CN220770275U - 一种保证容积不变的手自一体式高压阀门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保证容积不变的手自一体式高压阀门，手轮控制17可实现阀门的手动调节，也可通过电机调节。电机4通过联轴器5连接阀杆；阀杆6的杆体上设置一段阀杆凸环16，一个压板8通过沉槽部分与阀杆凸环配合将阀杆6限定于阀体通孔中；阀体包括外壳9，外壳中设置两个呈垂向布置的管路，两个管路的端口部分分别设置了第一管道压环13和第二管道压环14；阀杆的前端设置轴向管路，垂直所述轴向管路位于内部末端设置径向管路，轴向管路和径向管路分别对应于外壳中两个呈垂向布置的管路。本发明在阀门打开和闭合的过程中，保证了阀体和管道内液体容积的恒定，同时添加O形密封环，阀门密封性能更好，适用于需要容积保持不变的高压设备。

Description

一种保证容积不变的手自一体式高压阀门

技术领域

本发明涉及流体控制阀门，控制液体介质的流动，更具体地说，涉及一种在打开和闭合的状态转换中保证阀腔内液体压力不变同时可以手自一体控制高压的阀门。

背景技术

随着科学技术的进步和工业化的发展，新的成套设备工艺流程和性能不断出现，对阀门性能提出了更苛刻的要求，促使阀门的种类不断增加。在现有技术下，阀门有球阀、针阀、蝶阀等。如图4是普通球阀接通状态结构示意图，球阀的旋塞体为球体，它具有旋转90°的动作，在球体上有圆形通孔或通道通过其轴线。但是因为旋塞体的形状是一个圆球形，当旋塞体旋转90°时，如图5，在闭合状态下，液体的压力直接作用在旋塞体上，在超高压情况下，旋塞体难以承受如此大的压力，极有可能出现旋塞体爆裂的情况，或者因为密封原因导致液体介质泄露，从而使得阀门失去原有的作用，影响机械设备的运行，威胁操作人员的安全。如图6，为针阀接通状态结构示意图，如图7，是针阀闭合状态结构示意图，针阀，其阀塞为针形，控制开闭时，针形阀塞上下运动，在上下运动过程中，针形阀塞会占用针阀阀腔的容积，挤压液体，使得阀体和管道内液体体积变化，从而导致的系统压力变化，这在一些应用场合是不允许的。高压阀门使用过程中，开启力和闭合力都比较大，为减轻操作者负担，需要对阀门自动控制，但是在有些情况下，自动控制系统失效，作为一种应急方案，需要对阀门进行人工操作。因此本发明专利设计了一种保证容积不变的手自一体控制高压阀门。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种在打开和闭合的过程中保证阀腔和管道内液体容积不变的手自一体控制高压阀门，应用于控制管道内超高压的流体介质流动，通过改变阀杆的形状，本发明克服了传统针阀打开和闭合时管路内液体压力变化的缺点，球阀不能承受超高压力的缺点，同时克服了普通阀门超高压闭合状态下液体介质泄露的问题，相比于球阀，本阀门更好加工，阀杆通孔可以做的更小，承受高压的可靠性大大提高，更符合压力测量等高精设备的使用要求，大大提高了测量的准确性。

为了达到上述目的，本发明一种保证容积不变的手自一体式高压阀门，包括输出转动的驱动装置，所述驱动装置通过联轴器连接阀杆；所述阀杆的杆体上设置一段阀杆凸环，一个压板通过沉槽部分与所述阀杆凸环配合将所述阀杆限定于阀体通孔中，外设阀门控制器；所述阀体包括阀体外壳，所述阀体外壳中设置两个呈垂向布置的管路，两个所述管路的端口部分分别设置了第一管道压环和第二管道压环；所述阀杆的前端设置轴向管路，垂直所述轴向管路位于内部末端设置径向管路，所述轴向管路和径向管路分别对应于所述阀体外壳中两个呈垂向布置的管路；所述驱动装置为输出转动的电机或手轮。

优选方式下，阀杆和阀体的通孔之间为间隙配合。

优选方式下，所述阀杆中垂直所述轴向管路位于所述轴向管路的中段另设一个或轴向间隔设置多个径向支路；所述阀体外壳中设置对应径向支路的旁通支路，所述旁通支路的末端在所述阀体外壳上设置管路接口。根据需要，所述阀杆中垂直所述轴向管路位于所述轴向管路的中段或末端周向间隔设置多个径向支路；所述阀体外壳中设置对应径向支路的旁通支路，所述旁通支路的末端在所述阀体外壳上设置管路接口。

本发明根据需要设置控制器实现自动控制，即通过中央控制处理模块实现阀门的定时打开和闭合。也可通过人为控制电机和手轮，确定阀杆的旋转位置，从而实现阀门的启闭。

为了达到自动控制，中央控制处理模块精准控制电机工作状态，信号采集模块采集电机的运行状态通过信号转换模块将信号传递给中央控制处理模块，实现闭环控制。信号收发模块和阀门控制器的信号收发模块配合，实现阀门的远程控制。也可通过USB接口实现阀门的有线控制。同时设有手轮控制，实现了手动、无线、有线控制。

阀门外部有配套的阀门控制器，阀门控制器包括USB接口、信号处理模块、输入/显示模块和信号收发模块。信号处理模块、信号收发模块和显示模块，用于远程显示和控制阀门的运行状态，精确控制阀门的旋转角度，实现了阀门的远程控制功能。USB接口和阀门控制部分的USB接口实现有线连接，连接方式可根据使用环境实现不同形式的控制。

控制器既可实现远程无线控制也可通过USB接口实现有线控制。控制器和阀门控制部分通过信号收发模块实现远程无线控制。可通过手轮控制实现阀门的手动控制。手动和自动可切换控制，实现了手自一体控制高压阀门。中央控制处理模块精准控制电机工作状态，信号采集模块采集电机的运行状态通过信号转换模块将信号传递给中央控制处理模块，实现闭环控制。中央控制处理模块包括但不限于PLC、单片机等。所述电机可以实现任意角度的旋转，从而实现流体流量的控制。

阀杆上的径向管路或径向支路与阀体外壳中对应的管路或旁通支路相互对应，孔径大小和位置相对应，从而通过旋转阀杆实现对应管路的切断和联通。在阀门打开和闭合的过程中，保证了阀体和管道内液体压力的稳定，同时添加O形密封环，阀门密封性能更好。中央控制处理模块精准控制电机工作状态，信号采集模块采集电机的运行状态通过信号转换模块将信号传递给中央控制处理模块，实现闭环控制。阀门的打开和闭合通过电机控制，阀杆可以精确地旋转任意角度，也可以定时打开和闭合，从而实现液体流量的精确控制，更加适用于高精密的压力计量的设备。

在电机前端，设置了连接阀门阀杆的手轮，转动手轮时，可实现阀门的开启和闭合。当自动控制部分失效(例如停电)时，通过手轮控制可实现阀门的开启和关闭。阀门整体结构简单，构件少，可靠性高，可承受高压，使用范围广。

附图说明

图1是本发明阀门的接通状态整体结构示意图；

图2是本发明阀门的闭合状态整体结构示意图；

图3是本发明阀门的阀门控制器；

图4是普通球阀接通状态结构示意图；

图5是普通球阀闭合状态结构示意图；

图6是针阀接通状态结构示意图；

图7是针阀闭合状态结构示意图；

图中：USB接口1；信号转换模块2；信号采集模块3；电机4；联轴器5；阀杆6；六角头螺栓7；压板8；阀体外壳9；阀杆通孔10；O形密封环11；管道12；第一管道压环13；第二管道压环14；管道15；阀杆凸环16；手轮控制17；中央控制处理模块18；信号收发模块19；阀门控制器20；USB接口201；信号处理模块202；信号收发模块203；输入/显示模块204。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明一种保证容积不变的自动控制阀门，包括设置在阀门外部的USB接口1；信号转换模块2；信号采集模块3；电机4；联轴器5；手轮控制17；中央控制处理模块18；信号收发模块19；阀门控制器20；USB接口201；信号处理模块202；信号收发模块203；输入/显示模块204。

其中，中央控制处理模块18精准控制电机4工作状态，信号采集模块3采集电机4的运行状态通过信号转换模块2将信号传递给中央控制处理模块18，实现闭环控制。信号收发模块19和阀门控制器20的信号收发模块203配合，实现阀门的远程控制。也可通过USB接口1实现阀门的有线控制。同时设有手轮控制17，实现了手动、电动双控制。

阀门外部有配套的阀门控制器20，阀门控制器包括USB接口201、信号处理模块202、输入/显示模块204和信号收发模块203。信号处理模块202、信号收发模块203和输入/显示模块204，用于远程显示和控制阀门的运行状态，精确控制阀门的旋转角度，实现了阀门的远程控制功能。USB接口201可以和阀门控制部分的USB接口1实现有线连接，连接方式可根据使用环境实现不同形式的控制。

同时也可通过中央控制处理模块18实现阀门的定时打开和闭合。

电机4连接在联轴器5上，联轴器5连接阀杆6，从而控制整个阀门的开启和关闭，阀杆6和阀杆凸环16是一个整体，阀杆凸环16和压板8相互配合，对阀杆6进行轴向定位，阀杆6内部开有孔中心线成一定角度的或孔中心线是一条曲线的阀杆通孔10。阀杆6上开有上下四个环形槽，用来放置O形密封环11。在外壳9的端面上开有和阀杆通孔10同心的通径。压板8中心开有和阀杆6同心等直径的T形通孔，套在阀杆6上，在压板8上开有两个均匀分布的通孔，通过两个六角头螺栓7和外壳9进行螺纹连接。第一管道压环13和外壳9是螺纹连接，第一管道压环13套在管道12上，通过第一管道压环13的压力，使管道12的头部和外壳9相配合，形成密封；第二管道压环14和外壳9是螺纹连接，第二管道压环14套在管道15上，通过第二管道压环14的压力，使管道15得头部和外壳9相配合，形成密封。此外，外壳9中用于穿设阀杆的通孔和阀杆6是小间隙配合。

外壳通径的功能是和第一管道压环13、第二管道压环14进行螺纹连接，同时起到密封的作用，第一管道压环13连接管道12，第二管道压环14连接管道15；O形密封环11的功能是对阀杆6和外壳9中用于穿设阀杆的通孔之间渗漏液体介质进行密封；六角头螺栓7通过和外壳9螺纹连接，对压板8施加压应力，压板8的功能是和阀杆凸环16相互配合，限制阀杆6在压力的作用下产生轴向运动。

当阀门处于打开状态时，如图1，阀杆通孔10和管道15连通，阀门连接的管道12和管道15处于接通状态。当阀门闭合时，阀杆6在阀门外部电机4的带动下顺时针或逆时针旋转90度，如图2所示，此时阀杆通孔10的水平轴线和管道15的轴线相互垂直，阀门处于闭合状态。阀杆6上开有上下四个环形槽，用来放置O形密封环11，对阀杆和阀体之间进行密封。

本发明一种保证容积不变的自动控制阀门，阀门在打开和闭合的状态转换中，保证管道和阀腔内液体容积不变；在超高压工作环境下，闭合状态下液体介质保证不泄露。阀杆、阀体和外壳在相对应的位置开有通孔，阀杆和阀体间是小间隙配合，阀杆上开有上下四个环形槽，用来放置O形密封环，对阀杆和阀体进行密封，可以保证液体在超高压工作环境下，阀杆和阀体的间隙不渗漏液体。阀体外壳开有与阀杆通孔位置大小相对应的通孔。阀门通过外壳通径连接管道压环，管道压环连接外部管道，导入和流出液体介质。阀门连通，通过设置在阀门外部的电机等驱动装置旋转阀杆，阀杆通孔与阀体通外壳通孔的轴线重合，液体通过通孔流过，形成通路；阀门关闭，通过设置在阀门外部的电机等驱动装置将阀杆顺时针或逆时针旋转90°，此时阀杆通孔水平部分与阀体外壳通孔成90°，将阀门两端口的液体分隔，阻断液体流动。

可通过中央控制处理模块实现阀门的定时打开和闭合。USB接口和阀门控制部分的USB接口实现有线连接，连接方式可根据使用环境实现不同形式的控制。阀门控制器通过信号处理模块、信号收发模块和显示模块，用于远程显示和控制阀门的运行状态，精确控制阀门的旋转角度，实现了阀门的远程控制功能。

根据需要阀杆通孔，可以有一个或者两个，或者若干个，还可以是三孔联通或N孔联通；通孔的轴线可以是直线，也可以是曲线或者一定角度的折线。相对应的，阀体外壳通径，可以有一个或者两个，或者若干个，还可以是三个通径或N个通径。也就是说，当需要多路液体同时或错时导通时，通过切换不同路径的导通即可。具体举例说明，所述阀杆中垂直所述轴向管路位于所述轴向管路的中段另设一个径向支路；相应的所述外壳中设置对应径向支路的旁通支路，所述旁通支路的末端在所述外壳上设置管路接口。此时，通过转动阀杆，可以实现旁通支路与径向支路的连通。通过设置通路位置，可以实现图1原有通路与本实例中支路通路的同时导通，也可以实现错时导通。所谓错时导通，即当图1原通路导通时，支路通路不导通；当支路通路导通时，图1原有通路不导通。

相应的，所述阀杆中也可以垂直所述轴向管路位于所述轴向管路的中段或末端周向间隔设置多个径向支路；所述外壳中设置对应径向支路的旁通支路，所述旁通支路的末端在所述外壳上设置管路接口。此种方式同样实现了多通阀门。

此外，本发明图示的实施例均为直孔，根据需要也可以是曲线或曲折的孔路，只要实现液体通路的连通即可。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种保证容积不变的手自一体式高压阀门，其特征在于，包括输出转动的驱动装置，所述驱动装置通过联轴器(5)连接阀杆(6)；所述阀杆(6)的杆体上设置一段阀杆凸环(18)，一个压板(8)通过沉槽部分与所述阀杆凸环(18)配合将所述阀杆(6)限定于阀体通孔中，外设阀门控制器(22)；

所述阀体包括阀体外壳(9)，所述阀体外壳(9)中设置两个呈垂向布置的管路，两个所述管路的端口部分分别设置了第一管道压环(13)和第二管道压环(14)；

所述阀杆(6)的前端设置轴向管路(12)，垂直所述轴向管路位于内部末端设置径向管路(15)，所述轴向管路和径向管路分别对应于所述阀体外壳(9)中两个呈垂向布置的管路；

所述驱动装置为输出转动的电机(4)或手轮。

2.根据权利要求1所述保证容积不变的手自一体式高压阀门，其特征在于，阀杆(6)和阀体的通孔之间为间隙配合。

3.根据权利要求1或2所述保证容积不变的手自一体式高压阀门，其特征在于，所述阀杆(6)中垂直所述轴向管路位于所述轴向管路的中段另设一个或轴向间隔设置多个径向支路；所述阀体外壳(9)中设置对应径向支路的旁通支路，所述旁通支路的末端在所述阀体外壳(9)上设置管路接口。

4.根据权利要求1或2所述保证容积不变的手自一体式高压阀门，其特征在于，所述阀杆(6)中垂直所述轴向管路位于所述轴向管路的中段或末端周向间隔设置多个径向支路；所述阀体外壳(9)中设置对应径向支路的旁通支路，所述旁通支路的末端在所述阀体外壳(9)上设置管路接口。