一种截止阀
技术领域
本发明涉及阀门技术领域,具体而言,涉及一种截止阀。
背景技术
传统的液体防漏结构,均为一级防漏结构,例如,阀门、水龙头等,以水龙头为例,通过向上旋动手柄,使阀芯上移将封住流体的垫圈上拉,从而释放流体;向下旋动手柄,通过垫圈下压封住流体通道,从而阻断流体泄露。
防漏结构单一,安全性和严密性较差。
发明内容
本发明的目的包括,例如,提供了一种截止阀,其具有二级防漏功能,加强防漏效果,提高安全性和严密性。
本发明的实施例可以这样实现:
本发明的实施例提供了一种截止阀,其包括阀芯、滚珠、阀杆及开设有流出口的阀座,阀座具有与流出口相连通的流通腔,滚珠和阀芯间隔设置于流通腔内,阀芯将流通腔分隔为第一腔体和第二腔体;
阀杆同时与滚珠和阀芯连接,且能够带动滚珠和阀芯相对于阀座转动,以使第一腔体、第二腔体与流出口三者同时连通或者断开。
可选的,阀座设置有第一流通孔,阀芯开设有第二流通孔,当阀芯相对于阀座转动时,第二流通孔与第一流通孔连通或者断开。
可选的,阀座的内壁设置有分流圈,分流圈将第一腔体分隔为第一通道和第二通道,第一通道与第一流通孔连通;
阀芯和分流圈之间形成有与第二通道连通的第三通道,阀芯能在外力作用下相对于阀座沿其轴向运动,以关闭第三通道。
可选的,阀芯设置有第一锥面,分流圈设置有第二锥面,第三通道由第一锥面和第二锥面围成,第一锥面的小端均朝向滚珠。
可选的,阀芯设置有回位弹簧,回位弹簧的一端与阀芯抵持,另一端与阀杆抵持,回位弹簧沿阀芯的轴向延伸,以使阀芯在外力作用下具有复位的趋势。
可选的,阀芯包括固定连接的调节部和插接部,插接部沿轴向开设有插接槽,回位弹簧嵌设于插接槽内,阀杆插接于插接槽且与回位弹簧抵接。
可选的,调节部为圆台结构,且具有周壁和小端壁,第二流通孔开设于调节部,且将周壁与小端壁贯通。
可选的,阀座包括固定连接的第一阀体和第二阀体,流出口开设于第一阀体,滚珠可转动地嵌设于第一阀体内,阀芯可活动地设置于第二阀体,阀杆穿设于第一阀体和滚珠后与阀芯传动连接。
可选的,滚珠开设有贯通孔和第三流通孔,阀杆穿设于贯通孔与滚珠传动连接,当滚珠转动时,第二腔体、第三流通孔与流出口同时连通或者断开。
可选的,阀杆包括第一插接段和第二插接段,第一插接段位于端部,阀芯沿轴向开设有插接槽,第一插接段与插接槽插接配合,滚珠开设有贯通孔,第二插接段穿设于贯通孔;
第一插接段、第二插接段、插接槽及贯通孔的横截面为非圆形,以使阀杆同时与滚珠和阀芯传动连接。
本发明实施例的截止阀的有益效果包括,例如:通过滚珠和阀芯间隔设置于流通腔内,阀杆能够同时带动滚珠和阀芯相对于阀座转动,以使第一腔体、第二腔体与流出口三者同时连通或者断开,从而实现二级防漏功能,增强防漏效果,提高截止阀的安全性和严密性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为截止阀的***图;
图2为截止阀处于连通状态的第一种情况的剖视图;
图3为截止阀处于断开状态的剖视图;
图4为图2中阀座的剖视图;
图5为图4中第一阀体的剖视图;
图6为图4中第二阀体的剖视图;
图7为图1中滚珠的结构示意图;
图8为滚珠的剖视图;
图9为图1中阀芯的结构示意图;
图10为阀芯的剖视图;
图11为图1中阀杆的结构示意图;
图12为截止阀打开状态的第二种情况的剖视图。
图标:100-截止阀;10-阀座;11-第二阀体;112-分流圈;113-第一通道;114-第二通道;115-第二锥面;116-第一流通孔;12-第一阀体;121-流出口;124-第一腔体;127-第二腔体;13-阀芯;132-第三通道;134-第二流通孔;135-第一锥面;136-调节部;137-插接部;138-插接槽;14-回位弹簧;15-滚珠;152-第三流通孔;155-贯通孔;18-阀杆;181-第一插接段;182-第二插接段;19-手柄。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例中的特征可以相互结合。
实施例
图1为本实施例提供的截止阀100的***图,图2为截止阀100处于连通状态的剖视图,图3为截止阀100处于断开状态的剖视图,请参照图1、图2及图3所示。
由于现有的阀门为一级防漏结构,当阀门内部的垫圈出现破损等情况时,就势必会发生流体外漏的现象,导致其严密性较差,且没有保险机制。当阀门用于封存危险性的流体时,一旦发生流体泄漏事故,极大可能造成人员伤亡或者财产损失,导致安全性较差。
本实施例提供的截止阀100具有两级防漏功能,第一级为阀芯13与阀座10之间的配合结构,第二级为滚珠15与阀座10之间的配合结构,通过两级防漏从而增强截止阀100对流体封存的严密性能和安全性能。
另外,本实施例提供的截止阀100,由于阀芯13与阀座10的配合结构,其利用阀座10上分流圈112对流体的分流作用,以及流体对阀芯13的冲击力,实现根据流体压力的大小自动调节,稳定流体流速的目的。
具体的,请参照图1所示。截止阀100包括阀座10、滚珠15、阀芯13及阀杆18。
其中,阀座10具有流通腔,且阀座10的一端开设有流出口121,流出口121与流通腔连通。滚珠15和阀芯13间隔设置于阀座10的流通腔内,从而使得阀芯13将流通腔分隔为第一腔体124和第二腔体127。
可选的,阀芯13位于阀座10的中间位置,阀芯13与阀座10配合,通过阀芯13相对于阀座10的转动,以使得第一腔体124和第二腔体127连通或者断开,从而实现第一级防漏;滚珠15位于阀座10靠近流出口121的一端,滚珠15与阀座10配合,通过滚珠15相对于阀座10的转动,以使得第二腔体127和流出口121连通或者隔断,从而实现第二级防漏。
阀杆18同时与滚珠15和阀芯13传动连接,通过转动阀杆18来带动滚珠15和阀芯13相对于阀座10转动,以使第一腔体124、第二腔体127与流出口121三者同时连通或者断开的目的。
其中,阀座10开设有第一流通孔116,阀芯13开设有能够与第一流通孔116连通的第二流通孔134,当阀芯13相对于阀座10转动时,第二流通孔134与第一流通孔116连通或者断开。滚珠15开设有第三流通孔152,当滚珠15相对于阀座10转动时,第三流通孔152能够同时与第二腔体127和流出口121连通或者断开。
请参照图2所示,当转动阀杆18,阀杆18带动阀芯13和滚珠15同时相对于阀座10转动,当阀芯13上的第二流通孔134与阀座10上的第一流通孔116相对应时,第一腔体124和第二腔体127连通,同时在该状态下,滚珠15上的第三流通孔152与第二腔体127和流出口121相对应,以使第二腔体127与流出口121连通,则该截止阀100处于打开状态,流体顺畅流出。
请参照图3所示,继续转动阀杆18,阀杆18带动阀芯13和滚珠15同时相对于阀座10转动,当阀芯13上的第二流通孔134与阀座10上的第一流通孔116错位时,第一腔体124和第二腔体127被阀芯13隔断,同时在该状态下,滚珠15上的第三流通孔152与第二腔体127和流出口121均错位,以使第二腔体127与流出口121被滚珠15隔断,则该截止阀100处于关闭状态,流体被封堵且不易泄漏。
下面对该截止阀100的各个部件的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。
首先,详细介绍阀座10的具体结构,图4为阀座10的剖视图,请参照图4所示。
阀座10的内壁设置有分流圈112,分流圈112将上述的第一腔体124分隔为第一通道113和第二通道114,且第一通道113与阀座10上开设的第一流通孔116连通。
阀芯13设置于分流圈112的内部,且阀芯13与分流圈112之间形成有第三通道132,该第三通道132与第二通道114连通,阀芯13在外力(流体的冲击力)作用下相对于阀座10沿其轴向运动时,当外力大于阀芯13自动复位的恢复力时,阀芯13沿轴向运动且与分流圈112的内壁贴合以关闭第三通道132;当外力小于阀芯13自动复位的恢复力时,阀芯13沿轴向运动但不会与分流圈112的内壁贴合。
在外力作用下,阀芯13相对于阀座10沿轴向运动,可以实现稳流的效果,即截止阀100处于打开状态下,当流体压力较大时,外力推动阀芯13关闭第三通道132,流体仅从第一通道113,再经过第一流通孔116和第二流通孔134进入第二腔体127,然后流出,减小了流体的流速;当流体压力较小时,外力推动阀芯13但不会关闭第三通道132,此时,一部分流体从第一通道113,第一流通孔116及第二流通孔134进入第二腔体127,另一部分流体从第二通道114、第三通道132进入第二腔体127,增大了流体的流速,从而实现稳流的效果。
具体的,分流圈112位于阀座10沿轴向的中间位置,且分流圈112的一端与阀座10固定连接,另一端朝向远离流出口121的方向延伸,该延伸端为分流端,通过分流圈112将第一腔体124分隔为第一通道113和第二通道114,该分流圈112与阀座10连接的一端沿周向开设有上述的第一流通孔116,以使流体通过分流端被分流为两条支路,然后通过第一流通孔116汇集。
具体的,该分流圈112是用于和阀芯13配合,阀芯13上开设的第二流通孔134与分流圈112上开设的第一流通孔116相对应,通过阀芯13的转动,以使第一流通孔116和第二流通孔134连通或者断开,从而实现第一级防漏。
可选的,分流圈112为圆环结构,分流圈112靠近流出口121的一端为连接部,该连接部与阀座10的内壁固定连接,在本实施例中,分流圈112与阀座10一体成型。分流圈112远离流出口121的一端为敞口状的分流端,以使流体从分流端进行分流。
为了根据水流压力的大小自动调节实现稳流的目的,且稳流效果较好,可选的,阀芯13设置有第一锥面135,该分流圈112的连接部的内壁设置有第二锥面115,且第一锥面135的小端朝向滚珠15,以使在外力作用下,阀芯13沿轴向朝向滚珠15的方向运动。阀芯13的第一锥面135与分流圈112的第二锥面115相匹配,且第三通道132由第一锥面135和第二锥面115围成,当流体的冲击力较大时,流体冲击阀芯13,以使阀芯13的第一锥面135与分流圈112的第二锥面115相贴合,第三通道132关闭。
在本实施例中,分流圈112的连接部沿周向间隔开设有多个第一流通孔116。
为了便于安装、拆卸,可选的,阀座10包括固定连接的第一阀体12和第二阀体11。
图5为图4中第一阀体12的剖视图,图6为图4中第二阀体11的剖视图,请参照图5和图6所示。
流出口121开设于第一阀体12,滚珠15可转动地嵌设于第一阀体12内,分流圈112位于第二阀体11的内壁,且第一阀体12相对于分流圈112位于其背离分流端的一侧。阀芯13可活动地设置于第二阀体11内且与分流圈112相配合,阀杆18穿设于第一阀体12和滚珠15后与阀芯13传动连接。
如图5所示,第一阀体12包括固定连接的流出支管和阀主体,阀主体具有第一密封部和第二密封部,第一密封部位于流出支管和第二密封部之间。其中,第一密封部具有与滚珠15配合的嵌设腔,以使滚珠15可转动的设置于嵌设腔内,第二密封部具有连通腔,该第一密封部开设有与流出支管连通的第一通孔,与连通腔连通的第二通孔,以及与阀杆18可转动配合的第三通孔,当滚珠15设置于嵌设腔内后,阀杆18依次穿过第一密封部和滚珠15,阀杆18与滚珠15传动配合,从而带动滚珠15相对于第一密封部转动。
可选的,第三通孔的横截面为圆形孔,第二密封部的内壁设置有与第二阀体11相连接的内螺纹。
在本实施例中,第一阀体12与第二阀体11螺纹连接,便于安装、拆卸,且密封性好,可以理解的是,第一阀体12与第二阀体11还可以为其他的连接方式,只要能够便于拆装,且满足密封性能即可,此处不做限制。
如图6所示,具体的,第二阀体11包括座本体、第一连接部及第二连接部,第一连接部和第二连接部分别位于座本体的两侧,第一连接部用于和第一阀体12固定连接,第二连接部用于和外接流体管路固定连接,座本体的内部固定有上述的分流圈112,且分流圈112从第一连接部向第二连接部延伸。
分流圈112靠近第一连接部的内壁设置有第二锥面115,该第二锥面115的小端相对于大端靠近于第一连接部,分流圈112的分流端将座本体的内腔分流为第一通道113和第二通道114,由于分流圈112靠近第一连接部的位置沿周向开设有第一流通孔116,第一流通孔116与第一通道113连通,通过该第二锥面115和阀芯13的第一锥面135配合,且第一流通孔116与第二流通孔134的连通,从而实现根据流体压力的大小,截止阀100自动调节流速的功能。
可选的,第一连接部和第二连接部均设置有外螺纹。
其次,详细介绍滚珠15的具体结构,图7为滚珠15的示意图,图8为滚珠15的剖视图,请参照图7和图8所示。
滚珠15为球状结构,滚珠15上开设有贯通孔155和第三流通孔152,其中,贯通孔155过球心开设,第三流通孔152与贯通孔155错位开设,且第三流通孔152的一端能够与第一阀体12的第一通孔相对应,同时,另一端能够与第一阀体12的第二通孔相对应,从而通过第三流通孔152能够将第二腔体127和流出口121连通,贯通孔155与第一阀体12的第三通孔相对应,且贯通孔155的截面形状与阀杆18的截面形状一致,以使阀杆18与滚珠15传动连接,即阀杆18依次穿过第一阀体12和滚珠15后,阀杆18能够带动滚珠15同步转动,当阀杆18带动滚珠15相对于第一阀体12转动时,具有两种状态:第一种状态,第一阀体12的第一通孔和第二通孔同时与滚珠15的第三连通孔连通,此时,第二腔体127与流出口121连通。第二种状态,第一阀体12的第一通孔与滚珠15的第三连通孔错开,此时,第二腔体127与流出口121断开。
然后,详细介绍阀芯13的具体结构,图9为阀芯13的结构示意图,图10为阀芯13的剖视图,请参照图9和图10所示。
阀芯13设置有回位弹簧14,回位弹簧14的一端与阀芯13抵持,另一端与阀杆18抵持,回位弹簧14沿阀芯13的轴向延伸,以使阀芯13在外力作用下具有复位的趋势。
具体的,阀芯13包括固定连接的调节部136和插接部137,插接部137沿轴向位于调节部136的一侧,插接部137沿轴向开设有插接槽138,回位弹簧14嵌设于插接槽138内,阀杆18插接于插接槽138且阀杆18与回位弹簧14抵接。
可选的,调节部136为圆台结构且包括第一锥面135,该第一锥面135用于和分流圈112的第二锥面115配合,插接部137位于调节部136的小端,调节部136包括周壁和小端壁,第二流通孔134开设于调节部136,且将周壁与小端壁贯通,从而能够将第一腔体124和第二腔体127连通。
可选的,回位弹簧14为压簧,压簧的一端抵接于插接槽138的底壁,另一端抵接于阀杆18,以使阀芯13在外力(流体的冲击力)作用下沿阀座10的轴向运动时具有复位的趋势。
再次,详细介绍阀杆18的具体结构,图11为阀杆18的结构示意图,请参照图11所示。
阀杆18为细长杆状结构,阀杆18包括第一插接段181和第二插接段182,其中,第一插接段181位于端部且用于和阀芯13传动连接,第二插接段182用于和滚珠15传动连接,该第一插接段181与阀芯13的插接槽138相配合,第二插接段182与滚珠15的贯通孔155相配合。
可选的,第一插接段181、第二插接段182、插接槽138及贯通孔155的横截面为非圆形,以使阀杆18同时与滚珠15和阀芯13传动连接。这里的非圆形是指排除圆形的其他形状,例如:弧形、矩形、三角形、多边形、长圆形或至少两种相结合的规则形状或不规则形状等,只要满足阀杆18同时与滚珠15和阀芯13连接后,通过阀杆18的转动带动滚珠15与阀芯13的转动即可。
滚珠15仅在阀杆18作用下相对于阀座10转动,阀芯13具有转动和移动的两种运动方式,即阀芯13在阀杆18作用下相对于阀座10转动;阀芯13在外力和回位弹簧14的作用下相对于阀座10沿轴向移动。
最后,请继续参照图2所示,该截止阀100还包括手柄19,手柄19的连接端开设有固定孔,该固定孔与阀杆18远离阀芯13的一端固定连接,通过转动手柄19来转动阀杆18,进而带动滚珠15和阀芯13转动。
本实施例提供的截止阀100的工作原理为:
请参照图2所示,截止阀100在打开状态下,滚珠15上的第三流通孔152和阀座10上的流出口121连通,阀芯13的第二流通孔134与阀座10的第一流通孔116连通,第一腔体124内的流体通过阀芯13进入第二腔体127,然后通过滚珠15从流出口121流出。
图12为截止阀打开状态的第二种情况的剖视图,请参照图12所示。
当流体的压力较大时,第一腔体124内的流体冲击阀芯13,以使阀芯13的第一锥面135与分流圈112的第二锥面115贴合,仅有部分流体依次从分流圈112的第一流通孔116和阀芯13的第二流通孔134流入第二腔体127,然后通过滚珠15上的第三流通孔152从流出口121流出,从而减少流体的流速。
请继续参照图2所示,当流体的压力较小时,第一腔体124内的流体冲击阀芯13,回位弹簧14虽被压缩,但阀芯13的第一锥面135不会与分流圈112的第二锥面115贴合,则一部分流体通过第一通道113流入第二腔体127,另一部分流体通过第二通道114流入第二腔体127,汇集后通过滚珠15上的第三流通孔152从流出口121流出,从而增大流体的流速。
总之,在截止阀100打开的状态下,通过流体压力的大小能够自动调节流体的流速,具有稳定流量的效果。
请参照图3所示,扳动手柄19带动阀杆18转动,截止阀100在关闭状态下,滚珠15上的第三流通孔152和阀座10上的第一通孔、第二通孔错位,第二腔体127与流出口121不连通,阀芯13上的第二流通孔134与分流圈112上的第一流通孔116错位,第一腔体124与第二腔体127不连通,从而实现二级锁紧防漏效果。
当流体的压力较大时,第一腔体124内的流体冲击阀芯13,以使阀芯13的第一锥面135与分流圈112的第二锥面115贴合,同时,分流圈112的第一流通孔116与阀芯13的第二流通孔134错位,第一腔体124与第二腔体127不连通,流体不能流过。
当流体的压力较小时,第一腔体124内的流体冲击阀芯13,回位弹簧14虽被压缩,但阀芯13的第一锥面135不会与分流圈112的第二锥面115贴合,虽然分流圈112的第一流通孔116与阀芯13的第二流通孔134错位,但还是会有少量的水从第一腔体124流到第二腔体127的可能,由于流到第二腔体127的水压力较小,且滚珠15上的第三流通孔152和阀座10上的第一通孔、第二通孔错位,以使第二腔体127内的流体不会通过滚珠15从流出口121流出。
本实施例提供的截止阀100具有的有益效果是:设计巧妙,结构简单,通过阀芯13、滚珠15分别与阀座10配合,转动阀杆18同时带动滚珠15和阀芯13与阀座10的连通或断开,实现二级防漏、减压阻流的目的,且根据流体对阀芯13的冲击,及回位弹簧14复位的趋势,实现根据流体压力大小自动调节流体流速,从而实现减压稳流的目的,提高了安全性能和截止阀100的严密性,进而达到“关不漏、开不乱”的效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。