專(zhuān)利名稱：自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種截止閥，尤其是一種適用于高壓大口徑的活塞式閥芯暗桿截止閥。
背景技術(shù)：
在高壓管路系統(tǒng)中，對(duì)于口徑稍大的截止閥，控制其開(kāi)啟與關(guān)閉需要另加一套龐 大的執(zhí)行裝置，使閥門(mén)的成本增高、能耗變大。 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，人們已經(jīng)作了以下一些技術(shù)改進(jìn)，例如 中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利CN2866989Y公布的先導(dǎo)活塞截止閥，在閥體進(jìn)水口與出水口
之間的流道上設(shè)有活塞腔室，活塞腔室內(nèi)裝有帶彈簧的活塞體，在活塞腔室上部裝有閥蓋，
閥蓋內(nèi)設(shè)有一個(gè)過(guò)水長(zhǎng)孔，過(guò)水長(zhǎng)孔的兩端分別與進(jìn)水口和出水口相通，過(guò)水長(zhǎng)孔的中部
裝有一個(gè)先導(dǎo)閥閥桿，先導(dǎo)閥閥桿的底部開(kāi)有一個(gè)與活塞腔室相通的豎向孔，先導(dǎo)閥閥桿
的中部開(kāi)有一個(gè)橫向？L橫向孔的外端與過(guò)水孔相通，橫向孔內(nèi)端與所述豎向孔之間連通。
利用水壓本身的力來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉閥門(mén)，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)閥蓋上的小型先導(dǎo)閥閥桿，閥門(mén)的控
制以微小的力或電功率來(lái)控制大口徑閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。該閥門(mén)的主要缺點(diǎn)是先導(dǎo)孔的加工困
難，且一旦先導(dǎo)孔堵塞，很難清理干凈，影響閥門(mén)正常的啟閉性能；流道內(nèi)液體壓力波動(dòng)時(shí)，
活塞會(huì)上下跳動(dòng)，密封不可靠。 中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN1952449A公布的一種先導(dǎo)活塞式截止閥，由閥體、活塞、微型控 制閥、閥蓋、彈簧、閥瓣組成；先導(dǎo)活塞式截止閥調(diào)整了結(jié)構(gòu)，改變流體流向，阻止了先導(dǎo)孔 的堵塞，減少了壓力損失，從而達(dá)到節(jié)能和使用壽命增長(zhǎng)的目的。該閥門(mén)的主要缺點(diǎn)是當(dāng) 流道內(nèi)的液體壓力發(fā)生波動(dòng)時(shí)，活塞便會(huì)上下跳動(dòng)，導(dǎo)致液體的內(nèi)泄漏，穩(wěn)定性不高，密封 不可靠，對(duì)安全等級(jí)要求高的管路系統(tǒng)，無(wú)法使用此閥門(mén)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于大口徑高壓管路系統(tǒng)的、且密封可 靠、節(jié)能降耗效果明顯的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥。 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，包括閥 蓋以及設(shè)有閥前空腔和閥后空腔的閥體，閥前空腔和閥后空腔之間設(shè)置通道；在閥后空腔 內(nèi)設(shè)有上下密封滑動(dòng)相連的導(dǎo)向套和內(nèi)設(shè)空腔的活塞式閥芯，活塞式閥芯的底面用于阻斷 通道，導(dǎo)向套與閥體密封地固定相連，提升組件與活塞式閥芯相連；位于閥體上方的閥蓋與 閥體密封相連，活塞式閥芯、導(dǎo)向套與閥蓋這3者的內(nèi)表面圍合形成上腔室，上腔室通過(guò)導(dǎo) 管組件與閥后空腔相連通。 作為本發(fā)明的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥的改進(jìn)提升組件包括通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承 進(jìn)行定位的閥桿，閥桿的下端設(shè)有外螺紋，位于活塞式閥芯空腔內(nèi)的牽引盤(pán)一端與閥桿的 下端螺紋相連、另一端與活塞式閥芯固定相連。 作為本發(fā)明的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥的進(jìn)一步改進(jìn)活塞式閥芯套裝在導(dǎo)向套內(nèi)，導(dǎo)向套的內(nèi)表面設(shè)有導(dǎo)向槽，活塞式閥芯的外表面設(shè)有與導(dǎo)向槽相配合的導(dǎo)向鍵。
作為本發(fā)明的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥的進(jìn)一步改進(jìn)通道上設(shè)有密封環(huán)， 活塞式閥芯的底面依靠密封環(huán)阻斷通道。 作為本發(fā)明的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥的進(jìn)一步改進(jìn)用于密封的膜片的一 部分位于閥體和閥蓋之間，膜片的另一部分覆蓋在導(dǎo)向套的頂端和活塞式閥芯的頂端；且 膜片與活塞式閥芯的頂端固定相連。 作為本發(fā)明的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥的進(jìn)一步改進(jìn)導(dǎo)向套上設(shè)有與閥后 空腔相連通的通孔。 作為本發(fā)明的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥的進(jìn)一步改進(jìn)牽引盤(pán)包括內(nèi)設(shè)內(nèi)螺 紋的圓盤(pán)和牽引桿，圓盤(pán)的內(nèi)螺紋與閥桿下端的外螺紋相吻合，圓盤(pán)與閥桿的下端螺紋相 連；牽引桿的一端與圓盤(pán)固定相連、另一端與活塞式閥芯的內(nèi)表面固定相連。
本發(fā)明的有益效果是 本發(fā)明的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，由于導(dǎo)管組件將上腔室與閥后空腔相連 通，使得閥門(mén)在開(kāi)啟時(shí)所需力小于相關(guān)零件重力與零件間摩擦力之和，而閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，只需 克服閥前與閥后的小壓差所產(chǎn)生的壓差阻力，此力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通截止閥關(guān)閉時(shí)所需克服的 壓差阻力?？梢?jiàn)，即使是對(duì)于大口徑的截止閥，只需要小功率的電動(dòng)閥即可有效實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的 啟閉；密封環(huán)、膜片與密封填料的存在，保證了閥門(mén)密封的可靠性，防止閥門(mén)泄漏，即使管道 內(nèi)液體有壓力波動(dòng)，活塞也不會(huì)上下跳動(dòng)，穩(wěn)定性高；暗桿結(jié)構(gòu)，使得此截止閥工作時(shí)的高 度總保持不變，安裝空間小。本發(fā)明特別適用于高壓大口徑管路系統(tǒng)中，具有密封可靠、節(jié) 能效果顯著、閥門(mén)成本低、安全性高的特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥的主視剖視示意圖；
圖2是圖1中A部的局部放大示意圖；
圖3是圖1中B-B剖的局部仰視放大示意圖； 圖中1、密封環(huán)；2、活塞式閥芯；3、導(dǎo)向鍵；4、導(dǎo)向槽；5、導(dǎo)向套；6、膜片；7、閥 蓋；8、壓蓋；9、頂蓋；10、閥桿；111、上軸承；112、下軸承；12、凸肩；13、導(dǎo)管組件；14、壓板; 15、通孔；16、牽引盤(pán)；18、底面；19、牽引桿；20、圓盤(pán)；21、上腔室；22、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；23、密封填
料；31、閥前空腔；32、閥后空腔；33、閥體；34、通道；35、中法蘭。
具體實(shí)施例方式
圖1 圖3結(jié)合給出了一種自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，包括內(nèi)設(shè)空腔的閥蓋7 以及閥體33，閥體33內(nèi)設(shè)有閥前空腔31和閥后空腔32，閥前空腔31和閥后空腔32依靠 通道34相連通；通道34上設(shè)有密封環(huán)1。在閥后空腔32內(nèi)分別設(shè)有導(dǎo)向套5和活塞式閥 芯2，導(dǎo)向套5與閥體33的中法蘭35固定相連；導(dǎo)向套5內(nèi)設(shè)有通道，活塞式閥芯2套裝 在導(dǎo)向套5的通道內(nèi)。導(dǎo)向套5的內(nèi)表面(即導(dǎo)向套5通道的表面)設(shè)有導(dǎo)向槽4，活塞式 閥芯2的外表面設(shè)有與導(dǎo)向槽4相配合的導(dǎo)向鍵3 ;依靠相互配合的導(dǎo)向槽4和導(dǎo)向鍵3， 活塞式閥芯2只能沿著導(dǎo)向套5作上下滑動(dòng)，而不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)活塞式閥芯2的底面18下落到密封環(huán)1上時(shí)，底面18能依靠密封環(huán)1阻斷通道34，以此構(gòu)成軟密封，防止發(fā)生內(nèi)泄漏，即避免閥前空腔31和閥后空腔32發(fā)生導(dǎo)通。 位于閥體33上方的閥蓋7與閥體33固定相連，膜片6的一部分位于閥蓋7與閥體33之間，從而使閥體33與閥蓋7之間保持密封相連。膜片6的另一部分覆蓋在導(dǎo)向套5的頂端和活塞式閥芯2的頂端，利用環(huán)形的壓板14使膜片6與活塞式閥芯2的頂端固定相
連；具體為壓板14底部設(shè)有外螺紋，活塞式閥芯2上部設(shè)有與此外螺紋相配合的內(nèi)螺紋；
依靠壓板14和活塞式閥芯2之間的螺紋連接，從而使膜片6被緊壓在壓板14和活塞式閥芯2之間。膜片6可防止活塞式閥芯2與導(dǎo)向套5之間發(fā)生內(nèi)泄漏，從而確?；钊介y芯2與導(dǎo)向套5之間的密封性。 活塞式閥芯2內(nèi)設(shè)有空腔，在活塞式閥芯2的空腔內(nèi)設(shè)有牽引盤(pán)16，該牽引盤(pán)16由圓盤(pán)20和3根在圓周方向上均勻設(shè)置的牽引桿19組成；每根牽引桿19的一端與圓盤(pán)20固定相連、另一端與活塞式閥芯2的內(nèi)表面固定相連；從而實(shí)現(xiàn)牽引盤(pán)16與活塞式閥芯2的固定相連。圓盤(pán)20內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋。 在閥蓋7的上端面固定設(shè)置壓蓋8。提升組件包括閥桿10，閥桿10上設(shè)有凸肩12，在凸肩12的上下兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)軸承，即在凸肩12的上側(cè)設(shè)置上軸承l(wèi)ll，在凸肩12的下側(cè)設(shè)置下軸承112。呈下凹型的頂蓋9將凸肩12以及上軸承111和下軸承112均包含在頂蓋9的內(nèi)腔中，該頂蓋9位于壓蓋8的上方且與壓蓋8固定相連；S卩，頂蓋9、壓蓋8和閥蓋7之間通過(guò)螺栓固定連接在一起。此上軸承111依靠頂蓋9與凸肩12被固定，下軸承112依靠壓蓋8與凸肩12被固定；上軸承111的內(nèi)圈和下軸承112的內(nèi)圈均與閥桿10轉(zhuǎn)動(dòng)相連。上軸承111和下軸承112用于實(shí)現(xiàn)閥桿10的定位和低摩擦力旋轉(zhuǎn)。
閥桿10的上端穿越頂蓋9后與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22相連。閥桿10的下端設(shè)有與圓盤(pán)20的內(nèi)螺紋相配套的外螺紋；閥桿10的下端依次穿越壓蓋8、閥蓋7、壓板14后與圓盤(pán)20螺紋相連。閥桿10、閥蓋7和壓蓋8之間設(shè)有密封填料23，防止發(fā)生內(nèi)泄漏。
活塞式閥芯2的內(nèi)表面、覆蓋在導(dǎo)向套5頂端和活塞式閥芯2頂端的膜片6、閥蓋7的內(nèi)表面圍合形成密封的上腔室21，上腔室21通過(guò)導(dǎo)管組件13與閥后空腔32相連通。導(dǎo)管組件13由兩段直管、一段彎管和兩對(duì)法蘭組成，彎管的兩端分別通過(guò)一對(duì)法蘭與一段直管相連；其中一段直管焊接在閥蓋7上，另一段直管焊接在閥體33上。
導(dǎo)向套5設(shè)有通孔15，通孔15的上端正對(duì)覆蓋在導(dǎo)向套5頂端的膜片6，通孔15的下端與閥后空腔32相連通。當(dāng)活塞式閥芯2作上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥后空腔32內(nèi)的流體進(jìn)入膜片6與導(dǎo)向套5之間，抵消膜片6受到的液體壓力，從而延長(zhǎng)膜片6的使用壽命。
上述自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥工作過(guò)程具體如下 1、通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22使閥桿10逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，閥桿10帶動(dòng)牽引盤(pán)16中的圓盤(pán)20轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)活塞式閥芯2 ;由于活塞式閥芯2外表面的導(dǎo)向鍵3受到導(dǎo)向套5內(nèi)表面的導(dǎo)向槽4的限制，即限制了活塞式閥芯2的旋轉(zhuǎn)自由度，從而使閥桿10在通過(guò)螺紋傳遞力矩時(shí)，活塞式閥芯2只能沿著導(dǎo)向套5作直線向上運(yùn)動(dòng)；即螺紋傳遞的力矩可轉(zhuǎn)換成為控制活塞式閥芯2向上運(yùn)動(dòng)的力。此時(shí)活塞式閥芯2的底面18與密封環(huán)1漸漸相分離，閥前空腔31通過(guò)通道34與閥后空腔32相連通；以此實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的開(kāi)啟。 此時(shí)，由于位于覆蓋在活塞式閥芯2頂端的膜片6是與活塞式閥芯2頂端固定相連的；因此，當(dāng)活塞式閥芯2帶動(dòng)此部分的膜片6作上升運(yùn)動(dòng)時(shí)，覆蓋在導(dǎo)向套5頂端的那部分膜片6會(huì)與導(dǎo)向套5相分離。但始終能確保上腔室21是一個(gè)密封的腔體。 當(dāng)導(dǎo)向鍵3上行至與導(dǎo)向槽4的上頂端相接觸時(shí)，整個(gè)活塞式閥芯2就無(wú)法再上行了。 本發(fā)明的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥開(kāi)啟時(shí)需要克服的因素包括活塞式閥芯2與壓板14的重力、導(dǎo)向套5和活塞式閥芯2之間的摩擦力以及閥桿10分別與密封填料23、上軸承111和下軸承112之間的摩擦力矩。由于上腔室21內(nèi)液體的壓力與閥后空腔32內(nèi)的壓力相等且小于閥前空腔31內(nèi)的液體壓力，閥前空腔31的液體壓力作用在活塞式閥芯2上的力大于上腔室21的液體壓力作用在活塞式閥芯2上的力，兩個(gè)力的差也起到克服上述因素的作用，有利于閥門(mén)的開(kāi)啟，所以開(kāi)啟閥門(mén)只需要較小的作用力。
2、同理，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22使閥桿10順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而使閥桿10在通過(guò)螺紋傳遞力矩時(shí)，活塞式閥芯2只能沿著導(dǎo)向套5作直線向下運(yùn)動(dòng)。此時(shí)活塞式閥芯2的底面18與密封環(huán)1漸漸相貼合，當(dāng)活塞式閥芯2的底面18下落到密封環(huán)1上時(shí)，底面18能依靠密封環(huán)1阻斷通道34，閥前空腔31和閥后空腔32被隔斷。 此時(shí)，由于位于覆蓋在活塞式閥芯2頂端的膜片6是與活塞式閥芯2的頂端固定相連的；因此，當(dāng)活塞式閥芯2帶動(dòng)此部分的膜片6作下降運(yùn)動(dòng)時(shí)，與導(dǎo)向套5頂端相分離的部分膜片6會(huì)重新覆蓋在導(dǎo)向套5的頂端。同樣，始終能確保上腔室21是一個(gè)密封的腔體。 當(dāng)活塞式閥芯2的底面18下落到密封環(huán)1上時(shí)，整個(gè)活塞式閥芯2就無(wú)法再下行了。 由于上腔室21內(nèi)液體的壓力與閥后空腔32內(nèi)的壓力相等；關(guān)閉閥門(mén)只需要較小的作用力，即只需克服閥前空腔31和閥后空腔32之間的小壓差所產(chǎn)生的壓差阻力，此力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通截止閥關(guān)閉時(shí)所需克服的壓差阻力。 最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，包括閥蓋(7)以及設(shè)有閥前空腔(31)和閥后空腔(32)的閥體(33)，閥前空腔(31)和閥后空腔(32)之間設(shè)置通道(34)；在其特征在于在閥后空腔(32)內(nèi)設(shè)有上下密封滑動(dòng)相連的導(dǎo)向套(5)和內(nèi)設(shè)空腔的活塞式閥芯(2)，活塞式閥芯(2)的底面(18)用于阻斷通道(34)，導(dǎo)向套(5)與閥體(33)密封地固定相連，提升組件與活塞式閥芯(2)相連；位于閥體(33)上方的閥蓋(7)與閥體(33)密封相連，活塞式閥芯(2)、導(dǎo)向套(5)與閥蓋(7)這3者的內(nèi)表面圍合形成上腔室(21)，所述上腔室(21)通過(guò)導(dǎo)管組件(13)與閥后空腔(32)相連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，其特征在于所述提升組件包括通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承進(jìn)行定位的閥桿(IO)，閥桿(10)的下端設(shè)有外螺紋，位于活塞式閥芯(2)空腔內(nèi)的牽引盤(pán)(16) —端與閥桿(10)的下端螺紋相連、另一端與活塞式閥芯(2)固定相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，其特征在于所述活塞式閥芯(2)套裝在導(dǎo)向套(5)內(nèi)，導(dǎo)向套(5)的內(nèi)表面設(shè)有導(dǎo)向槽(4)，活塞式閥芯(2)的外表面設(shè)有與導(dǎo)向槽(4)相配合的導(dǎo)向鍵(3)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，其特征在于所述通道(34)上設(shè)有密封環(huán)(l)，活塞式閥芯(2)的底面(18)依靠密封環(huán)(1)阻斷通道(34)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，其特征在于用于密封的膜片(6)的一部分位于閥體(33)和閥蓋(7)之間，膜片(6)的另一部分覆蓋在導(dǎo)向套(5)的頂端和活塞式閥芯(2)的頂端；且膜片(6)與活塞式閥芯(2)的頂端固定相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，其特征在于導(dǎo)向套(5)上設(shè)有與閥后空腔(32)相連通的通孔(15)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，其特征在于所述牽引盤(pán)(16)包括內(nèi)設(shè)內(nèi)螺紋的圓盤(pán)(20)和牽引桿(19)，所述圓盤(pán)(20)的內(nèi)螺紋與閥桿(10)下端的外螺紋相吻合，圓盤(pán)(20)與閥桿(10)的下端螺紋相連；牽引桿(19)的一端與圓盤(pán)(20)固定相連、另一端與活塞式閥芯(2)的內(nèi)表面固定相連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自平衡活塞式閥芯暗桿截止閥，包括閥蓋(7)以及設(shè)有閥前空腔(31)和閥后空腔(32)的閥體(33)，閥前空腔(31)和閥后空腔(32)之間設(shè)置通道(34)；在閥后空腔(32)內(nèi)設(shè)有上下密封滑動(dòng)相連的導(dǎo)向套(5)和內(nèi)設(shè)空腔的活塞式閥芯(2)，活塞式閥芯(2)的底面(18)用于阻斷通道(34)，導(dǎo)向套(5)與閥體(33)密封地固定相連，提升組件與活塞式閥芯(2)相連；閥蓋(7)與閥體(33)密封相連，活塞式閥芯(2)、導(dǎo)向套(5)與閥蓋(7)這三者的內(nèi)表面圍合形成上腔室(21)，上腔室(21)通過(guò)導(dǎo)管組件(13)與閥后空腔(32)相連通。本發(fā)明具有節(jié)能效果顯著的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16K1/02GK101737503SQ20091015546
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者張含, 王建凱, 金志江, 錢(qián)錦遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)