[發(fā)明專利]超輕型自壓自封快速閥門

在審

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• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN103759020A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳光煥
• 申請（專利權(quán)）人: 陳光煥
• 主分類號: F16K1/00
• 分類號: F16K1/00;F16K31/06;F16K31/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種閥門，更確切的說是一種把流體的自身壓力變作閥門開與關(guān)的動力，實現(xiàn)超輕型的自壓自封快速閥門。

背景技術(shù)

人類對閥門的應(yīng)用已有幾百年的歷史了，一直沿用至今的主要有截止閥、閘閥、蝶閥和球閥等；而密封圈歷來就是任何一種閥門必不可少的終身配件。特別是靜止的閥蓋和閥桿旋轉(zhuǎn)之間的縫隙密封(活密封)，以及密封于高溫高壓的各種閥門，其調(diào)整、更換密封圈就更為頻繁了。當今世界雖然高新技術(shù)正在快速發(fā)展，卻也只是在密封圈的材質(zhì)方面進行提升，而未曾在閥門設(shè)計方面實施排除使用密封圈或改善密封圈使用環(huán)境及減輕閥門開與關(guān)力度的優(yōu)良方法。例如，一個公稱通徑為100mm的截止閥，使用在公稱壓力8Mpa的介質(zhì)中，其關(guān)閉的力量必須大于6280Kg，而采用本設(shè)計的方案，只需90Kg的啟動力量即可。正是由于關(guān)閉的力度太大，才有了2010年7月16日大連大獨山深港油庫管道爆炸燃燒時，需要幾十名青年男子進行輪流操作才把油源的閥門關(guān)住。如果利用本技術(shù)的快速閥門，只需一人輕松一提，即能快速關(guān)閉。又如2011年3月，日本福島核能發(fā)電廠大型備用的發(fā)電機組被海嘯沖走，無大功率電源，打不開閥門加不進水而眼睜睜地望著“生料棒”被燒裂導(dǎo)致核泄漏。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種把流體的自身壓力變作閥門開與關(guān)的動力，實現(xiàn)無活密封超輕型的自壓自封快速閥門。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取的解決方案是：一種超輕型自壓自封快速閥門，它包括閥體，閥體中設(shè)有一號氣室、進口和出口，閥瓣蓋在出口處，閥瓣中設(shè)有先導(dǎo)孔，內(nèi)襯筒套在閥蓋內(nèi)，內(nèi)襯筒和閥瓣之間有縫隙，內(nèi)襯筒內(nèi)形成二號氣室，閥蓋固定在閥體上，閥桿和閥桿芯子連成一體設(shè)置在封閉缸內(nèi)，僅有閥桿尖塞頭暴露在先導(dǎo)孔之外，閥桿芯子中有內(nèi)磁環(huán)，封閉缸固定在閥蓋上。

該閥門采取了全封閉的方式，即就是將閥蓋與閥桿之間的縫隙用封閉缸進行封閉，改變動密封為靜密封，或利用焊接的工藝將閥蓋與封閉缸實行固定焊接，使其永不泄漏(排除了活密封)。在內(nèi)外隔絕的狀況下，利用高磁釹鐵硼的吸力或電磁吸力來牽引內(nèi)部閥桿動作實施閥門的開與關(guān)。然而，磁鐵吸力僅幾十公斤而已，如何發(fā)揮幾百公斤甚至幾千公斤的作用，正是本案的重點創(chuàng)新之處。其方法是：將閥門內(nèi)體分別設(shè)置兩個承壓氣室。一號氣室設(shè)置在閥瓣下部的周圍作為開啟閥瓣的動力；又在閥瓣的上平面設(shè)置二號氣室，利用流體的自身壓力將閥瓣與出口壓緊關(guān)嚴(因出口處屬于零壓力)。當閥門需要開啟時，只要將二號氣室稍微降壓，一號氣室內(nèi)的壓力立刻變?yōu)榇蜷_閥瓣的動力。這樣，既實現(xiàn)了自壓自封、又達到了自壓開啟；不但重壓關(guān)嚴而且開啟容易。例如：一個公稱通徑為100mm的截止閥，使用在公稱壓力8Mpa的介質(zhì)中，其關(guān)閉的力量必須大于6280Kg，而采用本設(shè)計的方案，只需90Kg的啟動力量即可，而封閉的力度最高可達8000余公斤。其計算公式如下：假設(shè)：公稱通徑100mm，公稱壓力8MPa，公稱通徑100mm：50×50×3.14×0.8Kg＝6280Kg，閥門出口管外徑(最高封閉力度)，EQSNΦ165.2mm-0.2mm＝165mm(FBΦ)，二號氣室與閥瓣縫隙面積XDΦ11.6mm：5.8×5.8×3.14×0.8Kg＝84.5Kg，加之閥瓣的自重，可見啟動力量僅需90Kg；再經(jīng)齒輪和螺桿的變數(shù)，實際啟動力度不及20Kg而已。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、閥蓋，2、閥桿，3、二號氣室，4、內(nèi)襯筒，5、固定螺釘，6、閥瓣，7、導(dǎo)氣室，8、閥桿尖頭塞，9、進口，10、一號氣室，11、先導(dǎo)孔，12、出口，13、閥體，2-1、封閉缸，2-2、內(nèi)磁環(huán)，2-3、閥桿芯子。

具體實施方案

下面結(jié)合實施例及其附圖對本發(fā)明再作描述。

參見圖1，一種超輕型自壓自封快速閥門，它包括閥體13，閥體13中設(shè)有一號氣室10，進口9和出口12，閥瓣6蓋在出口12處，閥瓣中設(shè)有先導(dǎo)孔11，內(nèi)襯筒4套在閥蓋1內(nèi)，內(nèi)襯筒4和閥瓣6之間有縫隙，內(nèi)襯筒內(nèi)形成二號氣室3，閥蓋1固定在閥體13上，閥桿2和閥桿芯子2-3連成一體設(shè)置在封閉缸2-1內(nèi)，僅有閥桿尖塞頭8暴露在先導(dǎo)孔11之外，閥桿芯子2-3中有內(nèi)磁環(huán)2-2，封閉缸2-1固定在閥蓋1上。

參見圖1，所述的先導(dǎo)孔11上有導(dǎo)氣室7。

參見圖1，該閥的工作原理簡述如下：閥瓣6蓋在出口12處，當壓力流體從進口9進入一號氣室10，其中部分流體從內(nèi)襯筒4和閥瓣6之間的縫隙中進入到二號氣室3。由于閥桿2和閥蓋1之間的縫隙已被封閉缸2-1所封閉，于是快速形成二號氣室3和一號氣室10的壓力等同；這時由于出口12屬于零壓力，于是閥瓣6受二號氣室3的壓強將閥口封閉得嚴嚴實實。這就是在內(nèi)外隔絕(指閥桿2和閥蓋1之間的縫隙被封閉缸2-1所封閉)的狀況下，實現(xiàn)自壓自封。壓強越高關(guān)得越嚴。閥門的開啟：閥桿2和閥桿芯子2-3的整體設(shè)置在封閉缸2-1壓力的流體之中，僅就閥桿尖塞頭8暴露在先導(dǎo)孔11之外，由于先導(dǎo)孔11截面極小(約占閥門公稱流徑的1.5％)，于是開啟的力度極輕。開啟的動力源，來自另外配件(執(zhí)行器)被提升，由于芯子內(nèi)磁環(huán)2-2吸合的力量也在被提升。當閥桿芯子2-3被提起，即閥桿尖塞頭8只要被提起0.10毫米時，其周圍的壓力流體從先導(dǎo)孔11迅速往出口12沖泄，同時將閥桿尖塞頭8往上推，使先導(dǎo)孔11滿負荷排泄，這時二號氣室3內(nèi)的壓力驟降；當二號氣室3的壓力比一號氣室10的壓力略低時，其閥瓣6自然被一號氣室10的壓力往上頂，使二號氣室3的空間變得越來越小，其流體從先導(dǎo)孔11中被擠出；同時，先導(dǎo)孔11流體排放的后沖力也幫助著閥瓣6的上升。由于一號氣室10的壓力由進口9進入向出口12排放，同時快速地將閥瓣6開啟至極點。這就形成了快速自壓開啟。可見，不論所使用的流體壓力有多大，只要將二號氣室3的壓力略降低于一號氣室10，其自然就被輕易打開而且速度很快。閥門的關(guān)閉(復(fù)原)：由于內(nèi)磁環(huán)2-2和外置執(zhí)行器的吸合力量，只要把執(zhí)行器的手柄往下輕壓使閥桿芯子2-3和閥桿2往下略降(因在壓力同等級的狀況下，下壓力度極輕)，使閥桿尖塞頭8彌合于先導(dǎo)孔11，隨著閥瓣6繼續(xù)下降，二號氣室3的空間逐漸擴大，而壓力較高的流體從閥瓣6和內(nèi)襯筒4的縫隙中不斷地向正在擴大空間的二號氣室3內(nèi)填充；正由于這股力量的填充使閥瓣6不會被一號氣室10的壓力所反彈，實現(xiàn)了輕松關(guān)閉；當閥瓣6關(guān)到極點時，因為出口12的流體壓力逐漸在降低，而二號氣室3的壓力逐漸在增高，于是關(guān)閉越來越嚴。實現(xiàn)了自壓自封。