CN2217711Y - 一种多级先导阀 - Google Patents

Abstract

一种多级先导阀，包括具有阀座孔(105、205)的阀体(101、201)和阀盖(102、202)，在阀盖(102、202)内固定安装一个包括外筒(108、208)和内筒(109、209)的套筒(107、208)，在外筒(108、208)内装有一级阀塞(110、210)，在内筒(109、209)内装有二级阀塞(125、225)，在二级阀塞(125、225)内装一杆塞(137、238、378)，一用于使杆塞(137、238、378)移动的手轮组件密封地安装在阀盖(102、202)上。这种阀还可以具有第三级阀塞(189)。

这种阀用具有较大尺寸的节流孔代替了已有类型阀的节流间隙，可彻底解决流体所夹带的污物在阀内的卡堵问题，使阀的正常工作从根本上得到保障。

Description

一种多级先导阀

本实用新型涉及一种先导阀，具体地说，涉及一种多级先导阀。

ZL93223363.8公开一种由本实用新型的申请人申请并已被授与专利权的流体管道用磁控阀。该阀具有一个壳式阀体和一个壳式阀盖，在壳式阀体和壳式阀盖限定的空间内自上至下顺次装有一个内磁体，一个第二活塞式阀芯和一个第一活塞式阀芯，在壳式阀盖的外面套装一个壳式手轮，壳式手轮内装有外磁环，其特点是，在第二活塞式阀芯和壳式阀盖之间及在第一活塞式阀芯和壳式阀体之间都有节流间隙，只要将壳式手轮轻轻上提或下压，活塞式阀芯在流体自身的压力作用下，就可将该阀打开或关闭。这种阀结构简单，操作方便，全密封，无磨损，既无外漏，又无内漏，是一种技术先进的阀类产品。但是，因该阀在第二活塞式阀芯和壳式阀盖之间及在第一活塞式阀芯和壳式阀体之间都具有节流间隙，该间隙较小，如果流体夹带污物时，就易于卡在其间隙内，使第一活塞式阀芯和第二活塞式阀芯不能正常上下移动，影响阀的使用。所以，这种阀只能用在沌净流体的管道系统上。

因此，本实用新型的目的是提供一种多级先导阀，用节流通孔代替上述磁控阀的节流间隙。

本实用新型的先导阀包括具有阀座孔的阀体和阀盖，它们通过螺栓和密封垫密封固定相连，其特征在于，在阀盖内固定安装一套筒，套筒包括外筒和内筒，在外筒内有一个用于打开或关闭阀座孔的一级阀塞，一级阀塞基本上为圆筒形，在其上端的环状凸缘的槽内装一弹性动密封环，其中部的壁上开有节流孔，其下端有底板，底板经向延伸，形成环状凸缘，底板向下延伸，形成圆柱凸台，在底板和圆柱凸台的中心开有纵向贯通的第一阀孔，在圆柱凸台上固定安装一导向头，在内筒内有一个用于打开或关闭阀孔二级阀塞，二级阀塞基本上为圆筒形，在其上端的环状凸缘的槽内装一弹性动密封环，其中部的壁上开有节流孔，其下端有底板，底板径向延伸，形成环状凸缘，底板向下延伸，形成圆锥凸台，在底板和圆锥凸台的中心开有纵向贯通的第二阀孔，在二级阀塞内有用于打开或关闭第二阀孔的杆塞，一用于使杆塞移动的手轮组件密封地安装在阀盖上。

本实用新型的阀与已有的磁控阀相比，由于用尺寸较大的节流通孔代替了尺寸较小的节流间隙，可彻底解决流体所夹带的污物在阀内卡堵的问题，使该阀的正常工作从根本上得到保障。

图1是本实用新型多级先导阀的一个实施例的纵剖视图，其中，阀腔的中心线y₁-y₁与阀体流体进出口的中心连线x₁-x₁垂直相交，杆塞的移动采用一种磁控手轮组件；

图2是本实用新型多级先导阀的另一个实施例的纵剖视图，其中，阀腔的中心线y₂-y₂与阀体流体进出口的中心连线x₂-x₂倾斜相交，杆塞的移动采用一种机械手轮组件；

图3是本实用新型多级先导阀的另一种杆塞和控制杆塞移动的另一种机械手轮组件的纵剖视图。

图4是本实用新型具有三级阀塞的多级先导阀的纵剖视图。

下面，参照附图通过实施例对本实用新型作进一步描述。

在作进一步描述之前，需要指出的是，在附图中，把名称相同功能相同结构相似的零部件用后两位数字相同的标号来表示，例如107、207分别表示图1、图2所示阀中的一级阀塞。此外，为了防止重复，将图1、图2所示的阀同时描述，并对它们有区别的部分给予特别的指出。

如图1、2所示，本实用新型的先导阀100、200具有阀体101、201。阀体101的阀腔的中心线x₁-x₁与阀体101两端流体进出口的中心的连线y₁-y₁垂直相交；阀体201的阀腔的中心线x₂-x₂与阀体201的两端流体进出口的中心的连线y₂-y₂倾斜相交。阀体101的内部有一个阀座孔105，它的中心线与x₁-x₁重合；阀体201的内部有一个阀座孔205，它的中心线与x₂-x₂重合。

本实用新型的先导阀100、200具有阀盖102、202。阀体101、201与阀盖102、202合别通过螺栓103、203和密封垫104、20密封固定相连。

在阀盖102、202内固定安装着套筒107、207。套筒107、207都分别包括两个部分，即外筒108、208和内筒109、209。不同的是，套筒107的内筒109具有一个向上延伸的部分，该部分的外壁上有阳螺纹，它与在阀盖102中间的阶梯孔上形成的相应的阴螺纹配合，从而将套筒107固定安装在阀盖102内，而套筒207的内筒209没有向上延伸的部分，套筒207通过它的外筒208的外壁与阀盖202下部的(也是最大的)阶梯孔之间的过盈配合被固定安装在阀盖202内。

将形状基本上为圆筒形的一级阀塞110、210分别安装在外筒108内，用于打开或关闭阀座孔105、205。一级阀塞110、210的上端具有径向环状凸缘111、211，环状凸缘111、211上开有环形槽112、212。在环形槽112、212内装有弹性动密封环113、213，用于与外筒108、208的内壁形成动密封。一级阀塞110、210中部的壁上开有节流孔114、214。节流孔114、214可以是一个或多个。在节流孔114、214内可装上滤网115、215，用于过滤进入该阀的流体所夹带的污物。一级阀塞110、210的下端具有底板116、216。底板116、216向径向延伸，形成环状凸缘117、217；底板116、216向下延伸，形成轴向圆柱形凸台118、218。在底板116、216和凸台118、218的中心开有纵向贯通的第一阀孔124、224。在底板116、216的向下一侧开有槽119、219。在槽119、219内装有弹性密封件120、220。凸台118、218的外圆柱面上具有阳螺纹，通过螺纹连接，将具有螺纹孔的导向头121、221固定安装在凸台118、218上。导向头121、221具有三个均匀分布的导向支脚122、222。设置导向头121、221的目的在于，无论阀100、200被关闭或打开，一级阀塞110、210的纵向中心线总与阀腔的中心线x₁-x₁、x₂-x₂保持重合，这样便可以防止一级阀塞110、210在外筒108、208中偏斜，使弹性动密封环113、213过早地磨损；另外，导向头121、221还可将弹性密封件113、213固定在槽119、219中，使其不能脱落。为防止导向头121、221相对凸台118、218转动，在它们的螺纹连接外安装一个防转销或螺钉。

在阀座孔105、205上固定安装座环123、223，以便在其被流体腐蚀后进行更换。

将二级阀塞125、225分别安装在内筒107、207内，用于打开或关闭第一阀孔124、224。二级阀塞125、225与一级阀塞110，210的大小不同，但结构几乎完全相同。和一级阀塞110、210一样，二级阀塞125、225也基本上为圆筒形，它的上端具有径向环状凸缘126、226，环状凸缘126、226上开有环形槽127、227，在环形槽127、227内装有弹性动密封环128、228，用于与内筒107、207的内壁形成动密封；它的中部的壁上具有节流孔129、229；它的下端具有底板130、230，底板130、230向径向延伸，形成环状凸缘131、231，底板130、220向下延伸，形成轴向凸台132、232，在底板130、230和轴向凸台132、232的中心开有纵向贯通的第二阀孔133、233，在底板130、230的向下一侧开有槽134、234，在槽134、234内装有弹性密封圈135、235。与凸台118、218不同，凸台132、232不是圆柱形的，而是圆锥形的；与环状凸缘117、217不同，环状凸缘126、226具有较大的纵向厚度。采用圆锥形凸台132、232和较厚的环状凸缘126、226都是为了在打开或关闭100、200时，使二级阀塞125、225的纵向中心线与阀腔的中心线x₁-x₁、x₂-x₂保持重合，这样便可以防止二级阀塞125、225在内筒109、209中偏斜，使弹性动密封环128、228过早地磨损。

在二级阀塞125、225内还可装有弹性密封圈136、236。

如图1所示，在圆筒形二级阀塞125内装有杆塞137，它是一根细长的圆杆，用于打开或关闭第二阀孔133。杆塞137的下端为圆锥形，这有助于使圆锥端的比第二阀孔133的直径小的部分顺利地进入阀孔133内，很好地密封阀孔133，并使杆塞137的纵向中心线与阀腔的中心线x1-x1保持重合。杆塞137的上端具有一段小直径的部分。

如图1所示，阀100具有用于使杆塞137移动的手轮组件139。

手轮组件139包括一个上端封闭的圆筒141，它的下端的外壁上有阳螺纹，通过螺纹连接与阀盖102上部的螺纹孔结合，从而被固定安装在阀盖102上；一个套装在圆筒141外部的壳式手轮143，它的下端有环形端板145，它的内壁有阴螺纹147，它的上端有凹槽149；一个装在壳式手轮143内的由端板147支承的外永磁体环151和一个在外永磁体环151上面的弹簧153；一个借助螺钉155被固定安装在圆筒141的封闭端上的弹簧压盖157；一个固定安装在弹簧压盖157内的径向驱动杆159，它从压盖157伸出的部分与壳式手轮143内壁上的阴螺纹147啮合；一个固定安装在壳式手轮143上端的凹槽149内的顶盖161；和一个固定安装在伸入圆筒141内的杆塞137的上端的小直径部分上的内永磁体柱163。

手轮组件139的工作过程如下：

逆时针拧动壳式手轮143，在与壳式手轮143内壁上的阴螺纹147相啮合的径向驱动杆159的驱动下，壳式手轮143向上移动，装在壳式手轮143内的外永磁体环151抵抗弹簧153的弹力随壳式手轮143一起向上移动，与此同时，外永磁体环151吸引固定安装在杆塞137的上端上的内永磁体柱163一起向上移动，内永磁体柱163带动杆塞137一起向上移动，打开阀孔133；顺时针转动壳式手轮143，在驱动杆159对壳式手轮143产生的驱动力的作用下及在弹簧153对外永磁体环151产生的弹力作用下，壳式手轮143与外永磁体环151一起向下移动，外永磁体环151吸引内永磁体柱163一起向下移动，内永磁体柱163带动杆塞同一起向下移动，关闭阀孔133。

如图2所示，在圆筒形二级阀225内装有杆塞238，它是一根圆杆，用于打开和关闭阀孔233。杆塞238的下端为圆锥形，其功能与杆塞137下端的圆锥形的功能完全相同。杆塞238的上端的外圆柱面上沿轴向有两个对称的条形导向凸台240，其形状和功能与导向键完全相同。杆塞238的中心有一个螺纹盲孔242。

如图2所示，阀200具有用于使杆塞238移动的手轮组件244。

手轮组件244包括：一个外形基本上类似于轴套的导向套246，它的中心有台肩248、250、252和254，从孔248到孔254，孔径逐渐缩小，在孔248的壁上沿轴向对称地设置两个导向槽256，用于接纳杆塞238上端的两个条形导向凸台240，导向套246的上端的外径变小，形成台肩259，在外径变小的部分的端部形成阳螺纹；一根细长轴260，它的中间具有大直径的轴台262和小直径的轴台264，它的下端具有阳螺纹266；一个弹性动密封环268；一个具有螺纹孔的定位套270；一个手轮272和螺钉274。组装时，轴260下端的阳螺纹266与杆塞238的螺纹孔配合，以便对杆塞进行驱动；轴台262位于导向套246的孔252中，以使轴260在导向套246中定位；密封环268位于孔250内，以便密封孔250与轴台264间的间隙；导向套246的上端外径变小的部分从阀盖202最上面的阶梯孔中伸出，借助于导向套246的台肩256和装在导向套246上端的定位套270，将导向套246固定安装在阀盖202上；轴260的上端从孔254中伸出，借助螺钉274将手轮272固定安装在轴260上。另外，在导向套246的台肩258上有一个弹性密封垫276，用于防止流体从此处向外泄漏。

图2所示的手轮组件244对杆塞238的驱动功能是显然的，这里不再描述。

如图3所示，杆塞378为一圆杆，它的下端为圆锥形，它的上端具有阳螺纹，并有一轴向槽379。

如图3所示，手轮组件380包括：一个套381，它的上端有凸缘382，凸缘上开一环形槽；一个导向销383；两个导向螺钉384；一个有中心孔385和中心螺纹孔386的手轮387。组装时，将套381装在阀盖102、202上，凸缘382起定位作用；在凸缘382的径向孔内装有导向销383；手轮387套装在凸缘382的外面，此时，凸缘382位于手轮387的孔385中；两个导向螺钉384的伸出端伸入凸缘382的环形槽内，将手轮387可转动地安装在驱动套381上；杆塞378的具有阳螺纹的上端从套381的中心孔中通过，进入手轮387的螺纹孔386内，此时，导向销383的伸出端进入杆塞378上端的槽379内。

操作时，只要逆或顺时针拧动手轮387，杆塞378借助其上端的阳螺纹与手轮387的螺纹孔386的阴螺纹啮合所获得的力，并借助导向销383对槽379向上或向下移动，打开或关闭二级阀塞133、233的阀孔。

为了防止流体向外泄漏，在杆塞378上套装一个波纹管388。波纹管388的下端与杆塞318的下端用公知的连接方法如焊接、粘接或螺纹连接密封地连接，波纹管388的上端被密封地固定在套筒107、207和阀盖102、202的上下端面之间。当用金属材料制作波纹管时，这种阀适用于高温流体的场合。

作为一种选择，可将阀100、200中的二级阀塞133、233去掉，并将套筒107、207和一级阀塞110、210及杆塞137、238、378的结构作相应改变，使阀100、200变为单级先导阀。

作为一种选择，如图4所示，可将阀100、200中增加第三级阀塞189并将上述等有关阀件的结构作相应改变，使阀100、200变为三级先导阀。第三级阀塞189与所说的二级阀塞125、225的结构完全相同但尺寸比其小。这种三级先导阀多制作成大尺寸的阀门，用于直径大的管道系统。

阀100、200的工作过程如下：

如上所述，在杆塞137、238向上移动，打开二级阀塞125、225的阀孔133、233后，由于流体流过阀孔133、233的流量比流过节流孔129、229的流量大，则二级阀塞125、225外部的流体压力要比二级阀塞125、225内部的流体压力大，于是，二级阀塞125、225受到流体压差的作用向上移动，打开一级阀塞110、210的阀孔124、224。同理，由于流体流过阀孔124、224的流量比流过节流孔114、214的流量大，一级阀塞110、210外部的流体的压力比一级阀塞110、210内部的流体压力大，一级阀塞110、210向上移动、打开阀座孔105、205，阀100、200便处于开启装态，流体从阀100、 200的右侧，经阀座孔105、205流向阀100、200的左侧。

如上所述，在杆塞137、238向下移动，关闭二级阀塞125、225的阀孔133、233后，由于一级阀塞110、210的阀孔124、224的面积比套筒107、207的内筒109、209的孔面积小，二级阀塞125、225内、外的流体通过节流孔129、229连通，并处于相对静止状态，流体仍在阀孔124、224内流动，二级阀塞125、225内的静止流体的压力大于在阀孔124、224流动的流体的压力，于是，二级阀塞125、225在压差的作用下向下移动，关闭一级阀塞110、210的阀孔124、224。同理，由于阀座孔105、205的面积比外筒108、208的孔面积小，一级阀塞110、210内、外的流体通过节流孔124、224连通，一级阀塞110、210在流体压差的作用下向下移动，关闭阀座孔105、205。

在开启或关闭阀100、200的过程中，停止转动手轮143、272时，流体将处于某一流量状态。由此可知利用阀100、200可调节流量。

Claims (6)

1、一种多级先导阀，包括具有阀座孔(105、205)的阀体(101、201)和阀盖(102、202)，它们通过螺栓(103、203)和密封垫(104、204)密封固定相连，其特征在于，在阀盖(102、202)内固定安装一套筒(107、207)，套筒(107、207)包括外筒(108、208)和内筒(109、209)，在外筒(108、208)内有一个用于打开或关闭阀座孔(105、205)的一级阀塞(110、210)，一级阀塞(110、210)基本上为圆筒形，在其上端的环状凸缘(111、211)的槽(112、212)内装一弹性动密封环(113、213)，其中部的壁上开有节流孔(114、214)，其下端有底板(116、216)，底板(116、216)径向延伸，形成环状凸缘(117、217)，底板(116、216)向下延伸，形成圆柱凸台(118、218)，在底板(116、216)和圆柱凸台(118、218)的中心开有纵向贯通的第一阀孔(124、224)，在圆柱凸台(118、218)上固定安一导向头(121、221)，在内筒(109、209)内有一个用于打开或关闭阀孔(124、224)的二级阀塞(125、225)，二级阀塞(125、225)基本上为圆筒形，在其上端的环状凸缘(126、226)的槽(127、227)内装一弹性动密封环(128、228)，基中部的壁上开有节流孔(129、229)，基下端有底板(130、230)，底板(130、230)径向延伸，形成环状凸缘(131、231)，底板(130、230)向下延伸，形成圆锥凸台(132、232)，在底板(130、230)和圆锥凸台(132、232)的中心开有纵向贯通的第二阀孔(133、233)，在二级阀塞(125、225)内有用于打开或关闭第二阀孔(133、233)的杆塞(137、238、378)，一用于使杆塞(137、238、378)移动的手轮组件(139、244、380)密封地安装在阀盖(102、202)上。

2、根据权利要求1所述的先导阀，其特征在于，所说的杆塞(137)是一细长圆杆，它的下端为圆锥形，它的上端有一小直径部分，所说的手轮组件(139)具有一个上端封闭的圆筒(141)，圆筒(141)通过螺纹连接与阀盖(102)固定相连，圆筒(141)的外面套装一个壳式手轮(143)，在壳式手轮(143)内安装一个永磁体环(151)和一个弹簧(153)，借助螺钉(155)将弹簧压盖(157)固定安装在圆筒(141)的上端，在弹簧压盖(157)内固定安装一个径向驱动杆(159)，驱动杆(159)的伸出端与壳式手轮(143)内壁上的阴螺纹(147)啮合，所说的杆塞(137)伸入圆筒(141)内，在杆塞(137)上端直径较小的部分上固定安装一个永磁体柱(163)。

3、根据权利要求1所述的先导阀，其特征在于，所说的杆塞(238)是一圆杆，它的下端为圆锥形，它的上端的外圆柱面上沿轴向有两个对称的导向凸台(240)，它的中心有一螺纹盲孔(242)，所说的手轮组件(244)具有一导向套(246)，导向套(246)的中心有台肩孔(248、250、252、254)，在孔(248)的壁上沿轴向对称地设置两个导向槽(256)，用于接纳杆塞(238)上端的两个导向凸台(240)，一根细长轴(260)从导向套(246)的台肩孔中穿过，它的具有阳螺纹(266)的下端与杆塞(238)的螺纹孔(242)配合，它的轴台(262)位于导向套(246)的孔(252)中，在孔(250)内有一个密封环(268)，以便密封孔(250)与轴台(264)间的间隙，借助于导向套(246)的台肩(256)和定位套(270)将导向套(246)固定安装在阀盖(202)上，借助螺钉(274)将手轮(272)固定安装在轴(260)的上端，在台肩(256)上有一个密封垫(276)。

4、根据权利要求1所述的先导阀，其特征在于，所说的杆塞(378)是一圆杆，它的下端为圆锥形，它的上端具有阳螺纹和一轴向槽(379)，所说的手轮组件(380)具有一个套(381)，它的上端有一凸缘(382)，凸缘(382)上开一环形槽，将套(381)装在阀盖(102、202)上，凸缘(382)起定位作用，凸缘(382)内固定安装一导向销(383)，将一个具有中心孔(385)和中心螺纹孔(386)的手轮(387)可转动地安装在凸缘(382)上，导向螺钉(384)的伸出端进入凸缘(382)的环形槽中，杆塞(378)具有阳螺纹的上端从套(381)的中心孔中通过，进入套(381)的螺纹孔(386)，导向销(383)的伸出端进入杆塞(378)上端的轴向槽(379)内，在杆塞(378)的外面套装一波纹管(388)，波纹管(388)的一端与杆塞(378)的下端密封固定相连，波纹管(378)的上端被密封地固定在套筒(107、207)和阀盖(102、202)的上、下端面之间。

5、根据权利要求1所述的先导阀，其特征在于，在所说的阀体(101、201)的阀座孔(105、205)上固定安装一座环(123、223)，在所说的一级阀塞(110、210)的底板(116、216)的槽(119、219)内装有弹性密封件(120、220)，在它的节流孔(114、214)内装有过滤网(115、215)，在所说的二级阀塞(125、225)的底板(130、230)的槽(134、234)内装有弹性密封圈(135、235)，在它的内部装有弹性密封圈(136、236)。

6、根据权利要求1至6中任一项所述的先导阀，其特征在于，还包括一个与所说的二级阀塞(125、225)的结构完全相同但尺寸比其小的第三级阀塞(189)。

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