[發(fā)明專(zhuān)利]改進(jìn)的活塞閥及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710965488.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107559444A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏明義;張彥騰;李軍強(qiáng);賈占良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 石家莊三環(huán)閥門(mén)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16K3/26
• 分類(lèi)號(hào): F16K3/26;F16K3/30;F16K3/314;F16K3/316;F16K47/02;F16J15/28
• 代理公司: 石家莊海天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司13101
• 代理人: 田文其

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于閥，特別是指一種改進(jìn)的活塞閥及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

活塞閥與只用作管線切斷的蝶閥和閘閥不同，活塞閥是能滿足各種特殊調(diào)節(jié)要求的閥門(mén)。其調(diào)節(jié)功能是靠一類(lèi)似于活塞狀圓柱體在閥腔內(nèi)作軸向運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。介質(zhì)沿軸向呈弧狀進(jìn)入殼體，活塞閥內(nèi)的流道為軸對(duì)稱(chēng)形，流體流過(guò)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生紊流。流道面積的改變是通過(guò)一個(gè)活塞沿管道軸向做直線運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。無(wú)論活塞在何位置，閥腔內(nèi)的流體斷面均為環(huán)狀，在出口處向軸心收縮。活塞閥具有高流通能力，開(kāi)度與流量成線性關(guān)系，能有效地避免氣蝕和震動(dòng)。內(nèi)殼有流線型的導(dǎo)流肋和外殼相連，不銹鋼活塞被可靠導(dǎo)引滑動(dòng)，杜絕產(chǎn)生傾斜或運(yùn)行不暢。內(nèi)殼上游的端面成球形，使流體形成一個(gè)漸變過(guò)程，活塞由安裝在殼內(nèi)的曲柄連桿來(lái)操作。

就申請(qǐng)人了解的范圍而言，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)國(guó)標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)活塞閥性能指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范性限定。基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的應(yīng)知應(yīng)會(huì)內(nèi)容，滿足活塞筒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及與活塞的裝配同心度，保證活塞被可靠的導(dǎo)引滑動(dòng)，杜絕其產(chǎn)生傾斜或運(yùn)行不暢，不僅在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及裝配中的需要得到有效保證，同時(shí)也是運(yùn)行過(guò)程中衡量活塞閥能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的重要技術(shù)指標(biāo)之一。

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)活塞閥的主流產(chǎn)品為德國(guó)閥門(mén)生產(chǎn)商——VAG公司制造，該產(chǎn)品是在美國(guó)的針閥基礎(chǔ)上改進(jìn)研制而成，它產(chǎn)生于20世紀(jì)40年代，于20世紀(jì)60年代臻于成熟。自20世紀(jì)60年代至2007年生產(chǎn)并安裝了4000多臺(tái)活塞閥。我國(guó)自20世紀(jì)90年代開(kāi)始引進(jìn)安裝活塞閥，目前在大型水利工程、污水處理、輸水及水利發(fā)電等工程項(xiàng)目中大量使用VAG公司的產(chǎn)品。

上述現(xiàn)有產(chǎn)品存在的主要問(wèn)題如下：一是活塞筒的徑向定位由固定于活塞筒中部及殼體之間的筋板實(shí)現(xiàn)，不僅裝配難度大(活塞筒與分氣活塞的裝配同心度不易保證)，而且因軸向固定點(diǎn)與徑向固定點(diǎn)距離較近導(dǎo)致支撐穩(wěn)定性差，嚴(yán)重時(shí)因分氣活塞與活塞筒不同軸導(dǎo)致出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象。二是作為傳動(dòng)的主要部件——連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸為半軸，其一端依次通過(guò)活塞筒、殼體與外置動(dòng)力源相連，其另一端與連桿機(jī)構(gòu)的曲柄中心軸孔裝配，導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸在一端受力作用下容易產(chǎn)生撓曲變形，從而使其驅(qū)動(dòng)的活塞運(yùn)行不暢；同時(shí)轉(zhuǎn)軸與活塞筒一側(cè)穿接使活塞筒受力不均衡容易產(chǎn)生傾斜，運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性差；三是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差也是導(dǎo)致活塞閥在工作狀態(tài)下產(chǎn)生較大工作噪音的主要原因之一。四是現(xiàn)有活塞閥均不能用于氣體(尤其是高溫氣體)輸送的控制閥，原因在于活塞閥的密封副均采用橡膠制品，由于受材料耐受溫度的限制(申請(qǐng)人查閱資料后發(fā)現(xiàn)，作為耐熱性能較好的橡膠制品——氟橡膠、硅橡膠等的耐溫不超過(guò)300℃)，現(xiàn)有采用橡膠密封材料的活塞閥所輸送的氣態(tài)物質(zhì)溫度不能超過(guò)300℃，但熱煤氣(如高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣)瞬間溫度可達(dá)450℃，高溫情況下密封副會(huì)因超過(guò)其耐溫限度而損壞。目前活塞閥所輸送的物料均為液體，液體在輸送過(guò)程中會(huì)對(duì)缸桶、活塞等部件起到潤(rùn)滑及冷卻作用，但如果輸送介質(zhì)為氣體則不能對(duì)活塞及缸筒產(chǎn)生潤(rùn)滑，在失去潤(rùn)滑的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)對(duì)缸筒產(chǎn)生機(jī)械損傷。

申請(qǐng)人在專(zhuān)利號(hào)為201620106332.2的實(shí)用新型專(zhuān)利中公開(kāi)了一種組合式消振降噪調(diào)壓閥組，調(diào)節(jié)閥為活塞式調(diào)節(jié)閥，活塞式調(diào)節(jié)閥包括殼體、活塞缸、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和圓筒狀的活塞，殼體的形狀為流線型，殼體的前端開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣口且后端開(kāi)設(shè)有出氣口，活塞缸位于殼體內(nèi)并與殼體同軸設(shè)置，活塞缸與殼體之間形成環(huán)形流道，活塞缸的前端為水平設(shè)置的V字形且開(kāi)口端朝向后端，活塞缸的后端為圓筒形且后端與前端連通，活塞后端的側(cè)壁上沿圓周方向開(kāi)設(shè)有多個(gè)槽孔，活塞的前端位于活塞缸內(nèi)并借助驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在活塞缸內(nèi)沿前后方向移動(dòng)使環(huán)形流道與殼體后端的出氣口連通或斷開(kāi)。上述現(xiàn)有技術(shù)由于采用活塞閥代替了現(xiàn)有的蝶閥，在降噪方面取得了明顯的技術(shù)進(jìn)步，但上述現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在如下問(wèn)題：一是由于閥體中部分零部件結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致工作時(shí)容易因結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械噪聲；二是由于其用于氣流壓降分散的閥腔結(jié)構(gòu)不合理所產(chǎn)生的空氣動(dòng)力性噪聲。

就申請(qǐng)人了解的范圍而言，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)國(guó)標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)活塞閥性能指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范性限定。基于對(duì)通用機(jī)械及閥門(mén)的技術(shù)要求，滿足零部件之間的配合可靠，保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)于氣態(tài)物質(zhì)輸送過(guò)程中的有效控制，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理降低煉鐵高爐煤氣管網(wǎng)末端的調(diào)壓閥組所產(chǎn)生的噪聲，不僅是活塞閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用中的迫切需要，同時(shí)也是活塞閥在應(yīng)用過(guò)程中的主要研發(fā)方向之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的活塞閥及其應(yīng)用，采用本發(fā)明不僅能使活塞筒得到有效穩(wěn)定的支撐，使轉(zhuǎn)軸受力更加均衡而不易形變，同時(shí)能夠適用于對(duì)氣態(tài)物質(zhì)(尤其是高溫氣體)的流量控制。

本發(fā)明的整體技術(shù)構(gòu)思是：