一种高压管路手动平衡式阀制造技术

本发明专利技术公开了一种高压管路手动平衡式阀，其主要包括阀体、阀盖、大阀杆、填料压盖、阀瓣、活塞、小阀芯、弹簧、活塞卡环和手轮。本发明专利技术利用阀体顶部阀口与活塞组成的平衡腔进行流体压力平衡，减小阀门调节组件的驱动力，有利于阀门的开启和关闭，将大阀杆结构设计成多引流槽结构，可有效解决流体从高压区流向平衡腔的问题；在大阀杆中部安装活塞卡环和锥阀销钉，使安装于活塞卡环上的锥阀销钉与活塞上的锥形销钉孔配合处于开启状态和闭合状态，起到为平衡腔蓄压和泄压的作用。本发明专利技术阀体采用了平衡式结构，降低阀门开启和关闭的作用力，具有启闭力矩小、密封性可靠、工作性能稳定等优点，能适应多种操作环境，操作简单方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于截止阀领域，更具体地，涉及一种高压管路手动平衡式阀。
技术介绍
阀门作为流体控制系统中必不可少的控制单元，在各行业生产发展中都有着极其广泛的应用。在石油开采、天然气运送、水力管理系统、化工制造、医药生产系统中；在水电、火电和核电等发电行业中；在车辆、船舶、飞机等各种运输设备中，阀门控制都无处不在。特别在国防高新科技领域中的航海、航空及航天都会用到各种特殊阀门。在工业自动化流体控制系统中，截止阀是得到广泛应用的流体控制设备之一，其用来接通或切断介质。截止阀的种类很多，主要有直通式截止阀、直角式截止阀及直流式斜截止阀。本专利技术的阀作为一种极其重要的截断类阀门，其开启和关闭阀门是通过对阀杆施加扭矩来接通或切断介质。现有的截止阀在工作压力到达3.5MPa以上且通径DN大于100mm时，纯手动开启阀门特别困难，需要额外增加力臂才能顺利开启，但这些不正规的操作对阀门势必会造成一定的损伤，大大降低阀门的使用寿命。因此，开发一种高压大通径手动平衡式结构阀具有迫切的需求和应用价值。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提出一种采用了平衡式结构，可降低阀门开启和关闭的作用力，具有启闭力矩小、密封性可靠、工作性能稳定等优点，能适应多种操作环境，操作简单方便的高压管路手动平衡式阀。本专利技术提供的高压管路手动平衡式阀，其特征在于，包括阀体、阀盖、大阀杆、填料压盖、阀瓣、活塞、小阀芯和手轮，其中：所述阀体底部开设有进口腔，其侧部开设有出口腔，其顶部开设有顶部阀口；所述大阀杆包括底部圆盘状阀盘，阀盘中部固连一圆杆状阀柄；所述阀柄从底部与阀盘相连处向上至与活塞的顶部相配合的一段，周向开设有若干引流槽；引流槽上方开设有圆柱形槽口；所述阀盖固定在阀体的顶部阀口，用于密封阀腔体；所述活塞中部圆形通孔通过大阀杆中部阀柄，活塞底部与阀瓣顶部固连；所述大阀杆底部的阀盘进入阀瓣的顶部阶梯孔中，阶梯孔底部孔径大于所述阀盘外径，阀盘能在活塞底部和阀瓣形成的空腔内上下移动；所述小阀芯，包括引流板、弹簧和小阀杆，引流板位于阀瓣的顶部阶梯孔中，与所述阶梯孔和小阀杆形成腔体；小阀杆经阀瓣底部的引流孔，与引流板螺纹固连；弹簧嵌在引流板和阀瓣底部之间，保持适当张力；小阀杆外径小于阀瓣底部的引流孔内径，小阀杆上有一阀帽，其外径大于引流孔内径；所述引流板开有引流通孔；工作时，旋转手轮，大阀杆向下移动，克服弹簧的张力，将小阀芯上的小阀杆下压，小阀杆上的阀帽下移，打开阀瓣底部的引流孔；继续旋转手轮，连为一体的活塞、阀瓣和小阀芯向下移动；流体介质从阀瓣底部的引流孔，经引流板上的引流通孔和大阀杆上的引流槽导出，减小入口处流体介质压力。进一步的，所述的高压管路手动平衡式阀，其特征在于，还包括平衡腔；所述平衡腔包括阀体顶部阀口、活塞卡环、锥阀销钉和活塞，其中：所述活塞卡环以大阀杆为圆中心，固定在大阀杆上的圆柱形槽口；活塞卡环上以圆中心对称开设有多个通孔，所述活塞上部有与所述通孔相配合的锥形销钉孔，锥阀销钉固定在活塞卡环上的通孔中，销头能进出活塞的锥形销钉孔；所述活塞顶部开设有圆形凹槽，其直径大于所述活塞卡环的外径，活塞卡环能在大阀杆的带动下在其内上下移动；活塞卡环下行极限位置为锥阀销钉中部锥面与活塞的锥形销钉孔紧密配合处，上行极限不超过阀盖底部，总行程与阀盘上下行程相同；当需要打开阀门时，旋转手轮，大阀杆向下移动，固定于活塞卡环上的锥阀销钉的销头向下朝配合的活塞上的销钉孔移动，直至锥阀销钉中部的锥形面紧密覆盖住活塞的锥形销钉孔，实现平衡腔的蓄压；当需要关闭阀门时，旋转手轮，大阀杆向上移动，固定于活塞卡环上的锥阀销钉的销头向上移动，直至锥阀销钉中部的锥形面完全脱离活塞的锥形销钉孔，实现了平衡腔的泄压。进一步的，所述的高压管路手动平衡式阀中，所述阀盖上部开有圆形凹槽，其上设有填料压盖，圆形凹槽和填料压盖之间的空间，设有填料函使其密封。进一步的，所述的高压管路手动平衡式阀中，所述阀体、阀瓣和阀盖采用硅黄铜材料。进一步的，所述的高压管路手动平衡式阀中，大阀杆和活塞采用铝青铜材料。进一步的，所述的高压管路手动平衡式阀中，填料压盖采用锰黄铜材料。进一步的，所述的高压管路手动平衡式阀中，阀瓣密封面和阀体密封面组成锥面硬密封，阀瓣密封面和活塞密封面组成金属垫片硬密封，阀体顶部阀口密封面和阀盖密封面组成金属垫片硬密封。本专利技术具有以下技术特点：1、本专利技术利用阀体顶部阀口与活塞组成的平衡腔进行流体压力平衡，减小阀门调节组件的驱动力，有利于阀门的开启和关闭。2、本专利技术将大阀杆结构设计成多引流槽结构，并合理布局于大阀杆下部圆周，相应的可有效解决流体从高压区流向平衡腔的问题。3、本专利技术在大阀杆中部槽口安装活塞卡环和锥阀销钉，当阀杆上下运动带动活塞卡环随之运动，使安装于活塞卡环上的锥阀销钉与活塞上的锥孔处于开启状态和闭合状态，起到为平衡腔蓄压和泄压的作用。4、本专利技术在密封方面主要由四部分组成：①阀瓣密封面和阀体密封面组成的锥面硬密封；②阀瓣密封面和活塞密封面组成的金属垫片硬密封；③阀体顶部阀口密封面和阀盖密封面组成的金属垫片硬密封；④大阀杆与有相对运动部位的填料函密封。5、本专利技术采取两级硬密封，克服了需要同时密封时存在泄漏的问题；当开启阀门时，大阀杆向下顶开连为一体的活塞、阀瓣和小阀芯，使阀瓣密封面与阀体密封面脱离，达到开启阀门状态，此时阀门起连通管路中介质的作用。当关闭阀门时，大阀杆向上拉动连为一体的活塞、阀瓣和小阀芯，反向施加作用力，使阀瓣密封面与阀体密封面密合，达到关闭阀门状态，此时阀门起切断管路中介质的作用。总体而言，本专利技术所构思的以上技术方案，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术的阀门调节组件采用两级硬密封结构，能有效改善阀门启闭时密封的难题，且避免了同时密封时存在密封不严的问题。2.本专利技术将阀体的顶部阀口与活塞组成压力平衡腔，使阀门上下两腔压力近似平衡，减小了阀门启闭的驱动力，有利于系统的节能。3.本专利技术对阀门所需启闭力矩小，适应多种操作环境，操作简单方便。附图说明图1是本专利技术的阀整体结构示意图；图2是本专利技术的阀门调节组件结构示意图；图3是本专利技术的阀门阀瓣、大阀杆、活塞、小阀杆结构示意组图；图4是本专利技术的阀门完全关闭状态结构示意图；图5是本专利技术的阀门小阀杆开启状态结构示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压管路手动平衡式阀，其特征在于，其包括阀体(1)、阀盖(15)、大阀杆(5)、填料压盖(16)、阀瓣(3)、活塞(8)、小阀芯和手轮(17)，其中：所述阀体(1)底部开设有进口腔，其侧部开设有出口腔，其顶部开设有顶部阀口；所述大阀杆(5)包括底部圆盘状阀盘(5‑1)，阀盘(5‑1)中部固连一圆杆状阀柄(5‑2)；所述阀柄(5‑2)从底部与阀盘(5‑1)相连处向上至与活塞(8)的顶部相配合的一段，周向开设有若干引流槽(5‑3)；引流槽(5‑3)上方开设有圆柱形槽口(5‑4)；所述阀盖(15)固定在阀体(1)的顶部阀口，用于密封阀腔体；所述活塞(8)中部圆形通孔(8‑1)通过大阀杆(5)中部阀柄(5‑2)，活塞(8)底部与阀瓣(3)顶部固连；所述大阀杆(5)底部的阀盘(5‑1)进入阀瓣(3)的顶部阶梯孔(3‑1)中，阶梯孔(3‑1)底部孔径大于所述阀盘(5‑1)外径，阀盘(5‑1)能在活塞(8)底部和阀瓣(3)形成的空腔内上下移动；所述小阀芯，包括引流板(4)、弹簧(24)和小阀杆(2)，引流板(4)位于阀瓣(3)的顶部阶梯孔(3‑1)中，与阶梯孔(3‑1)和小阀杆(2)形成腔体；小阀杆(2)经阀瓣(3)底部的引流孔(3‑2)，与引流板(4)螺纹固连；弹簧(24)嵌在引流板(4)和阀瓣(3)底部之间，保持适当张力；小阀杆(2)外径小于引流孔(3‑2)内径，小阀杆(2)上有一阀帽(2‑1)，其外径大于引流孔(3‑3)内径；所述引流板(4)开有引流通孔；工作时，旋转手轮(17)，大阀杆(5)向下移动，克服弹簧(24)的张力，将小阀芯上的小阀杆(2)下压，小阀杆(2)上的阀帽(2‑1)下移，打开阀瓣(3)底部的引流孔(3‑2)；继续旋转手轮(17)，连为一体的活塞(8)、阀瓣(3)和小阀芯向下移动；流体介质从阀瓣(3)底部的引流孔(3‑2)，经引流板(4)上的引流通孔和大阀杆(5)上的引流槽(5‑3)导出，以减小入口处的流体介质压力。...

【技术特征摘要】
1.一种高压管路手动平衡式阀，其特征在于，其包括阀体(1)、阀
盖(15)、大阀杆(5)、填料压盖(16)、阀瓣(3)、活塞(8)、小阀
芯和手轮(17)，其中：
所述阀体(1)底部开设有进口腔，其侧部开设有出口腔，其顶部开设
有顶部阀口；
所述大阀杆(5)包括底部圆盘状阀盘(5-1)，阀盘(5-1)中部固连
一圆杆状阀柄(5-2)；所述阀柄(5-2)从底部与阀盘(5-1)相连处向上
至与活塞(8)的顶部相配合的一段，周向开设有若干引流槽(5-3)；引流
槽(5-3)上方开设有圆柱形槽口(5-4)；
所述阀盖(15)固定在阀体(1)的顶部阀口，用于密封阀腔体；所述
活塞(8)中部圆形通孔(8-1)通过大阀杆(5)中部阀柄(5-2)，活塞(8)
底部与阀瓣(3)顶部固连；所述大阀杆(5)底部的阀盘(5-1)进入阀瓣
(3)的顶部阶梯孔(3-1)中，阶梯孔(3-1)底部孔径大于所述阀盘(5-1)
外径，阀盘(5-1)能在活塞(8)底部和阀瓣(3)形成的空腔内上下移动；
所述小阀芯，包括引流板(4)、弹簧(24)和小阀杆(2)，引流板
(4)位于阀瓣(3)的顶部阶梯孔(3-1)中，与阶梯孔(3-1)和小阀杆(2)
形成腔体；小阀杆(2)经阀瓣(3)底部的引流孔(3-2)，与引流板(4)
螺纹固连；弹簧(24)嵌在引流板(4)和阀瓣(3)底部之间，保持适当
张力；小阀杆(2)外径小于引流孔(3-2)内径，小阀杆(2)上有一阀帽
(2-1)，其外径大于引流孔(3-3)内径；所述引流板(4)开有引流通孔；
工作时，旋转手轮(17)，大阀杆(5)向下移动，克服弹簧(24)的
张力，将小阀芯上的小阀杆(2)下压，小阀杆(2)上的阀帽(2-1)下移，
打开阀瓣(3)底部的引流孔(3-2)；继续旋转手轮(17)，连为一体的活

\t塞(8)、阀瓣(3)和小阀芯向下移动；流体介质从阀瓣(3)底部的引流
孔(3-2)，经引流板(4)上的引流通孔和大阀杆(5)上的引流槽(5-3)
导出，以减小入口处的流体介质压力。
2.如权利要求1所述的一种高压管路手动平衡式阀，其特征在于，还
包括平衡腔；
所述平衡腔包括阀体(1)顶部阀口、活塞卡环(10)、锥阀销钉(9)
和所述活塞(8)，其中：
所述活塞卡环(10)以大阀杆(5)为圆中心，固定在大...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨钢，李宝仁，杜经民，傅晓云，高隆隆，刘柏林，朱会学，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42