专利名称：双旋塞阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制多股流体通路的一种新型旋塞阀，它能对互不相通的多股流体通路进行多种连通状态的切换，能使流体输送系统中需要同时进行切换的许多条管路的操作，用这样一个阀门的一次动作来完成，并且这些管路可以在数种连通状态之间进行切换。
背景技术：
在科研及生产设备的流体输送系统中，许多场合都需要对数条管路同步进行切换。在1985年以前任何阀门都只能对一条管路进行控制，因此对数条管路的同步切换根本无法实现，这在美国专利US4,108,207中已有描述。在任何装置中阀门多不仅操作繁琐，也极易发生误操作。1985年本申请人在中国专利CN85103570中提供了分别用球体、圆柱体和圆锥体作阀塞的三种结构形成的多通路切换阀，改变了一只阀门只能控制一条管路的状况，实现了由一只阀门对多条管路的同步控制，其产品在鞍山钢铁公司、首都钢铁公司、齐鲁石化公司、燕山石化公司、天津碱厂、北京热电厂等等大型企业中使用都获得了成功；并通过了部级鉴定。但是二十余年的实践显示，这几种结构形式的多通路阀在有些特定的使用场合下也还有其不足的地方。例如，为了替代世界各国在测量与自动调节系统中大量使用的三阀组(国外叫做三阀歧管阀，见图1)，先后设计了用球体作阀塞的单阀歧管阀(见图2)和用圆锥体作阀塞的旋塞歧管阀(见图3)。从图2可以看到，在单阀歧管阀上，两个进口接管咀和两个出口接管咀分别位于上下阀体上，不在同一平面之内，而三阀组的两个进口接管咀和两个出口接管咀都是位于同一平面之内的，因此要用单阀歧管阀去换下在用设备上的三阀组时就必需移动一下与三阀组连接的仪表(差压变送器)，也就是说单阀歧管阀与三阀组的互换性还不够好。从图3可看到，旋塞歧管阀虽然与三阀组的互换性很好，但由于其阀体内锥形阀腔的长细比太大，并且是盲孔，对于阀体的铸造和锥形阀腔内工程塑料衬套的浇注在工艺上都有较大难度。
图4所示是用差压变送器⑥与三阀组⑦配合在一起，测量管道⑨中流体流量的测量系统图。图中的负压阀⑩、正压阀⑧和平衡阀⑤三者是完全相同的三个截止阀。由于差压变送器⑥必须同时有这三个阀门一起配合使用，所以现在世界各国几乎全都把这三个阀门的阀体做成一体，使这三个阀门联成一组⑦(如图中虚线所圈起的那样)，故取名为三阀组。三阀组⑦的阀体上共有四个接管咀，同四条引压管①②③④相连接。三阀组中三个阀门在操作上仍然是各自独立的，故三阀组有三个操作手柄。在这套测量系统中差压变送器共有三种工况停表、调零和投表，与此对应三阀组的三种工况是a)停表——正压阀⑧和负压阀⑩关闭，平衡阀⑤开启，使引压管①④与差压变送器⑥的连通被隔断，引压管②③相连通；b)调零——负压阀⑩关闭，正压阀⑧和平衡阀⑤开启，使引压管②⑧④相连通，以使差压变送器的正负压室同时接受管路⑨内孔板前的介质压力c)投表——平衡阀⑤关闭，正压阀⑧和负压阀⑩开启，使引压管①和②③和④两两相通，以使差压变送器的测量元件感受孔板前后的压差，对管路⑨中流体的流量进行测量。自然差压变送器三种工况之间的切换会有六种情形停表一调零、停表一投表、调零一投表、调零一停表、投表一调零、投表一停表，于是对应这六种情形，三阀组中三个阀门就要按六种不同的顺序进行操作，所以在差压变送器的工况切换过程中，三阀组的操作必然很繁锁，并且容易发生误操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种能同时对数条进口管路和数条出口管路彼此之间进行多种连通状态切换的新结构形式的多通路切换阀，并解决CN85103570专利所提供的多通路切换阀在某些特定场合技术上所存在的不足，丰富多通路阀门的品种。
本发明的双旋塞阀，包括阀体、两个圆锥形阀塞、衬套、阀杆以及同阀杆相连的驱动装置，阀体内的孔与外接管路相连，转动到位的阀塞的通道和阀体内相应的孔对准。
阀体是整个阀门各零件的支承壳体，外接被切换的数条进口管路和数条出口管路，阀体上具有与被切换管路相接的接管咀。与阀体内锥形阀腔表面牢固连结着的锥形工程塑料衬套即为阀座。两个圆锥形阀塞分为上阀塞和下阀塞，上下两阀塞的锥顶相对，上阀塞的下端与下阀塞的上端相互连接，以保证上下阀塞一起由一个驱动装置驱动，在两个阀塞上通过打孔或开槽、或既打孔又开槽构成阀塞上的通道，上阀塞上的通道与下阀塞上的通道之间至少各有一条互不相通，以便使该阀门至少在一个工况下能至少使两股流体管路互不相通地穿过。不在同一阀塞上的通道之间至少各有一条互不相通，并且至少各有一条通道相互连通。阀塞中通道的设置要同几种切换状态的要求相适应，以便使多股流体通路同步地切换到预定的连通状态，阀杆的下端与上阀塞的上端连为一体，其上端与驱动装置相连，驱动方式可以采用手动、电动、气动和液动等方式。阀塞由上下端盖保持在锥形阀腔内而使上下阀塞的锥面与衬套保持紧密配合，且在上下端盖与上下阀塞之间分别布置有垫片。所述阀杆穿过上端盖中的孔而与上阀塞相连。所述衬套由具有自润滑性、耐高低温、耐腐蚀、抗辐射等性能的工程塑料制成。所述垫片与衬套可由同样的材料制成。
世界各国都广泛地把差压变送器、三阀组及节流装置(孔板)三者配合在一起，在测量和自动化系统中，用来连续测量液体、气体或蒸汽的流量、压力、差压、负压以及开口或受压容器内液体的液位、比重、密度和两种不同比重液体的分界面等等，所以三阀组是一个用量很大的产品。下边就以用来取代三阀组的双旋塞阀为例对双旋塞阀作一详细说明。
本发明的各主要零件其特点和优点通过以下说明以及附图将更为明了。
图1是现有技术中的三阀组的结构图。
图2是现有技术中的单阀歧管阀的结构图。
图3是现有技术中的旋塞歧管阀的结构图。
图4是使用差压变送器和三阀组的现有技术中流体流量测量系统简图。
图5是本发明用于取代三阀组场合的双旋塞阀设计图。
图6是用于取代三阀组的本发明双旋塞阀在三种工况下的剖面简图。
具体实施例方式
双旋塞阀按照具体使用要求可以设计成多种形式，根据需要用它切换的流体股数的多少，可以通过设计使它具有不同数目的进口和出口，进口和出口的数目可以相同，也可以不同，但进口和出口的数目都不少于两个。转动阀塞可使至少两条进口管路和至少两条出口管路之间的连通状态进行切换。另外，根据被切换的多股流体通路需要有几种连通状态，所设计的双旋塞阀就应当具有几个工位。为了便于说明，下边就以用于取代三阀组的双旋塞阀为例，详细说明双旋塞阀的工作原理。
图5是用于取代三阀组的本发明双旋塞阀的设计图。图中的附图标记所指示的部件如下1阀体；2上阀塞；3衬套；4上端盖；5驱动装置；6防松垫片；7螺帽；8垫片；9下阀塞；10下端盖；11垫片。阀体1右侧的外接管咀为进口接管咀，其中，右侧上边的接管咀连接孔板前的管腔，右侧下边的接管咀连接孔板后的管腔。阀体1左侧的外接管咀为出口接管咀，其中，左侧上边的接管咀连接差压变送器的正压室，下边的接管咀连接差压变送器的负压室。本发明并不仅限于此。锥形的上阀塞2与阀杆一体形成，阀杆与驱动装置5通过螺帽7连接在一起，在驱动装置5和螺帽7之间布置有防松垫片6。当然也可采用其他连接方式。衬套3由具有自润滑性、耐高低温、耐腐蚀、抗辐射等性能的工程塑料制成。衬套3牢固地固定在阀体1的锥形内腔上且与内腔的形状相一致，并且在衬套3上制作有与进口通道和出口通道相连通的孔。锥形的下阀塞9与上阀塞2插接在一起且二者的锥顶相对布置。驱动装置5通过阀杆带动上阀塞2和下阀塞9一起按指定的方向和角度旋转以改变工位。上下阀塞2、9由上端盖4和下端盖10保持在锥形阀腔内，且在上端盖4与上阀塞2之间及下端盖10和下阀塞9之间分别布置有垫片8、11，垫片8、11与衬套3可由相同的材料制成。所述阀塞可枢转地布置在上下端盖中，阀杆穿过上端盖4中的孔而与上阀塞2相连。
双旋塞阀与三阀组的外接尺寸可完全相同，这样，在单阀歧管阀上存在的与三阀组互换性不够好的问题在双旋塞阀上不存在了。
对照图3和图5可以看到两点第一，双旋塞阀的阀塞相当于把旋塞歧管阀的阀塞一截而二，由一个高度较大的圆锥体变成了两个高度较小的园锥体，因此旋塞歧管阀上锥形阀腔长细比太大的问题在双旋塞阀上不存在了，而双旋塞阀的阀腔是通孔，在旋塞歧管阀上阀腔是盲孔的问题，在双旋塞阀上也不存在了。这样以来，双旋塞阀阀体的铸造以及阀腔内塑料衬套的浇注工艺都变简单了。第二，在旋塞歧管阀的一个阀塞上有两股流体通过，要保证这两股流体既无外漏又无相互渗漏，则必须使一个高度较大的圆锥形阀塞的锥面处处都与衬套密合好，而在双旋塞阀的每一个阀塞上都只有一股流体通过，因此要保证这两股流体既无外漏又无相互渗漏，只须每个高度较小的圆锥形阀塞的锥面处处都与衬套密合好就行了，这就使双旋塞阀的加工以及安装调试都比旋塞歧管阀容易许多。
图6是用于取代三阀组的双旋塞阀对应于差压变送器停表、调零及投表三种状态的三个工位的剖视图。图6a为对应于差压变送器停表的工位，引压管①④之间以及它们与差压变送器的连通被上下阀塞隔断，引压管②⑧通过上下阀塞锥面上的沟槽以及上下阀塞插接部位的环腔相连通，使差压变送器的正负压室压力平衡，让差压变送器的测量元件在长期停用的情况下无负荷，以延长其使用寿命；图6b为对应于差压变送器调零的工位，引压管①②⑧通过上下阀塞锥面上的沟槽以及上下阀塞插接部位的环腔相连通，使差压变送器的正负压室同时接受管路⑨内孔板前方的介质压力，在正负压室压力平衡在介质工作压力的状态下调整其零位；图6c为对应于差压变送器投表的工位，引压管①和②通过上阀塞内的通孔相连通，使差压变送器的正压室与管路⑨中孔板前的管腔相连通，同时引压管③和④通过下阀塞内的通孔相连通，使差压变送器的负压室与管路⑨中孔板后的管腔相连通，让差压变送器的测量元件感受孔板前后的差压。双旋塞阀三个工位之间的切换只需扭动手柄轮转一个≤120度的转角即可完成，既简便又不会发生误操作。
本发明的益处用双旋塞阀取代三阀组带来了如下好处第一，在切换引压管①②③④之间呈指定连通状态的过程中，操作简化了，由原来差压变送器每次改变状态必须操作三阀组的几个阀门变为只操作一个双旋塞阀；第二，用三阀组切换引压管④②③④之间达到指定连通状态的过程中，不同工况之间的切换要按不同的顺序操作三阀组上的三个阀门，容易发生误操作，而在双旋塞阀上三个工位在手柄上标出了其特定的位置，只需扭动手柄转过一个不大于120度的角度，杜绝了误操作事故的发生；第三，用三阀组切换引压管①②③④之间的连通状态，由一种工况到另一种工况需要几次启闭三阀组上的阀门，而其每个阀门的启闭都需扭动手柄转许多圈，操作时间长，而用双旋塞阀改变工况。只需扭动手柄转一下就完成了，操作时间短(约0.4秒)，实现了快速切换；第四、用三阀组切换引压管①②③④之间达到指定的连通状态，因需要分别操作三阀组上的几个阀门改变其启闭状态，所以无法做到同步，而用双旋塞阀切换四条引压管的连通状态是在同一瞬间同步达到的；第五，双旋塞阀的密封副为金属对工程塑料，不同于三阀组的密封副为金属对金属，所以双旋塞阀的使用寿命远长于三阀组。
用于取代三阀组的双旋塞阀由于需要用它控制的管路数目小，所需要的管路连通状态也不复杂，但通过对它的说明，对双旋塞阀可以归纳出如下四点1、双旋塞阀能同步地切换数条互不相通的流体输送管路呈几种连通状态。
2、需要双旋塞阀给数条管路提供几种连通状态，则双旋塞阀就应具备几种工况，每一工况都要求在双旋塞上按照管路连通状态的相应要求来设置通道。
3、与双旋塞阀连接的进口管与出口管的数目可以相等，也可以不等，但进口管和出口管同时都至少有两条。
4、双旋塞阀能减少管路系统中阀门的数量，降低设备造价，简化系统操作，杜绝误操作事故的发生。
权利要求
1.一种双旋塞阀，包括阀体、圆锥形阀塞、布置在阀体腔内的衬套、与阀塞相连的阀杆以及驱动装置，阀体上的孔与外接的进口管路和出口管路相连，转动到位的阀塞的通道和阀体上相应的孔对准，其特征在于在阀门的阀体内装有两个锥顶对置的所述圆锥形阀塞，在两个阀塞上分别设置有若干条通道，所述两个圆锥形阀塞相互连接而由同一个驱动装置通过阀杆驱动。
2.根据权利要求1所述的双旋塞阀，其特征在于不在同一阀塞上的通道之间至少各有一条互不相通，并且至少各有一条通道相互连通。
3.根据权利要求1所述的双旋塞阀，其特征在于所述进口管路与出口管路的数目相等。
4.根据权利要求1所述的双旋塞阀，其特征在于所述进口管路与出口管路的数目不相等。
5.根据权利要求1、3、4之一所述的双旋塞阀，其特征在于所述进口管路与所述出口管路均至少为两条。
6.根据权利要求1所述的双旋塞阀，其特征在于所述衬套由自润滑、耐高低温、耐腐蚀、抗辐射的塑料制成。
全文摘要
本发明是一种用于控制多股流体通路的新型旋塞阀，它有两个锥顶对置的圆锥形阀塞，所述阀塞相连且由同一个驱动装置驱动。在两个阀塞上分别设置有若干条通道，不在同一阀塞上的通道之间至少各有一条互不相通，并且至少各有一条相互连通。所述通道与数条进口管路和数条出口管路相连接，可以在流体输送系统中取代若干个现有的阀门，对多股流体通路同步地进行切换。
文档编号F16K11/083GK1851301SQ20061008155
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月26日 优先权日2006年5月26日
发明者姜瀛洲 申请人:姜瀛洲