改进的活塞阀制造技术

本实用新型专利技术属于阀，特别是指一种改进的活塞阀。活塞阀中的分气活塞与壳体出口内壁配合控制气路通断及过流量；筋板沿径向设于活塞筒开口后侧且其内、外两侧与活塞筒外侧及壳体内壁固定，连杆机构控制分气活塞轴向运动；转轴两端接驱动源及壳体内壁，活塞筒、分气活塞、壳体间的动密封为多层复合密封副，包括设于密封面之间的环形密封筒，沿轴向设于环形密封筒内、外表面的第一、第二密封圈，第一、第二密封圈采用耐高温复合材料制作且与密封面形成间隙配合或过渡配合，本实用新型专利技术有效解决了现有产品活塞筒支撑机构稳定性差、转轴受力不均衡、不适于气体输送等技术问题，具有活塞筒及转轴受力均衡，运行稳定，适于气体输送等优点。

【技术实现步骤摘要】
改进的活塞阀
本技术属于阀，特别是指一种改进的活塞阀。
技术介绍
活塞阀与只用作管线切断的蝶阀和闸阀不同，活塞阀是能满足各种特殊调节要求的阀门。其调节功能是靠一类似于活塞状圆柱体在阀腔内作轴向运动来实现的。介质沿轴向呈弧状进入壳体，活塞阀内的流道为轴对称形，流体流过时不会产生紊流。流道面积的改变是通过一个活塞沿管道轴向做直线运动实现。无论活塞在何位置，阀腔内的流体断面均为环状，在出口处向轴心收缩。活塞阀具有高流通能力，开度与流量成线性关系，能有效地避免气蚀和震动。内壳有流线型的导流肋和外壳相连，不锈钢活塞被可靠导引滑动，杜绝产生倾斜或运行不畅。内壳上游的端面成球形，使流体形成一个渐变过程，活塞由安装在壳内的曲柄连杆来操作。就申请人了解的范围而言，目前国内尚无国标或行业标准对活塞阀性能指标进行规范性限定。基于本领域技术人员的应知应会内容，满足活塞筒的结构稳定以及与活塞的装配同心度，保证活塞被可靠的导引滑动，杜绝其产生倾斜或运行不畅，不仅在结构设计及装配中的需要得到有效保证，同时也是运行过程中衡量活塞阀能够长时间稳定运行的重要技术指标之一。目前国内市场活塞阀的主流产品为德国阀门生产商——VAG公司制造，该产品是在美国的针阀基础上改进研制而成，它产生于20世纪40年代，于20世纪60年代臻于成熟。自20世纪60年代至2007年生产并安装了4000多台活塞阀。我国自20世纪90年代开始引进安装活塞阀，目前在大型水利工程、污水处理、输水及水利发电等工程项目中大量使用VAG公司的产品。上述现有产品存在的主要问题如下：一是活塞筒的径向定位由固定于活塞筒中部及壳体之间的筋板实现，不仅装配难度大(活塞筒与分气活塞的装配同心度不易保证)，而且因轴向固定点与径向固定点距离较近导致支撑稳定性差，严重时因分气活塞与活塞筒不同轴导致出现“卡死”现象。二是作为传动的主要部件——连杆机构的转轴为半轴，其一端依次通过活塞筒、壳体与外置动力源相连，其另一端与连杆机构的曲柄中心轴孔装配，导致转轴在一端受力作用下容易产生挠曲变形，从而使其驱动的活塞运行不畅；同时转轴与活塞筒一侧穿接使活塞筒受力不均衡容易产生倾斜，运行稳定性及可靠性差；三是结构稳定性差也是导致活塞阀在工作状态下产生较大工作噪音的主要原因之一。四是现有活塞阀均不能用于气体(尤其是高温气体)输送的控制阀，原因在于活塞阀的密封副均采用橡胶制品，由于受材料耐受温度的限制(申请人查阅资料后发现，作为耐热性能较好的橡胶制品——氟橡胶、硅橡胶等的耐温不超过300℃)，现有采用橡胶密封材料的活塞阀所输送的气态物质温度不能超过300℃，但热煤气(如高炉煤气、焦炉煤气)瞬间温度可达450℃，高温情况下密封副会因超过其耐温限度而损坏。目前活塞阀所输送的物料均为液体，液体在输送过程中会对缸桶、活塞等部件起到润滑及冷却作用，但如果输送介质为气体则不能对活塞及缸筒产生润滑，在失去润滑的状态下长时间运行会对缸筒产生机械损伤。申请人在专利号为201620106332.2的技术专利中公开了一种组合式消振降噪调压阀组，调节阀为活塞式调节阀，活塞式调节阀包括壳体、活塞缸、驱动机构和圆筒状的活塞，壳体的形状为流线型，壳体的前端开设有进气口且后端开设有出气口，活塞缸位于壳体内并与壳体同轴设置，活塞缸与壳体之间形成环形流道，活塞缸的前端为水平设置的V字形且开口端朝向后端，活塞缸的后端为圆筒形且后端与前端连通，活塞后端的侧壁上沿圆周方向开设有多个槽孔，活塞的前端位于活塞缸内并借助驱动机构在活塞缸内沿前后方向移动使环形流道与壳体后端的出气口连通或断开。上述现有技术由于采用活塞阀代替了现有的蝶阀，在降噪方面取得了明显的技术进步，但上述现有技术在实际应用中存在如下问题：一是由于阀体中部分零部件结构不合理导致工作时容易因结构振动产生的机械噪声；二是由于其用于气流压降分散的阀腔结构不合理所产生的空气动力性噪声。就申请人了解的范围而言，目前国内尚无国标或行业标准对活塞阀性能指标进行规范性限定。基于对通用机械及阀门的技术要求，满足零部件之间的配合可靠，保障设备的稳定运行，实现对于气态物质输送过程中的有效控制，通过结构设计合理降低炼铁高炉煤气管网末端的调压阀组所产生的噪声，不仅是活塞阀结构设计的难点及实际应用中的迫切需要，同时也是活塞阀在应用过程中的主要研发方向之一。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种改进的活塞阀，采用本技术不仅能使活塞筒得到有效稳定的支撑，使转轴受力更加均衡而不易形变，同时能够适用于对气态物质(尤其是高温气体)的流量控制。本技术的整体技术构思是：改进的活塞阀，包括壳体、沿轴向设置于壳体内的活塞筒、同轴套装配合于活塞筒内且与其实现动密封的分气活塞，分气活塞前端盖设有开口，分气活塞的前部外侧与壳体的出口内壁通过动密封配合控制壳体内外的气路通断及过流量；筋板沿径向设置且其内、外两侧分别与活塞筒外侧及壳体内壁固定，驱动源通过转轴与连杆机构的动力输入端传动配合，连杆机构的动力输出端与分气活塞传动装配并控制其轴向运动；所述的筋板位于活塞筒前端开口后侧，转轴外端与驱动源连接，其内端与连杆机构的动力输入端传动配合后延伸并与壳体内壁固定，活塞筒与分气活塞之间以及分气活塞与壳体之间的动密封采用多层复合密封副，多层复合密封副包括设于密封面之间且与其适配的环形密封筒，分别沿轴向间隔设置于环形密封筒内、外表面的第一密封圈、第二密封圈，第一密封圈、第二密封圈与密封面之间采用间隙配合或过渡配合，所述的第一密封圈及第二密封圈采用耐高温复合材料制作。申请人需要说明的是，为满足流体过流，筋板上开设有过流孔，因其属于现有技术，申请人在此不再赘述。作为密封材料领域普通技术人员的应知应会内容，密封材料通常应具备以下特性：一是致密性好，不易泄漏介质；二是有适当的机械强度和硬度；三是在工作介质中有良好的化学稳定性，对工作装置中的液压油和润滑油有一定耐受性，不溶胀、不收缩、不软化、不硬化；四是压缩性和回弹性好，永久变形小，能够消除因活塞或活塞杆偏心引起的间隙；五是有一定的温度适应能力，高温下不软化、不分解，低温下不硬化、不脆裂；六是抗腐蚀性能好，在酸、碱、油等介质中能长期工作，其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上；七是摩擦系数小，耐磨性好；八是与密封面结合的柔软性和弹性好；九是耐臭氧性和耐老化性好，经久耐用；十是制造方便、价格便宜、取材容易。具有耐高温性能的密封材料在密封材料领域有较多的文献报道售商品，其中包括但不局限于以柔性石墨、石墨碳纤维、陶瓷纤维等为主要制作原料的材质，可根据应用的环境温度要求灵活选用，申请人对其结构组成成分及来源不再赘述。为避免第一密封圈、第二密封圈与密封面配合过紧而影响活塞滑动，还可以通过在第一密封圈、第二密封圈与密封面之间涂有润滑脂(俗称粘油)的方式来减小摩擦及避免损耗，提高运转的灵活性。本技术的具体技术构思还有：为满足筋板与相邻零部件的连接可靠性，实现其有效定位，进一步保证活塞筒的轴向及径向固定，优选的技术实现方式是，所述的筋板外侧与活塞筒开口后侧通过止口装配固定。更为优选的技术实现方式是，所述的活塞筒开口为法兰盘结构，筋板外侧与法兰盘内侧止口装配并通过螺栓固定。为在满足活塞筒功能实现的基本文档来自技高网...

【技术保护点】
改进的活塞阀，包括壳体(3)、沿轴向设置于壳体(3)内的活塞筒(2)、同轴套装配合于活塞筒(2)内且与其实现动密封的分气活塞(8)，分气活塞(8)前端盖设有开口，分气活塞(8)的前部外侧与壳体(3)的出口内壁通过动密封配合控制壳体(3)内外的气路通断及过流量；筋板(7)沿径向设置且其内、外两侧分别与活塞筒(2)外侧及壳体(3)内壁固定，驱动源经转轴(5)与连杆机构(6)的动力输入端传动配合，连杆机构(6)的动力输出端与分气活塞(8)传动装配并控制其轴向运动；其特征在于所述的筋板(7)位于活塞筒(2)前端开口后侧，转轴(5)外端与驱动源连接，其内端与连杆机构(6)的动力输入端传动配合后延伸并与壳体(3)内壁固定，活塞筒(2)与分气活塞(8)之间以及分气活塞(8)与壳体(3)之间的动密封采用多层复合密封副，多层复合密封副包括设于密封面之间且与其适配的环形密封筒(13)，分别沿轴向间隔设置于环形密封筒(13)内、外表面的第一密封圈(14)、第二密封圈(15)，第一密封圈(14)、第二密封圈(15)采用耐高温复合材料制作且与密封面之间采用间隙配合或过渡配合。

【技术特征摘要】
1.改进的活塞阀，包括壳体(3)、沿轴向设置于壳体(3)内的活塞筒(2)、同轴套装配合于活塞筒(2)内且与其实现动密封的分气活塞(8)，分气活塞(8)前端盖设有开口，分气活塞(8)的前部外侧与壳体(3)的出口内壁通过动密封配合控制壳体(3)内外的气路通断及过流量；筋板(7)沿径向设置且其内、外两侧分别与活塞筒(2)外侧及壳体(3)内壁固定，驱动源经转轴(5)与连杆机构(6)的动力输入端传动配合，连杆机构(6)的动力输出端与分气活塞(8)传动装配并控制其轴向运动；其特征在于所述的筋板(7)位于活塞筒(2)前端开口后侧，转轴(5)外端与驱动源连接，其内端与连杆机构(6)的动力输入端传动配合后延伸并与壳体(3)内壁固定，活塞筒(2)与分气活塞(8)之间以及分气活塞(8)与壳体(3)之间的动密封采用多层复合密封副，多层复合密封副包括设于密封面之间且与其适配的环形密封筒(13)，分别沿轴向间隔设置于环形密封筒(13)内、外表面的第一密封圈(14)、第二密封圈(15)，第一密封圈(14)、第二密封圈(15)采用耐高温复合材料制作且与密封面之间采用间隙配合或过渡配合。2.根据权利要求1所述的改进的活塞阀，其特征在于所述的筋板(7)外侧与活塞筒(2)开口后侧通过止口装配固定。3.根据权利要求1或2中任一项所述的改进的活塞阀，其特征在于所述的活塞筒(2)开口为法兰盘结构，筋板(7)外侧与法兰盘内侧止口装配并通过螺栓固定。4.根据权利要求1所述的改进的活塞阀，其特征在于所述的活塞筒(2)后部为一分段式结构，通过其末端装配的封盖(1)使活塞筒(2)后部形成盲端。5.根据权利要求4所述的改进的活塞阀，其特征在于所述的封盖(1)与活塞筒(2)通过螺栓装配固定。6.根据权利要求4或5中任一项所述的改进的活塞阀，其特征在于所述的封盖(1)为向外侧凸起的圆锥形结构。7.根据权利要求1所述的改进的活塞阀，其特征在于壳体(3)由左侧结构体及右侧结构体通过分体法兰(4)及密封构件实现密封固定装配。8.根据权利要求1所述的改进的活塞阀，其特征在于连接左、右侧结构体的分体法兰(4)采用止口装配。9.根据权利要求1、2、4、5、7、8中任一项所述的改进的活塞阀，其特征在于与筋板(7)连接的活塞筒(2)前部侧壁设有加厚的环形强化部。10.根据权利要求1所述的改进的活塞阀，其特征在于所述的耐高温复合材料为具有自润滑功能的耐高温复合材料。11.根据权利要求1所述的改进的活塞阀，其特征在于所述的第一密封圈(14)之间沿轴向间隔设置有活塞环(16)。12.根据权利要求1或11所述的改进的活塞阀，其特征在于位于分气活塞(8)与活塞筒(2)密封面的第一密封圈(14)之间沿轴向间隔设置有导向带(17)，导向带...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏明义，张彦腾，李军强，贾占良，
申请(专利权)人：石家庄三环阀门股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13