CN208311618U - 智能型磁力静密封针型截止阀 - Google Patents

Abstract

提供一种智能型磁力静密封针型截止阀，包括阀体，阀体上端面静密封连接磁传动组件，阀体内部设有阀瓣通道和介质通道，阀瓣通道内设有阀芯组件，磁传动组件输出端与阀芯组件上端动连接，磁传动组件输入端连接驱动装置，驱动装置电连接有控制器，阀体介质通道出口端设有与控制器电连接的传感器，控制器根据传感器传输来的介质流体信号控制驱动装置工作，实现针型阀门智能化控制，使闸阀能够根据实际情况进行自动全部启闭或部分启闭，提高闸阀自动化及智能化程度；采用与阀体形成静密封磁传动组件，降低了针型截止阀的外泄漏率，同时，阀瓣与阀座采用高硬度耐磨合金材料，降低阀门的内泄漏率，杜绝主密封副咬死现象，延长阀门的使用寿命。

Description

智能型磁力静密封针型截止阀

技术领域

本实用新型属阀门技术领域，具体涉及一种智能型磁力静密封针型截止阀。

背景技术

超临界CO₂染色的工艺条件通常为32MPa和160℃左右，且其对于管道阀门的内外泄漏率要求较为苛刻，因为外泄漏率过高不利于维持工艺条件所要求的压力，内泄漏率过高会导致不需要的染料渗入，影响染色效果。目前，应用于超临界CO₂染色行业的针型截止阀的主要技术特点是：①阀瓣与阀座间的主密封副采用为铜制锥面密封副来防止内漏；②阀杆与阀盖之间的上密封为填料动密封结构，用于防止闸阀外漏；③阀体和阀盖之间安装密封垫，形成静密封结构，用于防止闸阀外漏。这种针型截止阀在超临界CO₂染色行业应用中存在的主要问题有：①阀杆与阀盖之间的填料动密封结构的密封能力有限，且在高温高压条件下，随着阀杆的旋转，在阀杆外表面和填料之间必然产生间隙，进而引起闸阀外漏；②铜制密封副材料较软，长期运行会导致阀瓣或阀座密封接触位置处发生变形，进而引起闸阀内漏并降低了阀门的使用寿命；③由于铜制主密封副材料硬度相同，在密封副锥角较小时和高温条件下，易出现阀瓣与阀座咬死并进而导致针型截止阀打不开现象；④现有的针型截止阀大多采用手动调节控制阀门打开和关闭，控制自动化程度低，操作不方便，而且现有阀门不能根据阀门内部的液体流动状态而调节阀门打开的大小，不能很好的满足使用要求，智能化程度低。因此有必要提出改进。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种智能型磁力静密封针型截止阀，本实用新型中控制器能够根据传感器传输来的介质流体状态信号控制驱动装置工作，实现针型阀门智能化控制，使闸阀能够根据实际情况进行自动全部启闭或部分启闭，提高闸阀自动化及智能化程度；通过磁传动组件传递动力，其与阀体形成静密封，降低了针型截止阀的外泄漏率，同时，阀瓣与阀座间主密封副材料采用高硬度耐磨合金材料，降低阀门的内泄漏率，杜绝主密封副咬死现象，延长阀门的使用寿命。

本实用新型采用的技术方案：智能型磁力静密封针型截止阀，包括阀体，所述阀体上端面静密封固定连接有磁传动组件，所述阀体内部设有阀瓣通道和介质通道，所述阀瓣通道内设有控制介质通道内介质流通或截断的阀芯组件，所述磁传动组件下部输出端与阀芯组件上端动连接，所述磁传动组件上部输入端连接有提供动力的驱动装置，所述驱动装置电连接有控制器，所述阀体介质通道出口端上设有与控制器电连接的传感器，所述传感器将检测到的阀门出口内介质流动参数传输给控制器，所述控制器对传感器传输来的介质流动信号进行处理后控制驱动装置工作状态，所述驱动装置驱动磁传动组件转动，所述磁传动组件通过磁力耦合作用驱动阀芯组件在阀瓣通道内上下移动实现闸阀自动控制全部开启或关闭或部分开启或关闭。

其中，所述介质通道包括轴线与阀瓣通道轴线垂直相交且交点位于阀瓣通道下端面之上的第一段介质通道、轴线与阀瓣通道轴线垂直相交且交点位于阀瓣通道下端面之下的第二段介质通道以及轴线与阀瓣通道重合且穿过阀瓣通道下端面将第一段介质通道和第二段介质通道连通的第三段介质通道；所述第三段介质通道外端口壁上设有与其内腔连通的安装孔，所述传感器通过螺钉固定在安装孔内且使传感器感应头伸入第三段介质通道内腔中。

其中，所述驱动装置包括执行器和执行器支架，所述执行器支架固定于阀体上，所述执行器固定于执行器支架上，所述执行器输出端与磁传动组件输入端固定连接，其中，所述执行器采用伺服电机、电动执行器、气动执行器或液压执行器。

进一步地，所述磁传动组件包括支架，所述支架内部套有外磁转子，所述外磁转子内部套有内磁转子，所述外磁转子和内磁转子之间设有隔套，所述外磁转子、内磁转子和隔套通过轴承连接为一个整体并限制三者轴向相对移动，所述外磁转子上端通过普通平键和驱动装置输出轴固定连接，所述支架下端通过螺栓与阀体上端固定连接，所述隔套下端通过密封垫Ⅱ和支架与阀体的螺栓压紧作用固定在阀体上且将内磁转子及介质与外磁转子隔绝，所述密封垫Ⅱ采用耐高温材料制成，所述内磁转子内表面下部制有与阀芯组件配合的内螺纹。

进一步地，所述阀芯组件包括阀座、阀瓣、阀杆，所述阀座安装于阀瓣通道下端面上，所述阀瓣通道贴着其内壁套有压环，所述压环为桶状结构，所述阀体内的阀瓣通道上端口上通过紧固件固定有压紧法兰，所述压紧法兰的紧固件紧固力通过压紧法兰的下端面作用在压环上且使压环下端面将阀座压紧在阀瓣通道下端面上，所述阀座下端面与阀瓣通道下端面之间设有密封垫Ⅰ，所述密封垫Ⅰ采用耐高温材料制成；所述阀瓣置于压环内腔中，所述阀杆是由上部外螺纹丝杠和直径大于上部外螺纹丝杠大径的下部圆柱连接而成，所述上部外螺纹丝杠外表面制有与内磁转子的内螺纹旋合的外螺纹，所述下部圆柱下端设有与阀瓣连接的T型槽，所述阀瓣上端设有与T型槽适配连接的T型头，所述阀瓣下端为倒圆锥台结构，所述阀座是具有内孔的圆环结构，所述阀座的内孔直径与第三段介质通道相同且构成第三段介质通道的一部分，所述阀座的内孔上端制成与阀瓣下端的倒圆锥台结构密封贴合的锥面；所述压紧法兰中间设有供阀杆穿过上下移动且直径小于下部圆柱直径对阀杆起到限位作用的通孔。

进一步地，所述压环内壁一侧轴向设有滑槽，所述阀杆的下部圆柱一侧轴向设有键槽，所述键槽内设有与滑槽可滑动连接的平键；所述压环下部一侧与第一段介质通道端口对应处设有直径与第一段介质通道相同且在压环被压紧后轴线与第一段介质通道轴线对正重合的侧孔。

进一步地，所述阀瓣和阀座均采用高硬度、耐磨合金材料制成，所述阀瓣和阀座通过热处理工艺处理后使阀瓣表面硬度略高于阀座表面硬度。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本方案中传感器能监测阀门流出端口的介质流体参数，并将参数信号传递给控制器，控制器根据传感器传输来的介质流体状态信号控制驱动装置工作，实现针型阀门智能化控制，使闸阀能够根据实际情况全部启闭或部分启闭，提高闸阀自动化及智能化程度；

2、本方案中动力传动采用磁传动组件实现，磁传动组件是通过外磁转子和内磁转子之间的磁力耦合作用将动力传递给阀杆，实现阀门无接触传递扭矩的目的，并且磁传动组件与阀体之间采用静密封连接方式，使阀杆的驱动中不存在动密封结构，降低了针型截止阀的外泄漏率；

3、本方案阀瓣和阀座均采用高硬度耐磨合金材料制成，与传统针型截止阀的铜制或钢制密封副材料相比，具有高温下抗变形能力强、耐磨性好的优点，防止阀瓣和阀座密封接触位置发生变形，延长了阀门的使用寿命，并防止闸阀內泄现象；

4、阀瓣与阀座通过热处理工艺处理后使阀瓣表面与阀座表面存在一定的硬度差，避免现有针型截止阀的相同硬度主密封副材料在高温下出现咬死并进而导致阀门无法开启的现象。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1.阀体，101.阀瓣通道，102.第一段介质通道，103.第二段介质通道，104.第三段介质通道，105.安装孔，2.密封垫Ⅰ，3.阀座，301.内孔，4.阀瓣，401.T型头，5.阀杆，501.上部外螺纹丝杠，502.下部圆柱，503.T型槽，504.键槽，6.压环，601.滑槽，7.压紧法兰，8.密封垫Ⅱ，9.支架，10.外磁转子，11.隔套，12.内磁转子，13.驱动装置，14.磁传动组件，15.平键，16.执行器支架，17.执行器，18.阀芯组件，19.控制器，20.传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内、外、上、下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

智能型磁力静密封针型截止阀，如图1所示，包括阀体1，所述阀体1内部设有阀瓣通道101和介质通道，所述介质通道包括轴线与阀瓣通道101轴线垂直相交且交点位于阀瓣通道101下端面之上的第一段介质通道102、轴线与阀瓣通道101轴线垂直相交且交点位于阀瓣通道101下端面之下的第二段介质通道103以及轴线与阀瓣通道101重合且穿过阀瓣通道101下端面将第一段介质通道102和第二段介质通道103连通的第三段介质通道104。

所述阀体1上端面静密封固定连接有磁传动组件14，所述磁传动组件14包括支架9，所述支架9内部套有外磁转子10，所述外磁转子10内部套有内磁转子12，所述外磁转子10和内磁转子12之间设有隔套11，所述外磁转子10、内磁转子12和隔套11通过轴承连接为一个整体并限制三者轴向相对移动，所述支架9下端通过螺栓与阀体1上端固定连接，所述隔套11下端通过密封垫Ⅱ8和支架9与阀体1的螺栓压紧作用固定在阀体1上且将内磁转子12及介质与外磁转子10隔绝，所述密封垫Ⅱ8采用耐高温材料制成，避免出现高温下密封失效现象，所述内磁转子12内表面下部制内螺纹。本实用新型中动力扭矩通过外磁转子10和内磁转子12之间的磁力耦合作用穿过隔套11传递给内磁转子12，实现了扭矩的无接触传递，并且外磁转子10和内磁转子12之间隔着隔套11，隔套11与阀体1之间通过采用静密封连接，有效防止阀门外漏，解决了传统针型截止阀填料密封结构不可避免的泄漏问题。

所述阀瓣通道101内设有控制介质通道内介质流通或截断的阀芯组件18，所述磁传动组件14下部输出端与阀芯组件18上端动连接，具体的，所述阀芯组件18包括阀座3、阀瓣4、阀杆5，所述阀座3安装于阀瓣通道101下端面上，所述阀瓣通道101贴着其内壁套有压环6，所述压环6为桶状结构，所述阀体1内的阀瓣通道101上端口上通过紧固件固定有压紧法兰7，所述压紧法兰7的紧固件紧固力通过压紧法兰7的下端面作用在压环6上且使压环6下端面将阀座3压紧在阀瓣通道101下端面上，所述阀座3下端面与阀瓣通道101下端面之间设有密封垫Ⅰ2，所述密封垫Ⅰ2采用耐高温材料制成，避免出现高温下密封失效现象。所述阀瓣4置于压环6内腔中，所述阀杆5是由上部外螺纹丝杠501和直径大于上部外螺纹丝杠501大径的下部圆柱502连接而成，所述上部外螺纹丝杠501外表面制有与内磁转子12的内螺纹旋合的外螺纹，所述下部圆柱502下端设有与阀瓣4连接的T型槽503，所述阀瓣4上端设有与T型槽503适配连接的T型头401，所述阀瓣4下端为倒圆锥台结构，所述阀座3是具有内孔301的圆环结构，所述阀座3的内孔301直径与第三段介质通道104直径相同且构成第三段介质通道104的一部分，所述阀座3的内孔301上端制成与阀瓣4下端的倒圆锥台结构密封贴合的锥面，当阀瓣4随阀杆5一起向下运动并接触到阀座3时，阀瓣4下部倒圆锥台与阀座3内孔上部的锥面构成密封副配合，并随着其间密封压力增加，关闭阀门。所述压紧法兰7中间设有供阀杆5穿过上下移动且直径小于下部圆柱502直径对阀杆5起到限位作用的通孔。所述压环6内壁一侧轴向设有滑槽601，所述阀杆5的下部圆柱502一侧轴向设有键槽504，所述键槽504内设有与滑槽601可滑动连接的平键15，阀杆5与压环6的滑动连接能够防止阀杆5因随磁传动组件14一同转动而导致其间的螺纹传动失效。所述压环6下部一侧与第一段介质通道102端口对应处设有直径与第一段介质通道102相同且在压环6被压紧后轴线与第一段介质通道102轴线对正重合的侧孔，避免影响介质流通。

优选的，所述阀瓣4和阀座3均采用高硬度、耐磨合金材料制成，与传统针型截止阀的铜制或钢制密封副材料相比，具有高温下抗变形能力强，耐磨性好的优点，防止阀瓣4和阀座3密封接触位置发生变形，延长了阀门的使用寿命，并防止闸阀內泄现象；所述阀瓣4和阀座3通过热处理工艺处理后使阀瓣4表面硬度略高于阀座3表面硬度，通过热处理工艺手段保证阀瓣表面与阀座表面存在一定的硬度差，避免了传统针型截止阀的相同硬度主密封副材料在高温下出现咬死并进而导致阀门无法开启的现象。

所述磁传动组件14上部输入端连接有用于提供动力的驱动装置13，所述驱动装置13包括执行器17和执行器支架16，所述执行器支架16固定于阀体1上，所述执行器17固定于执行器支架16上，所述执行器17输出端与磁传动组件14中外磁转子10上端输入端通过普通平键固定连接。其中，所述执行器17采用伺服电机、电动执行器、气动执行器或液压执行器，采用不同的多种执行器实现阀门自动启闭功能，使阀门具有自动化程度高、启动操纵更加省力、可实现远程控制的优点。

所述驱动装置13电连接有控制器19，所述阀体1介质通道出口端上设有与控制器19电连接的传感器20，所述第三段介质通道104外端口壁上设有与其内腔连通的安装孔105，所述传感器20通过螺钉固定在安装孔105内且使传感器20感应头伸入第三段介质通道104内腔中。

本实用新型的阀门启闭操作的动力传递顺序为：由传感器20监测介质输出端流动状态并将信号传递给控制器19，控制器19将监测信号与设定信号进行比对处理后在输出一个调节信号给驱动装置13中的执行器17，执行器17按照信号指令旋转带动外磁转子6旋转。其中，当关闭阀门时，执行器17输出端顺时针旋转，执行器17带动外磁转子10顺时针旋转，外磁转子10通过其与内磁转子12之间的耦合磁力驱动内磁转子12顺时针旋转，内磁转子12通过其与阀杆5间的螺纹传动配合驱动阀杆5下移，阀杆5通过其与阀瓣4间的T型连接结构带动阀瓣4下移，阀瓣4下移到与阀座3接触时执行器17继续顺时针旋，在阀瓣4与阀座3的倒圆锥台锥面密封副间施加一定的压力，产生密封效果，实现阀门关闭；开启阀门时，执行器17输出轴逆时针旋转手，通过与关闭阀门时相反的动力传递顺序，带动阀瓣4上移，阀瓣4与阀座3之间的倒圆锥台锥面密封副开始分离，阀门逐步开启，当阀杆5上移到其下部圆柱502上端面与压紧法兰7下表面接触时，阀瓣4运行到上限位位置，此时阀门完全开启。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

Claims (7)

1.智能型磁力静密封针型截止阀，包括阀体(1)，所述阀体(1)上端面静密封固定连接有磁传动组件(14)，所述阀体(1)内部设有阀瓣通道(101)和介质通道，所述阀瓣通道(101)内设有控制介质通道内介质流通或截断的阀芯组件(18)，其特征在于：所述磁传动组件(14)下部输出端与阀芯组件(18)上端动连接，所述磁传动组件(14)上部输入端连接有用于提供动力的驱动装置(13)，所述驱动装置(13)电连接有控制器(19)，所述阀体(1)介质通道出口端上设有与控制器(19)电连接的传感器(20)，所述传感器(20)将监测到的阀门出口内介质流动参数传输给控制器(19)，所述控制器(19)对传感器(20)传输来的介质流动信号进行处理后控制驱动装置(13)工作状态，所述驱动装置(13)驱动磁传动组件(14)转动，所述磁传动组件(14)通过磁力耦合作用驱动阀芯组件(18)在阀瓣通道(101)内上下移动实现闸阀智能控制全部开启或关闭或部分开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的智能型磁力静密封针型截止阀，其特征在于：所述介质通道包括轴线与阀瓣通道(101)轴线相交且交点位于阀瓣通道(101)下端面之上的第一段介质通道(102)、轴线与阀瓣通道(101)轴线相交且交点位于阀瓣通道(101)下端面之下的第二段介质通道(103)以及轴线与阀瓣通道(101)重合且穿过阀瓣通道(101)下端面将第一段介质通道(102)和第二段介质通道(103)连通的第三段介质通道(104)；所述第三段介质通道(104)外端口壁上设有与其内腔连通的安装孔(105)，所述传感器(20)通过螺钉固定在安装孔(105)内且使传感器(20)感应头伸入第三段介质通道(104)内腔中。

3.根据权利要求1所述的智能型磁力静密封针型截止阀，其特征在于：所述驱动装置(13)包括执行器(17)和执行器支架(16)，所述执行器支架(16)固定于阀体(1)上，所述执行器(17)固定于执行器支架(16)上，所述执行器(17)输出端与磁传动组件(14)输入端固定连接，其中，所述执行器(17)采用伺服电机、电动执行器、气动执行器或液压执行器。

4.根据权利要求2所述的智能型磁力静密封针型截止阀，其特征在于：所述磁传动组件(14)包括支架(9)，所述支架(9)内部套有外磁转子(10)，所述外磁转子(10)内部套有内磁转子(12)，所述外磁转子(10)和内磁转子(12)之间设有隔套(11)，所述外磁转子(10)、内磁转子(12)和隔套(11)通过轴承连接为一个整体并限制三者轴向相对移动，所述外磁转子(10)上端通过普通平键和驱动装置(13)输出轴固定连接，所述支架(9)下端通过螺栓与阀体(1)上端固定连接，所述隔套(11)下端通过密封垫Ⅱ(8)和支架(9)与阀体(1)的螺栓压紧作用固定在阀体(1)上且将内磁转子(12)及介质与外磁转子(10)隔绝，所述密封垫Ⅱ(8)采用耐高温材料制成，所述内磁转子(12)内表面下部制有与阀芯组件(18)配合的内螺纹。

5.根据权利要求4所述的智能型磁力静密封针型截止阀，其特征在于：所述阀芯组件(18)包括阀座(3)、阀瓣(4)、阀杆(5)，所述阀座(3)安装于阀瓣通道(101)下端面上，所述阀瓣通道(101)贴着其内壁套有压环(6)，所述压环(6)为桶状结构，所述阀体(1)内的阀瓣通道(101)上端口上通过紧固件固定有压紧法兰(7)，所述压紧法兰(7)的紧固件紧固力通过压紧法兰(7)的下端面作用在压环(6)上且使压环(6)下端面将阀座(3)压紧在阀瓣通道(101)下端面上，所述阀座(3)下端面与阀瓣通道(101)下端面之间设有密封垫Ⅰ(2)，所述密封垫Ⅰ(2)采用耐高温材料制成；所述阀瓣(4)置于压环(6)内腔中，所述阀杆(5)是由上部外螺纹丝杠(501)和直径大于上部外螺纹丝杠(501)大径的下部圆柱(502)连接而成，所述上部外螺纹丝杠(501)外表面制有与内磁转子(12)的内螺纹旋合的外螺纹，所述下部圆柱(502)下端设有与阀瓣(4)连接的T型槽(503)，所述阀瓣(4)上端设有与T型槽(503)适配连接的T型头(401)，所述阀瓣(4)下端为倒圆锥台结构，所述阀座(3)是具有内孔(301)的圆环结构，所述阀座(3)的内孔(301)直径与第三段介质通道(104)直径相同且构成第三段介质通道(104)的一部分，所述阀座(3)的内孔(301)上端制成与阀瓣(4)下端的倒圆锥台结构密封贴合的锥面；所述压紧法兰(7)中间设有供阀杆(5)穿过上下移动且直径小于下部圆柱(502)直径对阀杆(5)起到限位作用的通孔。

6.根据权利要求5所述的智能型磁力静密封针型截止阀，其特征在于：所述压环(6)内壁一侧轴向设有滑槽(601)，所述阀杆(5)的下部圆柱(502)一侧轴向设有键槽(504)，所述键槽(504)内设有与滑槽(601)可滑动连接的平键(15)；所述压环(6)下部一侧与第一段介质通道(102)端口对应处设有直径与第一段介质通道(102)相同且在压环(6)被压紧后轴线与第一段介质通道(102)轴线对正重合的侧孔。

7.根据权利要求5所述的智能型磁力静密封针型截止阀，其特征在于：所述阀瓣(4)和阀座(3)均采用高硬度、耐磨合金材料制成，所述阀瓣(4)和阀座(3)通过热处理工艺处理后使阀瓣(4)表面硬度略高于阀座(3)表面硬度。