CN2296430Y

CN2296430Y - 双隔膜介控阀门

Info

Publication number: CN2296430Y
Application number: CN 96248829
Authority: CN
Inventors: 杨甲臣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 1998-11-04
Anticipated expiration: 2006-12-03

Abstract

本实用新型——双隔膜介控阀门,是一种以支路引入介质压力,经束流、导向、放大,使之达到控制主阀门,通断介质流的新型阀门。它是由阀体、阀盖、膜片组件、控制调定装置,以及主流道、支流道、压力腔、排放腔、环形通道、控制腔、过渡腔等所组成。设置了电磁驱动、手转动、手揿动等三功能控制调定装置。具有控制力小,启闭速度快,无泄漏、结构简单、价格低廉等特点,是现代工业阀门及其技术领域里的一种新型的、常温、低中压通断阀门。

Description

双隔膜介控阀门

本实用新型涉及到流体力学原理，从流体介质的压力管道中引入介质压力，并采取束流、导向、放大的技术措施，和现代阀门技术常用可行的方法，使之达到控制主阀门，通断介质流的一种新型阀门技术。

阀杆与流体介质的直接接触是现代老阀门的结构特征，由此引起旋转力矩大、工作行程长、磨损快、易泄漏。近年出现的支控阀门，解决了阀杆与介质直接接触的问题，但其结构较复杂，且不能调控出口流量。目前工业生产自动化的发展，遥控、集控、程控技术的采用，对阀门工业及其产品提出了新的要求。本实用新型正是真对目前阀门工业及其技术这一现状提出来的。目的是提供一种控制装置不与流体介质直接接触，因而，控制力小、工作行程短、快速、灵敏，且结构简单，实用于自动化管道系统的常温、中低压截断阀门。

本实用新型的目的是这样实现的：介质流的通断是靠主流道上的一个膜片组件的上下弹动来完成，而膜片组件的上下弹动是受由支流道引入的介质的压力的控制，该支流压力的大小及其变化又决定于由介控隔膜控制的水平通道的接通或关闭，以及开度的大小。水平通道的通断和开度是由电磁阀的驱动或手动来实现。

由结构和工作原理决定了本实用新型有以下优点和积极效果：

一、结构简单

对于老式手动阀门，省去了动密封装置、阀杆、手轮，以控制调定装置和静密封代替。

对于老式电动阀门，省去了电机、减速器、转矩限制器、动密封装置，以电磁阀、控制调定装置和静密封代替。

对于现有支控阀门，省去了杠杆传动机构、双螺套调定装置，以及铸铁的座和盖，以两个钢制园盘和锥度螺旋副代替。

二、使用方便

由结构和工作原理决定了操作时用力小(≤3kg)、速度快(≤8秒)、工作行程短(≤8mm)。对于老式阀门，它具备现有支控阀门的一切特点，对于现有支控阀门具有以下特点：

1、现有支控阀门是靠杠杆机构带动推杆，本实用新型是直接揿动推杆，避免了由杠杆转动引起的磨擦，因而无磨损，寿命长。

2、现有支控阀门是靠推杆抬起解除对隔膜的约束力而打开通道，本实用新型是直接推动隔膜打开通道，因而减少了压力传递时间，启闭快而可靠。

三、无内外泄漏

1、由本阀门的结构决定，所有介质流道(主流道、支流道和排气道)，均与控制装置隔绝，不需要动密封，因此无外泄漏。

2、主流道和支流道各自成封闭系统，在两零件之间的通道相接处以矩形密封圈静密封，因此无内泄漏。

四、价格低廉

与现有阀门相比有以下三种情况：

1、与老式手动阀门相比，价格相当或略高。

2、与老式电动阀门相比，低70％-80％。

3、与现有支控阀门相比，低25％-35％。

由本实用新型的优点产生以下积极效果：

1、能适应和满足生产工艺自动化的需要，是遥控、集控、程控系统所需的阀门部件。

2、因无内外泄漏，因此适用于有毒、有害介质或其他不允许污染环境的管道系统。

本实用新型的结构和工作原理由以下实施例及附图给出：

图面说明：

图1：1-阀体、1_a-阀座、2-阀盖、3-膜片组件、4-稳压弹簧、5-介控板、6-介控隔膜、7-介门轴、8-复位弹簧、9-过渡板、10-过渡隔膜、11-过渡杆、12-揿杆、13-微调螺母、14-端座、15-电磁阀。

图2：1_a-阀座、3-膜电组件、4-稳压弹簧、1-引入道、I_a-节流孔、a-主流腔、b-压力控、Da-a腔有效作用面积直径、Db-b腔有效作用面积直径。

图3：3-膜片组件、6-介控隔膜、II-排放道、IIa-水平排放道、a-主流腔、b-压力腔、C-排放腔、d-环形通道。

图4：3-膜片组件、I_a-节流孔、II_a-水平排放道、a-主流腔、b-压力腔。

一、结构：图1所示DN＝100mm，PN＝1.0MPa

图1是本实用新型结构实施例的正剖面图，它包括一个阀体(1)和一个阀盖(2)，二者以法兰形式和八个M8螺栓相联接，形成了由入口-主流腔(a)-排放腔(c)-出口的主流道。阀体(1)与阀盖(2)之间由膜片组件(3)隔开，形成了压力腔(b)和环形通道(d)。膜片组件(3)与阀盖(2)之间安装一个压力值为110牛顿的稳压弹簧(4)，作用是使膜片组件能平稳地进引启闭动作。在阀体(1)和阀盖(2)上开有定值引入道(I)和节流孔(I_a)及排放道(II)，引入道和排放道统称为定值支流道。阀盖的上方安装有介控板(5)，介控隔膜(6)，介门轴(7)及复位弹簧(8)，形成控制腔(e)，排放道(II)的水平段(II_a)穿过介控板(5)的直径方向，并被隔膜(6)隔开，作用是控制介质的排放量和排放速度。在e腔的下侧壁上开有排气孔(III)，作用是当介控隔膜(6)下移时排除e腔内的空气。介控板(5)的上方安装有过渡板(9)，过渡隔膜(10)，过渡杆(11)形成过渡腔(f)，其作用是使流体介质与控制装置完全隔开和传递控制力。在f腔的下侧壁上开一排介孔IV，作用是当过渡隔膜(10)下移时，排出f腔内的介质。过渡板(9)的上方安装本阀门的控制调定装置，包括揿杆(12)，微调螺母(13)，端座(14)，和MFJ1-5.5电磁阀(15)，作用是实现本阀门的电磁动、点动、转动三功能的控制形式。

二、工作原理

由于膜片组件(3)的上下弹动，便开通或截断主流道，使阀门呈现关闭状态，膜片组件的动作是受b腔内介质压强的变化的控制，同时也与a腔内介质的压力有关。

a腔内的介质压强(设为p_a)是相对稳定的常量，a腔内的有效作用面积(设为F_a)是常量，因此，a腔对膜片组件向上的作用力(设为P_a)是相对稳定的常量。

即：P_a＝p_a·F_a……①

b腔内的介质压强(设为p_b)是经常变化的变重，b腔内的有效作用面积，(设为F_b)是常量，因此，b腔内对膜片组件向下的作用力(设为P_b)是经常变化的变量。

即：P_b＝p_b·F_b……②

由于环形通道(d)的作用，使得Db＞Da则有：

F_b＞F_a ……③

D_b、D_a分别为b腔和a腔有效作用面积的直径]

P_b的变化量和变化速度，决定于水平排放道(IIa)的接通或断开，以及开度的大小。水平排放道(IIa)的通断及开度决定于介控隔膜(6)的弹动量，而介控隔膜(6)的弹动是靠电磁阀(15)或揿杆的推动来实现，于是阀门在工作中必然出现以下三种状态：

1、关闭状态(图2所示)

本阀门为常闭式阀门，即在不施加任外力的自然条件下是关闭的。

当管道内有压力介质流通时，则经过引入通(1)和节流孔(Ia)进入压力腔(b)，按公式②b腔内产生对膜片组件(3)向下的作用力(P_b)，其值为；Pb=pb·Fb(MPa)。

与此同时，按公式①主流腔(a)内产生对膜片组件(3)向上的作用力(P_a)，其值为：P_a＝p_a·F_a(MPa)当Pb随着介质的不断输入而逐渐升高，直到P_b＝P_a时，则有：P_b·F_b＝P_b＞p_a·F_a＝P_a[F_b＞F_a公式③]

稳压弹簧(4)的弹力也是向下的，则关闭阀门的总力(设为P关)应为：P_关＝P_b-P_a+P_弹4(MPa)。

这时膜片组件(3)在P_关的作用下紧紧地被压在阀座(1a)上。此时，阀门呈现完全关闭状态。

当管道内输送介质的最初时刻，由于b腔内介质压强的升高(直到P_关＞0时)是需要3-5秒钟时间，此时，膜片组件(3)在P_a的作用下会出现抬起现象，但几秒钟后又回到阀座(1a)上。

二、全开状态(图3所示)

电磁阀通电或按动揿杆到最大行程，介控隔膜(6)下降，水平排放道(IIa)接通，此时，b腔内的介质经排放道(II)向出口排放，b腔内的介质压强降低，直到P_关＜0(即：P_b+P_弹4＜Pa)时，膜片组件(3)在P_a的作用下抬起直到极限位置，开通主流道。管道内的介质沿着①a腔-C腔--出口②a腔--d环形通道--出口流出，阀门呈现全开状态。

三、半开状态(图4所示)

半开状态是为控制和调节出口流量而设计的，当调定某一所需的流量，并要求该流量稳定的流出时，必须满足式：P_a＝P_b，即：b腔内向下的作用力是相对稳定的常量，且等于a腔内向上的作用力pa，此时膜片组件(3)稳定地停留在某个位置上。若使b膜内的介质压强稳定在某一数值上必须使由节流孔(Ia)输入的流量(设为q_Ia)衡等于由水平排放通(IIa)排出的流量(设为q_IIa)即：q_Ia≡q_IIa

要实现上述衡等式，只需转动微调螺母(13)，带动揿杆下移(图1所示)，使水平排放道(IIa)的过流面积(设为f_IIa)等于节流孔(Ia)的过流面积(设为f_IIa)即：f_IIa＝f_Ia

节流孔是介质进入b腔的常开通道，水平排放道(IIa)是介质排出b腔的开、闭通道(或称可调通道)所以节流孔(IIa)的过流面积(或者直径)是本实用新型重要的技术参数，直接关系到阀门的启闭速度和流量的控制、调节的准确度，该参数必须通过试验来确定。

Claims

1、双隔膜介控阀门是一种以介质压力控制的截断阀门，本实用新型的特征是阀体(1)上有引入道(I)和排放道(II)，阀盖(2)上有引入道(I)、节流孔(Ia)、排放道(II)，一个膜片组件(3)，一个控制腔(e)，一个过渡腔(f)，一个控制调定装置。

2、按照权利要求1所述的双隔膜介控阀门，其特征是阀体(1)和阀盖(2)是以法兰形式和8个M8螺栓相联接，形成了由入口-主流腔(a)-排放腔(c)-出口的主流道。

3、按照权利要求2所述的双隔膜介控阀门，其特征是阀体(1)与阀盖(2)之间由膜片组体(3)隔开，形成了压力腔(b)和环形通道(d)。

4、按照权利要求3所述的双隔膜介控阀门，其特征是膜片组件(3)与阀盖(2)之间安装一个压力值为110牛顿的稳压弹簧(4)。

5、按照权利要1所述的双隔膜介控阀门其特征是阀体(1)和阀盖(2)上开有定值引入道(I)和节流孔(Ia)及排放道(II)，引入道和排放道统称为定值支流道。

6、按照权利要1所述的双隔膜介控阀门其特征是控制腔(e)是由阀盖(2)与其上方安装的介控板(5)、介控隔膜(6)、介门轴(7)和复位弹簧(8)所形成，排放道(2)的水平段(IIa)穿过介控板(5)的直径方向，并被隔膜(6)隔开，(e)腔的下侧壁上开有排气孔(III)。

7、按照权利要求1所述的双隔膜介控阀门，其特征是过渡腔(f)是由介控板(5)与其上方安装的过渡板(9)、过渡隔膜(10)和过渡杆(11)所形成，并在(f)腔的下测壁上开一排气孔(IV)。

8、按照权利要求1所述的双隔膜介控阀门，其特征是控制调定装置是由MFJ1-5.5电磁阀(15)、揿杆(12)、微调螺母(13)和端座(14)所组成。