專利名稱：直行程截止類閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與閥門有關(guān)，尤其與一種直行程截止類閥門(包括截止閥、節(jié)流 閥、安全閩等)有關(guān)。
背景技術(shù)：
直行程類閥門的開啟與關(guān)閉是由閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電動、氣動、液壓或 手動絲桿)提供足夠的、合理的拉力或推力來實(shí)現(xiàn)的。在化工變壓吸附系統(tǒng)中，由于管道內(nèi)介質(zhì)流向、壓力是變化的(壓力變化范圍真空~ 30kgf/cm2),傳統(tǒng)的截止類閥門只能按最大密封壓力來配置執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使得 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率大、尺寸大，這樣帶來如下問題1.閥門全行程時間長，滯 后效應(yīng)顯著，不適合響應(yīng)速度要求高的控制系統(tǒng)；2.執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力大，當(dāng) 介質(zhì)壓力較低時，作用于閥芯-閥座密封副的密封比壓很大，但構(gòu)成密封副的 材料(例如聚四氟乙烯)的許用比壓較小，導(dǎo)致密封副的使用壽命縮短； 3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)造價(jià)高，不經(jīng)濟(jì)。目前，解決上述問題的技術(shù)手段是加裝平衡機(jī)構(gòu)，有如下兩種結(jié)構(gòu)形式一種是在閥瓣上加裝活塞式平衡機(jī)構(gòu)，使其和闔體形成密閉的平衡腔， 平衡介質(zhì)通道設(shè)在閥瓣中部，其缺點(diǎn)是，體積大，閥瓣密封性能差，加工精 度要求高，使用壽命短。另一種是中國專利公開的《閥桿平衡式閥門》(公開號CN2623979 )， 它在閩桿上增設(shè)了一個活塞式平衡機(jī)構(gòu)，將管道內(nèi)的介質(zhì)引入該機(jī)構(gòu)的壓力 腔，向活塞施加一定壓力，使之與閥瓣所受的壓力平衡，這樣，執(zhí)行機(jī)構(gòu)就 只需提供滿足閥瓣密封所需的啟閉力，從而減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率大及尺寸，并降低作用于閥瓣/閥座密封副的密封比壓。但是，該閥門還存在在如下缺 點(diǎn)1. 活塞式平衡機(jī)構(gòu)的活塞與缸壁的配合面需要潤滑脂潤滑，在化工管道中，特別在變壓吸附系統(tǒng)中，大多數(shù)是高?？杀越橘|(zhì)(例如純度90%以上 的氫、氧等)，是嚴(yán)格禁油的，使用潤滑脂是嚴(yán)重的安全隱患。2. 活塞式平衡機(jī)構(gòu)的缸體與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的缸體直接相連，二者之間只有一 個隔斷，活塞桿與該隔斷要相對運(yùn)動，配合面必然有間隙。由于變壓吸附工 藝系統(tǒng)的壓力變化范圍是從30kgf/cm2左右變化到負(fù)壓，在負(fù)壓的狀態(tài)下，執(zhí) 行機(jī)構(gòu)(氣缸或油缸)中的工作介質(zhì)(壓縮空氣或壓力油)將被抽入到閥體 內(nèi)與可燃可爆氣體混合，形成安全隱患。3. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的密封件設(shè)平衡機(jī)構(gòu)的缸體內(nèi)部，不能直接觀察其完 好狀況，磨損失效后若未及時更換，造成泄漏。此時，在閥內(nèi)高壓工況下， 介質(zhì)將被壓入執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，與壓縮空氣或壓力油混合，成為安全隱患。4. 活塞式平衡機(jī)構(gòu)的動力源為管道內(nèi)的被輸送介質(zhì)，但大多數(shù)工位中的 介質(zhì)中是含粉塵的，容易造成活塞密封異常磨損，使用壽命短。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，是克服上述《閥桿平衡式閥門》的缺點(diǎn)，提供一種直行 程截止類閥門。該閥門不僅具備平衡功能，能滿足密封比壓要求，更主要 是不使用油性物質(zhì)，且閥門內(nèi)的被輸送介質(zhì)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)的工作介質(zhì)不會 串通，因而沒有安全隱患。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)一種直行程截止類閥門，該闊門具有 閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述閩體上具有閥座，所述閥瓣固 定在所述闊桿上，與所述閥座相配合；其特征在于，所述閥體內(nèi)具有上、下 布置的兩個閥座，所述閥瓣也是兩個，分別對應(yīng)上、下閥座，將所述閥體的 內(nèi)部空間隔離，構(gòu)成上、中、下三個腔室，其中，下腔室通往閥門的一個端口，中腔室通往閥門的另一個端口；在所述閥桿的心部設(shè)有一軸向通道，將 上、下兩個腔室連通。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過其支架固定在閥蓋上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的活塞桿與閥蓋的配 合部設(shè)有密封件。所述閾體內(nèi)具有閥籠，該閥籠呈圓簡狀，簡壁具有通孔，將中腔室與閥 門端口連通，該閥籠的上、下端面分別閥體內(nèi)的上、下面配合，其內(nèi)周面與 上閥瓣的周面配合，配合部留有介質(zhì)流通間隙。所述閥籠是整體結(jié)構(gòu)，也可以是組合結(jié)構(gòu)。所述下閥座可以設(shè)置在閥體上，也可以設(shè)置在閥籠上。所述閥瓣與閥座的密封面可以是平面，也可以是圓錐面，或其它幾何型面。上述構(gòu)造的閥門，當(dāng)介質(zhì)的流向是從下腔流向中腔時，其壓力既作用于 下閥瓣的下承壓面，又經(jīng)閥桿中心的通道進(jìn)入上腔，作用于上闔瓣的上承壓 面，如果兩承壓面的面積相同，則兩作用力大小相同，方向相反，其作用于 閎桿上的合力為零；同理，當(dāng)介質(zhì)的流向是從中腔流向下腔時，其壓力既作 用于下閥瓣的上承壓面，又作用于上閎瓣的下承壓面，其合力也為零。這 樣，執(zhí)行機(jī)構(gòu)就只需提供滿足閥瓣密封所需的啟閉力，從而減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 功率大及尺寸，使闔門的全行程時間縮短，同時也降低成本，并降低閥瓣/閥 座密封副的密封比壓，延長密封副的使用壽命。更為重要的是:由于沒有活塞結(jié)構(gòu)，:閥門腔室內(nèi)的所有零件都不需要潤 滑，沒有油性物質(zhì)；又由于閥門的平衡腔與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的缸體是分離的，閥門 內(nèi)的被輸送介質(zhì)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)的工作介質(zhì)不會串通；用于變壓吸附系統(tǒng)中， 可確保使用安全。以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。


圖l為本閥門的一種結(jié)構(gòu)中代號含義1—執(zhí)行機(jī)構(gòu)；2 —執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出軸；3—連接套；4一 支架；5—密封套；6—閥桿；7—閥桿通道；8—上閥瓣；9—上閥籠；IO—上 密封圉；ll一下閥籠；12 —下閥瓣；13—下密封圈；14一閥體；15 —下腔； 16—中腔；17—上腔；18_閎蓋。具休實(shí)施力式參見圖l:本閥門具有閥體14、閥蓋18、閥桿6、閥瓣以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)l。執(zhí) 行機(jī)構(gòu)1通過其支架4固定在閥蓋18上，其輸出軸2通過連接套3與閥桿6連接； 閥桿6貫穿閥蓋18，配合部設(shè)有密封套5。以上是公知的截止類閥門的一般結(jié) 構(gòu)。本發(fā)明的特點(diǎn)是在閥體14內(nèi)設(shè)有兩個上、下布置的閥座，閥桿6上固定 安裝有兩個閎瓣，即上閥瓣8、下閥瓣12，分別與上、下閥座對應(yīng)，構(gòu)成密封 副，兩個密封面分別設(shè)有密封圏IO、 13。密封面可以是平面，也可以是圓錐 面，或其它幾何型面。當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時，上閥瓣8、下閥瓣12將閥門內(nèi)部空間隔離成上、 中、下三個腔(17、 16、 15)室。在閬桿6的芯部，開有一個軸向通道7,將上 腔17、下腔15連通。由于直接在閥體14上加工雙閥座的工藝難度較大，尺寸、形位精度不 高，閥門的泄漏等級低，故在閥體14內(nèi)增設(shè)了閩籠，該閥籠呈筒狀，將上閥 座加工在閥籠上，下閥座加工在閥體H上。也可將閥籠設(shè)計(jì)成圖l所示的分段 結(jié)構(gòu)，即上閎籠9、下閥籠ll，將上、下閥座分別加工在上、下閥籠上。下閥 籠ll的壁上有通孔，使籠內(nèi)空間與中腔室16相通。上閥籠9的內(nèi)部空間構(gòu)成上 腔室17，上閥籠9的內(nèi)周面與上閥瓣8的周面配合，配合部留有介質(zhì)流通間 隙。這樣，當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時，只有上、下兩個腔室相通，當(dāng)閥門處于 開啟狀態(tài)時，上、中、下三個腔室全部相通。本閥門的工作過程當(dāng)介質(zhì)的流向是從下腔15流向中腔16時，其壓力既作用于下閥瓣12的下 承壓面，又經(jīng)閥桿中心的通道7進(jìn)入上腔17，作用于上閥瓣8的上承壓面，如 果兩承壓面的面積相同，則兩作用力大小相同，方向相反，其作用于閥桿6上 的合力為零；同理，當(dāng)介質(zhì)的流向是從中腔16流向下腔15時，其壓力既作用 于下閥瓣12的上承壓面，又作用于上閥瓣8的下承壓面，其作用于閥桿6上的 合力也為零。這樣，執(zhí)行機(jī)構(gòu)就只需提供滿足閥瓣密封所需的啟閉力，從而 減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率大及尺寸，使閥門的全行程時間縮短，同時也降低成 本，并降低閥瓣/閥座密封副的密封比壓，延長密封副的使用壽命?？梢?，本閥門具備專利產(chǎn)品《閥桿平衡式閥門》同等的功能和效果，但 與之相比，本閥門的結(jié)構(gòu)更簡單，加工、裝配工藝難度低，成本低，尤其是 安全性好，主要體現(xiàn)在以下幾個方面1. 本閥門用普通的閥瓣/閾座結(jié)構(gòu)，替代《閎桿平衡式閥門》的活塞式結(jié) 構(gòu)，構(gòu)成壓力平衡腔，顯然，閥瓣/閥座結(jié)構(gòu)的加工、裝配工藝難度低，成本 低。2. 由于沒有活塞結(jié)構(gòu)，閥門腔室內(nèi)的所有零件都不需要潤滑，沒有油性 物質(zhì)，用于變壓吸附系統(tǒng)中，可確保使用安全。3. 由于閬門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是按常規(guī)用支架安裝在閥蓋上，其缸體與平衡腔是分離的，閥門內(nèi)的被輸送介質(zhì)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)的工作介質(zhì)不會串通，用于變 壓吸附系統(tǒng)中，可確保使用安全。4. 由于閥桿密封件是按常規(guī)設(shè)在閩蓋上，便于觀察其磨損精況，及時維護(hù)或更換，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)時，不易將大氣中的空氣、水分吸入系統(tǒng) 內(nèi)。且由于沒有活塞結(jié)構(gòu)，不用潤滑油，自然也不會吸入潤滑油；又由于執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的缸體與平衡腔是分離的，也不會將執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)的工作介質(zhì)吸入系 統(tǒng)，用于變壓吸附系統(tǒng)中，可確保使用安全。
權(quán)利要求
1.一種直行程截止類閥門，具有閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述閥體上具有閥座，所述閥瓣固定在所述閥桿上，與所述閥座相配合；其特征在于所述閥體內(nèi)具有上、下布置的兩個閥座，所述閥瓣也是兩個，分別對應(yīng)上、下閥座，將所述閥體的內(nèi)部空間隔離，構(gòu)成上、中、下三個腔室，其中，下腔室通往閥門的一個端口，中腔室通往閥門的另一個端口；在所述閥桿的心部設(shè)有一軸向通道，將上、下兩個腔室連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直行程截止類閥門，其特征在于所述執(zhí)行機(jī)構(gòu) 通過其支架固定在閥蓋上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的活塞桿與閥蓋的配合部設(shè)有密封件。
3. 據(jù)權(quán)利要求1所述的直行程截止類閥門，其特征在于所述閥體內(nèi)具有 閥籠，該閥籠呈圓筒狀，簡壁具有通孔，將中腔室與閥門端口連通，該閥籠 的上、下端面分別閥體內(nèi)的上、下面配合，其內(nèi)周面與上閾瓣的周面配合， 配合部留有介質(zhì)流通間隙。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的直行程截止類閩門，其特征在于所述閥籠是整 體結(jié)構(gòu)，或是組合結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的直行程截止類閥門，其特征在于所述下閥座設(shè) 置在閥體上，或設(shè)置在閥籠上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直行程截止類閥門，其特征在于所述閥瓣與閥 座的密封面是平面，或是圓錐面，或其它幾何型面。
全文摘要
本發(fā)明公開一種直行程截止類閥門，該閥門具有閥體、閥桿、閥瓣，閥體上具有閥座，閥瓣固定在所述閥桿上與閥座相配合；所述閥體內(nèi)具有上、下布置的兩個閥座，閥瓣也是兩個，分別對應(yīng)上、下閥座，將閥體的內(nèi)部空間隔離，構(gòu)成上、中、下三個腔室，其中，下腔室通往閥門的一個端口，中腔室通往閥門的另一個端口；在閥桿的心部設(shè)有一軸向通道，將上、下兩個腔室連通。該閥門由于沒有活塞結(jié)構(gòu)，閥門腔室內(nèi)的所有零件都不需要潤滑，沒有油性物質(zhì)；又由于閥門的平衡腔與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的缸體是分離的，閥門內(nèi)的被輸送介質(zhì)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)的工作介質(zhì)不會串通；用于變壓吸附系統(tǒng)中，可確保使用安全。
文檔編號F16K1/44GK101216120SQ20081004516
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者達(dá) 雷 申請人:四川威克自控技術(shù)有限公司