双电磁自力式轴流截断阀的制作方法

1.本发明涉及一种阀门，进一步说是涉及双电磁自力式轴流截断阀。


背景技术：

2.在石油、化工、核工业等现代工业的迅速发展的背景下，高参数工况日益增多，超高温、超高压管路截断装置的需求也在与日俱增。现阶段超高压截断阀门作为管路重要控制元件主要依赖进口。参看中国专利zl201610265271.9多功能自力式截止阀，可见这些结构无法适用超高压管路截断装置的要求。传统阀门截断类阀门有闸阀、截止阀、球阀、蝶阀等阀类，在超高压工况下上述阀类存在扭矩大、不耐冲刷、流阻大、使用寿命短等诸多问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了克服现有的技术存在的缺点和不足，而提供包括有阀外电磁执行器和阀内带阀芯电磁铁的阀芯组件的双电磁自力式轴流截断阀。
4.本发明的技术方案是双电磁自力式轴流截断阀，包括阀体、阀芯组件，限位块、电磁执行器等零部件，所述阀体内右侧气体通道内设置有阀座，所述阀座左侧气体通道内用所述限位块固定所述阀芯组件；
5.所述阀芯组件由阀芯、尾盖、螺母、活塞、活塞密封环、活塞杆、活塞杆密封环、阀瓣、阀芯电磁铁、阀芯复位弹簧、弹簧座、弹簧座内密封环等组成，所述阀芯与所述尾盖固定连接，所述阀瓣连接在活塞杆的右端，所述活塞用所述螺母固定在所述活塞杆中间，所述活塞上装有所述活塞密封环并在所述阀芯和所述尾盖形成的活塞腔移动，所述活塞杆上装有所述活塞杆密封环与所述阀芯的活塞杆腔轴向移动配合；所述活塞腔左端还固定设置所述弹簧座、阀芯复位弹簧和阀芯电磁铁，所述阀芯复位弹簧右端与弹簧座内台阶孔配合，所述阀芯电磁铁还包括电磁铁阀芯和导线，所述阀芯复位弹簧左端与固定在所述活塞杆左端的电磁铁阀芯配合，所述弹簧座内孔中设置有弹簧座内密封环，所述阀芯复位弹簧、弹簧座以及弹簧座内密封环套在左端所述电磁铁阀芯和活塞之间的活塞杆轴上，所述阀芯电磁铁的导线通过所述尾盖、阀芯和阀体内穿线孔接到所述阀体外部；
6.所述阀芯在所述阀座左侧与所述阀座同轴且与所述阀体固定连接；所述阀瓣与所述阀座启闭锥面配合，所述阀体、阀芯和尾盖形成的阀腔为气体流道，所述阀体和阀芯设置有连通活塞左侧腔体、活塞右侧腔体以及阀座左侧气体流道和阀体外部电磁执行器之间的通道，电磁执行器控制通道实现阀座左侧气体流道交替与活塞左侧腔体、活塞右侧腔体之一连通。
7.上述技术方案双电磁自力式轴流截断阀采用阀体外电磁执行器和阀芯内电磁铁双驱动结构。当阀门入口端气体压力为超高压时，外部电磁执行器控制的阀芯回路使高压气体进入到活塞的左侧或右侧推动活塞、阀瓣实现阀门开关动作。当阀门压力降低，阀体外电磁执行器控制的阀芯回路使气体进入到活塞的左侧或右侧无力推动活塞和阀瓣实现阀门开关动作，阀门内部的阀芯电磁铁能辅助驱动电磁铁阀芯、活塞杆、活塞和阀瓣实现阀门
的开关，保证阀门在任何工况压差下都能实现正常运作。
8.进一步所述电磁执行器包括电磁执行器阀体、电磁执行器阀芯、电磁执行器复位弹簧、电磁执行器电磁铁等，所述电磁执行器阀芯与所述电磁执行器阀体内腔间隙配合，所述电磁执行器阀芯在所述电磁执行器阀体内轴向移动，所述电磁铁执行器阀体右端设置电磁执行器电磁铁，所述电磁执行器电磁铁还包括电磁执行器电磁铁阀芯，电磁执行器电磁铁阀芯设置在所述电磁执行器阀芯右端，所述电磁执行器复位弹簧左端与所述阀体配合，所述电磁执行器复位弹簧套在所述电磁执行器阀芯上，所述电磁执行器复位弹簧右端与所述电磁执行器阀芯右端的电磁执行器电磁铁阀芯配合；
9.所述电磁执行器阀体有五个气体口，正中间为进气口，进气口两侧为左出气口和右出气口，左出气口左侧有左排气口，右出气口右侧还有右排气口，所述电磁执行器阀芯从左到右有三个环形槽；当所述电磁执行器阀芯左移到位后，所述电磁执行器阀芯左环形槽连通左排气孔，所述电磁执行器阀芯中间环形槽连通左出气口和进气口，所述电磁执行器阀芯右间环形槽连通右出气口和右排气口；当所述电磁执行器阀芯右移到位后，所述电磁执行器阀芯左环形槽连通左排气孔和左出气口，所述电磁执行器阀芯中间环形槽连通右出气口和进气口，所述电磁执行器阀芯右环形槽连通右排气口；
10.所述电磁执行器的左排气口和右排气口都与阀体阀座右侧气体通道相通，所述电磁执行器的进气口与所述阀体上连通阀座左侧气体的通道相通，所述电磁执行器的左进气口与所述阀体上连通活塞左侧腔体的通道相通，所述电磁执行器的右进气口与所述阀体上连通活塞右侧腔体的通道相通。
11.所述电磁执行器阀芯的三个环形槽之间的圆柱表面有数个环形密封齿与电磁执行器阀体内腔形成迷宫密封。
12.上述技术方案双电磁自力式轴流截断阀的电磁执行器能够满足阀门自力控制功能需要，两个工作位实现阀门靠气体压力实现阀门的关闭和开启。
13.进一步阀体与电磁执行器有管路连接，所述电磁执行器与所述阀体之间的连通通道是钢管焊接组成的所述管路。
14.所述阀体上部表面设置四个沉孔，所述阀体上四个沉孔从左到右依次与阀体上连通活塞左侧腔体的通道、阀体上连通阀座左侧气体的通道、阀体上连通活塞右侧腔体的通道和阀体阀座右侧气体通道连通，所述电磁执行器阀体与所述阀体上的从左到右的前三个沉孔相应位置设置三个沉孔，所述电磁执行器阀体上的三个沉孔从左到右依次与电磁执行器阀体的左出气口、进气口和右出气口连通，上述相应沉孔之间有等长的钢管，钢管两端插入沉孔并焊接牢固密封。
15.所述电磁执行器阀体的左排气口和右排气口设置沉孔，所述左排气孔和右排气孔的沉孔内焊接的钢管和阀体上最右边的沉孔内的钢管通过三通接头连通。
16.上述技术方案保证阀门的控制管路能承受较高压力，电磁执行器固定牢固。
17.所述阀体、阀芯和尾盖形成的阀腔的气体通道为月牙形流道。
18.所述尾盖头部为120度锥形和尾部为圆柱形，中间圆弧形过渡连接。
19.所述阀芯组件与所述阀座用上下两个限位块固定连接，所述阀座左侧气体通道腔壁上有限定所述限位块的沟槽。
20.上述技术方案双电磁自力式轴流截断阀采用轴流式结构形式，即阀芯阀瓣与通道
平行，过流气体从阀门左侧流入，流经纺锤形尾盖和阀芯处的月牙形过流通道，再经阀瓣、阀座处流出，实现气体的过流。轴流式流道结构线性、流阻系数小，高压气体过流时不易产生湍流和高压气蚀冲刷，阀门使用寿命长。
21.所述阀芯和所述弹簧座分别设置与所述活塞杆配合的缓冲腔，与所述缓冲腔配合的所述活塞杆的台阶轴端部和活塞杆挡肩设置15度倒角，倒角长度根据直径确定。
22.上述技术方案双电磁自力式轴流截断阀设置缓冲结构。超高压工况下阀瓣和活塞受高压气体驱动速度极快，开关过程中容易产生撞击破坏密封副。因此阀瓣、活塞在开关行程末端设置缓冲腔，当活塞运动活塞杆外圆进入到缓冲腔时，活塞杆外圆与缓冲腔壁的间隙形成气体节流作用，缓冲腔内的气体缓慢排出，达到活塞末端减速的目的，该结构有效保护了活塞、阀瓣和阀座免受超高压工况下快速开关的撞击破坏，增加阀门使用寿命。
23.所述阀芯与阀体连通的所有通道口周围设置密封垫片。
24.上述技术方案双电磁自力式轴流截断阀设置的密封结构，能够显著减小内部气体泄露对阀门功能的影响。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴，
26.图1本发明双电磁自力式轴流截断阀结构剖视图；
27.图2本发明双电磁自力式轴流截断阀右视图；
28.图3图1中a局部放大图；
29.图4本发明双电磁自力式轴流截断阀的阀芯闭合示意图；
30.图5本发明双电磁自力式轴流截断阀的阀芯开启示意图；
31.图中，1-电磁执行器、11电磁执行器电磁铁、12-电磁执行器阀芯、121-电磁铁执行器电磁铁阀芯13-电磁执行器复位弹簧、14-电磁执行器阀体、141-右排气口、142-右出气口、143-进气口、144-左出气口、145-左排气口、2-管路、3-阀体、31-月牙形流道、32-连通活塞左侧腔体的通道、33-连通阀座左侧气体的通道、34-连通活塞右侧腔体的通道、35-穿线孔、4-阀芯组件、401-阀芯、4011-阀芯缓冲腔、402-尾盖、403-阀芯电磁铁、4031-电磁铁阀芯、4032-阀芯电磁铁的导线、404-阀芯复位弹簧、405-弹簧座、4051-弹簧座缓冲腔、4052-弹簧座内密封环、406-螺母、407-活塞、408-活塞密封环、409-活塞杆密封环、410-活塞杆、4101-活塞杆的台阶轴端部、4102-活塞杆挡肩、411-阀瓣、5-限位块、6-阀座。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
33.图1至图5所示的本发明双电磁自力式轴流截断阀的实施例，本发明的技术方案是双电磁自力式轴流截断阀，由阀体3、限位块5、阀芯组件4、管路2、电磁执行器1等零部件组成。阀体3采用铸钢，阀芯401、尾盖402、活塞杆410、阀瓣411和阀座6采用不锈钢，活塞407采
用铝合金，阀芯复位弹簧404和电磁执行器复位弹簧13采用不锈钢，活塞密封环408和活塞杆密封环409采用高弹性体，螺母406和管路2采用碳钢。
34.阀体3内右侧设置有阀座6，阀芯组件4用限位块5固定在阀体3内左侧，阀芯组件4由阀芯401、尾盖402、螺母406、活塞407、活塞密封环408、活塞杆密封环409、活塞杆410、阀瓣411、阀芯电磁铁403、阀芯复位弹簧404、弹簧座405、弹簧座内密封环4052等组成，阀芯401与所述尾盖402固定连接，阀瓣411连接在活塞杆410的右端，活塞407用螺母406固定在活塞杆410中间，活塞407上装有活塞密封环408并在阀芯401和尾盖402形成的活塞腔移动，活塞杆410上装有活塞杆密封环409与阀芯401的活塞杆腔轴向移动配合，阀芯401和尾盖402形成的活塞腔左端还固定设置弹簧座405、阀芯复位弹簧404和阀芯电磁铁403，阀芯复位弹簧404右端与弹簧座405内台阶孔配合，阀芯电磁铁403还包括电磁铁阀芯4031和导线4032，阀芯复位弹簧404左端与固定在活塞杆410左端的阀芯电磁铁403的电磁铁阀芯4031配合，弹簧座405内孔中设置有弹簧座内密封环4052，所述阀芯复位弹簧404、弹簧座405以及弹簧座内密封环4052套在左端所述电磁铁阀芯4031和活塞407之间的活塞杆轴上，阀芯电磁铁的导线4032通过尾盖402、阀芯401和阀体3的穿线孔35接到阀体3外部。
35.当阀芯电磁铁403没接通电时，阀芯复位弹簧404驱动活塞杆410上的电磁铁阀芯4031带动活塞杆410和阀瓣411等向左打开阀门的方向移动，当阀芯电磁铁403通电时，电磁铁阀芯4031压缩阀芯复位弹簧404带动活塞杆410和阀瓣411等向右关闭阀门的方向移动。
36.阀芯401在阀座6左侧与阀座6同轴且与所述阀体3固定连接，阀瓣411与阀座6启闭锥面配合，阀体3、阀芯401和尾盖402形成的阀腔为月牙形流道31，阀体3和阀芯401设置有连通活塞407左侧腔体、活塞407右侧腔体、阀座左侧月牙形流道31和电磁执行器1之间的通道和管路2；
37.电磁执行器1在阀体3外部，电磁执行器1包括电磁执行器阀体14、电磁执行器阀芯12、电磁执行器复位弹簧13、电磁执行器电磁铁11等，电磁执行器阀芯12与电磁执行器阀体14间隙配合，电磁执行器阀芯12在电磁执行器阀体14内轴向移动，电磁铁执行器阀体14右端设置电磁执行器电磁铁11，电磁铁执行器的电磁铁阀芯121设置在电磁执行器阀芯12右端，电磁执行器复位弹簧13左端与电磁执行器阀体14配合，电磁执行器复位弹簧13套在电磁执行器阀芯12上，电磁执行器复位弹簧13右端与电磁执行器阀芯12右端的电磁铁执行器电磁铁阀芯121配合；阀芯401与阀体3连通的所有通道口周围设置密封垫片。
38.电磁执行器有5个气体口，正中间为进气口143，进气口两侧分别为左出气口144、右出气口142，左出气口144左侧还有左排气口145，右出气口142右侧还有右排气口141，电磁执行器1的右排气口141和左排气口145与阀体阀座6右侧气体通道相通，电磁执行器1的进气口143与阀体3上连通阀座左侧月牙形流道31相通，电磁执行器1的左出气口144与阀体3上连通活塞左侧腔体的通道33相通，电磁执行器1的右出气口142与阀体3上连通活塞右侧腔体的通道34相通。
39.阀体3上部表面设置四个沉孔，所述阀体3上四个沉孔从左到右依次与阀体3上连通活塞左侧腔体的通道33、阀体上连通阀座左侧气体的通道31、阀体上连通活塞右侧腔体的通道34和阀体阀座右侧气体通道连通，所述电磁执行器阀体14与所述阀体3上的从左到右的前三个沉孔相应位置设置三个沉孔，所述电磁执行器阀体14上的三个沉孔从左到右依次与电磁执行器阀体14的左出气口144、进气口143和右出气口142连通，上述相应沉孔之间
有等长的钢管，钢管两端插入沉孔并焊接牢固密封。所述电磁执行器阀体14的左排气口145和右排气口141设置沉孔，所述左排气孔145和右排气孔141的沉孔内焊接的钢管和阀体上最右边的沉孔内的钢管通过三通接头连通。
40.电磁执行器阀芯12从左到右有三个环形槽，三个环形槽之间的圆柱表面有数个环形密封齿与电磁执行器阀体14内腔形成迷宫密封，当电磁执行器电磁铁11通电时，电磁执行器电磁铁11驱动电磁执行器阀芯12压缩电磁执行器复位弹簧13向左移动后，电磁执行器阀芯12左环形槽连通左排气孔145，电磁执行器阀芯12中间环形槽连通左出气口144和进气口143，电磁执行器阀芯12右环形槽连通右出气口142和右排气口141；当电磁执行器电磁铁11没通电时，电磁执行器复位弹簧13推动电磁执行器阀芯12向右移动后，电磁执行器阀芯12左环形槽连通左排气孔145和左出气口144，电磁执行器阀芯12中间环形槽连通右出气口142和进气口143，电磁执行器阀芯12右环形槽连通右排气口141。
41.当电磁执行器1没通电时，电磁执行器复位弹簧13推动电磁执行器阀芯12向右移动，气体通过月牙形流道31、阀芯401和阀体3之间的通道33进入电磁执行器的进气口143，电磁执行器的进气口143与电磁执行器右侧出气口142连通，出气口142气体通过阀体3和阀芯401上通道34进入到活塞407右侧腔体，气体通过压力推动活塞407带动活塞杆410、阀瓣411等左移，活塞407左侧腔体气体通过阀芯401和阀体3与电磁执行器左排气口145连通排出到阀座6右侧气体通道，阀门打开；当电磁执行器1通电时，电磁执行器电磁铁11驱动电磁执行器阀芯12压缩电磁执行器复位弹簧13向左移动，气体通过月牙形流道31、阀芯401和阀体3之间的通道33进入电磁执行器的进气口143，电磁执行器的进气口143与电磁执行器左出气口144连通，左出气口144气体通过阀体3和阀芯401上通道32进入到活塞左侧腔体，气体通过压力推动活塞407带动活塞杆410、阀瓣411等右移，活塞右侧腔体气体通过阀芯401和阀体3与电磁执行器右排气口141连通排出到阀座6右侧气体通道，阀门关闭。
42.超高压工况下阀瓣411和活塞407受高压气体驱动速度极快，开关过程中容易产生撞击破坏密封副。因此弹簧座405设置弹簧座缓冲腔4051和活塞杆的台阶轴端部4101配合产生缓冲，阀芯401活塞腔内设置阀芯缓冲腔4011与活塞杆410的活塞杆挡肩4102配合产生缓冲，活塞杆的台阶轴端部4101和活塞杆挡肩4102设置15度倒角，倒角长度根据直径确定。
43.双电磁自力式轴流截断阀具有流阻小、耐冲刷、扭矩小、使用寿命长等优点，填补了国内超高压工况的截断阀应用领域的空白，为石油、化工、核电、制药、等行业的发展提供了有力保障。
44.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，因此当然不能以实施例来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。