CN219975440U - 一种补偿式切断阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种补偿式切断阀，包括阀体、阀座、阀杆、位于阀体内的流体通道、与阀座配合的阀芯，阀杆包括与阀芯上端部相连的上阀杆和与阀芯下端部相连的下阀杆；阀芯呈弧形或半球形，且阀杆带动阀芯旋转的回转中心偏离流体通道的中心线，所述阀芯具有绕回转中心转动，使阀芯的外凸面与阀座接触的切断位置，和绕回转中心转动使外凸面远离阀座的导通位置，当阀芯自导通位置旋转至切断位置时，偏心设置的阀芯在转动过程中与阀座楔紧阻断流体；所述下阀杆设置有台肩，下阀杆外周与阀芯之间设置有下轴套，阀芯与台肩之间设置有耐磨垫；上述结构保障偏心阀芯的补偿密封效果、降低阀杆磨损和阀芯下沉而泄露的风险，具有更好的实用性。

Description

一种补偿式切断阀

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，具体是一种补偿式切断阀。

背景技术

全通径高性能耐磨补偿式剪切阀是本申请人针对水煤桨,黑水、灰水,矿浆、乳胶等含固体颗粒或高纤维介质的输送面推出的产品，解决了原装置开关困难，易积渣结垢、易冲刷、易磨损等技术难题，具有密封可靠,操作方便、耐磨损、耐冲刷,操作过程自清洁、自动磨损补偿,结构合理,高寿命,低成本等优点，可有效代替金属硬密封球阀.耐磨闸国、轨道球阀,传统半球式等产品,降低用户成本造价，提升用户产品价值。

高性能耐磨补偿式剪切阀按整体结构形式可分为有弹簧型和无弹簧型,按阀体结构又可分为全通径和一体型。有弹簧型适用于水煤浆、黑水,灰水矿浆等介质,无弹簧型适用于乳胶,聚氨酯等易性弹簧发生失效的工况。

本申请人在此前申请了一种带有弹簧密封结构的偏心半球阀（授权公告号为CN212407627U），其阀座组件包括依次设置的底座、安装座、弹簧、连接座和第一密封圈、第二密封圈，底座与阀体无间隙配合、其与第二密封圈与底座相嵌为一体，第二密封圈的侧面与阀座、阀体密封配合。安装座的上开设有安装槽，弹簧安装于安装槽中，连接座与弹簧露出于安装槽的一端接触配合，连接座的另一端与阀座、阀体之间通过第一密封圈密封配合，本实用新型通过采用独特的设计弹簧加载，有效地防止弹簧内部堆积弹簧介质导致弹簧失效的情况发生，延长偏心半球阀的使用寿命。

在此基础上 ，申请人进一步改进此类剪切（切断）阀，提高偏心阀芯的补偿密封效果、降低阀杆磨损的风险、减少阀芯下沉而泄露的风险，使其具有更好的实用性。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种补偿式切断阀，本实用新型所采取的技术方案如下：

一种补偿式切断阀，包括阀体、阀座、阀杆、位于阀体内的流体通道、与阀座配合的阀芯，所述阀杆包括与阀芯上端部相连的上阀杆和与阀芯下端部相连的下阀杆；所述阀芯呈弧形或半球形，且阀杆带动阀芯旋转的回转中心偏离流体通道的中心线，所述阀芯具有绕回转中心转动，使阀芯的外凸面与阀座接触的切断位置（此时阀芯的外凸面朝向进水端），和绕回转中心转动使外凸面远离阀座的导通位置，当阀芯自导通位置旋转至切断位置时，偏心设置的阀芯在转动过程中与阀座楔紧阻断流体；所述下阀杆设置有台肩，下阀杆外周与阀芯之间设置有下轴套，阀芯与台肩之间设置有耐磨垫。

阀芯利用双偏心产生凸轮楔紧效应,实现扭矩密封,关闭时阀芯相对阀座渐入运动,越关越紧,密封面磨损后有自动补偿作用，延长密封面使用寿命。并且开启时阀芯相对阀座渐出运动,只在启闭瞬间很小的角度内密封副才接触，有效减少密封面的磨损,延长使用寿命。

下阀杆采用台肩结构使定位更准确，台肩上增加耐磨垫既防止介质颗粒的进入，也消除了下阀杆连轴转导致阀芯、阀体、下阀杆均有可能磨损拉毛的风险，更易维护和更换，同时减少了阀芯下沉而泄露的风险。

作为优选，所述阀体内于流体通道一侧设置有用于容纳阀芯的容置腔，阀芯的宽度与流体通道的宽度相适配，使阀芯旋转至容置腔内时，不在垂直方向上对流体通道内的流体产生阻力。

所述“垂直方向”是指垂直于流体流入方向的方向，此种设计使阀芯的回转角度约为90°，具有快速启闭效果,只在启闭瞬间阀芯与阀座密封结构才接触,其余行程范图内均能实现无摩擦或低摩擦运动，低扭矩操作，启闭轻便快捷。

阀门开启时，阀芯倾离阀座，流体沿密封面度将一些物料及杂物冲洗干净，阀门关闭时，阀芯相对阀座渐入运动,可实现对密封副上粘附料及杂物的剪切,保证密封副的清洁。

作为优选，还包括设置于阀座上的自动补偿组件，所述自动补偿组件包括弹性抵推件和补偿部；当阀芯处于与阀座配合阻断流体的关闭状态时，所述补偿部在弹性抵推件的抵推力作用下与阀芯的外凸面紧密贴合。与双偏心设置的阀芯配合，实现双磨损补偿。

作为优选，所述自动补偿组件通过限位部限位于阀座上，所述补偿部包括与限位部配合的第一密封圈，所述第一密封圈与弹性抵推件之间形成有弹性腔，所述弹性腔内设置有两端分别与弹性抵推件和第一密封圈相抵的第二密封圈。

作为优选，所述阀座设置于相对于阀体可拆卸的阀盖上，所述阀盖内壁与补偿部阶梯状配合，且阀盖内壁上设置有用于安装弹性抵推件的安装槽。

作为优选，所述第一密封圈与限位部之间设置有第四密封圈；所述第二密封圈与第一密封圈阶梯状配合， 第二密封圈包括与弹性抵推件相抵的竖部、与第一密封圈相抵的横部，且所述横部与第一密封圈之间设置有第三密封圈，所述第三密封圈和第四密封圈的截面均呈梯形。

阀杆采用下装式倒密封结构，即使在阀腔异常升压和填料压板同时失效等极端情况下，也能保证阀杆不会被介质吹出，在各种压力下均能确保阀杆的可靠密封。加大阀杆尺寸，增加阀杆强度，确保在极端工况下也不会被扭断或变形。阀体为碳钢材料时,厂家推荐阀杆标配材料17-4PH锻件,也可根据用户要求提供其它材料。

作为优选，所述阀杆外套设有支撑轴，所述支撑轴连接于阀芯与阀体之间；所述支撑轴与阀芯之间设置有轴套,且轴套远离阀芯的一端设置有防尘圈。

阀芯采用支撑轴固定，有效解决了由介质产生的介质力对密封的影响；阀门关闭时介质力由支撑轴承受，阀杆只承受阀门启闭扭矩,改善阀杆受力情况，确保在极端工况下阀杆也不会别住卡死。

作为优选，上述阀芯两侧喷焊有耐冲刷材料层，所述耐冲刷材料层具有圆弧过渡面。

本实用新型的有益效果如下：阀芯利用双偏心产生凸轮楔紧效应,实现扭矩密封,关闭时阀芯相对阀座渐入运动,越关越紧,密封面磨损后有自动补偿作用，延长密封面使用寿命,下阀杆台肩结构使其定位更准确，台肩上增加耐磨垫既防止介质颗粒的进入，也消除了下阀杆连轴转导致阀芯、阀体、下阀杆均有可能磨损拉毛的风险，更易维护和更换，同时减少了阀芯下沉而泄露的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。

图1为实施例1整体结构示意图；

图2为实施例1中阀芯位于导通位置示意图；

图3为实施例1中阀芯位于切断位置示意图；

图4为实施例1中双偏心设置的阀芯示意图；

图5为图1中A处放大图；

图6为实施例1中自动补偿组件结构示意图；

图7为图1中B处放大图；

图中，1-填料函，2-防尘圈，3-轴套，4-阀杆，41-支撑轴，5-阀座，51-弹性抵推件，52-补偿部，521-第一密封圈，522-第二密封圈，523-第三密封圈，53-限位部，531-第四密封圈， 6-阀芯，7-阀盖，8-台肩，81-下轴套,82-耐磨垫，9-阀体，91-外凸面，10-流体通道，101-进水端，102-容置腔,82-下盖。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是 为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二” 仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再 一一说明。

本实用新型所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本实用新型，而非对本实用新型保护范围的限制。

实施例1

如图1-7所示，一种补偿式切断阀，包括阀体9、阀座5、阀杆4、位于阀体9内的流体通道10、与阀座5配合的阀芯6，所述阀杆4包括与阀芯6上端部相连的上阀杆和与阀芯6下端部相连的下阀杆；所述阀芯6呈弧形或半球形，且阀杆4带动阀芯6旋转的回转中心a(其中心延长线为d)偏离流体通道10的中心线c；所述阀芯6具有绕回转中心a转动，使阀芯6的外凸面61与阀座5接触的切断位置（此时阀芯6的外凸面61朝向进水端101），和绕回转中心a转动使外凸面61远离阀座5的导通位置，当阀芯6自导通位置旋转至切断位置时，偏心设置的阀芯6在转动过程中与阀座5楔紧阻断流体；所述下阀杆设置有台肩8，下阀杆外周与阀芯6之间设置有下轴套81，阀芯6与台肩8之间设置有耐磨垫82。

阀芯9利用双偏心产生凸轮楔紧效应,实现扭矩密封,关闭时阀芯相对阀座渐入运动,越关越紧,密封面磨损后有自动补偿作用，延长密封面使用寿命。并且开启时阀芯相对阀座渐出运动,只在启闭瞬间很小的角度内密封副才接触，有效减少密封面的磨损,延长使用寿命。

下阀杆采用一体式设计，导向精度更高，台肩结构师定位更准确，台肩上增加耐磨垫既防止介质颗粒的进入，也消除了下阀杆连轴转导致阀芯、阀体、下阀杆均有可能磨损拉毛的风险，更易维护和更换，同时减少了阀芯下沉而泄露的风险。

进一步的，所述阀体9内于流体通道10一侧设置有用于容纳阀芯6的容置腔102，阀芯6的宽度与流体通道10的宽度相适配，使阀芯6旋转至容置腔102内时，不在垂直方向上对流体通道10内的流体产生阻力。

所述“垂直方向”是指垂直于流体流入方向的方向，即垂直于图2中箭头所示方向。此种设计使阀芯的回转角度约为90°，具有快速启闭效果,只在启闭瞬间阀芯与阀座密封结构才接触,其余行程范图内均能实现无摩擦或低摩擦运动，低扭矩操作，启闭轻便快捷。

阀门开启时，阀芯倾离阀座，流体沿密封面360度将一些物料及杂物冲洗干净，阀门关闭时，阀芯相对阀座渐入运动,可实现对密封副上粘附料及杂物的剪切,保证密封副的清洁。

阀门开启时,阀腔内无阻流元件，阀芯内流道面无筋设计,全通径无流阻,避免了传统偏心半球阀阀芯内流道面设计加强筋而产生的涡流,阀门关闭时,阀腔内无物料滞固区，减少物料对阀芯和阀毂的磨损。

还包括设置于阀座5上的自动补偿组件，所述自动补偿组件包括弹性抵推件51和补偿部52；当阀芯6处于与阀座5配合阻断流体的关闭状态时，所述补偿部52在弹性抵推件51的抵推力作用下与阀芯6的外凸面91紧密贴合。与双偏心设置的阀芯配合，实现双磨损补偿。

所述自动补偿组件通过限位部53限位于阀座5上，所述补偿部52包括与限位部53配合的第一密封圈521，所述第一密封圈521与弹性抵推件51之间形成有弹性腔501，所述弹性腔501内设置有两端分别与弹性抵推件51和第一密封圈521相抵的第二密封圈522。

所述阀座5设置于相对于阀体9可拆卸的阀盖7上，所述阀盖7内壁与补偿部52阶梯状配合，且阀盖7内壁上设置有用于安装弹性抵推件51的安装槽。

所述第一密封圈521与限位部53之间设置有第四密封圈531；

所述第二密封圈522与第一密封圈521阶梯状配合， 第二密封圈522包括与弹性抵推件51相抵的竖部5221、与第一密封圈521相抵的横部5222，且所述横部5222与第一密封圈521之间设置有第三密封圈523，所述第三密封圈523和第四密封圈531的截面均呈梯形。

适合设置弹簧弹性抵推件阀座的情况：在高温及较大温差工况条件下，由于温度变化引起阀门零部件热胀冷缩，导致阀门启闭困难甚至无法开启，采用弹簧加载可移动阀座，既保证了密封性能的可靠性，又能吸收温度变化带来的影响，确保阀门能在高温或较大温差工况条件下使用，同时解决了偏心旋转阀在高压工况下的密封问题。

适合设置静态阀座的情况：乳胶、聚氨酯等粘稠介质，易使弹簧发生失效，更适合选择无弹簧静态阀座，避免了弹簧的失效，同时简化了维护工作，静态阀座也消除磨损拉毛的风险。

弹性腔来用柔性石墨环第二密封圈进行保护，防止杂质进入弹簧腔体，有效防止弹簧失效。

阀杆采用下装式倒密封结构，即使在阀腔异常升压和填料压板同时失效等极端情况下，也能保证阀杆不会被介质吹出，在各种压力下均能确保阀杆的可靠密封。加大阀杆尺寸，增加阀杆强度，确保在极端工况下也不会被扭断或变形。阀体为碳钢材料时,推荐阀杆标配材料17-4PH锻件,也可根据用户要求提供其它材料。

所述阀杆4外套设有支撑轴41，所述支撑轴41连接于阀芯6与阀体9之间；所述支撑轴41与阀芯6之间设置有轴套3,且轴套3远离阀芯6的一端设置有防尘圈2。阀芯采用支撑轴固定，有效解决了由介质产生的介质力对密封的影响；阀门关闭时介质力由支撑轴承受，阀杆只承受阀门启闭扭矩,改善阀杆受力情况，确保在极端工况下阀杆也不会别住卡死。

进一步地，上下支撑轴与阀芯接触的部位均堆焊硬质合金，提高强度及耐磨性，确保长时间使用也不会磨损，满足阀门频繁切换的要求。

所述阀芯6两侧喷焊有耐冲刷材料层61，所述耐冲刷材料层61具有圆弧过渡面。在此处喷焊耐冲刷材料层61，增加球体（阀芯）使用寿命，耐冲刷面有过渡圆弧，保证阀芯整体的强度。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种补偿式切断阀，包括阀体（9）、阀座（5）、阀杆（4）、位于阀体（9）内的流体通道（10）、与阀座（5）配合的阀芯（6），所述阀杆（4）包括与阀芯（6）上端部相连的上阀杆和与阀芯（6）下端部相连的下阀杆，其特征在于：

所述阀芯（6）呈弧形或半球形，且阀杆（4）带动阀芯（6）旋转的回转中心（a）偏离流体通道（10）的中心线（c），所述阀芯（6）具有绕回转中心（a）转动，使阀芯（6）的外凸面（61）与阀座（5）接触的切断位置，和绕回转中心（a）转动使外凸面（61）远离阀座（5）的导通位置，当阀芯（6）自导通位置旋转至切断位置时，偏心设置的阀芯（6）在转动过程中与阀座（5）楔紧阻断流体；

所述下阀杆设置有台肩（8），下阀杆外周与阀芯（6）之间设置有下轴套（81），阀芯（6）与台肩（8）之间设置有耐磨垫（82）。

2.根据权利要求1所述的一种补偿式切断阀，其特征在于：所述阀体（9）内于流体通道（10）一侧设置有用于容纳阀芯（6）的容置腔（102），阀芯（6）的宽度与流体通道（10）的宽度相适配，且阀芯（6）旋转至容置腔（102）内时，不在垂直方向上对流体通道（10）内的流体产生阻力。

3.根据权利要求1所述的一种补偿式切断阀，其特征在于：还包括设置于阀座（5）上的自动补偿组件，所述自动补偿组件包括弹性抵推件（51）和补偿部（52）；当阀芯（6）处于与阀座（5）配合阻断流体的关闭状态时，所述补偿部（52）在弹性抵推件（51）的抵推力作用下与阀芯（6）的外凸面（61）紧密贴合。

4.根据权利要求3所述的一种补偿式切断阀，其特征在于：所述自动补偿组件通过限位部（53）限位于阀座（5）上，所述补偿部（52）包括与限位部（53）配合的第一密封圈（521），所述第一密封圈（521）与弹性抵推件（51）之间形成有弹性腔（501），所述弹性腔（501）内设置有两端分别与弹性抵推件（51）和第一密封圈（521）相抵的第二密封圈（522）。

5.根据权利要求4所述的一种补偿式切断阀，其特征在于：所述阀座（5）设置于相对于阀体（9）可拆卸的阀盖（7）上，所述阀盖（7）内壁与补偿部（52）阶梯状配合，且阀盖（7）内壁上设置有用于安装弹性抵推件（51）的安装槽。

6.根据权利要求4所述的一种补偿式切断阀，其特征在于：所述第一密封圈（521）与限位部（53）之间设置有第四密封圈（531）；

所述第二密封圈（522）与第一密封圈（521）阶梯状配合， 第二密封圈（522）包括与弹性抵推件（51）相抵的竖部（5221）、与第一密封圈（521）相抵的横部（5222），且所述横部（5222）与第一密封圈（521）之间设置有第三密封圈（523），所述第三密封圈（523）和第四密封圈（531）的截面均呈梯形。

7.根据权利要求1所述的一种补偿式切断阀，其特征在于： 所述阀杆（4）外套设有支撑轴（41），所述支撑轴（41）连接于阀芯（6）与阀体（9）之间。

8.根据权利要求7所述的一种补偿式切断阀，其特征在于：所述支撑轴（41）与阀芯（6）之间设置有轴套（3）,且轴套（3）远离阀芯（6）的一端设置有防尘圈（2）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种补偿式切断阀，其特征在于：所述阀芯（6）两侧设置有耐冲刷材料层，所述耐冲刷材料层具有圆弧过渡面。