一种用于大流量截止阀控制机构的压力导引结构的制作方法

本实用新型涉及阀门技术领域，尤其是涉及一种用于大流量截止阀控制机构的压力导引结构。

背景技术：

现有的截止阀通常包括一个具有输入端口和输出端口的壳体、设置在壳体内的阀孔和阀板，在壳体上设置与阀板连接的阀杆，阀杆与壳体螺纹连接，阀杆伸出壳体的一端设置控制手柄。当我们转动控制手柄时，阀杆即可带动阀板上下移动。当阀板封堵阀孔时，截止阀处于截止状态；当阀板离开阀孔时，截止阀处于导通状态。对于一些孔径较小的小流量截止阀而言，通过转动控制手柄启闭截止阀不会太费力。而对于一些在水厂等场所用到的大流量的截止阀而言，由于其口径大、流量大，相应地，流体的压力也较高，阀板的面积较大，因此驱动阀板所需的作用力较大，从而会造成截止阀启闭控制的困难。

为此，人们在截止阀上设置了一些电动的启闭装置，以方便截止阀的启闭，降低操作人员的工作强度。例如，一种在中国专利文献上公开的“塑料子动截止阀加装减速电机万向节组成电动截止阀装置”，其公布号为CN104343993A，该装置是由手动截止阀体、阀门升降螺纹、固定阀体板、固定升降杆板、阀手动轮、关阀行程开关、直线轴承、轨道滑杆、开阀行程开关、减速电机、电机输出轴、电机固定板、万向节、阀门升降杆、阀门控制箱、箱体升降板、固定螺栓、控制箱箱体、阀杆升降螺纹、阀板组成，减速电机输出轴带动阀门升降杆在阀门升降螺纹中转动，从而带动阀板移动。当阀板到达开、关阀位置时，触动关阀行程开关或开阀行程开关发出到位信号，控制电路接收到信号后关闭减速电机电源，完成开关阀门动作，从而与利于减轻控制人员的工作量，易于实现阀门的自动控制。

此类截止阀通过电机等动力源驱动阀杆的移动,从而实现阀门的启闭，虽然可降低工作人员的工作强度，但是仍然存在如下缺陷：电机等动力源需要通过相应的传动机构驱动阀杆升降，因此，造成其结构复杂。另外，对于一些偏僻的场所，电源的配置非常不易，从而不利于推广普及。

也有人尝试通过具有两个工作腔的双作用气缸、油缸一类压差驱动装置驱动阀杆，其同样存在气泵、油泵等配置困难的问题，因而不利于推广普及。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决采用压差驱动装置控制大流量截止阀启闭的方法所存在的气泵、油泵等配置困难的问题，提供一种用于大流量截止阀控制机构的压力导引结构，其无需额外配置气泵、油泵，因而可显著地降低对动力源的驱动能量的要求，从而便于配装和推广使用。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于大流量截止阀控制机构的压力导引结构，所述大流量截止阀控制机构采用具有两个工作腔的压差驱动装置驱动阀杆的动作，包括设置在截止阀的输入端口处的上游接口、设置在截止阀的输出端口处的下游接口，所述上游接口包括由截止阀的阀壳外侧伸入输入端口内部的导流管、与输入端口内部的导流管相连的增压管，所述增压管的开口朝向输入端口开口一侧，所述下游接口包括由截止阀的阀壳外侧伸入输出端口内部的导流管、与输出端口内部的导流管相连的降压管，所述降压管的开口朝向输出端口开口一侧，上游接口的导流管通过管路切换装置与压差驱动装置的一个工作腔相连通，下游接口的导流管通过管路切换装置与压差驱动装置的另一个工作腔相连通。

本实用新型适用于通过压差驱动装置驱动阀杆动作、进而控制截止阀的启闭的大流量截止阀控制机构。我们知道，连接到一个流体管路中的截止阀会对流体形成一定的阻力，也就是说，管路中的流体压力在经过截止阀后会有所降低。因此，当截止阀处于导通状态时，截止阀输入端口一侧的流体压力与输出端口一侧的流体压力会有所不同。此外，由于截止阀的输入端口一侧靠近压力较高的流体输出端，而截止阀的输出端口一侧靠近压力较低的流体使用端。因此，即使截止阀处于截止状态时，截止阀输入端口一侧的流体压力也会高于输出端口一侧的流体压力。也就是说，截止阀的输入端口一侧与输出端口一侧始终会存在一个压力差。本实用新型创造性地通过上游接口、下游接口将截止阀的输入端口、输出端口处的流体导入一个压差驱动装置的两个工作腔中，从而在压差驱动装置的两个工作腔之间形成一个压力差，进而利用该压力差带动阀杆移动，以便控制截止阀的状态。管路切换装置可使输入、输出端口处的流体选择性地导入压差驱动装置的两个工作腔内，从而使压差驱动装置方便地控制截止阀在截止和导通状态之间切换。也就是说，本实用新型充分利用了截止阀的输入端口和输出端口处流体自身的压力差，既可省去用于驱动压差驱动装置的气泵或油泵等辅助装置，从而简化结构、降低成本，又可节省能源，并方便布置和使用。

作为优选，所述管路切换装置为三位四通的电磁阀，当电磁阀处于第一个工作位时，上游接口所导出的流体进入压差驱动装置的第一个工作腔内，此时的截止阀处于截止状态；当电磁阀处于第三个工作位时，上游接口所导出的流体进入压差驱动装置的第二个工作腔内，此时的截止阀处于导通状态；当电磁阀处于中间的第二个工作位时，上、下游接口和压差驱动装置的两个工作腔之间的管路被隔断。

三位四通的电磁阀的可移动的阀芯具有三个依次排列的工作位。因此，当电磁阀处于第一个工作位时，上、下游接口将输入、输出端口处的流体通过电磁阀被分别导入压差驱动装置的两个工作腔内，使截止阀处于截止状态。当电磁阀的阀芯移动至中间的第二个工作位时，电磁阀处于关闭状态，此时上、下游接口与压差驱动装置的两个工作腔的管路被切断，因此压差驱动装置的两个工作腔之间的压力差保持不变，阀杆维持原来状态，截止阀则维持截止状态。当电磁阀的阀芯移动至第三个工作位时，电磁阀切换导通方向，此时压差驱动装置的两个工作腔之间的压力差反向，阀杆反向移动，使截止阀进入导通状态。当电磁阀的阀芯再次移动至中间的第二个工作位而进入关闭状态时，上、下游接口与压差驱动装置的两个工作腔的管路被切断，因此压差驱动装置的两个工作腔之间的压力差保持不变，阀杆维持原来状态，截止阀则维持导通状态。也就是说，我们可通过控制电磁阀的阀芯在三个工作位之间切换，方便地控制截止阀在导通、截止、维持三个状态之间切换。特别是，控制电磁阀所需的电能极少，因此，我们可利用蓄电池或者太阳能电池等移动电源为电磁阀供电，从而使本实用新型可适应不同的使用场合。

作为优选，所述增压管呈开口外扩的喇叭口形。

如前所述，上游接口不仅可将输入端口处流体的静压能导入压差驱动装置的工作腔内，而且流动的流体还会对增压管开口形成一个冲击，流体的冲击所具有的动能同时被导入压差驱动装置的工作腔内。喇叭口形的增压管可进一步提高增压管的开口截面积，从而有利于充分吸收流体的冲击所形成的动能。

作为优选，所述上游接口的导流管包括连接在输入端口处的阀壳上的导出段、由导出段一体地弧形弯折形成的连接段，从而使上游接口的导流管呈L形，所述增压管的小端与连接段相连接，在连接段靠近开口处的内侧壁上设有外扩的环形凹槽，所述环形凹槽内设有单向阀片，所述单向阀片的边缘设有锯齿形的缺口，单向阀片远离增压管的一侧中心设有连通缺口的导通圆槽。

由于上游接口内的流体基本处于静止状态，因此，L形的上游接口不会产生很大的静压能损耗，同时有利于上游接口的安装。特别是，当管路切换装置在切换上游接口的流体的连通方向时，上游接口会有少量的流体流出，并进入到压差驱动装置的一个工作腔内；相应地，压差驱动装置另一个工作腔内的流体则有少量流出，并通过下游接口进入输出端口内。这样，当上游接口内有少量流体流出时，单向阀片在环形凹槽内向着远离增压管一侧移动，此时流体可通过单向阀片边缘的缺口、与缺口连通的导通圆槽进入导流管内。反之，当压差驱动装置的工作腔内的流体压力大于输入端口一侧的流体压力时，单向阀片在环形凹槽内向着增压管一侧移动而封堵增压管的小端，此时的上游接口处于反向截止状态，从而可有效地避免工作腔内流体的反向回流，使工作腔的压力维持原状。

因此，本实用新型具有如下有益效果：其无需额外配置气泵、油泵，因而可显著地降低对动力源的驱动能量的要求，从而便于配装和推广使用。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是上游接口的一种结构示意图。

图3是下游接口的一种结构示意图。

图4是上游接口的另一种结构示意图。

图中：1、截止阀 11、阀壳 111、输入端口 112、输出端口 13、阀杆 2、压差驱动装置 21、缸体 22、驱动元件 23、工作腔 3、管路切换装置 4、上游接口 41、导流管 411、导出段 412、连接段 413、环形凹槽 42、增压管 43、单向阀片 431、缺口 432、导通凹槽 5、下游接口 51、降压管。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，一种用于大流量截止阀控制机构的压力导引结构，所述的大流量截止阀控制机构采用一个压差驱动装置2驱动阀杆13的动作，压差驱动装置包括一个缸体21，缸体内设有可移动的活塞一类的驱动元件22，从而在缸体内分隔出两个工作腔23。驱动元件与截止阀的阀杆相连接，以便于驱动阀杆移动，进而控制截止阀1的启闭。具体地，本实用新型的压力导引结构包括设置在截止阀的输入端口111处的上游接口4、设置在截止阀的输出端口112处的下游接口5。如图2、图3所示，上游接口包括由截止阀的阀壳11外侧伸入输入端口内部的导流管41、与输入端口内部的导流管相连的增压管42。增压管的开口朝向输入端口开口一侧。下游接口则包括由截止阀的阀壳外侧伸入输出端口内部的导流管、与输出端口内部的导流管相连的降压管51，降压管的开口朝向输出端口开口一侧。也就是说，当截止阀处于导通状态时，增压管的开口朝向与截止阀内流体的流动方向相反，而降压管的开口朝向与流体的流动方向一致。此外，上游接口的导流管通过管路切换装置3与压差驱动装置的一个工作腔相连通，下游接口的导流管通过管路切换装置与压差驱动装置的另一个工作腔相连通。管路切换装置可将上游接口、下游接口的流体选择性地导入压差驱动装置的两个工作腔内。

我们知道，流动的流体不仅具有一定的压力——即静压能，而且具有一定的流速——即动能。由于截止阀内流动的流体会对阀板形成一个冲击作用力，因此关闭阀板所需的作用力会远大于打开阀板所需的作用力。当截止阀处于导通状态时，连接到一个流体管路中的截止阀会对流体形成一定的阻力，也就是说，管路中的流体压力在经过截止阀后会有所降低。因此，截止阀输入端口一侧的流体压力与输出端口一侧的流体压力会有所不同。当上游接口、下游接口将截止阀的输入端口、输出端口处的流体导入一个压差驱动装置的两个工作腔中时，在压差驱动装置的两个工作腔之间会形成一个压力差。

此外，由于上游接口的增压管的开口朝向输入端口一侧，而截止阀内的流体是从输入端口一侧向着输出端口一侧流动的，因此，流动的流体会对开口朝向流体流动方向的增压管内的流体形成一个巨大的冲击，该冲击所具有的动能同时被上游接口吸收并导入压差驱动装置的工作腔内。相反地，下游接口的降压管的开口朝向输出端口一侧，其背对截止阀内的流体流动方向，因此，流动的流体不会对开口朝向流体流动方向的降压管内的流体形成冲击。也就是说，下游接口无法吸收流动的动能，因而可进一步扩大压差驱动装置两个工作腔之间的压力差，压差驱动装置利用上两个工作腔之间的压力差可控制截止阀从导通状态转换到截止状态。

另外，由于截止阀的输入端口一侧靠近压力较高的流体输出端，而截止阀的输出端口一侧靠近压力较低的流体使用端。因此，当截止阀处于截止状态时，截止阀输入端口一侧的流体压力也会高于输出端口一侧的流体压力。这样，当上游接口、下游接口通过管路切换装置将截止阀的输入端口、输出端口处的流体导入一个压差驱动装置的两个工作腔中时，在压差驱动装置的两个工作腔之间会形成一个压力差，压差驱动装置即可利用该压力差带动阀杆移动，以便控制截止阀从截止状态转换到导通状态。当我们通过管路切换装置使输入、输出端口处的流体切换流向后导入压差驱动装置的两个工作腔内时，压差驱动装置即可使截止阀在截止和导通状态之间切换。也就是说，本实用新型将截止阀的输入端口和输出端口处流体自身的压力差作为压差驱动装置的驱动能量，既可省去用于驱动压差驱动装置的气泵或油泵等辅助装置，从而简化结构、降低成本，又可节省能源，并方便布置和使用。

为便于加工组装，下游接口可由一根圆管弯折90度形成，从而使下游接口呈L形。而上游接口的增压管呈开口外扩的喇叭口形，上游接口的导流管连接在增压管的小端。这样，喇叭口形的增压管不仅可将输入端口处流体的静压能导入压差驱动装置的工作腔内，还可充分地吸收流体对增压管的开口的冲击所形成的动能，并将其导入压差驱动装置的工作腔内，以进而将动能转换成工作腔的静压力。

进一步地，如图4所示，上游接口的导流管包括连接在输入端口处的阀壳上的导出段411、由导出段一体地弧形弯折形成的连接段412，从而使上游接口的导流管呈L形，增压管的小端与连接段相连接。此外，在连接段靠近开口处的内侧壁上设置外扩的环形凹槽413，在环形凹槽内设置可移动的单向阀片43。单向阀片的边缘设置锯齿形的缺口431，单向阀片远离增压管的一侧中心设置导通圆槽432，导通圆槽的边缘与缺口重合，从而使导通圆槽与缺口相连通。

当管路切换装置在切换上游接口的流体的连通方向瞬间，上游接口会有少量的流体流出并进入到压差驱动装置的一个工作腔内；相应地，压差驱动装置另一个工作腔内的流体则有少量流出，并通过下游接口进入输出端口内。这样，当上游接口内有少量流体流出时，单向阀片在环形凹槽内向着远离增压管一侧移动，此时流体可通过单向阀片边缘的缺口、与缺口连通的导通圆槽进入导流管内，上游接口处于导通状态。反之，当压差驱动装置的工作腔内的流体压力大于输入端口一侧的流体压力时，单向阀片在环形凹槽内向着增压管一侧移动而封堵增压管的小端，此时的上游接口处于反向截止状态，从而可有效地避免工作腔内流体的反向回流，使工作腔的压力维持原状。

最后，管路切换装置为三位四通的电磁阀，其外壳的两侧分别具有二个连接口，外壳内的阀芯则具有三个工作位，外壳一侧的二个连接口分别通过管路与上游接口和下游接口相连接，外壳另一侧的二个连接口则分别通过管路与压差驱动装置的两个工作腔相连接。

当电磁阀的阀芯处于第一个工作位时，上游接口所导出的流体进入压差驱动装置的第一个工作腔内，下游接口所导出的流体进入压差驱动装置的第二个工作腔内，压差驱动装置两个工作腔的压力差使截止阀处于截止状态；当电磁阀的阀芯处于中间的第二个工作位时，上、下游接口和压差驱动装置的两个工作腔之间的管路被隔断，电磁阀处于关闭状态，此时的截止阀维持截止状态。当电磁阀的阀芯移动至第三个工作位时，电磁阀切换导通方向，上游接口所导出的流体进入压差驱动装置的第二个工作腔内，下游接口所导出的流体进入压差驱动装置的第一个工作腔内，压差驱动装置两个工作腔的压力差使截止阀处于导通状态；当电磁阀的阀芯再次移动至中间的第二个工作位而进入关闭状态时，上、下游接口与压差驱动装置的两个工作腔的管路被切断，因此压差驱动装置的两个工作腔之间的压力差保持不变，截止阀则维持导通状态。也就是说，我们可通过控制电磁阀的阀芯在三个工作位之间切换，方便地控制截止阀在导通、截止、维持三个状态之间切换。