CN203823205U - 高压气动截止阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高压气动截止阀，驱动结构采用单向作动气缸，用操纵气打开阀门，用弹簧力关闭阀门的方式，关闭腔始终与空气相通，为常压，减少了关闭腔排气时间，有助于提高阀门开启的速度。另外，本实用新型阀门采用截止阀结构，阀芯开启运动方向与介质流向相反，有助于阀门在介质压力作用下提高密封性。

Description

高压气动截止阀

技术领域

本实用新型涉及一种截止阀，尤其涉及一种气动截止阀。 

背景技术

为满足我国某型号发动机组件点火热试车要求，需要研制一台通径为DN100的能在高压下快速开启的超低温气动阀门，现有较大口径的高压阀从控制系统发出打开阀门指令到阀门完全开启的时间较长，难以满足使用要求。现有高压气动截止阀都采用双向气缸，使用二位五通电动气活门控制，控制气采用0.6～0.8MPa的压缩空气或氮气，一般开启时间都大于500ms。 

实用新型内容

为解决现有气动截止阀开启时间长的技术问题，本实用新型提供一种高压气动截止阀。 

本实用新型的技术解决方案是： 

一种高压气动截止阀，包括阀体1、阀盖2、阀瓣3、底座4及控制结构5， 

所述阀体1安装在底座4上，所述阀体1的上方设置有阀盖2，所述阀体1的一端设置有液体入口A，所述阀体1的另一端设置有液体出口B，所述液体入口A和液体出口B之间为液体流道，所述阀瓣3位于液体流道中， 

所述控制结构5包括阀杆51及阀杆驱动结构，所述阀杆51的一端依次穿过阀盖2、阀体的上端与阀瓣3固定连接，所述阀杆51的另一端与驱动结构连接， 

其特殊之处在于：所述阀杆驱动结构包括气缸59、活塞53、弹簧组件54及弹簧座55，所述活塞53设置在阀杆51的顶部并与阀杆51固定连接，所述弹簧座55设置在活塞53的下方，所述弹簧组件54设置在活塞53与弹簧座55之间，所述气缸59扣合在活塞53上，其下端与弹簧座54固定连接，所述气缸59与活塞53之间设置有操纵气通道57； 

所述气缸59的顶部设置有打开腔56，所述打开腔56用于通过操纵气，所述打开腔56与操纵气通道57连通，所述弹簧座54上设置有关闭腔58，所述关闭腔58的一端与弹簧组件54底部安装空间相通，所述关闭腔58的另一端与空气相通。 

上述液体入口A与液体出口B之间的液体流道包括入口段A1、中间段A2及出口段A3，所述入口段A1、中间段A2及出口段A3依次呈Z字型连接，所述入口段A1倾斜一定角度，所述出口段A3倾斜一定角度，所述入口段A1与出口段A3的倾斜方向相反，所述中间段A2分为上腔A21和下腔A22，所述上腔A21和下腔A22之间设置有限定阀瓣3位置的凸起A23，所述阀瓣3位于下腔A22内。 

上述气缸59、活塞53、阀杆51、阀盖2、阀瓣3、阀体1同轴设置。 

上述弹簧组件54包括六个弹簧，六个弹簧呈圆周均匀设置在阀杆外侧。 

上述打开腔56和关闭腔58位于阀杆同侧。 

上述阀盖2与活塞53之间设置有套在阀杆上的延长段6，所述延长段6上设置了散热片7。 

上述阀杆上设置有阀门开关位置检测传感器8。 

上阀体1与阀瓣3的密封为金属对金属密封。 

上述打开腔56的工作介质为氦气。 

上述阀体1、阀盖2、阀瓣3、底座4的材料为奥氏体不锈钢。 

本实用新型与现有技术相比，优点是： 

1、本实用新型截止阀的驱动结构采用单向作动气缸，用操纵气打开阀门，用弹簧力关闭阀门的方式，关闭腔始终与空气相通，为常压，减少了关闭腔排气时间，有助于提高阀门开启的速度。 

2、本实用新型阀门采用截止阀结构，阀芯开启运动方向与介质流向相反，有助于阀门在介质压力作用下提高密封性。 

3、本实用新型为加快阀门的打开时间，阀门采用了氦气作为操纵气，氦气的流动性强，流动速度快，能使阀门气缸迅速建压，推动活塞将阀门打开。 

4、本实用新型阀门采用了金属对金属的硬密封结构，满足了阀门在超低温 高压条件下的密封性。 

5、本实用新型阀门的主要部件采用了奥氏体不锈钢，可以满足该阀门材料在高压超低温条件下的使用。 

6、本实用新型在阀体与气缸之间增加了延长段并设置了散热片，有效防止了阀门在低温下工作时冷量传递至阀杆密封圈及气缸密封圈，破坏密封性。 

附图说明

图1为本实用新型结构简略标注图。 

图2为本实用新型结构的详细标注图。 

具体实施方式

本实用新型一种高压气动截止阀，包括阀体、阀盖、阀瓣、底座及控制结构，阀体安装在底座上，阀体的上方设置有阀盖，阀体上开设有液体入口和液体出口，液体入口和液体出口之间为液体流道，阀瓣位于液体流道中，控制结构包括阀杆及阀杆驱动结构，阀杆的一端依次穿过阀盖、阀体的上端与阀瓣固定连接，阀杆的另一端与驱动结构连接。 

为提高阀门开启的速度，本实用新型的驱动结构包括气缸、活塞、弹簧组件及弹簧座，活塞设置在阀杆的顶部与阀杆固定连接，弹簧座设置在活塞的下方，弹簧组件设置在活塞与弹簧座之间，气缸扣合在活塞上，其下端与弹簧座固定连接，气缸与活塞之间有操纵气通道；气缸的顶部，最好是气缸的顶部的侧端设置有打开腔，打开腔用于通过操纵气，打开腔与操纵气通道连通，弹簧座上设置有关闭腔，关闭腔的一端与弹簧组件底部的安装空间相通，关闭腔的另一端与空气相通。 

当需要打开阀门时，关闭腔与空气相通，操纵气从打开腔进入气缸与活塞之间的操纵气通道，驱动活塞向下运动从而带动阀杆打开阀门，在此过程中弹簧受力压缩；当需要关闭阀门时，打开腔撤去操纵气，关闭腔始终与大气相通,驱动结构依靠弹簧反弹驱动活塞向上运动，活塞的运动带动活塞杆向上运动，阀门关闭。 

本实用新型阀瓣开启运动方向与介质流向相反，有助于阀门在介质压力作用下提高密封性，并可以使阀门在打开时阀杆处于压应力状态，降低阀杆连接 螺纹结构的应力。液体入口与液体出口之间的液体流道包括入口段、中间段及出口段，入口段、中间段及出口段依次呈Z字型连接，入口段倾斜一定角度，出口段倾斜一定角度，入口段与出口段的倾斜方向相反，中间段分为上腔和下腔，上腔和下腔之间设置有限定阀瓣位置的凸起，阀瓣位于下腔内。 

当阀门需要反向使用时，即出口段压力大于入口段压力的情况下，可以给气缸关闭腔通入操纵气，增加阀门关闭作用力，提高阀门反向密封性。 

为进一步加快阀门的打开时间，本实用新型采用氦气作为操纵气，氦气的流动性强，流动速度快，能使阀门气缸迅速建压，推动活塞将阀门打开。 

为满足阀门在超低温高压条件下的密封性，阀门采用了金属对金属的硬密封结构。 

为满足该阀门材料在高压超低温条件下使用，阀门主要部件采用了奥氏体不锈钢。 

为防止阀门在低温下工作时冷量传递至阀杆密封圈及气缸密封圈，破坏密封性，在阀体与气缸之间增加了延长段并设置了散热片，确保阀门正常工作下密封结构部位温度不低于-20℃。 

进一步的，本实用新型阀门可以通过远程控制，使用一台两位三通电动气活门与阀门打开腔用管道连接，通过控制电动气活门的开关来控制阀门操纵气的供应和排放，实现阀门的打开和关闭。 

进一步的，本实用新型在阀杆上设置了阀门开关位置检测传感器，可以检测阀门的开关状态，根据控制系统指令发出时间与阀门检测到打开信号时间测算阀门的开启速度。传感器有两个，上面的检测打开状态、下面的检测关闭状态。 

实际使用中，在多次某型号发动机组件试车时，该阀门在入口压力28MPa、温度-160℃工作条件下，密封性能很好，从控制系统发出打开阀门指令到阀门完全开启的时间平均为120ms，重复性±10ms，满足了设计要求，为发动机组件试车奠定了基础。 

Claims (10)

1.一种高压气动截止阀，包括阀体(1)、阀盖(2)、阀瓣(3)、底座(4)及控制结构(5)， 

所述阀体(1)安装在底座(4)上，所述阀体(1)的上方设置有阀盖(2)，所述阀体(1)的一端设置有液体入口(A)，所述阀体(1)的另一端设置有液体出口(B)，所述液体入口(A)和液体出口(B)之间为液体流道，所述阀瓣(3)位于液体流道中， 

所述控制结构(5)包括阀杆(51)及阀杆驱动结构，所述阀杆(51)的一端依次穿过阀盖(2)、阀体的上端与阀瓣(3)固定连接，所述阀杆(51)的另一端与驱动结构连接， 

其特征在于：所述阀杆驱动结构包括气缸(59)、活塞(53)、弹簧组件(54)及弹簧座(55)，所述活塞(53)设置在阀杆(51)的顶部并与阀杆(51)固定连接，所述弹簧座(55)设置在活塞(53)的下方不与阀杆51固定连接，所述弹簧组件(54)设置在活塞(53)与弹簧座(55)之间，所述气缸(59)扣合在活塞(53)上，其下端与弹簧座(54)固定连接，所述气缸(59)与活塞(53)之间设置有操纵气通道(57)； 

所述气缸(59)的顶部设置有打开腔(56)，所述打开腔(56)用于通过操纵气，所述打开腔(56)与操纵气通道(57)连通，所述弹簧座(54)上设置有关闭腔(58)，所述关闭腔(58)的一端与弹簧组件(54)底部安装空间相通，所述关闭腔(58)的另一端与空气相通。 

2.根据权利要求1所述的高压气动截止阀，其特征在于：所述液体入口(A)与液体出口(B)之间的液体流道包括入口段(A1)、中间段(A2)及出口段(A3)，所述入口段(A1)、中间段(A2)及出口段(A3)依次呈Z字型连接，所述入口段(A1)倾斜一定角度，所述出口段(A3)倾斜一定角度，所述入口段(A1)与出口段(A3)的倾斜方向相反，所述中间段(A2)分为上腔(A21)和下腔(A22)，所述上腔(A21)和下腔(A22)之间设置有限定阀瓣(3)位置的凸起(A23)， 所述阀瓣(3)位于下腔(A22)内。 

3.根据权利要求1或2所述的高压气动截止阀，其特征在于：所述气缸(59)、活塞(53)、阀杆(51)、阀盖(2)、阀瓣(3)、阀体(1)同轴设置。 

4.根据权利要求3所述的高压气动截止阀，其特征在于：所述弹簧组件(54)包括六个弹簧，六个弹簧呈圆周均匀设置在阀杆外侧。 

5.根据权利要求4所述的高压气动截止阀，其特征在于：所述打开腔(56)和关闭腔(58)位于阀杆同侧。 

6.根据权利要求5所述的高压气动截止阀，其特征在于：所述阀盖(2)与活塞(53)之间设置有套在阀杆上的延长段(6)，所述延长段(6)上设置了散热片(7)。 

7.根据权利要求6所述的高压气动截止阀，其特征在于：所述阀杆上设置有阀门开关位置检测传感器(8)。 

8.根据权利要求1所述的高压气动截止阀，其特征在于：所述阀体(1)与阀瓣(3)的密封为金属对金属密封。 

9.根据权利要求1所述的高压气动截止阀，其特征在于：所述打开腔(56)的工作介质为氦气。 

10.根据权利要求1所述的高压气动截止阀，其特征在于：所述阀体(1)、阀盖(2)、阀瓣(3)、底座(4)的材料为奥氏体不锈钢。