本发明专利技术涉及低压至高压设备技术领域，具体涉及一种连通高压流体与低压流体的快开阀门装置。该装置包括：阀体为长方体，其中心轴线上设置圆柱体流体通道；阀体前后两端与高压侧流体端口、低压侧流体端口的相连；同时阀体两侧连接着开启滑道与关闭滑道；阀体内部设置有阀芯；阀芯上设置偏心O型圈与活结螺栓，碳纤维绳穿过活结螺栓带动阀芯转动；阀芯的两侧设置有开启转向杆、限位杆与关闭转向杆；开启滑道与关闭滑道内部均设置有滑块，滑块的一端通过碳纤维绳绕过开启(关闭)转向杆与阀芯相连，另一端伸出滑道，滑块中间装有O型圈结构保证密封；阀门开启，拉动伸出开启滑道的碳纤维绳；阀门关闭，拉动伸出关闭滑道的碳纤维绳。拉动伸出关闭滑道的碳纤维绳。拉动伸出关闭滑道的碳纤维绳。
【技术实现步骤摘要】
一种连通高压流体与低压流体的快开阀门装置
[0001]本专利技术涉及高压流体快开领域，涉及一种快开阀门装置，特别涉及连通一侧为高压另一侧为低压流体的快开装置。
技术介绍
[0002]阀门是流体系统的常用构件，连通高压流体与低压流体的快开阀门是流体控制与流体试验的重要元件，特别是在一些流体动力学试验中具有广泛的用途。如何实现连通高压流体与低压流体之间阀门的快速开启，实现两种不同压力流体之间的快速连通，保证快速开启效率具有重要意义。
[0003]现有技术中，解决高压流体与低压流体之间连通的快开阀门装置较少，尤其是当高压流体压力在30MPa左右、低压流体0MPa左右这种压力差大的可应用的快开阀门结构较少。目前市面上大多应用爆破剪切阀门，爆破剪切阀门为一次性阀门，在实现快开后需拆卸更换剪切帽。还有一些现有的快开阀门是通过手轮转动或电动或液压提高阀门阀芯的密封位置实现的快开，但此类快开阀门的快开速度仍较慢，若阀门开启速度过慢，会改变高压流体的流动形式。并且高压下流体的密封方式也存在挑战。可见，现有技术未能实现高压力差流体下可持续使用、快开速度更快、密封性能稳定的快开阀门需求。因此，保障涉及一种连通高压流体与低压流体的可持续试验、稳定的快速开启阀门是高压流体快开阀门的关键问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术为克服现有技术的不足，解决面对高压流体以及低压流体之间连接的快开需求，提出一种快开阀门装置。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种连通高压流体与低压流体的快开阀门装置，所述阀体为长方体，阀体中心轴线位置有直径为D的流体通道；所述阀体的前、后两端分别设置有高压侧端盖以及低压侧端盖；所述阀体左右两端分别设置有关闭滑道与开启滑道；所述阀体内部设置有开启转向杆、关闭转向杆、限位杆；所述阀体中央位置设置有阀芯杆与阀芯。
[0007]进一步，所述阀芯的固定方式是通过阀芯杆穿过阀体与阀芯；阀芯上设置有O形圈密封槽，将阀芯密封圈安装在密封槽上可在快开阀门处于关闭位置时保证高压流体管路压力P1与低压流体管路压力P2的密封能力；阀芯杆上方设置有阀芯杆上紧螺母与阀体通过螺纹连接并在中间设置有阀芯杆密封垫；可实现阀芯杆部位密封。
[0008]进一步，所述关闭转向杆穿过阀体关闭杆孔，所述关闭转向杆上方设置有关闭转向杆上紧螺母与阀体通过螺纹连接并在中间设置有关闭转向杆密封垫；可实现关闭转向杆部位密封。
[0009]进一步，所述关闭滑道与阀体通过螺纹连接并在中间设置有关闭滑道密封垫；所述关闭滑道内部设置有关闭滑道驱动活塞，所述关闭滑道驱动活塞上设置有O形圈密封槽，
所述关闭滑道密封圈设置在密封槽内；可实现关闭滑道部位密封。
[0010]进一步，所述开启滑道与阀体通过螺纹连接并在中间设置有开启滑道密封垫；所述开启滑道内部设置有开启滑道驱动活塞，所述开启滑道驱动活塞上设置有O形圈密封槽，所述开启滑道密封圈设置在密封槽内；可实现开启滑道部位密封。
[0011]进一步，所述高压侧端盖与阀体通过螺纹连接并在中间设置高压侧密封垫；所述高压侧端盖上设置有NPT螺纹，可通过NPT螺纹密封连接高压侧流体管道；可实现高压侧部位密封。
[0012]进一步，所述低压侧端盖与阀体通过螺纹连接并在中间设置低压侧密封垫；所述低压侧端盖上设置有NPT螺纹，可通过NPT螺纹密封连接低压侧流体管道；所述定杆块设置在开启转向杆+限位杆与低压侧密封垫之间；可实现低压侧部位密封。
[0013]进一步，所述高压侧活结螺栓与低压侧活结螺栓设置在阀芯上；所述阀芯与开启滑道驱动活塞以及关闭滑道驱动活塞通过碳纤维绳穿过孔洞相匹配；阀体为固定部件，阀芯与关闭滑道驱动活塞及开启滑道驱动活塞为运动部件。
[0014]进一步，根据连通的高压流体管道压力P1与低压流体管道压力P2以及连通的管道尺寸，若压力差偏大或管口尺寸较小时，所述的杆类部件材料使用高强钢。
[0015]本专利技术的工作原理如下：高压侧流体压力为P1，低压侧流体压力为P2，要求P1＞P2，阀芯初始关闭状态时所需的摩擦转矩为Mf；阀门开始需要快速拉动或用其他种快速施力的设备(如气锤、重物下落撞击等)拴在开启滑道驱动活塞上的碳纤维绳，使得阀门快开；当阀门开始转动开启时高压侧流体压力P1与低压侧流体压力P2会对阀芯产生促进快开阀门开启的压力转矩MP1与MP2，MP1与MP2会进一步加速快开阀的开启速度；所述阀芯快开后迅速到达限位杆，避免阀门开度过大；具体阀门受力如图8所示。
[0016]所述快开阀门在开启后如需复位关闭，拉动拴在关闭滑道驱动活塞上的碳纤维绳，使得阀门关闭；所述阀芯关闭后旋转到达限位杆，避免阀门关闭过度。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]在结构形式方面，本专利技术采用非焊接连接各阀门部件的结构形式，通过全螺纹连接不进行焊接，易于进行部件的拆卸、维修、更换。本专利技术整体流道的密封采用工程上经验证可靠密封高压流体的(NPT螺纹+密封垫+O形圈)的密封方式，克服了高压流体难以密封的缺点。
[0019]在快开阀开启速度方面，本专利技术利用碳纤维绳与高压流体自身对阀芯带来的压力转矩，实现比目前现有结构更快的快开阀开启速度，尽可能减小阀门在开启过程中对高压流体产生的扰动影响。
[0020]在快开阀门可持续连续使用方面，本专利技术通过碳纤维绳对快开阀阀芯实现复位，不用经常对快开阀门进行拆卸复位，大大缩短了试验与生产中的人力以及时间。
[0021]在结构可靠性与替换性方面，本专利技术的阀体结构设计简单，易于装拆，且密封圈、密封垫的材质及尺寸均为标准规定。快开阀整体各部件易于加工更换维护。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的一种快开阀门装置结构简图(3/4轴测图)；
[0023]图2为本专利技术的关闭滑道局部结构图；
[0024]图3为本专利技术的高压侧端盖部分局部结构图；
[0025]图4(a)为阀门关闭状态下阀芯部分局部结构图(俯视解剖)；(b)阀门开启状态下阀芯部分局部结构图(俯视解剖)；(c)阀门关闭状态下阀芯部分局部结构图(主视解剖)；
[0026]图5为本专利技术快开阀门装置的定杆块零件结构示意图(轴测图)；
[0027]图6为本专利技术的开启滑道局部结构图；
[0028]图7为本专利技术的低压侧端盖部分局部结构图。
[0029]图8为本专利技术具体阀门受力示意图。
[0030]图中标记为：1.关闭滑道；1
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1.关闭滑道堵头；1
‑
2.关闭滑道驱动活塞；1
‑
3.关闭滑道密封圈；1
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4.关闭滑道密封垫；2.高压侧端盖；2
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1.高压侧密封垫；3.阀体；4.阀芯杆；4
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1.阀芯密封圈；4
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2.高压侧活结螺栓；4
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3.低压侧活结螺栓；4
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4.阀芯；4
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5.阀芯杆上紧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种连通高压流体与低压流体的快开阀门装置，其特征在于，所述阀体(3)为长方体，阀体(3)中心轴线位置有直径为D的流体通道；所述阀体(3)的前、后两端分别设置有高压侧端盖(2)以及低压侧端盖(6)；所述阀体(3)左右两端分别设置有关闭滑道(1)与开启滑道(5)；所述阀体(3)内部设置有开启转向杆(8)、关闭转向杆(7)、限位杆(9)；所述阀体(3)中央位置设置有阀芯杆(4)与阀芯(4
‑
4)。2.根据权利要求1所述的一种快开阀门装置，其特征在于：所述阀芯(4
‑
4)的固定方式是通过阀芯杆(4)穿过阀体(3)与阀芯(4
‑
4)；阀芯(4
‑
4)上设置有O形圈密封槽，将阀芯密封圈(4
‑
1)安装在密封槽上可在快开阀门处于关闭位置时保证高压流体管路压力P1与低压流体管路压力P2的密封能力；阀芯杆(4)上方设置有阀芯杆上紧螺母(4
‑
5)与阀体(3)通过螺纹连接并在中间设置有阀芯杆密封垫(4
‑
6)；可实现阀芯杆部位密封。3.根据权利要求1所述的一种快开阀门装置，其特征在于：所述关闭转向杆(7)穿过阀体(3)关闭杆孔，所述关闭转向杆(7)上方设置有关闭转向杆上紧螺母(7
‑
2)与阀体(3)通过螺纹连接并在中间设置有关闭转向杆密封垫(7
‑
1)；可实现关闭转向杆部位密封。4.根据权利要求1所述的一种快开阀门装置，其特征在于：所述关闭滑道(1)与阀体(3)通过螺纹连接并在中间设置有关闭滑道密封垫(1
‑
4)；所述关闭滑道(1)内部设置有关闭滑道驱动活塞(1
‑
2)，所述关闭滑道驱动活塞上设置有O形圈密封槽，所述关闭滑道密封圈(1
‑
3)设置在密封槽内；可实现关闭滑道部位密封。5.根据权利要求1所述的一种快开阀门装置，其特征在于：所述开启滑道(5)与阀体(3)通过螺纹连接并在中间设置有开启滑道密封垫(5
‑
4)；所述开启滑道(5)内部设置有开启滑道驱动活塞(5
‑
2)，所述开启滑道驱动活塞上设置有O形圈密封槽，所述开启滑道密封圈(5
‑
3)设置在密封槽内；可实现开启滑道部位密封。6.根据权利要求1所述的一种快开阀门装置，其特征在于：所述高压侧端盖(2)与阀体(3)通过螺纹连接并在中间设置高压...
【专利技术属性】
技术研发人员：惠虎，韩一乐，黄淞，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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