一种内平衡滑阀式高压手动截断阀.pdf

本发明涉及一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，其特征在于，所述截断阀包括截断阀本体，所述截断阀本体包括阀杆，与阀杆下端配合使用的阀芯，所述阀杆的上端与螺纹支座相互配合，螺纹支座的上端连接有驱动装置，通驱动装置的旋转带动阀杆，阀杆上的外螺纹与螺纹支座的内螺纹相互作用，进而带动阀芯向上移动。该技术方案中阀芯下端面截面积加上阀杆下端面的截面积等于阀芯上端面的截面积，根据力等于压力乘以作用面积可知，上下作用面积相等可使高压介质作用在阀芯两端上的力就相等，阀芯可以处于平衡状态，此时驱动装置只要克服少许的密封和螺丝副摩擦力即可；3）阀打开后高压高速流动的介质不与密封接触，可延长密封寿命。

权利要求书
1.  一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，其特征在于，所述截断阀包括截断阀本体，所述截断阀本体包括阀杆，与阀杆下端配合使用的阀芯，所述阀杆的上端与螺纹支座相互配合，螺纹支座的上端连接有驱动装置，通驱动装置的旋转带动阀杆，阀杆上的外螺纹与螺纹支座的内螺纹相互作用，进而带动阀芯向上移动。

2.  根据权利要求1所述的一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，其特征在于，所述阀芯设置为阶梯式阀芯。

3.  根据权利要求2所述的一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，其特征在于，阀芯中间设置有腰形孔，所述腰形孔的数量至少为一个。

4.  根据权利要求1或2或3所述的一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，其特征在于，所述阀体内设置有密封，所述密封数量设置为4道。

5.  根据权利要求1或2或3所述的一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，其特征在于，所述截断阀还包括连接块和螺丝卡板，所述阀杆通过连接块和螺丝卡板与阀芯相连。

6.  根据权利要求1或2或3所述的一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，其特征在于，所述截断阀本体的上下两端设置有上端盖和下端盖。

7.  根据权利要求1或2或3所述的一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，其特征在于，所述驱动装置包括液压缸、气缸、电动驱动装置、手柄中的一种。

8.  根据权利要求1或2或3所述的一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，其特征在于，所述阀芯下端的截面积加上阀杆下端的截面积等于阀芯上端的截面积。

说明书一种内平衡滑阀式高压手动截断阀
技术领域
本发明涉及一种截断阀，尤其是一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，属于高压介质系统阀门的设计和制造技术领域。
 
背景技术
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。截断阀又称闭路阀，其作用是接通或截断管路中的介质，截断阀包括闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀和隔膜等，其阀芯主要有锥阀和滑阀式两种。高压阀手动截断阀是指公称压力PN 为10～80Mpa的阀门，借助手轮、手柄、杠杆、链轮，由人力来操纵阀门动作，其状态一般只有两种：即开和关。现有的高压截断阀在使用过程中主要有以下一个问题：1.阀关闭后再在高压状态下打开比较费力，因为高压介质的压力只作用在阀芯一侧（或两侧但作用面积不一样大），使阀芯受到很大的不平衡力作用，通过手动移动阀芯较困难。2.大多数锥阀式结构的截断阀打开后高压、高速流动的介质会直接作用在阀芯和密封上，造成阀芯和密封磨损、损坏，截断阀内泄失效，阀使用寿命短。
     中国专利CN200920288252.3 公开了一种《高压水除鳞平衡式双作用手动闸阀》和专利CN201020163332.9公开了一种《冶金用除鳞喷射阀》，《高压水除鳞平衡式双作用手动闸阀》是一种手动锥阀结构，阀打开后高压、高速流动的介质会直接作用在阀芯和密封上，造成阀芯和密封磨损、损坏，使用寿命短。《冶金用除鳞喷射阀》的阀芯采用的滑阀式结构，其由气缸驱动，但其阀芯上部的截面积小于阀芯下部的截面积，当高压介质作用在上下两面时就会产生一股不平衡力(力向上)，如将其改为人力驱动同样会出现费力现象。因此，迫切的需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供结构简单、操作方便的内平衡滑阀式高压手动截断阀，该截断阀真正实现了内平衡，节约了人力或者驱动装置的负载力，降低了成本。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，其特征在于，所述截断阀包括截断阀本体，所述截断阀本体包括阀杆，与阀杆下端配合使用的阀芯，所述阀杆的上端与螺纹支座相互配合，螺纹支座的上端连接有驱动装置，通驱动装置的旋转带动阀杆，阀杆上的外螺纹与螺纹支座的内螺纹相互作用，进而带动阀芯向上移动。
作为本发明的一种改进，所述阀芯设置为阶梯式阀芯。该设置巧妙，正是由于阀芯结构设置为阶梯式结构，阀芯下端面截面积加上阀杆下端面的截面积等于阀芯上端面的截面积，根据力等于压力乘以作用面积可知，上下作用面积相等可使高压介质作用在阀芯两端上的力就相等，阀芯可以处于平衡状态，此时驱动装置只要克服少许的密封和螺丝副摩擦力即可，大大降低了驱动装置的负载力。
作为本发明的一种改进，阀芯中间设置有腰形孔，使阶梯式阀芯的压力介质内外相通，所述腰形孔的数量至少为一个,其实际的大小和数量取决于截断阀打开时的设计流量。
作为本发明的一种改进，所述阀体内设置有密封，一般设置为两种密封，所述密封数量设置为4道，最上面一道密封内径较大，下面三道为同一规格内径较小，两种密封分别与阶梯式阀芯的粗细外径配合，主要起密封隔离介质作用。
作为本发明的一种改进，所述截断阀还包括连接块和螺丝卡板，所述阀杆通过连接块和螺丝卡板与阀芯相连。
作为本发明的一种改进，所述截断阀本体的上下两端设置有上端盖和下端盖。
作为本发明的一种改进，所述所述截断阀还包括驱动装置，所述驱动装置包括液压缸、气缸、电动驱动装置或者手柄中的一种。
作为本发明的一种改进，所述阀芯下端的截面积加上阀杆下端的截面积等于阀芯上端的截面积。
本发明的优点如下，1）整体结构简单、成本较低、操作方便；2）一种内平衡滑阀式高压截断阀，主要包括阀杆和阶梯式的阀芯，阀芯下端面截面积加上阀杆下端面的截面积等于阀芯上端面的截面积，根据力等于压力乘以作用面积可知，上下作用面积相等可使高压介质作用在阀芯两端上的力就相等，阀芯可以处于平衡状态，此时驱动装置只要克服少许的密封和螺丝副摩擦力即可；3）阀打开后高压高速流动的介质不与密封接触，可延长密封寿命；4）可以依据通气孔排出的水或气判定阀的状态，即当通气孔有水溢出说明阀的密封或阀芯表面已磨损；5）阀芯中间设计有若干个腰形孔，阀体内部设计有四道主密封，腰形孔在最下面三道密封间上下动作；6）最上面两道组合密封间设计有一个通气孔，以适应阀芯在两密封间上下动作产生的容积变化。
 
附图说明
图1为本发明的结构示意图 
图2 为本发明阀芯的结构示意图                                     
图中 1-手柄 ； 2-螺纹支座； 3-上端盖 ；4-阀杆；5-组合密封a；6-连接块；7-组合密封b；8-阀芯；9-截断阀本体；10-下端盖。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明做出进一步的说明和介绍。
实施例1：
参见图1，一种内平衡滑阀式高压手动截断阀，所述截断阀包括截断阀本体，所述截断阀本体包括阀杆4，与阀杆下端配合使用的阀芯8，所述阀杆的上端与螺纹支座2相互配合，螺纹支座2的上端连接有驱动装置，通过驱动装置的旋转带动阀杆4，阀杆4上的外螺纹与螺纹支座2的内螺纹相互作用，进而带动阀芯8向上移动。
实施例2：
参见图2，作为本发明的一种改进，所述阀芯设置为阶梯式阀芯8。该设置巧妙，正是由于阀芯结构设置为阶梯式结构，阀芯下端面截面积加上阀杆下端面的截面积等于阀芯上端面的截面积，根据力等于压力乘以作用面积可知，上下作用面积相等可使高压介质作用在阀芯两端上的力就相等，阀芯可以处于平衡状态，此时驱动装置只要克服少许的密封和螺丝副摩擦力即可，大大降低了驱动装置的负载力。其余结构和优点与实施例1完全相同。
实施例3：
参见图1，作为本发明的一种改进，阀芯8中间设置有腰形孔，使阶梯式阀芯的压力介质内外相通，所述腰形孔的数量至少为一个,其实际的大小和数量取决于截断阀打开时的设计流量。其余结构和优点与实施例1完全相同。
 
作为本发明的一种改进，所述阀体内设置有密封，，所述密封数量设置为4道，
实施例4：
参见图1，作为本发明的一种改进，所述阀体内设置有密封，所述密封数量设置为4道，最上面一道密封内径较大，下面三道为同一规格内径较小，两种密封分别与阶梯式阀芯的粗细外径配合，主要起密封隔离介质作用。一般设置为两种密封，组合密封a5和组合密封b7，内部设计有4道密封槽用来安装组合密封。其余结构和优点与实施例1完全相同。
实施例5：
参见图1，作为本发明的一种改进，所述截断阀还包括连接块6和螺丝卡板，所述阀杆4通过连接块6和螺丝卡板与阀芯相连。其余结构和优点与实施例1完全相同。
实施例6：
参见图1，作为本发明的一种改进，所述截断阀本体的上下两端设置有上端盖3和下端盖10。
实施例7：
参见图1，作为本发明的一种改进，所述驱动装置包括液压缸、气缸、电动驱动装置或者手柄1中的一种。其余结构和优点与实施例1完全相同。
实施例8：
参见图1，作为本发明的一种改进，所述阀芯8下端的截面积加上阀杆4下端的截面积等于阀芯8上端的截面积。其余结构和优点与实施例1完全相同。
工作原理如下介绍，
参见图1、图2，图2为阶梯式阀芯8简图，内径为φD，上端的外径为φA，下端的外径为φB,其与阀杆4通过连接块6和螺丝卡板相连，阀杆4与上端盖3接触处的外径为φC,连接块6设有若干个通孔，使阀芯8与阀体9形成的上下两腔相通，阀芯8下端的截面积加上阀杆4下端的截面积等于阀芯8上端的截面积，即：
π(                                                )2-π()2+π()2=π()2-π()2。
图1所示位置阀芯8上的腰形孔处于最下两个组合密封之间，阀为打开状态；当高压介质从入口进入至阀体9内，使阀芯8的上下和内部充满高压介质，并通过腰形孔至出口。通过手柄1的旋转带动阀杆4，阀杆4上的外螺纹与螺纹支座2的内螺纹相互作用使阀芯8向上移动，当阀芯8上的腰形孔移至中间两道组合密封之间，此时阀处于关闭状态。不论阀处于关闭或打开状态，高压介质始终充满阀芯8的上下两腔，由于上下作用面积相等，高压介质作用在阀芯上产生的力相等，阀芯处于平衡浮动状态，此时的人工驱动力只要克服少许的密封和螺丝副摩擦力即可，通过手柄1关闭或打开阀门均不费力。
 
本发明还可以将实施例2、3、4、5、6、7、8所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。
需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。