專利名稱：微力控制閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種閥門，特別是一種微力控制閥門。
目前工業(yè)上廣泛使用的閘板閥、截止閥及球閥已有200多年的歷史，它們普遍存在質(zhì)量問題，其根源不是制造質(zhì)量問題，而是閥門設(shè)計(jì)本身存在一些不合理因素，最終導(dǎo)至閥門出現(xiàn)各種缺陷，例如磨損、泄漏、壽命短等。特別是高參數(shù)閥門，由于閥門力學(xué)分布不合理，不可避免的導(dǎo)致摩擦、摩損、局部壓應(yīng)力過大，開關(guān)操縱困難，使閥門過早的損壞，喪失使用功能，給工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，并且對(duì)人的生命安全存在潛在危險(xiǎn)。中國(guó)專利局CN93106600.X提出了一種設(shè)計(jì)方案，在一定情況下解決了開啟、關(guān)閉閥門驅(qū)動(dòng)力過大的問題，但該技術(shù)方案同時(shí)存在一些不能克服的問題一是該沒計(jì)靠膠圈密封金屬漲圈密封。該種密封結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)是不耐高溫、高壓，在較高壓力條件下，就會(huì)出現(xiàn)明顯泄漏。二是該設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)力為靠彈簧復(fù)位和靠楔體，開啟閥門該種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是彈簧在高溫、高壓易產(chǎn)生疲勞，使彈簧力降低，影響閥體的壽命，楔體在大型閥體上為了達(dá)到使用目的必須制成較大體積的契體，使用時(shí)十分不方便、笨重，由于楔體是在閥體一端進(jìn)入閥體的，會(huì)對(duì)閥體的主要部件產(chǎn)生傾覆力矩，使閥芯之間產(chǎn)生摩擦或卡住，減少閥門使用壽命或使門體報(bào)廢。三是該設(shè)計(jì)沒有逆向密封結(jié)構(gòu)，當(dāng)介質(zhì)產(chǎn)生倒流時(shí)，閥體會(huì)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，甚至將閥體損壞。
本實(shí)用新型的目的是提供一種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活，密封性能好且具有雙向密封結(jié)構(gòu)的微力控制閥。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型一種微力控制閥，其殼體兩端固定著左法蘭和右法蘭，殼體內(nèi)有一個(gè)圓筒形定閥芯，定閥芯與左、右法蘭固定連接，定閥芯內(nèi)壁沿軸向上帶有多個(gè)通孔，通孔中間有一個(gè)垂直于定閥芯內(nèi)壁的隔板，當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，隔板與通孔以及定閥芯內(nèi)壁形成密封狀態(tài)，在定閥芯外徑上有與定閥芯滑動(dòng)配合的動(dòng)閥芯，定閥芯外徑與動(dòng)閥芯內(nèi)徑形成一個(gè)環(huán)形腔，定閥芯外徑為一個(gè)變徑結(jié)構(gòu)，該變徑結(jié)構(gòu)位于當(dāng)閥體處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，環(huán)形腔內(nèi)靠近定閥芯介質(zhì)出口段，該段定閥芯處外徑相對(duì)定閥芯右段外徑產(chǎn)生一個(gè)圓柱狀凸臺(tái)，在動(dòng)閥芯閥體上帶有密封件，定閥芯外徑與殼體內(nèi)以及兩端的法蘭行成一個(gè)全密封的二次密封腔，該二次密封腔內(nèi)帶有一個(gè)蝸輪螺母?jìng)鲃?dòng)裝置，即動(dòng)閥芯外徑上帶有外螺紋，該螺紋上套裝著蝸輪螺母，螺母外徑為蝸輪齒形，并與蝸桿嚙合，殼體內(nèi)壁帶有一個(gè)與蝸輪螺母配合的限位槽。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，使閥門始終處于一種關(guān)閉趨勢(shì)，并且使用微力就能夠開啟或關(guān)閉閥門，其結(jié)構(gòu)原理是，由于定閥芯靠近出口端存在一個(gè)圓柱狀凸臺(tái)，使得環(huán)形腔內(nèi)動(dòng)閥芯靠近閥體出口的端面面積小于動(dòng)閥芯入口端的端面面積，由于介質(zhì)壓力在環(huán)形腔內(nèi)是一個(gè)相同值，所以動(dòng)閥芯內(nèi)右端所受的壓力大于其左端受到壓力，這個(gè)壓力為兩端面面積之差乘以壓強(qiáng)。因此只要克服這個(gè)面積差產(chǎn)生的一個(gè)微力就可以開啟閥門。本實(shí)用新型的二次密封腔結(jié)構(gòu)，保證本實(shí)用新型在高溫高壓狀態(tài)下不泄漏，使閥門的性能更加優(yōu)異可靠。本實(shí)用新型的蝸輪螺母?jìng)鲃?dòng)裝置，防止了由于楔體產(chǎn)生傾覆力矩使閥芯產(chǎn)生摩損的現(xiàn)象，并能調(diào)節(jié)閥門內(nèi)介質(zhì)的流量和壓力。由于該驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)合理，使閥門的加工工藝變得更為合理簡(jiǎn)單，普通的冷加工機(jī)床就可加工制造閥門，并由于該驅(qū)動(dòng)裝置使得閥門的整體體積變小，并且開關(guān)自如、靈活，使用壽命長(zhǎng)。本實(shí)用新型另一個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是具有雙向密封性能，在使用過程中，當(dāng)閥門關(guān)閉后會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)倒流的狀況，產(chǎn)生倒壓，本實(shí)用新型利用倒密封腔，將壓力作用在動(dòng)閥芯形成的圓柱臺(tái)階上，使動(dòng)閥芯與定閥芯的配合斜面相作用，本實(shí)用新型通過控制截面比壓，防止了介質(zhì)倒流現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時(shí)也保護(hù)了閥芯，延長(zhǎng)了閥門的使用壽命。本實(shí)用新型可以采用密封環(huán)槽分別與金屬?gòu)椥悦芊馊蛷椈晒芘浜希纬蓛纱蚊芊?。本?shí)用新型的二次密封結(jié)構(gòu)還可以通過三、六瓣密封圈或漲圈再與密封法蘭構(gòu)成，二次密封結(jié)構(gòu)有效地防止了閥門泄漏，二次密封結(jié)構(gòu)外層的二次密封腔又對(duì)密封做了進(jìn)一步的補(bǔ)充，使本實(shí)用新型在高溫、高壓條件下，密封效果顯得更為優(yōu)良。本實(shí)用新型具有合理的內(nèi)部力學(xué)分布，解決了目前閥門存在的局部壓應(yīng)力過火，使密封面不可避免產(chǎn)生摩損，發(fā)生泄漏現(xiàn)象，本實(shí)用新型有效的克服閥門開關(guān)操縱力過大，使閥門過早損壞，喪失使用功能這一缺陷。由于體積較小，適于特殊環(huán)境下的要求，例如水下潛艇、化工設(shè)備管路、電站設(shè)備管路節(jié)約了空間，方便操作。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)主視圖的半剖視圖；圖2為
圖1的A-A剖視圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)主視圖的半剖視圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3結(jié)構(gòu)主視圖的半剖視圖；圖5為圖4的B-B剖視圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。
如
圖1所示的本實(shí)用新型，其殼體1兩端通過焊接固定著左法蘭2和右法蘭3，殼體1內(nèi)有一圓筒形定閥芯4，定閥芯與左、右法蘭通過焊接固定連接，定閥芯4內(nèi)壁沿軸向帶有多個(gè)通孔5，在通孔5中間，有一個(gè)垂直于定閥芯內(nèi)壁的隔板6，隔板6將定閥芯4密封分割成兩部分，在定閥芯4外徑上有與定閥芯4滑動(dòng)配合的動(dòng)閥芯7，定閥芯4外徑與動(dòng)閥芯7內(nèi)徑形成一個(gè)環(huán)形腔8，定閥芯外徑為一個(gè)變徑結(jié)構(gòu)，該變徑結(jié)構(gòu)位于當(dāng)閥體處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，環(huán)形腔8內(nèi)左端靠近定閥芯4出口段，該段定閥芯4外徑較定閥芯4右段外徑產(chǎn)生一個(gè)圓柱凸臺(tái)9，在動(dòng)閥芯7上帶有密封件26，以上結(jié)構(gòu)表明，圓柱狀凸臺(tái)9的作用之一就是當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，使得環(huán)形腔8內(nèi)動(dòng)閥芯左端面面積，小于動(dòng)閥芯內(nèi)右端面面積，因此只要一個(gè)微力就可以開啟閥門。如
圖1所示的本實(shí)用新型在動(dòng)閥芯上帶有密封件，在本實(shí)施例中，所述的密封件為在動(dòng)閥芯兩段內(nèi)徑分別與定閥芯滑動(dòng)配合的密封環(huán)槽20，在密封環(huán)槽20兩端，本實(shí)用新型又增加了二次密封裝置，它是在閥體右法蘭3內(nèi)端面上固定一個(gè)金屬?gòu)椥悦芊馊?1，該密封圈套裝在定閥芯4上，在動(dòng)閥芯7左端面上固定著彈簧管22，彈簧管22另一端連接密封板23，密封板23內(nèi)徑與定閥芯4滑動(dòng)配合。如
圖1所示，定閥芯7外經(jīng)與殼體1內(nèi)壁以及兩端法蘭形成一個(gè)全密封的二次密封腔10。由于二次密封腔的設(shè)計(jì)，保證了本實(shí)用新型的密封效果，使得本實(shí)用新型在高溫、高壓狀態(tài)下不泄漏。如圖2所示在二次密封腔10內(nèi)帶有一個(gè)蝸桿12與蝸輪螺母11傳動(dòng)裝置，即動(dòng)閥芯7外徑上帶有外螺紋，該螺紋上套裝著蝸輪螺母11，蝸輪螺母11外徑為蝸輪齒形，并與一個(gè)蝸桿12嚙合。驅(qū)動(dòng)力由蝸桿傳遞給蝸輪螺母11，由于殼體1內(nèi)壁帶有與蝸輪螺母11配合的限位槽13。當(dāng)蝸輪螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)迫使動(dòng)閥芯7沿軸向往復(fù)移動(dòng)完成開啟，或關(guān)閉或達(dá)到調(diào)節(jié)閥門介質(zhì)流量目的。當(dāng)動(dòng)閥芯7向左移動(dòng)時(shí)，環(huán)形腔8就會(huì)越過隔板6，介質(zhì)就會(huì)從隔板6右側(cè)通孔5進(jìn)入環(huán)形腔8，再通過環(huán)形腔8進(jìn)入隔板6左側(cè)通孔，再?gòu)淖蠓ㄌm2端輸出，此時(shí)閥門開啟，反之蝸輪螺母?jìng)鲃?dòng)裝置也會(huì)帶動(dòng)動(dòng)閥芯退回到關(guān)閉狀態(tài)。如
圖1所示的動(dòng)閥芯7由兩部分構(gòu)成，一部分是帶有外螺紋的右動(dòng)閥芯14，另一部分為與右動(dòng)閥芯14固定連接的左動(dòng)閥芯15，左動(dòng)閥芯15上固定著定位銷16，定位銷16另一端位于殼體1上平行于軸向的滑道內(nèi)，左動(dòng)閥芯15與定閥芯4圓柱狀凸臺(tái)9形成一個(gè)與軸向成傾角的配合斜面17，且左動(dòng)閥芯15與定閥芯圓柱狀凸臺(tái)9左端面以及定閥芯4外徑形成一個(gè)倒密封腔19，該腔右側(cè)的左動(dòng)閥芯15內(nèi)徑比左動(dòng)閥芯其它部分的內(nèi)徑小，形成一個(gè)圓柱臺(tái)階18。這一結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是防止倒壓產(chǎn)生時(shí)對(duì)閥門的損壞或泄漏情況的產(chǎn)生。當(dāng)有倒壓產(chǎn)生時(shí)，壓力從定閥芯內(nèi)壁通過隔板6左端進(jìn)入到倒壓腔19，此時(shí)倒壓腔19由于左段截面積小于右段截面積，因此造成動(dòng)閥芯7具有向右移動(dòng)的趨勢(shì)，使左動(dòng)閥芯15與定閥芯4圓柱狀凸臺(tái)形成的斜面產(chǎn)生一個(gè)比壓，達(dá)到自動(dòng)密封并實(shí)現(xiàn)雙向密封的目的。
實(shí)施例2如圖3所示的本實(shí)用新型，它與實(shí)施例1不同之處在于它由三、六瓣密封圈26或漲圈與密封法蘭形成二次密封裝置。具體結(jié)構(gòu)如下動(dòng)閥芯7兩端分別與左密封法蘭24和右密封法蘭25形成兩個(gè)環(huán)形腔，左密封法蘭和右密封法蘭25內(nèi)徑均與定閥芯4滑動(dòng)配合，且均與動(dòng)閥芯7兩端連接，在兩個(gè)環(huán)形腔內(nèi)均有三、六瓣密封圈26或漲圈。三、六瓣密封和漲圈密封均為常規(guī)技術(shù)，現(xiàn)提供兩處已有技術(shù)出處化學(xué)工業(yè)出版社1989年10月第1版，1993年第3次印刷的《化工機(jī)械手冊(cè)》，其中的《通用零部件和化工機(jī)器的維護(hù)檢修》分冊(cè)，第156-161頁提供了三、六瓣金屬填料密封結(jié)構(gòu)。
化學(xué)工業(yè)出版社1979年10月出版的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版上冊(cè)，第二分冊(cè)，第1214頁，提供了關(guān)于環(huán)形密封槽(Q/ZB136-73)結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例中的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，在這里不再重述。
實(shí)施例3如圖4、圖5所示，本實(shí)施例為本實(shí)用新型的一個(gè)特例，其主要結(jié)構(gòu)特征與實(shí)施例1不同之處是二次密封腔與環(huán)形密封腔合二為一，且滑動(dòng)閥芯為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，在滑動(dòng)閥芯左端固定著密封法蘭，在該密封法蘭與滑動(dòng)閥芯形成的環(huán)腔內(nèi)帶有密封腔，密封腔內(nèi)有密封件27。本實(shí)施例適于壓力較小情況下使用，本實(shí)施例其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，這里不再重述。
權(quán)利要求1.一種微力控制閥，其殼體(1)兩端固定著左法蘭(2)和右法蘭(3)，殼體內(nèi)有一圓筒形定閥芯(4)，定閥芯(4)與左、右法蘭固定連接，定閥芯(4)壁上沿軸向帶有多個(gè)通孔(5)，在通孔(5)中問，有一個(gè)垂直于定閥芯內(nèi)壁的隔板(6)，隔板(6)將定閥芯(4)密封分割成兩部分，在定閥芯(4)外徑上有與定閥芯(4)滑動(dòng)配合的動(dòng)閥芯(7)，其特征是定閥芯(4)外徑與動(dòng)閥芯(7)內(nèi)徑形成一個(gè)環(huán)形腔(8)，定閥芯外徑為一個(gè)變徑結(jié)構(gòu)，該變徑結(jié)構(gòu)位于當(dāng)閥體處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，環(huán)形腔(8)靠近定閥芯(4)出口端，該段定閥芯(4)外徑較定閥芯(4)右段外徑產(chǎn)生一個(gè)圓柱凸臺(tái)(9)，在動(dòng)閥芯(7)上設(shè)有密封件，定閥芯(4)外徑與殼體(1)內(nèi)壁以及兩端的法蘭形成一個(gè)全密封的二次密封腔(10)，該二次密封腔(10)內(nèi)帶有一個(gè)蝸輪螺母?jìng)鲃?dòng)裝置，即動(dòng)閥芯(7)外徑上帶有外螺紋，該螺紋上套裝著蝸輪螺母(11)，蝸輪螺母(11)外徑為蝸輪齒形，并與一個(gè)蝸桿(12)嚙合，殼體(1)內(nèi)壁帶有與蝸輪螺母配合的限位槽(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微力控制閥，其特征是所述的動(dòng)閥芯(7)分為兩部分，一部分帶有外螺紋的右動(dòng)閥芯(14)，另一部分為與右動(dòng)閥芯(14)固定連接的左動(dòng)閥芯(15)，左動(dòng)閥芯(15)上固定著定位銷(16)，定位銷(16)另一端位于殼體(1)上平行于軸向的滑道內(nèi)，左動(dòng)閥芯(15)右端內(nèi)斜面與定閥芯(4)圓柱狀凸臺(tái)(9)形成一個(gè)與軸向成傾角的配合斜面(17)，且左動(dòng)閥芯(15)與定閥芯圓柱狀凸臺(tái)(9)左端面以及定閥芯(4)外徑形成一個(gè)倒密封腔(19)，該腔右側(cè)的左動(dòng)閥芯(15)內(nèi)徑比左動(dòng)閥芯其它部分的內(nèi)徑小，形成一個(gè)內(nèi)圓柱臺(tái)階(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微力控制閥，其特征是所述的動(dòng)閥芯(7)上的密封件為在動(dòng)閥芯兩端分別有與定閥芯(4)滑動(dòng)配合的槽(20)，在閥體右法蘭(3)左端面上固定一個(gè)金屬?gòu)椥悦芊馊?21)，該密封圈裝在定閥芯(4)上，在動(dòng)閥芯(7)左端面上固定著彈簧管(22)，彈簧管(22)另一端連接密封板(23)，密封板(23)內(nèi)徑與定閥芯(4)滑動(dòng)配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微力控制閥，其特征是所述的動(dòng)閥芯(7)兩端分別與左密封法蘭(24)和右密封法蘭(25)形成兩個(gè)環(huán)形腔，左密封法蘭(24)與右密封法蘭(25)內(nèi)徑均與定閥芯(4)滑動(dòng)配合，且均與動(dòng)閥芯(7)兩端連接，在兩個(gè)環(huán)形腔內(nèi)均有三、六瓣密封圈(26)或漲圈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種微力控制閥門，其殼體兩端固定著左、右法蘭，殼體內(nèi)有一變徑的圓筒形定閥芯，其外徑上套裝著移動(dòng)配合的動(dòng)閥芯，定閥芯外徑與動(dòng)閥芯內(nèi)徑形成一個(gè)環(huán)形腔，定閥芯外徑與殼體內(nèi)壁以及兩端的法蘭形成一個(gè)全密封的二次密封腔，該二次密封腔內(nèi)帶有一個(gè)蝸輪螺母?jìng)鲃?dòng)裝置，本實(shí)用新型以微力即能開啟閥門，并且有二次密封結(jié)構(gòu)以及二次密封腔，保證閥門在高溫、高壓下不泄漏，本實(shí)用新型具有合理的驅(qū)動(dòng)裝置，使加工工藝變得簡(jiǎn)單，閥門整體體積小，開關(guān)靈活，本實(shí)用新型具有雙向密封功能，廣泛適于各種高溫、高壓環(huán)境中。
文檔編號(hào)F16K31/53GK2258246SQ9621043
公開日1997年7月23日 申請(qǐng)日期1996年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月18日
發(fā)明者李研經(jīng) 申請(qǐng)人:李研經(jīng)