差动平衡截断阀的制作方法

本发明专利涉及一种阀门，特别是一种差动平衡截断阀。

背景技术：

目前，对应用在船舶管路系统中的截断阀的总体要求是：体积小、重量轻、占据空间小，同时还要具备开关扭矩小、操作方便快捷、效率高。已有截止阀的阀芯与阀座配合实现密封，阀芯需要同时承受介质的压力和密封反作用力，特别是应用在介质压力较高的工况条件下，开、关阀门时的扭矩会明显增大，操作效率低且十分费力。为了方便阀门开、关操作，常用的解决办法是在阀门系统加装减速机构，以降低开关扭矩，这将导致阀门体积增大、重量增加，占据空间大，开关操作时间增长，阀门整体性能下降，因而难以满足现代船舶管路系统工况要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种体积小、重量轻、扭矩低、工作效率高的差动平衡截断阀。

本发明的目的是这样实现的：一种差动平衡截断阀，包括阀体、阀盖、阀杆和阀芯，其特征在于阀芯由主阀芯和副阀芯两部分组成，主阀芯连接在阀杆下端，其底部与阀体阀座形成密封，上部设有副阀芯，两者之间始终保持密封状态，副阀芯套在阀杆上，副阀芯上部的套筒外部设置有螺纹，与阀盖上的内螺纹相啮合，阀杆与阀盖之间为梯形螺纹连接，副阀芯与阀盖配合、阀杆与阀盖配合形成的两段螺纹设有导程差，在副阀芯下方设置有离合器，离合器设置在阀杆上，且与阀杆随动，离合器的上啮合齿设置在副阀芯上，通过离合器使副阀芯处在与阀杆连接或断开两种状态。

所述的阀芯是由圆筒形主阀芯和上部带有套筒的圆盘形副阀芯构成，主阀芯的圆筒底端与阀体阀座形成密封，圆筒内下方通过分布的连接筋与中心安装套管连接成一体，副阀芯的圆盘位于在主阀芯圆筒内，两者之间设置有密封圈，副阀芯可在圆筒内上下旋转移动一定距离，副阀芯上部的套筒外部设置有螺纹。

阀盖上与副阀芯上部相对的位置处设有限制副阀芯位移的阻尼器。

所述的两段螺纹的导程差为0.5-1mm。

本发明通过主、副阀芯的分体和差动的结构设计，实现了阀芯自平衡功能，即将密封反作用力和介质推力分离，密封反作用力作用在主阀芯上，介质推力作用在副阀芯上。利用阀盖与副阀芯套筒、阀盖与阀杆之间螺纹连接形成的导程差，延迟离合器的作用，在阀门关闭和开启瞬间，主阀芯和副阀芯之间没有相互作用力，副阀芯受到的介质推力传递至阀盖，被阀盖的反作用力平衡抵消，仅有密封反作用力通过主阀芯传递至阀杆梯形螺纹，从而使开关阀门扭矩大幅降低。

本发明的特点是：不仅结构简单、体积小、重量轻，而且还大幅降低了阀门开关的扭矩，方便了操作，提高了工作效率，能够满足现代船舶管路系统工况要求。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是图1的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

如图1、2所示，本发明提供的一种差动平衡截断阀主要是由阀体1、阀盖6、阀杆5、阀芯和离合器4组成。阀芯由主阀芯2和副阀芯3两部分组成。主阀芯为圆筒形，其底端的密封面12与阀体阀座面形成密封，主阀芯圆筒内下方通过轴对称分布的三条连接筋13与中心安装套管14连接成一体，安装套管设置在阀杆的底端，通过与阀杆连接的螺母限位。副阀芯是由带中心孔的圆盘和与其成一体的上部套筒15构成，副阀芯套在阀杆上，其圆盘位于主阀芯圆筒内上方，副阀芯与主阀芯之间设置有密封圈11，副阀芯与阀杆之间设有密封圈10，副阀芯与主阀芯形成封闭的压力平衡腔，介质轴向压力完全由副阀芯承受，主阀芯只承受阀体阀座施加的密封反作用力。副阀芯套筒伸入至阀盖上部，其套筒外部设置有螺纹，与阀盖内螺纹相啮合。阀杆与阀盖之间采用梯形螺纹连接，与副阀芯上的普通导向螺纹形成导程差，导程差可以为0.5-1mm之间选择，本实施例为0.5mm。阀盖上与副阀芯上部连接的位置处设置有阻尼器7，可以对副阀芯施加一定的阻尼力，当副阀芯与离合器脱开后，离合器啮合位置稳定，保证阀门开关位置不发生漂移。阀盖与副阀芯套筒之间设有密封圈9，以防止介质外漏。在副阀芯下方设置的离合器为牙嵌式离合器4，牙嵌式离合器套在阀杆上，与阀杆为六方连接，离合器的上啮合齿16设置在副阀芯上。阀体与阀盖通螺栓17密封连接。阀杆顶端设有手轮8。

本发明通过螺纹导程差和离合器的联合作用，使主阀芯和副阀芯在角速度相同时，两者之间的轴向线速度不同，在阀门关闭行程中，主、副阀芯一起差速运行，阀门关闭瞬间，离合器脱开；在阀门开启行程中，主阀芯先运行，当离合器上下啮合齿啮合后，主、副阀芯一起差动运行至阀门打开。具体操作过程是：顺时针旋转阀杆上端的手轮，阀杆带动主阀芯旋转向下运动，处在啮合状态的离合器带动副阀芯旋转向下运动，每旋转一圈，主阀芯与副阀芯移动距离增加0.5mm，当距离超过离合器齿高时，离合器脱开，副阀芯不再旋转，主、副阀芯间从此没有直接作用力，当阀杆继续旋转一周后，阀门关闭。逆时针旋转手轮，阀杆带动主阀芯旋转向上运行，运行至离合器啮合，带动副阀芯一同向上运行至阀门开启。由于阀门处在关闭状态时只有主阀芯承受的密封力传递到阀杆上，而副阀芯承受的介质推力不会传递给阀杆，因此大幅降低了阀门开关时的扭矩，操作方便，省时省力。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种差动平衡截断阀，包括阀体、阀盖、阀杆和阀芯，其特征在于阀芯由主阀芯和副阀芯两部分组成，主阀芯连接在阀杆下端，其底部与阀体阀座形成密封，上部设有副阀芯，两者之间始终保持密封状态，副阀芯套在阀杆上，副阀芯上部的套筒外部设置有螺纹，与阀盖上的内螺纹相啮合，阀杆与阀盖之间为梯形螺纹连接，副阀芯与阀盖配合、阀杆与阀盖配合形成的两段螺纹设有导程差，在副阀芯下方设置有离合器，离合器设置在阀杆上，且与阀杆随动，离合器的上啮合齿设置在副阀芯上，通过离合器使副阀芯处在与阀杆连接或断开两种状态。其特点是：不仅结构简单、体积小、重量轻，而且还大幅降低了阀门开关的扭矩，方便了操作，提高了工作效率。

技术研发人员：苏亮;周雪;牟振华;于庆涛;谷应军;王连盛;周宇鹏;张健
受保护的技术使用者：大连船用阀门有限公司
技术研发日：2018.10.10
技术公布日：2018.12.21