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(10)申请公布号 CN 104132157 A (43)申请公布日 2014.11.05 CN 104132157 A (21)申请号 201310157590.4 (22)申请日 2013.05.02 F16K 5/06(2006.01) F16K 5/12(2006.01) (71)申请人 刘海亮 地址 100176 北京市北京经济技术开发区永 昌北路 2 号 申请人 张在晓 王磊 赵寿军 (72)发明人 刘海亮 张在晓 王磊 赵寿军 (54) 发明名称 ?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥?(57) 摘要 本发明涉及一种?？榛杓平切谐滩僮鞯那?制密封阀， 其主要部件包括阀体、 启闭件、 阀盖、 阀 杆、 阀座、 导流筒、 阀座支撑板、 导流筒支撑板、 操 作机构和排污阀等。启闭件布置在阀座和导流筒 之间， 其凸面和凹面为相互偏心球面结构， 通过调 节凸球面与凹球面球心的相对位置以及它们的半 径， 可以调节启闭件各处的厚度以调节阀门处于 不同阀位时启闭件与阀座之间的密封比压， 这使 得阀门在某些阀位时可以实现强制密封。 另外， 启 闭件、 阀杆、 阀座、 导流筒、 阀座支撑板、 导流筒支 撑板以及阀盖可以做成一个?？?， 在拆卸阀盖与 阀体连接的紧固件后， 可以将整个?？榇臃胖?整体抽出， 这使得此阀门的易损件实现了?？榛?更换。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104132157 A CN 104132157 A 1/1 页 2 1. 一种?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥?， 一种?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊?阀， 其主要部件包括阀体1、 启闭件2、 阀盖3、 阀杆4、 阀座5、 导流筒6、 阀座支撑板7、 导流筒 支撑板 8、 操作机构 9、 排污阀 10， 其特征是 ： 启闭件 2 布置在阀座 5 和导流筒 6 之间， 其凸 面和凹面均为球面结构， 且凸球面与凹球面为偏心结构。 2. 根据权利要求 1 所述的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥?， 其中的启闭件 2 各处 的厚度可以通过其凸球面与凹球面球心的相对位置以及它们的半径进行调节， 进而达到调 节阀门处于不同阀位时启闭件 2 与阀座 5 之间的密封比压的目的， 从而实现阀门在某些阀 位时的强制密封。 3. 根据权利要求 1 所述的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥?， 其中的阀杆 4 带动启 闭件 2 在约 90°的范围内旋转， 即可以起到在全开位和全关位之间改变阀位的目的， 实现 了阀门角行程操作。 4. 根据权利要求 1 所述的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥?， 其中的导流筒 6 安装 在阀体 1 内， 其一侧与阀体 1 相接触配合形成密封， 另外一侧与启闭件 2 凹球面接触配合， 此结构会在阀门开关过程中对介质起到导流的作用， 使得绝大多数介质会直接经导流筒 6 而流向下游。 5.根据权利要求1所述的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥?， 其中的启闭件2、 阀杆 4、 阀座 5、 导流筒 6、 阀座支撑板 7、 导流筒支撑板 8 以及阀盖 3 可以做成一个?？?15， 在拆 卸阀盖 3 与阀体 1 之间连接的紧固件后， 可以将整个?？?15 从阀体 1 中整体抽出。 权 利 要 求 书 CN 104132157 A 2 1/4 页 3 ?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥?技术领域 [0001] 本发明涉及一种阀门， 尤其是一种方便更换阀芯的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐?密封阀。 背景技术 [0002] 作为石油、 化工、 电力、 冶金、 造纸等行业各类管道系统的 “咽喉” ， 阀门在上述行业 中有着极为广泛的应用， 而球阀和楔式闸阀是其中应用最多的阀门类型。 [0003] 普通的球阀一般包括阀体、 阀杆、 阀盖、 球体、 阀座等， 阀杆与球体传动连接， 使球 体作旋转运动来改变球体流道与阀座之间的相对关系从而达到开启和关闭介质的目的。 球 阀的操作通常为 90°角行程操作， 具有开关迅速、 操作方便的优点， 并且在全开、 全关两个 位置时阀座密封面与球面会处于闭合状态， 不易被介质冲蚀， 因此在各行业得到了广泛的 应用。 但是， 普通球阀具有以下两个缺点 ： 其一， 在开关过程中， 很大一部分介质会流经阀腔 后流向下游， 在此过程中， 介质流向变化剧烈， 流体速度很快， 会对球体和阀座密封面形成 严重冲刷， 球体和阀座均容易发生磨损 ； 其二， 无论球体相对于阀座处于何种位置， 这两者 之间的压力是相同的， 即在任何阀位两者之间的密封比压是相同的， 这使得两者之间密封 比压的选择成了两难问题 ： 选择较高的密封比压会加快球体密封面和阀座密封面的磨损， 而选择较低的密封比压会无法保证阀门的密封性能。 [0004] 普通的楔式闸阀一般包括阀体、 阀杆、 阀盖、 楔式闸板、 阀座等， 阀杆与闸板传动连 接， 使闸板上下运动来改变闸板流道与阀座之间的相对关系从而达到开启和关闭介质的目 的。楔式闸阀是一种强制密封式阀门， 其强制密封是通过楔式闸板与阀座在全关位状态时 相互挤压产生强制密封力而实现的， 强制密封力提高了阀门在全关位时的密封比压， 保证 了楔式闸阀在全关位的密封性能， 同时这种设计降低了闸板与阀座密封面在开关过程中的 磨损。但是， 楔式闸阀为多回转式操作， 开关过程需要较长时间， 操作不够方便。 发明内容 [0005] 本发明结合了球阀与楔式闸阀在设计上的优点， 克服了它们的上述缺点， 并且相 关易磨损部件实现了?？榛杓?， 目的是提供一种?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥?。 [0006] 本发明的技术方案如下 ： [0007] 一种?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥?， 其主要部件包括阀体、 启闭件、 阀盖、 阀杆、 阀座、 导流筒、 阀座支撑板、 导流筒支撑板、 操作机构和排污阀等。阀杆与启闭件传动 连接， 使启闭件作旋转运动来改变启闭件流道与阀座之间的相对关系从而达到开启和关闭 介质的目的。在设计上， 只要阀杆带动启闭件旋转 90°左右即可以实现阀门全开位与全关 位的转换， 实现了阀门的角行程操作。 因此， 本阀门与普通球阀相同， 具有开关迅速、 操作方 便的优点， 而避免了楔式闸阀需要多回转操作的缺点。 [0008] 启闭件布置在阀座和导流筒之间， 其凸面和凹面均为球面结构。阀座的一侧与启 闭件的凸球面接触配合， 另外一侧与阀体接触配合。导流筒的一侧与启闭件的凹球面接触 说 明 书 CN 104132157 A 3 2/4 页 4 配合， 另外一侧与阀体接触配合。凸球面与凹球面为偏心结构， 即它们的球心不重合。此偏 心结构使得启闭件各处的厚度并不完全相同， 进而使得启闭件的不同位置与阀座和导流筒 之间的压力是不完全相同的。通过调节凸球面与凹球面球心的相对位置以及它们的半径， 可以调节启闭件各处的厚度以调节阀门处于不同阀位时启闭件与阀座之间的密封比压， 这 使得阀门在某些阀位时可以实现强制密封。这使得阀门密封比压的选择不再是两难问题， 在设计上可以实现在需要启闭件与阀座和导流筒之间有较大压力之处采用较大的启闭件 厚度。 例如， 可以将启闭件在全关位的厚度设计的较大， 使得启闭件与阀座和导流筒在全关 位状态时相互挤压产生强制密封力， 强制密封力提高了阀门在全关位时的密封比压， 保证 了阀门在全关位的密封性能， 实现了全关位的强制密封， 同时， 其它阀位的密封比压较小， 降低了启闭件与阀座密封面在开关过程中的磨损。 [0009] 导流筒安装在阀体内， 其一侧与阀体相接触配合形成密封， 另外一侧与启闭件凹 球面接触配合， 此结构会在阀门开关过程中对介质起到导流的作用， 使得绝大多数介质会 直接经导流筒而流向下游， 在此过程中， 介质对启闭件和阀座密封面的冲刷可以忽略， 启闭 件和阀座不容易磨损， 这避免了普通球阀的一个缺点。 [0010] 另外， 启闭件、 阀杆、 阀座、 导流筒、 阀座支撑板、 导流筒支撑板以及阀盖可以做成 一个?？?， 在拆卸阀盖与阀体连接的紧固件后， 可以将整个?？榇臃胖姓宄槌?， 这使得 此阀门的易损件实现了?？榛?， 降低了更换易损件的难度， 节省了维修时间， 可以大大 减少用户的停工成本。 [0011] 本发明的优点在于 ： [0012] 阀门为 90°角行程操作， 具有开关迅速、 操作方便的优点， 而避免了普通强制密封 阀需要多回转操作的缺点 ； 启闭件的凸球面和凹球面采用偏心设计， 使得启闭件与阀座和 导流筒在指定的阀位状态可以挤压产生强制密封力， 强制密封力提高了阀门的密封比压， 保证了阀门在这些阀位的密封性能， 实现了强制密封， 同时， 其它阀位的密封比压较小， 降 低了启闭件与阀座密封面在开关过程中的磨损 ； 阀门中设置导流筒， 使得绝大多数介质会 直接经导流筒而流向下游， 在此过程中， 介质对启闭件和阀座密封面的冲刷可以忽略， 启闭 件和阀座不容易磨损 ； 启闭件、 阀杆、 阀座、 导流筒等部件可以做成一个?？?， 这使得此阀门 的易损件实现了?？榛?， 降低了更换易损件的难度， 节省了维修时间， 可以大大减少用 户的停工成本。 附图说明 [0013] 附图 1 为本发明涉及的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥У闹饕峁?； [0014] 附图 2 为本发明涉及的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥环皇疽馔?； [0015] 附图 3 为本发明涉及的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥匚环皇疽馔?； [0016] 附图 4 为本发明涉及的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥У钠舯占慕峁?示意图 ； [0017] 附图 5 为本发明涉及的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥О肟唤橹识悦芊?元件冲刷示意图 ； [0018] 附图 6 为普通球阀半开位介质对密封元件冲刷示意图 ； [0019] 附图 7 为本发明涉及的?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥Х灸？槭疽馔?： 说 明 书 CN 104132157 A 4 3/4 页 5 具体实施方式 [0020] 一种?？榛杓平切谐滩僮鞯那恐泼芊夥?， 其主要部件包括 ： 阀体 1、 启闭件 2、 阀 盖 3、 阀杆 4、 阀座 5、 导流筒 6、 阀座支撑板 7、 导流筒支撑板 8、 操作机构 9、 排污阀 10。如图 1 所示。 [0021] 启闭件 2 与阀杆 4 相连接， 通过旋转阀杆 4 带动启闭件 2 作旋转运动来改变启闭 件 2 的流道与阀座 5 的通径之间的相对关系开启和关闭介质的目的。当启闭件 2 的流道面 积与阀座 5 的通径面积 100％连通时， 阀门处于全开位 ； 当启闭件 2 的流道面积与阀座 5 的 通径面积 100％隔绝时， 阀门处于全关位 ； 当启闭件 2 的流道面积与阀座 5 的通径面积部分 连通时， 阀门处于半开位。 [0022] 在设计上， 只要阀杆4带动启闭件2在约90°的范围内旋转， 即可以起到在全开位 和全关位之间改变阀位的目的， 即阀门实现了角行程操作。 [0023] 启闭件 2 布置在阀座 5 和导流筒 6 之间， 其凸面和凹面均为球面结构。阀体 1、 启 闭件 2、 阀盖 3、 阀座 5 和导流筒 6 之间会形成一个腔体， 称之为阀腔。如图 2、 图 3 所示。 [0024] 阀座 5 的一侧与阀体 1 接触配合， 并且在阀座 5 和阀体 1 之间设有密封圈， 使得阀 座 5 与阀体 1 之间可以形成密封， 介质不会从阀座 5 与阀体 1 之间流过。阀座 5 的另外一 侧与启闭件2的凸球面接触配合， 根据介质条件和实际使用需求， 可以在阀座5镶嵌密封圈 从而它们之间实现密封密封， 也可以通过提高阀座 5 与启闭件 2 的加工精度从而使它们之 间实现金属 - 金属密封， 这两种方式都可以保证介质不会从阀座 5 与启闭件 2 之间流过。 [0025] 导流筒 6 的一侧与阀体 2 接触配合， 并且在导流筒 6 与阀体 1 之间设有密封圈， 使 得导流筒 6 与阀体 1 之间可以形成密封， 介质不会从导流筒 6 与阀体 1 之间流过而进入阀 腔。导流筒 6 的另外一侧与启闭件 2 的凹球面接触配合， 根据介质条件和实际使用需求， 可 以在导流筒 6 镶嵌密封圈从而它们之间实现密封， 也可以通过提高导流筒 6 与启闭件 2 的 加工精度从而使它们之间实现金属 - 金属密封， 这两种方式都可以保证介质不会从导流筒 6 与启闭件 2 之间流过而进入阀腔。 [0026] 启闭件 2 的凸球面与凹球面为偏心结构， 即它们的球心不重合。此偏心结构使得 启闭件各处的厚度并不完全相同， 进而使得启闭件 2 的不同位置与阀座 5 和导流筒 6 之间 的压力是不完全相同的。通过调节凸球面与凹球面球心的相对位置以及它们的半径， 可以 调节启闭件 2 各处的厚度以调节阀门处于不同阀位时启闭件 2 与阀座 5 之间的密封比压， 这使得阀门在某些阀位时可以实现强制密封。通常而言， 阀门在全关位的密封性对于阀门 而言是至关重要的， 因此， 可以将启闭件 2 在全关位的厚度设计的较大， 使得启闭件 2 与阀 座 5 和导流筒 6 在全关位状态时相互挤压产生强制密封力， 强制密封力提高了阀门在全关 位时的密封比压， 保证了阀门在全关位的密封性能， 实现了全关位的强制密封， 同时， 其它 阀位的密封比压较小， 降低了启闭件 2 与阀座 5 密封面在开关过程中的磨损。以上描述的 启闭件偏心结构如图 4 所示。 [0027] 导流筒 6 安装在阀体 1 内， 其一侧与阀体 1 相接触配合形成密封， 另外一侧与启闭 件 2 凹球面接触配合， 此结构会在阀门开关过程中对介质起到导流的作用， 使得绝大多数 介质会直接经导流筒 6 而流向下游， 在此过程中， 介质对启闭件 2 和阀座 5 密封面的冲刷可 以忽略， 启闭件 2 和阀座 5 不容易磨损， 如图 5 所示。这种介质流通方式避免了普通球阀在 说 明 书 CN 104132157 A 5 4/4 页 6 阀门开关过程中介质会冲刷阀芯和阀座密封面的冲刷， 如图 6 所示。 [0028] 另外， 启闭件 2、 阀杆 4、 阀座 5、 导流筒 6、 阀座支撑板 7、 导流筒支撑板 8 以及阀盖 3 可以做成一个?？?15， 在拆卸阀盖 3 与阀体 1 之间连接的紧固件后， 可以将整个?？?15 从阀体 1 中整体抽出， 这使得此阀门的易损件实现了?？榛?。如图 7 所示。 [0029] 本说明书中公开的所有特征， 或公开的所有方法或过程中的步骤， 除了相互排斥 的特种和 / 或步骤以外， 均可以以任何方式组合。 [0030] 本说明书(包括任何附加权利要求、 摘要和附图)中公开的任一特征， 除非特别叙 述， 均可以被其它等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即， 除非特别叙述， 每个特征 只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 [0031] 本发明并不局限于前述的具体实施方式。 本发明扩展到任何在本说明书中披露的 新特征或任何新的组合， 以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 说 明 书 CN 104132157 A 6 1/5 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 104132157 A 7 2/5 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 104132157 A 8 3/5 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104132157 A 9 4/5 页 10 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 104132157 A 10 5/5 页 11 图 7 说 明 书 附 图 CN 104132157 A 11