一种单叶双曲面流道闸阀的制作方法

本发明涉及缩颈闸阀领域，具体的涉及一种单叶双曲面流道闸阀。

背景技术：

现有缩颈闸阀的流道均为圆锥形，但是缩颈闸阀内的使用介质多为高压高温的流体，而圆锥形阀体的刚性不佳，为了防止阀体承受高压时变形，通常采用的方式为加大壁厚来增强阀体的强度和刚度，但这种方式消耗材料多、成本高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种节约材料、成本低，同时保证强度和刚度的单叶双曲面流道闸阀。

本发明采用的技术方案是：

一种单叶双曲面流道闸阀，包括：阀体、设置在阀体内的流道，所述流道的形状为单叶双曲面旋转体。

进一步的，所述单叶双曲面旋转体的单叶双曲线公式为y²/a²-x²/b²＝1，其中a为双曲线的实半轴长，b为双曲线的虚半轴长。

进一步的，还包括阀盖、阀杆和闸板，所述阀盖设置在阀体顶部，所述阀杆穿过阀盖延伸至阀体内，所述闸板安装在阀杆底部，所述闸板的两端平面与流道对应圆环面形成密封副。

进一步的，所述阀盖内设置有螺母，所述阀杆穿过螺母伸入阀体内，阀杆上设置有与螺母匹配的外螺纹，所述阀杆顶部安装有手轮以用于通过转动使阀杆带动闸板升降。

进一步的，所述阀盖通过螺栓固定在阀体上。

本发明的有益效果在于：

本技术方案将阀体的流道设计成单叶双曲线旋转体的形状，具有刚性好、承压能力高的特点，可减少阀体壁厚，节省阀体材料，保证阀体的强度和刚度的同时降低闸阀的重量和成本。

附图说明

图1为本发明单叶双曲面流道闸阀的剖视图；

图2为本发明单叶双曲面流道的剖视图；

图3为单叶双曲面流道的绘制示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

如图1所示为本发明的一种单叶双曲面流道闸阀，包括阀体1、阀盖3、阀杆4和闸板5，阀体1内设置有单叶双曲面旋转体形状的流道2，阀盖3通过螺栓组件固定在阀体1顶部，阀杆4穿过阀盖3延伸至阀体1内，闸板5安装在阀杆4底部，闸板5的两端平面与流道2对应圆环面形成密封副。

阀盖3内设置有螺母31，阀杆4穿过螺母31伸入阀体1内，阀杆4上设置有与螺母31匹配的外螺纹，阀杆4顶部安装有手轮6，转动手轮便可带动阀杆4旋转，由于螺母31的作用，阀杆4在转动的同时还上下移动，带动闸板5升降，启闭阀门。

如图2所示为本实施例中单叶双曲面旋转体形状的流道2的剖视图，单叶双曲面旋转体的单叶双曲线公式为y²/a²-x²/b²＝1…………………(1)，其中，a为双曲线的半实轴长，a＞0，b为双曲线的半虚轴长，b＞0。

如图3所示，当x＝0时，y＝a；(0.a)为双曲线的顶点；此处即为流道直径的最小处，此时a等于阀体的最小流道半径r，其值由设计给定，通常为公称通径dn的0.8倍左右；x5为流道外端面处，此处流道最大直径即为阀门公称通径dn；此处，x5＝阀体长度/2，y5＝dn/2＝r。

双曲线旋转体的绘制很复杂，理论研究可采用《几何图版》等专用数学软件进行绘制，本实施例中阀体流道曲线采用autocad软件等常规的二维绘图软件绘制，可满足工程精度要求。本发明的阀体流道曲线的绘制步骤为：

s1、首先绘制阀体中心线(x轴)和闸板中心线(y轴)；两轴相交于o点，其坐标设为o(0，0)；

s2、将阀体长度的一半分为五等份，并在x轴上进行标记：a(0，0)、b(x1)c(x2，0)、d(x3，0)、e(x4，0)、f(x5，0)；其对应等份越多，曲线精度越高，可根据实际需要按阀门长度和精度要求确定等分数；

s3、过b、c、d、e、f点，向上做y轴的平行线：bh、ck、dl、em、fn；

s4、将阀体中部最小流道半径r标记在y轴上，即交点g，其坐标即为(0，r)；

s5、将阀体端部的最大流道半径r标记在fn上，即交点n，其坐标即为(x5，y5)＝(x5，r)；

s6、将g点坐标值(0，r)代入公式(1)，得到a²＝r²；

s7、将n点坐标值(x5，y5)代入公式(1)，得到b²＝r·x5²/(r-r)；

s8、由公式(1)可得：

y²＝a²(1+x²/b²)……………………………(2)；

s9、将a²＝r²和b²＝r·x5²/(r-r)代入公式(2)，可得：

y²＝r²{1+x²(r-r)/r·x5²}…………………………………(3)；

其中，r、r和x5均为已知值；

s10、将x1、x2、x3、x4分别代入公式(3)，分别求得y1、y2、y3、y4的值；

s11、在垂直线bh、ck、dl、em上，分别标记h(x1，y1)、k(x2，y2)、l(x3，y3)、m(x4，y4)；

s12、用样条曲线顺序连接g、h、k、l、m、n；即得到单叶双曲线gn；

s13、沿闸板中心线和阀体中心线分别镜像单叶双曲线gn，即可得到完整的单叶双曲线旋转体—单叶双曲面流道。

根据此线便可制造单叶双曲面流道的阀体。

综上所述，本发明将阀体1内的流道2设计成单叶双曲线旋转体的形状，具有刚性好、承压能力高的特点，可以减少阀体1壁厚、节省阀体材料，保证阀体1的强度和刚度的同时降低闸阀的重量和成本，阀门的口径越大，越能够节省阀体材料。常见的大型拱桥和冷却塔均采用单叶双曲线旋转体结构。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种单叶双曲面流道闸阀，其特征在于，包括：阀体(1)、设置在阀体内的流道，所述流道(2)的形状为单叶双曲面旋转体。

2.根据权利要求1所述的单叶双曲面流道闸阀，其特征在于：所述单叶双曲面旋转体的单叶双曲线公式为y²/a²-x²/b²＝1，其中a为双曲线的实半轴长，b为双曲线的虚半轴长。

3.根据权利要求1所述的单叶双曲面流道闸阀，其特征在于：还包括阀盖(3)、阀杆(4)和闸板(5)，所述阀盖(3)设置在阀体(1)顶部，所述阀杆(4)穿过阀盖(3)延伸至阀体(1)内，所述闸板(5)安装在阀杆(4)底部，所述闸板(5)的两端平面与流道(2)对应圆环面形成密封副。

4.根据权利要求3所述的单叶双曲面流道闸阀，其特征在于：所述阀盖(3)内设置有螺母(31)，所述阀杆(4)穿过螺母(31)伸入阀体(1)内，阀杆(4)上设置有与螺母(31)匹配的外螺纹，所述阀杆(4)顶部安装有手轮(6)以用于通过转动使阀杆(4)带动闸板(5)升降。

5.根据权利要求3所述的单叶双曲面流道闸阀，其特征在于：所述阀盖(3)通过螺栓固定在阀体(1)上。

技术总结
本发明公开了一种单叶双曲面流道闸阀，包括：阀体、设置在阀体内的流道，所述流道的形状为单叶双曲面旋转体；所述闸阀还包括阀盖、阀杆和闸板，所述阀盖设置在阀体顶部，所述阀杆穿过阀盖延伸至阀体内，所述闸板安装在阀杆底部，所述闸板的两端平面与流道对应圆环面形成密封副。本技术方案将阀体内的流道设计成单叶双曲线旋转体的形状，具有刚性好、承压能力高的特点，可减少阀体壁厚，节省阀体材料，保证阀体的强度和刚度的同时降低阀体的重量和成本。

技术研发人员：邵建农;姜运智;姜磊;蔡壮;汪祥;王杰;王艳华;胡文华
受保护的技术使用者：邵建农
技术研发日：2019.08.08
技术公布日：2019.11.22