專利名稱：磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用磁耦合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)開、閉的閥門。
眾所周知，在工業(yè)生產(chǎn)中閥門是管道輸送不可缺少的設(shè)備之一。其中使用最廣泛的是截止閥、旋塞閥、球閥、閘板閥、蝶閥等。在閥門使用中，由于大部分閥門和閥體用填料進(jìn)行密封，所以使用一定時(shí)間后，就會(huì)泄漏，特別是在壓差大、溫度高或條件要求苛刻時(shí)，問(wèn)題就很嚴(yán)重，而且閥門開、閉費(fèi)力，在輸送壓力大、真空度高、有腐蝕、有毒流體時(shí)閥門的泄漏更是必須解決的重要問(wèn)題。為此有過(guò)多種技術(shù)解決方案。其中中國(guó)專利“96201382.x”發(fā)明人提出利用磁耦合來(lái)解決截止閥泄漏的全密封技術(shù)，它的閥體、閥蓋全封閉，消除了動(dòng)密封，即消除閥桿與閥體的填料密封，閥桿上部采用內(nèi)磁塊或磁片，閥蓋外閥帽上相應(yīng)內(nèi)磁塊或磁塊處裝置外磁塊或磁片，利用磁吸引原理旋轉(zhuǎn)閥桿進(jìn)而開、閉閥門。此項(xiàng)技術(shù)確實(shí)解決了閥門泄漏問(wèn)題，然而其技術(shù)方案僅限于用在提升螺桿來(lái)開、閉的閥門如截止閥、閘板閥等，對(duì)靠旋轉(zhuǎn)開、閉的閥門如旋塞閥等沒(méi)有提供可行方案，而且在其方案中，閥桿頭部直徑小的通孔應(yīng)先開啟，利用具有近似封閉的波紋管的工字型閥瓣壓差作用，最后徹底打開口徑大的閥門通道，所以結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且閥體內(nèi)各空腔連接處間隙小，不易均衡壓力，開啟閥門時(shí)仍有較大阻力。此外，內(nèi)磁塊或磁片不耐高溫，因而限制了閥門使-用范圍。
本實(shí)用新型在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺欠而提供一種裝置內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，開啟力矩小，檢修方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以遠(yuǎn)距離控制而且適合多種類型閥門的全密封磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的閥門。
本實(shí)用新型可以用如下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，本實(shí)用新型閥門由閥體、閥蓋、閥帽、閥桿、手輪所組成，閥體、密封蓋與閥蓋之間形成全封閉缸體，內(nèi)設(shè)內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在增力傳動(dòng)桿右端鑲嵌有內(nèi)磁體，在閥帽上相對(duì)內(nèi)磁體處設(shè)置外磁體，增力傳動(dòng)桿以傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與閥桿連接，閥桿上部設(shè)置有限位件，閥帽上連接有外驅(qū)動(dòng)裝置。
本實(shí)用新型還可以進(jìn)一步說(shuō)明如下縱觀閥門的開、閉過(guò)程，除少數(shù)外基本上以上、下提升閥桿開啟閥口，和以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)連通閥門進(jìn)、出門二種形式為主。前一種如截止閥、閘板閥，后一種如旋塞閥、蝶閥。本實(shí)用新型即為該兩種運(yùn)動(dòng)形式的閥門而設(shè)計(jì)。由于本閥門的閥體、密封蓋和閥蓋之間為全密封缸體，沒(méi)有動(dòng)密封存在，從根本上解決了閥門的泄漏問(wèn)題，也擴(kuò)大了閥門的使用壓力，本實(shí)用新型閥門使用壓力范圍為0.001托～600大氣壓。以圖1所示方向?yàn)闇?zhǔn)，增力傳動(dòng)桿(8)右端鑲嵌有內(nèi)磁體(9)，至少裝有二塊，內(nèi)磁體使用硬磁體或軟磁體制造，外磁體(11)為硬磁體，數(shù)量與內(nèi)磁體(9)數(shù)量相同。磁性體相互作用要防止磁短路和磁干擾，為此內(nèi)磁體(9)與閥桿之間采用安裝架(10)結(jié)構(gòu)，完全隔開內(nèi)磁體(9)與閥桿(2)，安裝架用非磁通材料制成。在閥門輸送高溫流體時(shí)，磁性材料將損失其磁性結(jié)構(gòu)特性，為此，在用于高溫流體時(shí)，選用軟磁體制造，從而擴(kuò)展了閥門的高溫使用局限。經(jīng)測(cè)定，本實(shí)用新型可用溫度范圍為-50℃～600℃。為適應(yīng)多種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，閥蓋可設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)，如圖1為密封蓋(3)和閥蓋(4)組成。內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置于全密封缸體(7)內(nèi)，可以采用如圖1的蝸輪(15)蝸桿(16)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪組合傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，或如圖3的蝸桿(16)齒條(20)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是用可靠的齒輪、齒條的嚙合比來(lái)增加提升或旋轉(zhuǎn)閥桿的力矩，使磁耦合得以實(shí)現(xiàn)，齒輪嚙合比與力矩的增大成比例，根據(jù)摩擦力、流體的壓差設(shè)計(jì)內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪嚙合比。如圖1為嚙合比例較大、最省力的一種增力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而圖3內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)類型則用于閥門開啟力矩較小的場(chǎng)合，如果使用齒輪組合或齒輪箱式結(jié)構(gòu)，可以再增加開啟力矩，以適應(yīng)開、閉閥門的需求力矩。此外，由于使用全密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)部不必用填料強(qiáng)行密封，客觀上也減少了開啟閥門所需的力矩。
對(duì)于用磁耦合旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)桿的外驅(qū)動(dòng)裝置，可用手輪(6)固定連接于閥帽(5)上，手動(dòng)操作，也可以用電動(dòng)、氣動(dòng)或液壓傳動(dòng)等多種形式帶動(dòng)閥帽(5)的旋轉(zhuǎn)，電力驅(qū)動(dòng)與閥帽可采用齒輪連接，也可以采用皮帶、摩擦輪形式或用電機(jī)帶動(dòng)減速裝置以皮帶或齒輪來(lái)驅(qū)動(dòng)閥帽轉(zhuǎn)動(dòng)。另有一種驅(qū)動(dòng)形式為設(shè)置磁交變旋轉(zhuǎn)電磁鐵(21)，可以用或不用閥帽(5)，在閥蓋(4)內(nèi)或外表面纏有線圈，通電產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)磁體(9)旋轉(zhuǎn)。除手輪(6)轉(zhuǎn)動(dòng)外，其它驅(qū)動(dòng)裝置都可以實(shí)施遠(yuǎn)距離控制，這有利于工業(yè)自動(dòng)化。
為了對(duì)閥桿(2)進(jìn)行限位，在蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，設(shè)置有限位件(12)，它由止退環(huán)(13)和承壓件(14)構(gòu)成，蝸輪上、下配有滾動(dòng)或滑動(dòng)的圓環(huán)或軸承結(jié)構(gòu)的承壓件(14)，上部承壓件靠在閥蓋(4)上，下部承壓件靠在止退環(huán)(13)上，止退環(huán)為一同心環(huán)結(jié)構(gòu)，置于密封蓋(3)中間的凹圓臺(tái)上。內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的蝸輪(15)、蝸桿(16)、限位件(12)使用鋼制或用銅合金制造，在閥門輸送流體溫度較低時(shí)，也可選用塑料材料制造，塑料材料可選用四氟乙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚乙烯或聚酯材料，根據(jù)流體溫度來(lái)選用塑料品種，使用溫度范圍為-180℃～250℃。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)由于采用了全密封磁耦合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以使閥門做到無(wú)泄漏。其內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于封閉缸內(nèi)，所以開、閉閥門省力、方便。采用不同的齒輪嚙合形式及與閥桿的結(jié)合方式，適用于上、下提升和左右旋轉(zhuǎn)開、閉的多種類型閥門。該結(jié)構(gòu)閥門可靠，檢修方便，可以遠(yuǎn)距離控制閥門。適用溫度和壓力范圍大，壓力0.001托～600大氣壓；溫度-250℃～600℃。
附圖圖面說(shuō)明如下圖1為本實(shí)用新型磁耦合蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)旋塞閥結(jié)構(gòu)示意圖，1-閥體，2-閥桿，3-密封蓋，4-閥蓋，5-閥帽，6-手輪，7-全密封缸體，8-增力傳動(dòng)桿，9-內(nèi)磁體，10-安裝架，11-外磁體，12-限位件，13-止退環(huán)，14-承壓件，15-蝸輪，16-蝸桿，17-栓塞頭，18-螺栓。圖2為圖1的A-A橫截面俯視圖，忽略下部閥體結(jié)構(gòu)。圖3與圖2相似，蝸輪(15)上的齒有齒部分占圓周邊小于180度，大于90度，也是圖1所示閥門的A-A俯視圖。圖4為本實(shí)用新型磁耦合全密封蝸桿齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)截止閥結(jié)構(gòu)示意圖，19-為上端是齒條結(jié)構(gòu)的閥桿，20-齒條結(jié)構(gòu)。圖5為磁交變旋轉(zhuǎn)電磁鐵驅(qū)動(dòng)閘板閥斷面結(jié)構(gòu)示意圖，21-磁交變旋轉(zhuǎn)電磁鐵。
以下結(jié)合
實(shí)施例，圖1為磁耦合全密封具有蝸輪蝸桿內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋塞閥實(shí)施例，圖2是其A-A截面俯視圖，閥門處于全開位置，旋動(dòng)手輪(6)，由于外磁體(11)的磁力吸引，內(nèi)磁體(9)旋轉(zhuǎn)，從而使蝸桿(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，與蝸桿嚙合的蝸輪(15)與閥桿(2)固定連接在一起，使閥桿下端栓塞頭(17)旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)180度為一次開閉，閥體(1)、密封蓋(3)、閥蓋(4)組成全密封缸體(7)，由限位件(12)固定閥桿(2)上、下位置，使閥桿下栓塞頭(17)與閥體(1)靠緊封閉管道。閥桿(2)采用二段結(jié)構(gòu)，下部栓塞頭(17)與閥桿以螺栓(18)連接，可以在檢修閥門時(shí)迅速更換栓塞頭，方便、經(jīng)濟(jì)。該結(jié)構(gòu)栓塞頭(17)設(shè)計(jì)成梯形、球形或蝶形，以適用于旋塞閥、球閥、蝶閥等只靠旋轉(zhuǎn)開、閉的閥門采用。如果蝸輪(15)與閥桿(2)采用螺紋配合連接，則適用于上、下提升螺桿開、閉閥門的類型，閥桿上部予設(shè)計(jì)有一定高度的空間，隨著蝸輪旋轉(zhuǎn)，閥桿提升，反向旋轉(zhuǎn)則閥桿下降；下面栓塞頭(17)設(shè)計(jì)成圓錐狀、平面盤狀或楔形，適用于截止閥、閘板閥采用。對(duì)于旋塞閥、蝶閥等以旋轉(zhuǎn)180度為開閉周期的閥而言，其蝸輪上的齒占圓周邊小于180度，大于90度，可有效地防止閥門開、閉過(guò)度的弊病，如圖3。
圖4為本實(shí)用新型磁耦合蝸桿齒條傳動(dòng)的一種截止閥結(jié)構(gòu)實(shí)例，手輪(6)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸桿(16)轉(zhuǎn)動(dòng)，使具有齒條結(jié)構(gòu)的閥桿(19)上、下運(yùn)動(dòng)，藉此開閉閥門，因?yàn)辇X輪嚙合比相對(duì)于圖1結(jié)構(gòu)的內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為小，所以此閥適用于輸送壓力較小的流體。據(jù)此結(jié)構(gòu)，也可以改設(shè)成在閥桿(19)中心軸內(nèi)設(shè)計(jì)成陰螺紋，而將蝸桿(16)換成陽(yáng)螺紋螺桿結(jié)構(gòu)，將螺桿旋入閥桿陰螺紋中，帶動(dòng)閥桿(19)上、下運(yùn)動(dòng)。因?yàn)檩斔蛪毫^小的流體，所以不再設(shè)置較為復(fù)雜的限位件結(jié)構(gòu)，增力傳動(dòng)桿的限位是靠蝸桿(16)頂端與閥蓋(4)頂面滑動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)的。
圖5為用于閘板閥的另一種磁耦合蝸輪蝸桿內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)施例，其蝸輪(15)與閥桿(2)靠螺紋連接，外驅(qū)動(dòng)力代替上述閥帽(5)結(jié)構(gòu)而使用磁交變旋轉(zhuǎn)電磁鐵(21)，線圈纏繞于閥蓋(4)內(nèi)或外表面，線圈內(nèi)通以交變電壓，藉以產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，帶動(dòng)內(nèi)磁體(9)旋轉(zhuǎn)，其他原理及操作與上述同，因?yàn)橥婋娫纯梢赃h(yuǎn)距離輸送，因此該閥門操作可以遠(yuǎn)距離控制，有利于工業(yè)自動(dòng)化。
本實(shí)用新型所述的外動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，必須使用可以正反轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。
權(quán)利要求1.一種磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，由閥體(1)、閥蓋(4)、閥帽(5)、閥桿(2)、手輪(6)所組成，其特征在于閥體和閥蓋內(nèi)安有內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的增力傳動(dòng)桿(8)右端鑲嵌有內(nèi)磁體(9)，在閥帽(5)上相對(duì)內(nèi)磁體(9)處設(shè)置外磁體(11)，增力傳動(dòng)桿(8)以傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與閥桿(2)連接，閥桿上部設(shè)置有限位件(12)，閥帽(5)上連接有外驅(qū)動(dòng)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述之磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，其特征在于增力傳動(dòng)桿(8)所安裝的內(nèi)磁體(9)，材料為硬磁體或軟磁體，至少裝有兩塊，閥帽(5)上外磁體(11)材料為硬磁體，數(shù)量與內(nèi)磁體(9)數(shù)相同。
3.如權(quán)利要求1所述之磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，其特征在于內(nèi)磁體(9)以安裝架(10)固定于閥桿(2)上。
4.如權(quán)利要求1所述之磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，其特征在于內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為蝸輪(15)蝸桿(16)或蝸桿(16)齒條(20)或齒輪組的一種。
5.如權(quán)利要求1或4所述之磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，其特征在于用于旋轉(zhuǎn)閥、蝶閥的蝸輪(15)蝸桿(16)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與蝸桿(16)配合的蝸輪(15)上的齒占圓周邊小于180度，大于90度。
6.如權(quán)利要求1所述之磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，其特征在于外驅(qū)動(dòng)裝置是手動(dòng)、電動(dòng)、液壓傳動(dòng)或氣動(dòng)的一種；與閥帽(5)連接方式可以是手輪、摩擦、皮帶或齒輪。
7.如權(quán)利要求1所述之磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，其特征在于代替外磁體(11)使用磁交變旋轉(zhuǎn)電磁鐵(21)，磁交變旋轉(zhuǎn)電磁鐵裝置線圈設(shè)在閥蓋(4)內(nèi)或外表面。
8.如權(quán)利要求1所述之磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，其特征在于閥桿(2)下部栓塞頭(17)與閥桿(2)以螺栓(18)連接。
9.如權(quán)利要求1或8所述之磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，其特征在于閥桿(2)下部栓塞頭(17)對(duì)于截止閥、閘板閥，設(shè)計(jì)成圓錐體狀、平面盤狀或楔狀；對(duì)于旋塞閥、蝶閥、球閥，栓塞頭(17)可設(shè)計(jì)成梯形、球形或蝶形。
10.如權(quán)利要求1或4所述之磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，其特征在于內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由蝸輪(15)蝸桿(16)組成，對(duì)于旋轉(zhuǎn)開、閉閥門的蝸輪(15)與閥桿(2)應(yīng)固定為一體；對(duì)于提升開、閉閥門的蝸輪(15)與閥桿(2)應(yīng)為螺紋配合，或蝸桿(16)與具有齒條(20)結(jié)構(gòu)的閥桿(19)配合。
11.如權(quán)利要求1所述之磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門，其特征在于限位件(12)由止退環(huán)(13)和滾動(dòng)或滑動(dòng)的承壓件(14)組成，承壓件(14)用金屬或塑料制成，塑料選用四氟乙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚乙烯或聚酯材料。
專利摘要本實(shí)用新型為一種具有磁耦合內(nèi)驅(qū)動(dòng)的閥門,采用磁耦合,全密封,免去了閥門填料動(dòng)密封導(dǎo)至無(wú)泄漏。在缸體內(nèi)設(shè)計(jì)內(nèi)增力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),采用螺輪蝸桿、蝸桿齒條或齒輪組等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減小了開、閉閥門的力矩,適用于上、下提升和旋轉(zhuǎn)開閉的多種類型閥門。閥桿采用二段設(shè)計(jì),更換或檢修栓塞頭方便,并用手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓或磁交變旋轉(zhuǎn)電磁鐵等多種外驅(qū)動(dòng)形式。除手動(dòng)外,都可遠(yuǎn)距離控制閥門,有利于自動(dòng)化,使用范圍廣。
文檔編號(hào)F16K31/06GK2286264SQ9621761
公開日1998年7月15日 申請(qǐng)日期1996年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月18日
發(fā)明者孫平 申請(qǐng)人:孫平