一种快速启闭低扭矩自清洁平板闸阀的制作方法

本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种快速启闭低扭矩自清洁平板闸阀。

背景技术：

阀门是一种流体的启闭控制机构，其分为截断类、止回类、安全类、调节类、分流类及特殊用途类，广泛涉及人们的生活、生产、交通等各个领域，其中截断类包括闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、针型阀、隔膜阀等等；而闸阀多应用于水利工程等领域，尤其涉及应用于大流量的水利工程中；闸阀是通过上下移动的闸板与阀座密封配合实现对流体的阻止，而在实际使用过程中，由于通过闸板将流体阻断后，流体作用于闸板面板上的压力较大，从而将闸板压于阀座上，当闸板开启过程中，由于作用于阀座上的压力大而导致闸板开启费力的同时，闸板与阀座上的密封圈之间由于摩擦力大而引起阀座使用寿命短。

中国专利申请号为：2013102818157所公开的一种低摩擦平板闸阀，包括阀体、阀盖、阀座、闸板、阀杆以及手轮，阀体内同轴密封固装有一阀座，该阀座内纵向滑动导向安装有一闸板；该闸板上端纵向同轴固装有阀杆，该阀杆上部伸出阀盖并在阀盖上方的阀杆上部同轴安装有一手轮，所述阀杆与阀盖之间的阀盖内侧安装有组合填料，在与阀体轴向接触位置的阀座上设有弹簧孔并在该弹簧孔内顶装有一弹簧；在与闸板接触的阀座面上设有一楔形凸台，与该楔形凸台对应位置的闸板上制有导向斜面阶。

上述方案通过设置于阀座面上的楔形凸台与设置于闸板上的导向斜面阶以抵触方式，使闸板在抬升过程中，由楔形凸台对闸板进行抵推从而克服流体作用于闸板上的压力，进而降低闸板与另一侧阀座之间的摩擦力；然而，根据其说明书及说明书附图的描述，其楔形凸台与导向斜面阶均为面摩擦，通过楔形凸台将闸板传导至密封圈上的压力转移至阀座上，根据作用力相互原则可知，作用于闸板上的压力不变的同时，且使阀座远离闸板，从而导致其密封性差，尤其对于大流量且内部含有杂质的流体，其极易使杂质进入密封圈与闸板之间，从而导致密封圈损坏，因此上述技术方案存在闸板抬升费力且密封圈易损坏的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种快速启闭低扭矩自清洁平板闸阀，通过承压机构与阀座的特殊结构设置，使闸板在抬升过程中通过增压组件克服流动介质对闸板的压力的同时贴近清除组件，实现开闸过程中闸板表面杂质的自动清除，解决现有技术中存在的闸板抬升费力且密封圈易损坏的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的方案如下：

一种快速启闭低扭矩自清洁平板闸阀，包括阀体和安装于阀体内部且用于控制闸板上下移动的升降机构，所述阀体上开设有供介质横向通过的介质通道及垂直于该介质通道的阀腔，其特征在于，还包括：

阀座，所述阀腔内安装有两个阀座，该阀座对称设于闸板的两侧且均与闸板的侧面紧密接触；所述阀座包括设置于其上的密封圈、弹性组件以及清理组件，所述密封圈和清理组件经所述弹性组件以弹性力推动其两者与所述闸板紧密接触，通过清理组件对附着于闸板表面的杂质进行清理；

承压机构，所述承压机构用于对闸板单面支撑使其沿竖直方向运动，该承压机构设置于所述阀腔内且位于所述阀座的外部，其包括设置于所述阀体上的牵引组件以及与该牵引组件相连接的增压组件；该增压组件设置于所述闸板上，闸板经所述升降机构驱动下移过程中，通过增压组件对闸板进行支撑，使其克服流动介质对闸板的压载力的同时靠近所述清理组件。

其中，所述承压机构沿流动介质的流动方向设置于所述闸板的顺流方向的一侧，该承压机构呈水平对称设置于所述介质通道的两侧，所述增压组件的连线经所述介质通道的中心。

作为改进，所述牵引组件用于对增压组件进行支撑，且其支撑力与流动介质的流向相反，该牵引组件包括固定设置于所述阀体上的承载座、沿水平方向转动设置于该承载座上的定位轴以及固定设置于该定位轴上连接所述增压组件的牵引臂。

作为改进，所述增压组件包括沿竖直方向开设于所述闸板上的定位槽、设置于该定位槽内且与所述闸板平行设置的增压部、与该增压部接触设置且与所述牵引臂铰接的承载部以及以可拆卸方式将该承载部压设于所述增压部上的压板，该压板对称设置于所述牵引臂的两侧。

其中，所述增压部为斜面过渡的台阶结构设置，至上而下依次包括自由段、增压段及限位段，所述增压段为倾斜设置且其由下至上倾斜；发明人认为，在本发明中增压段的倾斜角度通过流动通道的直径决定，其流动通道的内径越大，闸板处于关闭状态时，闸板所承受的压力越大，其对与流体流向一侧的密封圈的挤压越严重，从而导致闸板的变形越大；在实际使用过程中，经过若干次试验总结，对于流动通道内径为500-1000mm的管径，流体为液态水，增压段与竖直平面的夹角我2-5°，通过增压组件以反向抵推方式对闸板进行变形复位，从而使闸板在开闸使摩擦力降低的同时，减少闸板对密封圈的损耗，进而提高本发明的使用寿命。

作为改进，所述承载部包括承载块及设置于该承载块上且与所述增压部滚动接触的圆辊。

作为改进，所述升降机构为滚珠丝杠结构设置，其包括阀杆和手轮，阀杆的上端部贯穿至阀盖的外部且与手轮连接，该阀杆上开设有螺旋滚道，且配合安装有螺母和若干滚珠；

所述闸板为平板结构，其沿竖直方向设置于所述阀腔内，该闸板的上部开设有与所述介质通道相适配的导流孔；闸板的上端部与该螺母的固定连接，通过旋转手轮驱动阀杆转动并由与其配合连接的螺母同步带动闸板上下移动实现所述介质通道的启闭；当闸板由螺母带动同步上移时，实现介质通道的关闭；当闸板由螺母带动同步下移时，实现介质通道的开启。

作为改进，所述阀座设置于所述阀体上且与所述闸板密封配合设置，所述密封圈与所述弹性组件均为环形结构且沿竖直方向同轴设置，所述密封圈为柔性材料且其与闸板接触时呈压缩状态。

作为改进，所述弹性组件包括具有轴向弹性力的螺旋弹簧及包覆设置于该螺旋弹簧外部的密封层，该密封层为柔性材料且分别与所述阀座和阀体密封配合设置。

作为改进，所述清理组件固定设置于所述阀座的内圈上且位于靠近闸板的一侧，处于所述介质通道内的流动介质经所述清理组件导向对闸板的表面进行杂质清理，所述清理组件呈环形且向内延伸设置其与阀座的内部斜面过渡连接，该清理组件的内径d1、介质通道的内径d2、阀座的内径d3及导流孔的内径d4之间，d3＞d2≥d1＝d4。

本发明的有益效果：

(1)在本发明中通过清理组件、弹性组件及承压机构的特殊结构设置，通过增压组件以反向抵推方式克服流动介质对闸板的压力，降低闸板对单侧密封圈的压力，使处于闸板两侧的密封圈保持正常工作状态，从而提高其密封性能的同时使其寿命延长；结合弹性组件和承压机构分别对阀座相对压紧方式使密封圈与闸板紧密接触的同时使使清理组件与闸板的待清除面近距离接触，从而实现闸板在开启过程中，通过清除组件对其表面的高质量杂质清除；解决现有技术中存在的闸板抬升费力且密封圈易损坏的技术问题。

(2)在本发明中通过闸板的特殊结构设置，使闸板以上移关闭下移打开的方式对介质通道进行控制；介质通道关闭过程中，随着导流孔与介质通道连通面积的减小，流动介质流速增大，沉积于导流孔内的杂质经闸板带动上移过程中，通过流动介质将杂质清除，避免处于导流孔内的杂质进入闸板与阀座之间对密封圈造成损伤而导致闸板与阀座之间摩擦力增大；进一步降低本新型中阀杆转动过程中的阻力。

(3)在本发明中通过清除组件与阀座内径的特殊设置，使闸板在开闸过程中，通过清除组件对流动介质进行斜面导向，使其对附着于闸板表面的杂质进行冲刷后，结合开闸过程中闸板与清除组件的相对移动，对冲刷后的杂质进行铲除，实现闸板开闸过程中对其表面杂质的快速清除，避免开闸后杂质进入密封圈与闸板之间造成密封圈损坏；提高密封圈使用寿命的同时，确保闸板与阀座之间的配合稳定性。

综上所述，本发明具有结构合理、杂质清除效果好、使用性能优越及密封效果好等优点；尤其涉及一种快速启闭低扭矩自清洁平板闸阀。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明正视剖视图；

图2为本发明侧视剖视图；

图3为图2中a处放大示意图；

图4为本发明俯视剖视图；

图5为图4中b处放大示意图；

图6为承压机构侧视剖局部放大示意图；

图7为清理组件状态结构示意图；

图8为升降机构剖视局部放大结构示意图；

图9为闸板状态示意图之一；

图10为闸板状态示意图之二；

图11为弹性组件结构示意图；

图12为阀杆局部放大结构示意图；

图13为图9中c处放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至7所示，一种快速启闭低扭矩自清洁平板闸阀，包括阀体1和安装于阀体1内部且用于控制闸板3上下移动的升降机构2，所述阀体1上开设有供介质横向通过的介质通道11及垂直于该介质通道11的阀腔12，还包括：

阀座4，所述阀腔12内安装有两个阀座4，该阀座4对称设于闸板3的两侧且均与闸板3的侧面紧密接触；所述阀座4包括设置于其上的密封圈41、弹性组件42以及清理组件43，所述密封圈41和清理组件43经所述弹性组件42以弹性力推动其两者与所述闸板3紧密接触，通过清理组件43对附着于闸板3表面的杂质进行清理；

承压机构5，所述承压机构5用于对闸板3单面支撑使其沿竖直方向运动，该承压机构5设置于所述阀腔12内且位于所述阀座4的外部，其包括设置于所述阀体1上的牵引组件51以及与该牵引组件51相连接的增压组件52；该增压组件52设置于所述闸板3上，闸板3经所述升降机构2驱动下移过程中，通过增压组件52对闸板3进行支撑，使其克服流动介质对闸板3的压载力的同时靠近所述清理组件43；如图3和7所示，闸板3在开闸过程中，通过牵引组件51对增压组件52进行支撑，由增压组件52以与流动介质流向相反的方向对闸板3进行支撑，使出于其两侧的密封圈41保持整个工作状态的同时通过弹性组件42与增压组件52的对闸板3的相对加压，使阀座4压缩密封圈41后，清理组件43靠近闸板3，实现闸板3开启时，清理组件43对闸板3表面的杂质进行清理，从而使与密封圈41接触的闸板3的表面为清洁状态，避免杂质进入密封圈41与闸板3之间后，因闸板2与密封圈41的相对摩擦而损坏。

其中，如图1和4所示，所述承压机构5沿流动介质的流动方向设置于所述闸板3的顺流方向的一侧，该承压机构5呈水平对称设置于所述介质通道11的两侧，所述增压组件52的连线经所述介质通道11的中心；通过增压组件52设置于介质通道11中心线的两侧，实现闸板3在封闭过程中，由增压组件52对闸板3进行支撑，使其克服流动介质对闸板3的压力，避免闸板3因流动介质压力而变形，导致出于其两侧的阀座受力不均而处理流动介质泄露。

进一步的，如图4至6所示，所述牵引组件51用于对增压组件52进行支撑，且其支撑力与流动介质的流向相反，该牵引组件51包括固定设置于所述阀体1上的承载座511、沿水平方向固定设置于该承载座511上的定位轴512以及设置于该定位轴512上连接所述增压组件52的牵引臂513；在本实施例中，通过卡销将定位轴512固定于承载座511上，使牵引臂513呈一定角度与增压组件52连接对其进行支撑。

进一步的，如图6所示，所述增压组件52包括沿竖直方向开设于所述闸板3上的定位槽521、设置于该定位槽521内且与所述闸板3平行设置的增压部522、与该增压部522接触设置且与所述牵引臂513铰接的承载部523以及以可拆卸方式将该承载部523压设于所述增压部522上的压板524，该压板524对称设置于所述牵引臂513的两侧；压板524之间形成经承载部523移动的通道，通过闸板3上下移动过程中，承载部523沿增压部522移动，通过牵引组件51对承载部523的支撑力作用于增压部522上，使闸板3克服流动介质对其的压力。

其中，如图6所示，所述增压部522为斜面过渡的台阶结构设置，至上而下依次包括自由段5221、增压段5222及限位段5223，所述增压段5222为倾斜设置且其由下至上倾斜；发明人认为，在本发明中增压段的倾斜角度通过流动通道的直径决定，其流动通道的内径越大，闸板处于关闭状态时，闸板所承受的压力越大，其对与流体流向一侧的密封圈的挤压越严重，从而导致闸板的变形越大；在实际使用过程中，经过若干次试验总结，对于流动通道内径为500-1000mm的管径，流体为液态水，增压段与竖直平面的夹角我2-5°，通过增压组件以反向抵推方式对闸板进行变形复位，从而使闸板在开闸使摩擦力降低的同时，减少闸板对密封圈的损耗，进而提高本发明的使用寿命。

进一步的，如图6所示，所述承载部523包括承载块5231及设置于该承载块5231上且与所述增压部522滚动接触的圆辊5232；通过圆辊5232以转动方式与增压部522接触，降低其两者之间的摩擦力，进而减小闸板3开启过程中的难度。

实施例二

如图8至10所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点；该实施例二与实施例一的不同之处在于：本实施例中，所述升降机构2为滚珠丝杠结构设置，其包括阀杆21和手轮22，阀杆21的上端部贯穿至阀体1的外部且与手轮22连接，该阀杆21上开设有螺旋滚道，且配合安装有螺母23和若干滚珠24；

如图9和10所示，所述闸板3为平板结构，其沿竖直方向设置于所述阀腔12内，该闸板3的上部开设有与所述介质通道11相适配的导流孔31；闸板3的上端部与该螺母23的固定连接，通过旋转手轮22驱动阀杆21转动并由与其配合连接的螺母23同步带动闸板3上下移动实现所述介质通道11的启闭；当闸板3由螺母23带动同步上移时，实现介质通道11的关闭；当闸板3由螺母23带动同步下移时，实现介质通道11的开启。

在本实施例中，如图9和10所示，通过导流孔31设置于闸板3的上部，实现闸板3上移，介质通道11的关闭，其在关闭过程中，随着导流孔,31与介质通道11连通面积的减小，流动介质流速增大，沉积于导流孔31内的杂质经闸板3带动上移过程中，通过流动介质将杂质清除，从而避免处于导流孔31内的杂质进入闸板3与阀座4之间对密封圈41造成损伤；相较于传统导流孔设于闸板下部的结构，闸板关闭过程中，流动介质中的杂质经导流孔进入闸板下方的阀腔12内，长期使用后容易出现杂质在阀腔12底部的堆积，从而影响闸板的正常运行；因此，本新型对流动介质中杂质的清除更加可靠。

进一步的，如图3、7和11所示，所述密封圈41与所述弹性组件42均为环形结构且沿竖直方向同轴设置，所述密封圈41为柔性材料且其与闸板3接触时呈压缩状态；在本实施例中，通过弹性组件42的弹性力推动阀座4使密封圈41紧贴于闸板3上，实现密封圈41对闸板3的密封稳定稳定性。

进一步的，如图7和12所示，所述弹性组件42包括具有轴向弹性力的螺旋弹簧421及包覆设置于该螺旋弹簧421外部的密封层422，该密封层422为柔性材料且分别与所述阀座4和阀体1密封配合设置；在本实施例中，密封层422优选为橡胶，通过橡胶对阀座4与阀体1之间进行密封，从而防止流动介质中的杂质进入安装弹性组件42的空腔内而导致其对阀座4的弹性推力作用不均的同时避免弹性组件42与流动介质的直接接触，而造成弹性组件42腐蚀老化。

除此之外，如图12所示，由于本发明中的阀杆21相对阀体1转动配合连接，为了确保该处的密封性，通过在本发明中的阀杆21的上部开设有环形限位槽211，该环形限位槽211内安装有对开环212，该阀杆21通过对开环212的上下方分别安装的平面轴承213与所述阀体1转动配合连接；为确保阀杆21转动过程中的密封性，通过至上而下依次安装填料密封层214、o型圈215及唇型密封圈216，且其三者位于环形限位槽211与螺旋滚道之间。

实施例三

如图3和13所示，其中与实施例二中相同或相应的部件采用与实施例二相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例二的区别点；该实施例三与实施例二的不同之处在于：所述清理组件43固定设置于所述阀座4的内圈上且位于靠近闸板3的一侧，处于所述介质通道11内的流动介质经所述清理组件43导向对闸板3的表面进行杂质清理，所述清理组件43呈环形且向内延伸设置其与阀座4的内部斜面过渡连接，该清理组件43的内径d1、介质通道11的内径d2、阀座4的内径d3及导流孔31的内径d4之间，d3＞d2≥d1＝d4；在本实施例中，通过清理组件43、介质通道11、阀座4及导流孔31之间的尺寸设置，使流动介质经介质通道11至导流孔31过程中，流速增大，使流动介质经清理组件43的斜面导向后冲击于闸板3上的冲击力增大，进而提高流动介质对闸板3表面杂质清理的有效性，结合清理组件43的斜面特点，使闸板3在开闸过程中通过清理组件43的斜面将粘附于闸板3表面的杂质进行二次清除，进而提高本新型中闸板表面杂质清理的有效性。

在本发明中，需要理解的是：术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，如通过承压机构与阀座的特殊结构设置，使闸板在抬升过程中通过增压组件克服流动介质对闸板的压力的同时贴近清除组件，实现开闸过程中闸板表面杂质的自动清除的设计构思，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。