专利名称：动态平衡阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动态平衡阀，属流体控制阀门类。
背景技术：
常见的普通阀门，由于结构上的固有不足，因此，常存在以下几方面缺陷其一，由于常见的阀门均采用低进高出过流方式，因此阀门实施开或关时流体介质压力始终作用在阀瓣上，并由阀瓣将此力传递到阀杆上，从而使阀杆上螺纹与阀门支架螺母之间产生较大的磨擦力阻力。正是这种传统的结构形式，既造成操作者开、关时的大劳动强度，或者需配置大功率电动机执行器，又极易引起阀门支架螺母和阀杆上螺纹的过快磨损；最终使阀门维修周期短、维护费用高。
其二，常规的阀门其阀芯导向性及防卡性能差，既容易泄漏，又易被外来渣子或自身的锈蚀现象卡死；其三，常见的普通阀门无开、关电信号输出，无法理想地用于流体过流情况的自动监控。
实用新型内容本实用新型发明的目的旨在提供一种能利用小手轮或低功率执行器，能方便进行开、关操作，并能输出阀门开、关电信号；同时还具备导向性能好，关阀无冲击、密封性能佳、能排渣、低磨损、易维修的长寿命动态平衡阀。
这种动态平衡阀，由阀体1、阀盖15、手轮19，以及阀杆组件和阀芯组件组成，其特征在于A、所述的阀体1内设置着高进低出的流道结构；B、所述的阀芯组件由带有中心通道38的阀芯杆34、阀瓣39、回位弹簧5、开口导向环7、过滤网11、倒锥形隔板导向体12及活塞板13组成，其中所述的阀芯杆34通过分设在其上、下两端的活塞板13和阀瓣39组成阀芯杆组件的工字型主格架，在阀芯杆34的中部主杆上套置着倒锥形隔板导向体12，该上开口状的倒锥形隔板导向体12在阀体1上部内凹坎及阀盖15的紧固配合下组成一个以带平衡孔14的活塞板13为分界，并能供该活塞板13上下滑动的活塞缸上室28和活塞缸下室30；同时该倒锥形隔板导向体12的中部本体上通过外置过滤网11的过流孔10分别与活塞缸下室30及阀体1的上流道相通；而所述的倒锥形隔板导向体12下端，其外部套置着顶托阀瓣39的回位弹簧5，其端部导向孔35内嵌置着的一个能让阀芯杆34上下位移的的开口导向环7、该开口导向环7上设有装配着O形密封圈8的环形凹槽37，并且在开口导向环7上另设有一槽型开口；C、所述的阀杆组件包括手办轮19、阀杆瓣18、联动件16，所述的阀杆阀瓣18上部与手轮19或电动执行器20相连，近下部末端处为一中空短柱体，通过设于柱体外的凸环35与套于其外的联动件16呈可活动性卡接，所述的该联件16则与活塞板13相连；而所述阀杆阀瓣18末端的中空腔体内从上而下依次为缓冲弹簧21、以及座落于先导阀座23上的密封件22，并且，在所述的该阀杆阀瓣末端中空短柱体一侧上设有一与外部空间相通的联通孔17。
所述阀体1的进口33处设有液体流量开关32。
所述由锥形隔板导向体12、阀盖15、活塞板13组成的活塞缸上室28和活塞缸下室30，也可由膜片41、膜片上压板42、膜片下压板43组成的膜片下室30′和膜片上室28替代。
所述的阀瓣39上设置着嵌套式软密封圈4。
所述活塞板13或膜片阀的膜片41的横截面积大于阀门主流道口径面积。
根据以上方案设计的这种动态平衡阀，不仅操作灵活方便，而且也减少了螺杆、螺扣的磨损；密封防渗性能也得以提高；此外还能用于对流体过流情况监控。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述
图1是本实用新型活塞式动态平衡阀的结构图；图2是本实用新型膜片动态平衡阀的结构图；图3是阀杆组件局部放大图；图4是阀杆组件下部为圆锥体结构的本实用新型结构示意图。
1-阀体、2-出口、4-嵌套式软密封圈、5-回位弹簧、6-活塞阀芯、6′-膜片阀芯、7-开口导向环、8-O形密封圈、9-弹簧挡圈、10-过流孔、11-过滤网、12-锥形隔板导向体、12′-膜片座导向体、13-活塞板、14-平衡孔、14′-平衡孔、15-阀盖、15′-阀盖、16-联动件、17-联通孔、18-阀杆阀瓣、19-手轮、20-电动执行器、21-缓冲弹簧、22-密封件、23-先导阀座、24-挡圈、25-凸环、26-圆孔、27-平头螺钉、28-活塞缸上室、29-螺杆、30-活塞缸下室、30′-膜片下室、31-定位凸环、32-液体流量开关、33-进口、34-阀芯杆、35-导向孔、36-凸环、37-环形凹槽、38-中心通道、39-阀瓣、40-螺杆、41-膜片、42-膜片上压板、43-膜片下压板。
具体实施方式
图1给出了本实用新型活塞式平衡阀的一个实施例。
从
图1中可看出，本实用新型主要由阀体1、阀盖15、阀杆阀瓣18、挡圈24、活塞阀芯6、联动件16、活塞板13、阀芯杆34、锥形隔板导向板12、开口导向环7、弹簧挡圈9、过滤网11、回位弹簧5、嵌套式软密封圈4、液体流量开关32、手轮19或电动执行器20等组成。
该活塞式动态平衡阀的特征是阀体1高位进液口内设有液体流量开关32；锥形隔板导向体12的下部导向孔35内装有开口导向环7和O形密封圈8组件，锥形隔板导向体12上装有弹簧挡圈9。锥形隔板导向体12的中部过流孔10上装有过滤网11，回位弹簧5装在阀芯杆34上，将阀芯杆34穿过锥形隔板导向体12内的开口导向环7与活塞板13联接，将两件联动件16合抱卡套在阀杆阀瓣18上的凸环25处，并与活塞板13用平头螺钉27固定，再将上述装配的组件装入阀体1内。把阀杆阀瓣18装配在阀盖15顶上的螺孔中，最后阀盖15与阀体1的中法兰采用螺杆29联接。手轮19或电动执行器20与阀杆阀瓣18联接。
所述活塞式动态平衡阀使用时，流体介质从进口33进入阀体1，当手轮19或电动执行器20旋到最底部关阀位置时，由于活塞缸上室28与活塞缸下室30有平衡孔14连通，活塞缸上室28与活塞缸下室30的压力差为零，活塞板13不能运动，阀门处于关闭状态。
开阀过程当手轮19或电动执行器20旋转打开时，当阀杆阀瓣18上的密封件22与先导阀座23逐渐分离后，由于活塞缸上室28经阀芯杆34的中心通孔38与出口2相通，活塞缸上室28压力逐渐减小，其与活塞缸下室30之间压力差将逐渐增加，当压力差大到克服活塞阀芯6自重、回位弹簧5及磨擦阻力时，流体介质由过流孔10注入活塞缸下室30推动活塞板13向上运动，将活塞缸上室28的流体介质从中心通孔38排出，活塞板13带动阀芯杆34、阀瓣39向上运动，当先导阀座23与密封件22接近一定程度时，活塞缸上室28与活塞缸下室30的压差产生的力与回位弹簧5、活塞阀芯6自重合力相等达到平衡，活塞阀芯6停止向上运动，并在此平衡状态下保持该位置阀门的开度；当手轮19或电动执行器20继续旋转打开加大行程，活塞缸上室28与活塞缸下室30的压差平衡再次被打破，此时流体介质注入活塞缸下室30继续推动活塞板13向上运动，并在新的平衡位置保持该位置阀门的开度以维持流道大流量通行。
关阀过程当手轮19或电动执行器20旋转关闭时，阀杆阀瓣18上的密封件22与先导阀座23逐渐接近，流体介质从泄压通孔38排出量减少，活塞缸上室28与活塞缸下室30平衡被打破，活塞缸上室28压力迅速增加，直到与活塞缸下室30压力平衡，活塞阀芯6在自动和回位弹簧5合力作用下向下运动，并在新的平衡位置保持相应阀门的开度；在手轮19或电动执行器20持续旋转下，即可关阀。
活塞板13内装有活塞环，锥形隔板导向体12上的导向孔35内装配有开口导向环7和O形密封圈8组合件，可大大减小阀芯动作时的磨损及阻力，不仅使工作更可靠并能大大延长产品的使用寿命。
图2给出了本实用新型另一种实施方式膜片式动态平衡阀的一个实施例。
从图2中可看出，本实用新型主要由阀体1、阀盖15′、阀杆阀瓣18、挡圈24、阀芯6′、联动件16、阀芯杆34、膜片阀座导向体12′、开口导向环7、过滤网11、回位弹簧5、弹簧挡圈9、嵌套式软密封圈4、液体流量开关32、手轮19或电动执行器20等组成。
该膜片式动态平衡阀的特征是阀体1进口33处设有液体流量开关32；阀门1的中法兰上安装有膜片阀座导向体12′，该导向体12的导向孔35内装有开口导向环7和O形密封圈8组件，膜片阀座导向体12′上装有弹簧挡圈9。该导向体12′的过流孔10上装有过滤网11，回位弹簧5装在阀芯杆34上，将阀芯杆34穿过膜片阀座导向体12′内的开口导向环7、膜片下压板43、膜片41、膜片上压板42通过螺母联接起来，将两件联动件16合抱卡套在阀杆阀瓣18上的凸环25处，并与膜片上压板42用螺杆27固定，再将上述装配的组件装入阀体1内。把阀杆阀瓣18上端装配在阀盖15′顶上的螺孔中，阀盖15′与膜片阀座导向体12′采用螺杆40联接。
膜片式动态平衡阀使用时，流体介质从进口33进入阀体1，当手轮19或电动执行器20旋到最底部关阀位置时，由于膜片上室28′与膜片下室30′有平衡孔14′连通，膜片上室28′与膜片下室30′的压力差为零，膜片阀芯6′不能运动，阀门处于关闭状态。
开阀过程当手轮19或电动执行器20旋转打开时，当阀杆阀瓣18上的密封件22与先导阀座23逐渐分离后，由于膜片上室28′经阀芯杆34的中心通孔38与出口2相通，膜片上室28′压力逐渐减小，其与膜片下室30′之间压力差将逐渐增加，当压力差大到克服膜片阀芯6′自动、回位弹簧5及磨擦阻力时，流体介质注入膜片下室30′推动膜片阀芯6′向上运动，将膜片上室28′的流体介质从中心通孔38排出，膜片阀芯6′带动阀芯杆34、阀瓣39向上运动，当先导阀座23与密封件22接近一定程度时，膜片上室28′与膜片下室30′的压差产生的力与回位弹簧5、膜片阀芯6′自动合力相等达到平衡，膜片阀芯6′停止向上运动，并在此平衡状态下保持该位置阀门的开度；当手轮19或电动执行器20继续旋转打开加大行程，膜片上室28′与膜片下室30′的压差平衡再次被除数打破，此时流体介质注入膜片下室30′继续推动膜片阀芯6′向上运动，并在新的平衡位置保持该位置阀门的开度……。
关阀过程当手轮19或电动执行器20旋转关闭时，阀杆瓣18上的密封件22与先导阀座23逐渐接近，流体介质从泄压通孔38排出量减少，膜片上室28′与膜片下室30′平衡被打破，膜片上室28′压力迅速增加，直到与膜片下室30′压力平衡，膜片阀芯6′在回位弹簧5和膜片阀芯6′自动力作用下向下运动，并在新的平衡位置保持相应阀门的开度……。
在以上描述的开、关阀过程中，膜片阀芯6′与阀杆阀瓣18始终处于自动跟随动态平衡状态。
本实用新型活塞式动态平衡和膜片式动态平衡阀均具有以下特征开口导向环7与阀芯杆34磨损后可利用O形密封圈弹力进行自动补偿磨损间隙，实现了开口导向环7始终与阀芯杆34贴合，保证长期使用均能保持对阀杆良好的导向性能。
装配在联动件16中的阀杆阀瓣18的凸环25的圆柱状体可在超低压力或阀芯受卡时带动阀芯上、下移动强制开、关阀门。
由于阀杆阀瓣18体积很小，流体压力对其影响可忽略不计，其旋转时基本上只有密封填料和螺纹旋转磨擦阻力，因此手动时能单手操作即能轻巧开、关阀或任意调节阀门开度，这样就能大大减轻操作者的劳动强度，采用电动执行器时能大大降低功率消耗节约能源。在上述技术方案中，无论是活塞式平衡阀还是膜片式平衡阀，其阀杆阀瓣18的下端面均可采用圆锥面形状，让其直接与先导阀座23形成硬密封，省去阀杆阀瓣内的其它构件。此外，所述阀杆瓣18上端可直接与电动执行器20相连，形成电控形式。
权利要求1.一种动态平衡阀，由阀体(1)、阀盖(15)、手轮(19)，以及阀杆组件和阀芯组件组成，其特征在于A、所述的阀体(1)内设置着高进低出的流道结构；B、所述的阀芯组件由带有中心通道(38)的阀芯杆(34)、阀瓣(39)、回位弹簧(5)、开口导向环(7)、过滤网(11)、倒锥形隔板导向体(12)及活塞板(13)组成，其中所述的阀芯杆(34)通过分设在其上、下两端的活塞板(13)和阀瓣(39)组成阀芯杆组件的工字型主格架，在阀芯杆(34)的中部主杆上套置着倒锥形隔板导向体(12)，该上开口状的倒锥形隔板导向体(12)在阀体(1)上部内凹坎及阀盖(15)的紧固配合下组成一个以带平衡孔(14)的活塞板(13)为分界，并能供该活塞板(13)上下滑动的活塞缸上室(28)和活塞缸下室(30)；同时该倒锥形隔板导向体(12)的中部本体上通过外置过滤网(11)的过流孔(10)分别与活塞缸下室(30)及阀体(1)的上流道相通；而所述的倒锥形隔板导向体(12)下端，其外部套置着顶托阀瓣(39)的回位弹簧(5)，其端部导向孔(35)内嵌置着的一个能让阀芯杆(34)上下位移的开口导向环(7)、该开口导向环(7)上设有装配着O形密封圈(8)的环形凹槽(37)，并且在开口导向环(7)上另设有一槽型开口；C、所述的阀杆组件包括手轮(19)、阀杆阀瓣(18)、联动件(16)，所述的阀杆阀瓣(18)上部与手轮(19)或电动执行器(20)相连，近下部末端处为一中空短柱体，通过设于柱体外的凸环(35)与套于其外的联动件(16)呈可活动性卡接，所述的该联动件(16)则与活塞板(13)相连；而所述阀杆阀瓣(18)末端的中空腔体内从上而下依次为缓冲弹簧(21)、以及座落于先导阀座(23)上的密封件(22)，并且在所述的该阀杆阀瓣18末端中空短柱体一侧上设有一与外部空间相通的联通孔(17)。
2.如权利要求1所述的一种动态平衡阀，其特征在于所述阀体(1)的进口(33)处设有液体流量开关(32)。
3.如权利要求1所述的一种动态平衡阀，其特征在于所述由锥形隔板导向体(12)、阀盖(15)、活塞板(13)组成的活塞缸上室(28)和活塞缸下室(30)，也可由膜片(41)、膜片上压板(42)、膜片下压板(43)组成的膜片下室(30′)和膜片上室(28)替代。
4.如权利要求1所述的一种动态平衡阀，其特征在于所述的阀瓣(39)上设置着嵌套式软密封圈(4)。
5.如权利要求1所述的一种动态平衡阀，其特征在于所述活塞板(13)或膜片阀的膜片(41)的横截面积应大于阀门主流道口径面积。
6.如权利要求1所述的一种动态平衡阀，其特征在于阀杆阀瓣(18)的下端为锥面。
7.如权利要求1所述的一种动态平衡阀，其特征在于所述的阀杆阀瓣(18)上端直接与电动执行器(20)相连。
专利摘要一种动态平衡阀，由阀体、阀盖、手轮以及阀杆组件和阀芯组件组成，特征是所述的阀体内设置高进低出的流道结构，且在阀体的进口内设有液体流量开关；所述的阀芯组件由带中心通道的阀芯杆、阀瓣、回位弹簧、开口导向环、过滤网、倒锥形隔板导向体及活塞板或膜片板组成，并经设于阀芯杆两端的活塞板、阀瓣组成工字型格架，经同设于阀芯杆上的倒锥形隔板导向体以及阀盖组成的以活塞板或膜片板为分界、且的上、下缸室；所述的阀杆组件含手轮、阀杆阀瓣、联动件等，其阀杆阀瓣上部与手轮或电动执行器相连，其下部末端为一中空短柱体，并通过短柱体外的凸环与固接在活塞板上的联动件相连，其内腔设有缓冲弹簧及密封件，并经柱体一侧的联通孔与外部相连通。该平衡阀开启轻便、转动灵活、使用寿命长。
文档编号F16K39/00GK2866987SQ20042006901
公开日2007年2月7日 申请日期2004年10月26日 优先权日2004年10月26日
发明者许俊杰, 李振萍, 许文波 申请人:株洲高新技术产业开发区华清仪器厂