，双O形密封圈和双档圈相间放置。

10.如权利要求1所述的压力平衡高压截止阀，其特征在于，包括第三密封槽(52)和第四密封槽(53)；第三密封槽(52)位于阀盖(2)与平衡套(31)之间；第四密封槽(53)位于阀体(1)与平衡套(31)之间；第三密封槽(52)与第四密封槽(53)包括有密封件，两道密封件的密封力来自阀盖(2)与阀体(1)之间的紧固力。

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