CN101216120A

CN101216120A - 直行程截止类阀门

Info

Publication number: CN101216120A
Application number: CNA2008100451655A
Authority: CN
Inventors: 雷达
Original assignee: SICHUAN WELLKEY AUTO-CONTROL TECNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SICHUAN WELLKEY AUTO-CONTROL TECNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2008-01-08
Publication date: 2008-07-09

Abstract

本发明公开一种直行程截止类阀门，该阀门具有阀体、阀杆、阀瓣，阀体上具有阀座，阀瓣固定在所述阀杆上与阀座相配合；所述阀体内具有上、下布置的两个阀座，阀瓣也是两个，分别对应上、下阀座，将阀体的内部空间隔离，构成上、中、下三个腔室，其中，下腔室通往阀门的一个端口，中腔室通往阀门的另一个端口；在阀杆的心部设有一轴向通道，将上、下两个腔室连通。该阀门由于没有活塞结构，阀门腔室内的所有零件都不需要润滑，没有油性物质；又由于阀门的平衡腔与执行机构的缸体是分离的，阀门内的被输送介质与执行机构内的工作介质不会串通；用于变压吸附***中，可确保使用安全。

Description

直行程截止类阀门

技术领域

本发明与阀门有关，尤其与一种直行程截止类阀门(包括截止阀、节流阀、安全阀等)有关。

背景技术

直行程类阀门的开启与关闭是由阀门的执行机构(电动、气动、液压或手动丝杆)提供足够的、合理的拉力或推力来实现的。在化工变压吸附***中，由于管道内介质流向、压力是变化的(压力变化范围：真空～30kgf/cm²)，传统的截止类阀门只能按最大密封压力来配置执行机构，使得执行机构的功率大、尺寸大，这样带来如下问题：1.阀门全行程时间长，滞后效应显著，不适合响应速度要求高的控制***；2.执行机构输出力大，当介质压力较低时，作用于阀芯-阀座密封副的密封比压很大，但构成密封副的材料(例如：聚四氟乙烯)的许用比压较小，导致密封副的使用寿命缩短；3.执行机构造价高，不经济。

目前，解决上述问题的技术手段是加装平衡机构，有如下两种结构形式：

一种是在阀瓣上加装活塞式平衡机构，使其和阀体形成密闭的平衡腔，平衡介质通道设在阀瓣中部，其缺点是，体积大，阀瓣密封性能差，加工精度要求高，使用寿命短。

另一种是中国专利公开的《阀杆平衡式阀门》(公开号：CN2623979)，它在阀杆上增设了一个活塞式平衡机构，将管道内的介质引入该机构的压力腔，向活塞施加一定压力，使之与阀瓣所受的压力平衡，这样，执行机构就只需提供满足阀瓣密封所需的启闭力，从而减小执行机构的功率大及尺寸，并降低作用于阀瓣/阀座密封副的密封比压。但是，该阀门还存在在如下缺点：

1.活塞式平衡机构的活塞与缸壁的配合面需要润滑脂润滑，在化工管道中，特别在变压吸附***中，大多数是高危可爆性介质(例如：纯度90％以上的氢、氧等)，是严格禁油的，使用润滑脂是严重的安全隐患。

2.活塞式平衡机构的缸体与执行机构的缸体直接相连，二者之间只有一个隔断，活塞杆与该隔断要相对运动，配合面必然有间隙。由于变压吸附工艺***的压力变化范围是从30kgf/cm²左右变化到负压，在负压的状态下，执行机构(气缸或油缸)中的工作介质(压缩空气或压力油)将被抽入到阀体内与可燃可爆气体混合，形成安全隐患。

3.执行机构输出轴的密封件设平衡机构的缸体内部，不能直接观察其完好状况，磨损失效后若未及时更换，造成泄漏。此时，在阀内高压工况下，介质将被压入执行机构中，与压缩空气或压力油混合，成为安全隐患。

4.活塞式平衡机构的动力源为管道内的被输送介质，但大多数工位中的介质中是含粉尘的，容易造成活塞密封异常磨损，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的，是克服上述《阀杆平衡式阀门》的缺点，提供一种直行程截止类阀门。该阀门不仅具备平衡功能，能满足密封比压要求，更主要是：不使用油性物质，且阀门内的被输送介质与执行机构内的工作介质不会串通，因而没有安全隐患。

本发明的目的是这样实现的：设计一种直行程截止类阀门，该阀门具有阀体、阀盖、阀杆、阀瓣以及执行机构，所述阀体上具有阀座，所述阀瓣固定在所述阀杆上，与所述阀座相配合；其特征在于，所述阀体内具有上、下布置的两个阀座，所述阀瓣也是两个，分别对应上、下阀座，将所述阀体的内部空间隔离，构成上、中、下三个腔室，其中，下腔室通往阀门的一个端口，中腔室通往阀门的另一个端口；在所述阀杆的心部设有一轴向通道，将上、下两个腔室连通。

所述执行机构通过其支架固定在阀盖上，执行机构的活塞杆与阀盖的配合部设有密封件。

所述阀体内具有阀笼，该阀笼呈圆筒状，筒壁具有通孔，将中腔室与阀门端口连通，该阀笼的上、下端面分别阀体内的上、下面配合，其内周面与上阀瓣的周面配合，配合部留有介质流通间隙。

所述阀笼是整体结构，也可以是组合结构。

所述下阀座可以设置在阀体上，也可以设置在阀笼上。

所述阀瓣与阀座的密封面可以是平面，也可以是圆锥面，或其它几何型面。

上述构造的阀门，当介质的流向是从下腔流向中腔时，其压力既作用于下阀瓣的下承压面，又经阀杆中心的通道进入上腔，作用于上阀瓣的上承压面，如果两承压面的面积相同，则两作用力大小相同，方向相反，其作用于阀杆上的合力为零；同理，当介质的流向是从中腔流向下腔时，其压力既作用于下阀瓣的上承压面，又作用于上阀瓣的下承压面，其合力也为零。这样，执行机构就只需提供满足阀瓣密封所需的启闭力，从而减小执行机构的功率大及尺寸，使阀门的全行程时间缩短，同时也降低成本，并降低阀瓣/阀座密封副的密封比压，延长密封副的使用寿命。

更为重要的是：由于没有活塞结构，阀门腔室内的所有零件都不需要润滑，没有油性物质；又由于阀门的平衡腔与执行机构的缸体是分离的，阀门内的被输送介质与执行机构内的工作介质不会串通；用于变压吸附***中，可确保使用安全。

以下结合实施例及其附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本阀门的一种结构图

图中代号含义：1-执行机构；2-执行机构的输出轴；3-连接套；4-支架；5-密封套；6-阀杆；7-阀杆通道；8-上阀瓣；9-上阀笼；10-上密封圈；11-下阀笼；12-下阀瓣；13-下密封圈；14-阀体；15-下腔；16-中腔；17-上腔；18-阀盖。

具体实施方式

参见图1：本阀门具有阀体14、阀盖18、阀杆6、阀瓣以及执行机构1。执行机构1通过其支架4固定在阀盖18上，其输出轴2通过连接套3与阀杆6连接；阀杆6贯穿阀盖18，配合部设有密封套5。以上是公知的截止类阀门的一般结构。

本发明的特点是：在阀体14内设有两个上、下布置的阀座，阀杆6上固定安装有两个阀瓣，即上阀瓣8、下阀瓣12，分别与上、下阀座对应，构成密封副，两个密封面分别设有密封圈10、13。密封面可以是平面，也可以是圆锥面，或其它几何型面。

当阀门处于关闭状态时，上阀瓣8、下阀瓣12将阀门内部空间隔离成上、中、下三个腔(17、16、15)室。在阀杆6的芯部，开有一个轴向通道7，将上腔17、下腔15连通。

由于直接在阀体14上加工双阀座的工艺难度较大，尺寸、形位精度不高，阀门的泄漏等级低，故在阀体14内增设了阀笼，该阀笼呈筒状，将上阀座加工在阀笼上，下阀座加工在阀体14上。也可将阀笼设计成图1所示的分段结构，即上阀笼9、下阀笼11，将上、下阀座分别加工在上、下阀笼上。下阀笼11的壁上有通孔，使笼内空间与中腔室16相通。上阀笼9的内部空间构成上腔室17，上阀笼9的内周面与上阀瓣8的周面配合，配合部留有介质流通间隙。这样，当阀门处于关闭状态时，只有上、下两个腔室相通，当阀门处于开启状态时，上、中、下三个腔室全部相通。

本阀门的工作过程：

当介质的流向是从下腔15流向中腔16时，其压力既作用于下阀瓣12的下承压面，又经阀杆中心的通道7进入上腔17，作用于上阀瓣8的上承压面，如果两承压面的面积相同，则两作用力大小相同，方向相反，其作用于阀杆6上的合力为零；同理，当介质的流向是从中腔16流向下腔15时，其压力既作用于下阀瓣12的上承压面，又作用于上阀瓣8的下承压面，其作用于阀杆6上的合力也为零。这样，执行机构就只需提供满足阀瓣密封所需的启闭力，从而减小执行机构的功率大及尺寸，使阀门的全行程时间缩短，同时也降低成本，并降低阀瓣/阀座密封副的密封比压，延长密封副的使用寿命。

可见，本阀门具备专利产品《阀杆平衡式阀门》同等的功能和效果，但与之相比，本阀门的结构更简单，加工、装配工艺难度低，成本低，尤其是安全性好，主要体现在以下几个方面：

1.本阀门用普通的阀瓣/阀座结构，替代《阀杆平衡式阀门》的活塞式结构，构成压力平衡腔，显然，阀瓣/阀座结构的加工、装配工艺难度低，成本低。

2.由于没有活塞结构，阀门腔室内的所有零件都不需要润滑，没有油性物质，用于变压吸附***中，可确保使用安全。

3.由于阀门的执行机构是按常规用支架安装在阀盖上，其缸体与平衡腔是分离的，阀门内的被输送介质与执行机构内的工作介质不会串通，用于变压吸附***中，可确保使用安全。

4.由于阀杆密封件是按常规设在阀盖上，便于观察其磨损情况，及时维护或更换，当***内处于负压状态时，不易将大气中的空气、水分吸入***内。且由于没有活塞结构，不用润滑油，自然也不会吸入润滑油；又由于执行机构的缸体与平衡腔是分离的，也不会将执行机构内的工作介质吸入***，用于变压吸附***中，可确保使用安全。

Claims

1.一种直行程截止类阀门，具有阀体、阀盖、阀杆、阀瓣以及执行机构，所述阀体上具有阀座，所述阀瓣固定在所述阀杆上，与所述阀座相配合；其特征在于：所述阀体内具有上、下布置的两个阀座，所述阀瓣也是两个，分别对应上、下阀座，将所述阀体的内部空间隔离，构成上、中、下三个腔室，其中，下腔室通往阀门的一个端口，中腔室通往阀门的另一个端口；在所述阀杆的心部设有一轴向通道，将上、下两个腔室连通。

2.根据权利要求1所述的直行程截止类阀门，其特征在于：所述执行机构通过其支架固定在阀盖上，执行机构的活塞杆与阀盖的配合部设有密封件。

3.据权利要求1所述的直行程截止类阀门，其特征在于：所述阀体内具有阀笼，该阀笼呈圆筒状，筒壁具有通孔，将中腔室与阀门端口连通，该阀笼的上、下端面分别阀体内的上、下面配合，其内周面与上阀瓣的周面配合，配合部留有介质流通间隙。

4.根据权利要求3所述的直行程截止类阀门，其特征在于：所述阀笼是整体结构，或是组合结构。

5.根据权利要求3所述的直行程截止类阀门，其特征在于：所述下阀座设置在阀体上，或设置在阀笼上。

6.根据权利要求1所述的直行程截止类阀门，其特征在于：所述阀瓣与阀座的密封面是平面，或是圆锥面，或其它几何型面。