一种基于阀芯形变的阀门及管路制造技术

本公开提供一种基于阀芯形变的阀门及管路，涉及管路元件领域，包括带有内腔的阀体，内腔内设有内部填充有介质的内胎，阀体上设有连通内腔的进口和出口，内胎在介质作用下膨胀并贴合内腔内壁阻隔进口和出口，或内胎收缩使进口和出口通过内腔连通，通过采用可变刚度可涨缩变形的空间三维阀芯与刚度相对较大的阀体内腔所形成的空间三维阀座实现阀芯阀座之间三维压缩接触的方式实现阀门的密封性和开关动作。将现有阀门的阀芯阀座之间的一维相互作用力改为三维相互压力，具有密封性好，开关灵活省力，零部件受力条件好，制造成本低，自增压密封，可靠性高，寿命长等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于阀芯形变的阀门及管路
本公开涉及管路元件领域，特别涉及一种基于阀芯形变的阀门及管路。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。在阀门的设计加工和运行过程中，存在着较多的相互矛盾的问题，例如：选择较软的材料，可以提高贴合性，有利于提高密封性，但现有阀芯阀座一维压缩的外负荷受力方式易使柔软材料损坏，破坏密封性，普通柔性材料也不耐高温高压；选择硬质材料，密封面不易变形，需要精密加工，才能提高贴合性，保证密封性，制造成本高，维护成本高。较大的密封面接触压力，可以提高密封性，但同时也会对密封面造成塑性破坏，使密封性下降，较小的流通面积可以减小密封面长度，提高密封性，但也会增加流动阻力，增加密封面的磨损。流体的冲刷和流体中的杂质，也会对密封面造成破坏，影响阀门寿命，增加了运行维护成本。专利技术人发现，对于一些要求严格、运行条件苛刻的场合，为进一步提高阀杆的密封性能，在已有填料密封的基础上，又新增加了波纹管密封结构，可以很好地解决阀门的外密封问题，不锈钢波纹管密封存在造价高、占用空间大、结构复杂等问题，阀门内密封的问题仍然存在；现有的阀门，其密封方式是通过使配合的两个密封面接触压紧变形贴合，以阻止流体通过的方式实现密封，由于密封的方式方法存在问题，导致阀门的可靠性较低，在使用过程中，难以避免跑冒滴漏问题，运行维护成本高，存在安全和环保隐患。
技术实现思路
本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于阀芯形变的阀门及管路，通过采用可变刚度可涨缩变形的空间三维阀芯与刚度相对较大的阀体内腔所形成的空间三维阀座实现阀芯阀座之间三维压缩接触的方式实现阀门的密封性和开关动作。将现有阀门的阀芯阀座之间的一维相互作用力改为三维相互压力，具有密封性好，开关灵活省力，零部件受力条件好，制造成本低，自增压密封，可靠性高，寿命长等特点。本公开的第一目的是提供一种基于阀芯形变的阀门，采用以下技术方案：包括带有内腔的阀体，内腔内设有内部填充有介质的内胎，阀体上设有连通内腔的进口和出口，内胎在介质作用下膨胀并贴合内腔内壁阻隔进口和出口，或内胎收缩使进口和出口通过内腔连通。进一步地，所述介质在驱动机构作用下使内胎逐渐膨胀或逐渐收缩，用于逐渐贴合覆盖内腔内壁或逐渐脱离内腔内壁。进一步地，所述驱动机构为驱动件，驱动件与阀体配合，驱动件一端位于内胎内部，驱动件用于在外力作用下改变其位于内胎内部的体积；或，驱动机构为介质供应机构，连通内胎内部，用于向内胎内输送或从内胎内抽出介质。进一步地，所述内胎在阻隔进口和出口时，内胎围绕贴合在进口和出口周围的内腔内壁上。进一步地，所述内胎一端与内腔内壁连接形成固定端，内胎在介质作用下沿固定端到另一端的方向逐渐贴合内腔内壁。进一步地，所述介质为具有流动性的液体、气体或粉末固体；优选为石墨粉。进一步地，所述内胎与内腔内壁之间设有对应进口和/或出口的封堵件，封堵件随内胎的动作封堵或打开对应的进口和/或出口。进一步地，所述内胎为弹性结构，在介质作用下发生弹性形变。进一步地，所述进口和出口正对设置，分别布置在阀体的两侧。本公开的第二目的是提供一种管路，管路上安装有如上所述的基于阀芯形变的阀门。与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：(1)采用弹性的内胎配合阀体内腔，并通过介质逐渐使内胎膨胀贴合内腔内壁，在其完全贴合前，刚度较小，还可以使其对内腔室表面和阀芯之间的形状变化相适应，当有杂质存在时，也能紧密贴合。当完全贴合后，阀芯继续膨胀，由于被内腔室容积所限制，阀芯受到三维压缩，其刚度急剧变大，接触压缩应力增加，多个密封面形成空间三维密封面，提升其密封性能；(2)通过内胎和阀体内腔的贴合，出口和进口处的流体能够使得密封面的压力增加，液体无法大量进入并通过密封面，密封面具有自增压效果，密封性大幅度提高；(3)驱动介质动作的驱动功作用于密封表面，在三维压缩约束下的材料刚度远超过一维压缩刚度，变形小，驱动功也能用于填平密封面局部凹陷，克服了传统阀门只有一维方向上阀芯阀座接触面附近的变形为有效功的问题，提高了驱动机构密封作用的利用率；(4)采用粉末状固体作为填充介质，其润滑性能好，流动性好，有利于减小变形时的阻力，减小应力，有利于均匀填充和顺利收缩；石墨粉导热性好，有利于降低不锈钢内胎的热应力，提高耐热性；石墨粉物理化学性能稳定，不易泄漏，无毒无害，价格低廉；与现有的不锈钢波纹管密封阀门相比，由于在耐热不锈钢制成的内胎内腔填充有耐高温导热性好的石墨粉，受力条件好，传热条件好，有利于提高工作可靠性和延长阀门的工作寿命。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1为本公开实施例1中阀门开启状态的整体结构示意图；图2为本公开实施例1中阀门关闭状态的整体结构示意图；图3为本公开实施例7中阀门关闭状态的整体结构示意图。图中：1、阀杆，10、传动螺杆，11、固定端，12、内胎，13、填充料，14、柱密封面，15、动密封面，2、阀体，20、进口，21、进口阀座，22、内腔密封面，23、出口阀座，24、出口，25、流体通道，26、阀盖，27、阀芯端部连接面，28、转换连接装置，29、常规阀芯。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。正如
技术介绍
中所介绍的，现有技术中阀门密封方式是通过使配合的两个密封面接触压紧变形贴合，以阻止流体通过的方式实现密封，由于密封的方式方法存在问题，导致阀门的可靠性较低；针对上述问题，本公开提出了一种基于阀芯形变的阀门及管路。现有阀门内密封依靠阀芯和阀座之间的压缩变形使得两者之间的间隙减小到流体无法通过。关闭状态下，阀芯阀座密封接触面材料受压应力，发生弹性塑性变形。增加接触压力，可以增加弹塑性变形，有利于本次关闭状态的密封，但会留下更多的弹塑性变形，对于密封面的平整度有不利影响，下次关闭需要更高的接触压力，阀门的密封性快速下降，影响阀门寿命。更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于阀芯形变的阀门，其特征在于，包括带有内腔的阀体，内腔内设有内部填充有介质的内胎，阀体上设有连通内腔的进口和出口，内胎在介质作用下膨胀并贴合内腔内壁阻隔进口和出口，或内胎收缩使进口和出口通过内腔连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于阀芯形变的阀门，其特征在于，包括带有内腔的阀体，内腔内设有内部填充有介质的内胎，阀体上设有连通内腔的进口和出口，内胎在介质作用下膨胀并贴合内腔内壁阻隔进口和出口，或内胎收缩使进口和出口通过内腔连通。


2.如权利要求1所述的基于阀芯形变的阀门，其特征在于，所述介质在驱动机构作用下使内胎逐渐膨胀或逐渐收缩，用于逐渐贴合覆盖内腔内壁或逐渐脱离内腔内壁。


3.如权利要求2所述的基于阀芯形变的阀门，其特征在于，所述驱动机构为驱动件，驱动件与阀体配合，驱动件一端位于内胎内部，驱动件用于在外力作用下改变其位于内胎内部的体积；
或，驱动机构为介质供应机构，连通内胎内部，用于向内胎内输送或从内胎内抽出介质。


4.如权利要求1所述的基于阀芯形变的阀门，其特征在于，所述内胎在阻隔进口和出口时，内胎围绕贴合在进口和出口周围的内腔内壁上。
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【专利技术属性】
技术研发人员：马延春，
申请(专利权)人：济南隆凯能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37