CN214946553U - 一种气动式圆顶阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气动式圆顶阀。包括位于中部的主阀体，在主阀体的顶部安装有阀盖、底部安装有连接阀体；在主阀体上设有周向间隔180°的第一轴座和第二轴座，在第一轴座内安装有第一转轴，在第二轴座内安装有第二转轴，在两者的内端之间安装有一体式的球顶阀芯，在阀盖与主阀体之间安装有气动密封组件；气动密封组件包括具有“Z”字形截面的下支撑环和具有“C”字形截面的气动密封圈，还包括夹持在阀盖与下支撑环之间的、带有多个径向气道的气动上支撑环，气动上支撑环落入气动密封圈内，在阀盖上设有进气口，在阀盖的内壁上设有环形气道，各径向气道与环形气道对正；还包括气动驱动器。本实用新型结构设计合理，装配精度高，保障密封特性。

Description

一种气动式圆顶阀

技术领域

本实用新型属于阀门技术领域，尤其涉及一种气动式圆顶阀。

背景技术

圆顶阀是工业中常用的一种阀门，用于切断进入压力罐的流动料流或者静止料柱，然后关闭实现密封，其工作特性是：旋转中的穹形阀芯在阀体内的位移动作使密实的物料柱得以转动，被物料完全填满的圆顶阀因而能穿过塞满的物料关闭并密封。典型的应用场景为火电厂粉煤灰的输灰系统，气动圆顶阀主要应用于电力、冶金、化工、食品、制药等领域气力输送系统中的干灰、干粉物料的进料口、出料口、排气口、助吹口、排堵口及管道切换的开关控制。

由前述可知，气动圆顶阀的工作环境较为恶劣，由于输送的介质通常为磨琢性物料，因此在工作过程中会产生持续的磨损，阀体内部以及阀芯发生一定程度的磨损后会导致圆顶阀关闭不严等问题，导致对所在位置的封闭失效问题，进而影响系统的工作特性。

上述技术问题通常是由于结构设计不合理导致，在动作部件产生磨损后不能通过有效的手段保障磨损部位的密封特性。另一方面，阀芯结构的设计也对前述特性产生一定的影响，现有的圆顶阀其阀芯部分通常为分体式结构，其穹形部分与支座部分分体成型后采用螺钉等进行连接，这通常导致圆顶阀的装配精度产生问题，即容易出现阀芯偏装等问题，加剧了前述磨损和密封问题。因此，需要对气动圆顶阀的结构进行优化设计，以解决前述技术问题。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、装配精度高、保障密封特性的气动式圆顶阀。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种气动式圆顶阀包括位于中部的主阀体，在主阀体的顶部对接安装有中部带有料口的阀盖，在主阀体的底部对接安装有连接阀体；在主阀体上设有周向间隔180°的第一轴座和第二轴座，在第一轴座内安装有第一转轴，在第二轴座内安装有第二转轴，在第一转轴和第二转轴两者的内端之间安装有一体式的球顶阀芯，在阀盖与主阀体之间安装有气动密封组件；气动密封组件包括具有“Z”字形截面的下支撑环和具有“C”字形截面的气动密封圈，还包括夹持在阀盖与下支撑环之间的、带有多个径向气道的气动上支撑环，气动上支撑环的主体部分落入气动密封圈内，在阀盖上设有进气口，在阀盖的内壁上设有环形气道，各径向气道与环形气道对正；还包括驱动第一转轴的气动驱动器。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型提供了一种结构设计合理的气动式圆顶阀，与现有的圆顶阀相比，本实用新型中的气动圆顶阀通过设置球顶阀芯为一体式结构，避免了由于分体式加工及组装导致的精度不足问题，同时显著提升了球顶阀芯的整体结构强度。通过在阀盖、主阀体与球顶阀芯之间安装由下支撑环、气动密封圈和气动上支撑环构成的气动密封组件，实现了通过向阀盖内送入压缩空气令气动密封圈膨胀的技术效果，膨胀后的气动密封圈能够良好地与球顶阀芯结合，保证了密封的特性。此外，弹性的气动密封圈可以内陷物料颗粒，避免了由于压差作用物料颗粒发生滑动，因此降低了物料颗粒对主阀体和球顶阀芯的磨损，提升了气动圆顶阀的使用寿命。

优选地：在阀盖的内壁上设有环形的凹槽，气动密封圈的上部边缘落入该凹槽内。

优选地：在下支撑环的顶部设有环形的密封圈槽，且在该密封圈槽内设有密封环，密封环由阀盖的内壁上的凸台压持。

优选地：在阀盖与主阀体之间设有密封垫组件，密封垫组件包括分别位于两侧的、金属材质的上部第一垫环和下部第一垫环，在上部第一垫环的内侧设有橡胶材质的上部第二垫环，在下部第一垫环的内侧设有橡胶材质的下部第二垫环，在上部第二垫环与下部第二垫环之间设有金属材质的中间垫环。

优选地：球顶阀芯包括位于中部的球顶部分，在球顶部分的两侧分别设有一体成型的第一支臂和第二支臂，在两支臂的根部均设有轴孔，第一转轴的内端位于第一支臂的轴孔内并采用内部销钉连接，第二转轴的内端位于第二支臂的轴孔内并采用内部销钉连接。

优选地：在第一转轴与第一轴座之间、第二转轴与第二轴座之间均设有侧壁带有油孔的衬套，在第一轴座的侧部安装有第一注油嘴，在第二轴座的侧部安装有第二注油嘴。

优选地：在第二转轴的外端还安装有外轴套，外轴套套设在第二转轴上并采用外部销钉连接。

优选地：阀盖与主阀体之间采用多个沉头螺钉连接固定，在主阀体的内壁上、每个沉头螺钉所在的位置均一体成型有加强连接座。

优选地：在主阀体的底部、连接阀体的顶部和底部均设有法兰盘，主阀体底部的法兰盘与连接阀体顶部的法兰盘采用连接螺栓进行连接，在这两个法兰盘之间设有密封垫圈。

优选地：气动驱动器包括与第一轴座固定连接的防护框架和与防护框架固定连接的扇形气缸，扇形气缸的输出轴通过连接套管与第一转轴的外端对接连接；在连接套管的外壁上还安装有限位触板，在防护框架内安装有与限位触板配合的触点开关。

附图说明

图1是本实用新型的外部结构示意图；

图2是图1中驱动装置的结构示意图；

图3是图1中阀门主体部分的外部结构示意图；

图4是图3中阀门主体部分的剖视结构示意图；

图5是图4中气动密封组件的剖视结构示意图。

图中：

1、扇形气缸；2、防护框架；3、法兰盘；4、球顶阀芯；4-1、第二支臂；4-2、第一支臂；5、阀盖；6、主阀体；6-1、加强连接座；7、第二轴座；7-1、第二注油嘴；8、外轴套；9、第二转轴；10、连接阀体；11、连接螺栓；12、限位触板；13、衬套；14、连接套管；15、第一轴座；15-1、第一注油嘴；16、第一转轴；17、密封垫圈；18、外部销钉；19、内部销钉；20、下支撑环；21、气动上支撑环；21-1、径向气道；22、气动密封圈；23、密封环；24、密封垫组件；24-1、上部第一垫环；24-2、上部第二垫环；24-3、下部第二垫环；24-4、中间垫环；24-5、下部第一垫环。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1，本实用新型的气动式圆顶阀包括位于中部的主阀体6，在主阀体6的顶部对接安装有中部带有料口的阀盖5，在主阀体6的底部对接安装有连接阀体10，其中连接阀体10可以与安装位置的进料口、出料口、排气口、助吹口等对接连接，当气动圆顶阀开启时，物料从阀盖5上的料口排出。

请参见图3和图4，可以看出：

在主阀体6上设有周向间隔180°的第一轴座15和第二轴座7，在第一轴座15内安装有第一转轴16，在第二轴座7内安装有第二转轴9，在第一转轴16和第二转轴9两者的内端之间安装有一体式的球顶阀芯4。

主阀体6为一体式铸件，即一体铸造加工成型后在加工中心完成其它位置的精密加工，具体地，第一轴座15上的轴孔以及第二轴座7上的轴孔应该共中心线，保证球顶阀芯4转动的平顺性。

球顶阀芯4也为一体式铸件，本实施例中，球顶阀芯4包括位于中部的球顶部分，在球顶部分的两侧分别设有一体成型的第一支臂4-2和第二支臂4-1，在两支臂的根部均设有轴孔，第一转轴16的内端位于第一支臂4-2的轴孔内并采用内部销钉19连接，第二转轴9的内端位于第二支臂4-1的轴孔内并采用内部销钉19连接。一体式结构的球顶阀芯4不仅结构强度高，而且易于保证加工精度和安装精度，充分避免球顶阀芯4偏装导致的密封问题。球顶阀芯4一体铸造加工成型后在加工中心完成其它位置的精密加工，具体地，第一支臂4-2上的轴孔和第二支臂4-1上的轴孔应该共中心线。

本实施例中，在第一转轴16与第一轴座15之间、第二转轴9与第二轴座7之间均设有侧壁带有油孔的衬套13，在第一轴座15的侧部安装有第一注油嘴15-1，在第二轴座7的侧部安装有第二注油嘴7-1。通过第一注油嘴15-1和第二注油嘴7-1向两个轴系内部加入润滑油，保证气动圆顶阀运转的平顺性。如图中所示，在两个衬套13各自的内端内侧和外端外侧均设有O型圈，避免润滑油流出。

本实施例中，在第二转轴9的外端还安装有外轴套8，外轴套8套设在第二转轴9上并采用外部销钉18连接。外轴套8对其内侧的O型圈进行了压持固定，防止该位置的O型圈脱出。

在阀盖5与主阀体6之间安装有气动密封组件，该气动密封组件用于与球顶阀芯4配合实现阀门的密封。

请参见图4和图5，可以看出：气动密封组件包括具有“Z”字形截面的下支撑环20和具有“C”字形截面的气动密封圈22，其中下支撑环20为金属材质、气动密封圈22为橡胶材质。还包括夹持在阀盖5与下支撑环20之间的、带有多个径向气道21-1的气动上支撑环21，气动上支撑环21的主体部分落入气动密封圈22内，通过径向气道21-1向内部注入压缩空气，能够令气动密封圈22受压而膨胀，膨胀后压持在球顶阀芯4的球顶部分，产生密封的效果。

在阀盖5上设有进气口，在阀盖5的内壁上设有环形气道，各径向气道21-1与该环形气道对正，进气口与环形气道连通，在进气口上可以安装气路接头，压缩气管路连接至该气路接头。这样，压缩气管路将压缩空气经由进气口送入环形气道，之后压缩空气经由多个径向气道21-1注入气动密封圈22内。

本实施例中，在阀盖5的内壁上设有环形的凹槽，气动密封圈22的上部边缘落入该凹槽内。由图5可以看出，气动密封圈22的上部边缘夹持在下支撑环20与气动上支撑环21之间，因此气动密封圈22的上部边缘和下部边缘均得到了固定，在压缩空气注入和排出的过程中，气动密封圈22只有中间部分作膨胀和收缩动作。

本实施例中，在下支撑环20的顶部设有环形的密封圈槽，且在该密封圈槽内设有密封环23，密封环23为橡胶材质，由阀盖5的内壁上的凸台压持。密封环23用于保证阀盖5与下支撑环20之间的密封性，防止压缩空气向圆顶阀的内部扩散。

阀盖5与主阀体6之间采用多个沉头螺钉连接固定，在主阀体6的内壁上、每个沉头螺钉所在的位置均一体成型有加强连接座6-1。各加强连接座6-1在主阀体6进行一体铸造成型的过程中在内壁上的相应位置一体铸造成型，之后在主阀体6的端面上加工螺纹连接孔时，螺纹连接孔位于各加强连接座6-1所在的位置，这样能够有效避免由于加工螺纹连接孔导致的主阀体6的结构强度下降问题，提升整个圆顶阀的结构强度。

在阀盖5与主阀体6之间设有密封垫组件24，密封垫组件24用于保证两者之间的连接密封性。请参见图5，可以看出：密封垫组件24包括分别位于两侧的、金属材质的上部第一垫环24-1和下部第一垫环24-5，在上部第一垫环24-1的内侧设有橡胶材质的上部第二垫环24-2，在下部第一垫环24-5的内侧设有橡胶材质的下部第二垫环24-3，在上部第二垫环24-2与下部第二垫环24-3之间设有金属材质的中间垫环24-4。多层垫环堆叠设置，在各层垫环的相应位置设置连接孔，各沉头螺钉的中部穿过相应的连接孔。

在主阀体6的底部、连接阀体10的顶部和底部均设有法兰盘3，主阀体6底部的法兰盘3与连接阀体10顶部的法兰盘3采用连接螺栓11进行连接，在这两个法兰盘3之间设有密封垫圈17，密封垫圈17为橡胶材质。

还包括驱动第一转轴16的气动驱动器。请参见图2，可以看出：

气动驱动器包括与第一轴座15固定连接的防护框架2和与防护框架2固定连接的扇形气缸1，扇形气缸1的输出轴通过连接套管14与第一转轴16的外端对接连接，具体地，扇形气缸1的输出轴为方头形状，连接套管14的外端设有方形的插孔，扇形气缸1的输出轴插接连接在连接套管14的外端。连接套管14的内端为圆形的轴孔，第一转轴16的外端插接连接在连接套管14的内端并采用外部销钉18连接。

为了对扇形气缸1的动作行程进行控制，进而实现对气动圆顶阀最大开启程度的控制，本实施例中，在连接套管14的外壁上还安装有限位触板12，在防护框架2内安装有与限位触板12配合的触点开关。这样，当扇形气缸1动作时，限位触板12与连接套管14同步转动，到达触点开关所在的位置时，限位触板12触动触点开关产生信号，该信号发送给控制器，控制器控制扇形气缸1的气路电磁阀动作。

组装方式：

将第一转轴16及其衬套、O型圈置入第一轴座15内，将第二转轴9及其衬套、O型圈置入第二轴座7内，将球顶阀芯4置入主阀座6的内部，令第一转轴16和第二转轴9两者的内端分别插入到第一支臂4-2和第二支臂4-1上的轴孔并采用内部销钉19进行连接，在第二转轴9的外端安装外轴套8和外部销钉18；

在主阀体6的下部采用多个连接螺栓11安装连接阀体10；之后在主阀体6的上端面上放置密封垫组件24，在密封垫组件24上放置下支撑环20，将气动上支撑环21与气动密封圈22组合后放置在下支撑环20上，在下支撑环20上的密封圈槽内设置密封环23，之后将阀盖5放置在顶部，采用多个沉头螺钉将阀盖5与主阀体6连接；

在第一轴座15上安装防护框架2，在防护框架2上安装扇形气缸1，安装时在第一转轴15的外端与扇形气缸1的输出轴之间设置连接套管14并采用外部销钉18将连接套管14与第一轴座15连接。

工作过程：

扇形气缸1动作，球顶阀芯4转动到侧部，则圆顶阀开启，此时物料能够通过连接阀体10、主阀体6和阀盖5，并从阀盖5上的料口排出；扇形气缸1动作，球顶阀芯4转动到图4中所示的位置，则圆顶阀关闭，此时外置的气路电磁阀动作，令压缩空气经由阀盖5上的进气口向气动密封圈22输送，气动密封圈22膨胀而压持在球顶阀芯4的圆顶部分表面，达到密封的效果；在下一次开启前，外置的气路电磁阀动作，气动密封圈22内的压缩空气被排出，球顶阀芯4能够顺利转移至侧部。

Claims (10)

1.一种气动式圆顶阀，其特征是：包括位于中部的主阀体(6)，在主阀体(6)的顶部对接安装有中部带有料口的阀盖(5)，在主阀体(6)的底部对接安装有连接阀体(10)；在主阀体(6)上设有周向间隔180°的第一轴座(15)和第二轴座(7)，在第一轴座(15)内安装有第一转轴(16)，在第二轴座(7)内安装有第二转轴(9)，在第一转轴(16)和第二转轴(19)两者的内端之间安装有一体式的球顶阀芯(4)，在阀盖(5)与主阀体(6)之间安装有气动密封组件；气动密封组件包括具有“Z”字形截面的下支撑环(20)和具有“C”字形截面的气动密封圈(22)，还包括夹持在阀盖(5)与下支撑环(20)之间的、带有多个径向气道(21-1)的气动上支撑环(21)，气动上支撑环(21)的主体部分落入气动密封圈(22)内，在阀盖(5)上设有进气口，在阀盖(5)的内壁上设有环形气道，各径向气道(21-1)与环形气道对正；还包括驱动第一转轴(16)的气动驱动器。

2.如权利要求1所述的气动式圆顶阀，其特征是：在阀盖(5)的内壁上设有环形的凹槽，气动密封圈(22)的上部边缘落入该凹槽内。

3.如权利要求2所述的气动式圆顶阀，其特征是：在下支撑环(20)的顶部设有环形的密封圈槽，且在该密封圈槽内设有密封环(23)，密封环(23)由阀盖(5)的内壁上的凸台压持。

4.如权利要求3所述的气动式圆顶阀，其特征是：在阀盖(5)与主阀体(6)之间设有密封垫组件(24)，密封垫组件(24)包括分别位于两侧的、金属材质的上部第一垫环(24-1)和下部第一垫环(24-5)，在上部第一垫环(24-1)的内侧设有橡胶材质的上部第二垫环(24-2)，在下部第一垫环(24-5)的内侧设有橡胶材质的下部第二垫环(24-3)，在上部第二垫环(24-2)与下部第二垫环(24-3)之间设有金属材质的中间垫环(24-4)。

5.如权利要求4所述的气动式圆顶阀，其特征是：球顶阀芯(4)包括位于中部的球顶部分，在球顶部分的两侧分别设有一体成型的第一支臂(4-2)和第二支臂(4-1)，在两支臂的根部均设有轴孔，第一转轴(16)的内端位于第一支臂(4-2)的轴孔内并采用内部销钉(19)连接，第二转轴(9)的内端位于第二支臂(4-1)的轴孔内并采用内部销钉(18)连接。

6.如权利要求5所述的气动式圆顶阀，其特征是：在第一转轴(16)与第一轴座(15)之间、第二转轴(9)与第二轴座(7)之间均设有侧壁带有油孔的衬套(13)，在第一轴座(15)的侧部安装有第一注油嘴(15-1)，在第二轴座(7)的侧部安装有第二注油嘴(7-1)。

7.如权利要求6所述的气动式圆顶阀，其特征是：在第二转轴(9)的外端还安装有外轴套(8)，外轴套(8)套设在第二转轴(9)上并采用外部销钉(18)连接。

8.如权利要求7所述的气动式圆顶阀，其特征是：阀盖(5)与主阀体(6)之间采用多个沉头螺钉连接固定，在主阀体(6)的内壁上、每个沉头螺钉所在的位置均一体成型有加强连接座(6-1)。

9.如权利要求8所述的气动式圆顶阀，其特征是：在主阀体(6)的底部、连接阀体(10)的顶部和底部均设有法兰盘(3)，主阀体(6)底部的法兰盘(3)与连接阀体(10)顶部的法兰盘(3)采用连接螺栓(11)进行连接，在这两个法兰盘(3)之间设有密封垫圈(17)。

10.如权利要求9所述的气动式圆顶阀，其特征是：气动驱动器包括与第一轴座(15)固定连接的防护框架(2)和与防护框架(2)固定连接的扇形气缸(1)，扇形气缸(1)的输出轴通过连接套管(14)与第一转轴(16)的外端对接连接；在连接套管(14)的外壁上还安装有限位触板(12)，在防护框架(2)内安装有与限位触板(12)配合的触点开关。

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