一种超高压自力式轴流截断阀的制作方法

1.本发明涉及一种阀门，进一步说是涉及一种超高压自力式轴流截断阀。


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，可见这些结构无法使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，而提供一种超高压自力式轴流截断阀。
4.本发明的技术方案是一种超高压自力式轴流截断阀，包括上气动执行器、下气动执行器、阀体、连接盘、上阀杆、下阀杆、填料压板、填料压套、填料、排气阀、阀芯、尾盖、活塞、活塞杆、活塞杆密封环、压盖螺母、阀瓣和活塞密封环；所述阀体右侧设置有阀座，所述阀芯、尾盖、压盖螺母、活塞、活塞密封环、活塞杆、活塞杆密封环和阀瓣组成阀芯组件，所述阀芯与尾盖固定连接，所述活塞和阀瓣分别连接在活塞杆的两端，所述活塞用压盖螺母固定在所述活塞杆上，所述活塞上装有活塞密封环并在所述阀芯和尾盖形成的活塞腔移动，所述活塞杆上装有活塞杆密封环与所述阀芯的活塞杆腔轴向移动配合，所述阀芯在阀座左侧与阀座同轴且与阀体固定连接，所述阀瓣与阀座启闭锥面配合，所述阀体、阀芯和尾盖形成的阀腔为介质流道，所述阀芯和阀体上、下侧分别设置有同所述活塞左侧和右侧活塞腔连通的通道以及排气孔，所述排气孔连通阀体外部，所述通道内分别设置有启闭作用的两只上阀杆和两只下阀杆，所述阀芯上的活塞腔连通的通道内设置与所述上、下阀杆启闭配合的锥形面，所述上阀杆控制活塞左侧活塞腔与排气孔通断，所述上阀杆控制活塞右侧活塞腔与阀芯右进气孔连通的介质流道的通断，所述下阀杆控制活塞右侧活塞腔与排气孔的通断，所述下阀杆控制活塞左侧活塞腔与阀芯左进气口连通的介质流道的通断，所述上阀杆和下阀杆分别固定在连接盘上，所述阀体上面固定支架连接上气动执行器，所述阀体下面固定支架连接下气动执行器，所述上气动执行器和下气动执行器分别连接所述连接盘驱动上阀杆和下阀杆上下移动，所述上阀杆和下阀杆移动的通道内还设置填料，所述填料用填料压板和填料压套压紧与上阀杆和下阀杆弹性密封滑动配合。
5.所述阀体、阀芯和尾盖形成的阀腔的介质通道为月牙形流道。
6.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。
7.所述阀体左右设置有法兰，法兰有连接孔，所述阀体内部为流体腔，所述阀座右侧相连的是喇叭形出口，阀座左侧相连的是圆柱形进口，圆柱形底部圆角过渡。
8.所述阀芯组件与所述阀座用上下两个限位块固定连接，所述阀座圆柱形进口腔壁
上有限定所述限位块的沟槽。
9.上述技术方案超高压自力式轴流截断阀采用轴流式结构形式，即阀芯、阀瓣与流道平行，过流介质从阀门左侧流入，流经锥形阀芯处的月牙形流道，再经阀瓣、阀座处流出，实现介质的过流。关阀时上、下气动执行器同时向下动作，控制上、下阀杆随之移动，两上阀杆接触阀芯锥度密封面保持密封，两下阀杆脱离阀芯锥度密封面，此时阀门流道的超高压介质从阀芯左端开设的进气口进入活塞腔体，活塞右侧腔体与阀芯上端排气孔连通，活塞两端形成压力差，活塞、活塞杆和阀瓣在左端超高压介质作用下往右运动，直至阀瓣密封面贴合阀座实现阀门的关闭截流。开阀时上、下气动执行器同时向上动作，控制上、下阀杆随之移动，两上阀杆脱离阀芯锥度密封面，两下阀杆接触阀芯锥度密封面保持密封，此时阀门过流通道的超高压介质从阀芯右端开设的进气口进入活塞腔体，活塞左侧腔体与阀芯上端排气孔连通，活塞两端形成压力差，活塞、活塞杆和阀瓣在右端超高压介质作用下往左运动，阀瓣脱离阀座实现阀门的开启过流。
10.上述技术方案轴流式流道结构线性、流阻系数小，高压介质过流时不易产生湍流和高压气蚀冲刷，阀门使用寿命长。超高压自力式轴流截断阀阀瓣和活塞采用自力式控制结构实现阀门的开启、关闭。上下气动执行器控制阀芯活塞两端的进排气，高压介质进入到活塞两侧推动活塞、阀瓣实现开关动作，阀门的开关不受介质压差影响，开关不用扭矩。解决了阀门在超高压工况下阀存在扭矩大、不耐冲刷、流阻大、使用寿命短等诸多问题。
11.进一步所述阀芯和所述尾盖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端部和活塞杆挡肩设置15度倒角，倒角长度根据直径确定。
12.上述技术方案超高压自力式轴流截断阀阀瓣设置缓冲结构，超高压工况下阀瓣、活塞受高压介质驱动速度极快，开关过程中容易产生撞击破坏阀座的密封副。因此阀瓣、活塞在开关末端设置缓冲腔室，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介质节流作用，缓冲腔室内的介质缓慢排出，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。
13.进一步所述阀芯上所有通道口周围设置减压槽。
14.上述技术方案超高压自力式轴流截断阀阀瓣设置减压槽结构，能够显著减小填料密封受到介质泄露的压力影响，防止介质从填料密封泄露。
15.进一步还包括气动控制系统，该系统包括气源、过滤器减压阀、三位五通电磁阀、上气动执行器和下气动执行器，依次用管路连接起来，还包括控制电磁阀的换向的电控箱。
16.上述技术方案超高压自力式轴流截断阀需要启闭时电控箱通过电信号控制三位五通电磁阀的换向实现动力气源同时进入、排出上气动执行器和下气动执行器，达到上气动执行器和下气动执行器同时动作驱动控制上阀杆和下阀杆，最终实现阀门的开关。
附图说明
17.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，
18.图1本发明超高压自力式轴流截断阀结构剖视图；
19.图2本发明超高压自力式轴流截断阀右视图；
20.图3本发明超高压自力式轴流截断阀的阀芯结构剖视图；
21.图4本发明超高压自力式轴流截断阀的阀芯结构右视图；
22.图5本发明超高压自力式轴流截断阀的阀芯闭合过程示意图；
23.图6本发明超高压自力式轴流截断阀的阀芯开启过程示意图；
24.图7本发明超高压自力式轴流截断阀的阀芯开启缓冲示意图；
25.图8本发明超高压自力式轴流截断阀的阀芯闭合缓冲示意图；
26.图9本发明超高压自力式轴流截断阀的气动控制系统图；
27.图中，1-上气动执行器2-下气动执行器、3-阀体、4-阀芯、411-阀芯左进气孔、412-阀体右进气孔、413-排气孔、414-减压槽、415-右缓存腔5-阀座、6-连接盘、7-上阀杆、8-下阀杆、9-填料压板、10-填料压套、11-填料、12-尾盖、121-左缓冲腔、13-活塞、14-活塞杆、141-活塞杆挡肩、15-阀瓣、16-活塞密封环、17-支架、18-排气阀19-限位块、20-活塞杆密封环、21-压盖螺母22-气源、23-单向阀、24-过滤器减压阀、25-三位五通电磁阀、26-平衡阀、27-月牙形流道、28-电控箱。
具体实施方式
28.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。
29.图1至图8所示的本发明一种超高压自力式轴流截断阀的实施例，阀体3铸钢，其左右设置有法兰，法兰有连接孔，阀体3内部为流体腔，阀体3右侧焊接有阀座5，阀座5采用不锈钢，阀座5右侧相连的是阀体3的喇叭形出口，阀座5左侧相连的是阀体3的圆柱形进口，圆柱形底部圆角过渡。
30.阀芯组件由阀芯4、尾盖12、压盖螺母、活塞13、活塞密封环16、活塞杆14、活塞杆密封环20和阀瓣15组成，阀芯4、尾盖12、压盖螺母21、活塞13、活塞杆14、和阀瓣15材料采用不锈钢，活塞密封环16和活塞杆密封环20采用高弹性体，阀芯4与尾盖12焊接连接，尾盖12头部为120度锥形、尾部为圆柱形以及中间圆弧过渡连接，阀瓣15焊接在活塞杆14的伸出端，活塞13用压盖螺母21固定在活塞杆14上，活塞13上装有活塞密封环20并在阀芯4和尾盖12形成的活塞腔移动；阀芯4设置右缓冲腔415，尾盖12设置左缓冲腔121，与左缓冲腔121配合的活塞杆14的端部和右缓冲腔415配合的活塞杆挡肩141设置15度倒角，倒角长度根据直径确定；活塞杆14上装有活塞杆密封环20与阀芯4的活塞杆腔轴向移动配合；阀芯组件与阀座5用上下两个限位块19固定连接，限位块19材料不锈钢，阀座5圆柱形进口腔壁上有限定限位块19的沟槽；阀芯4在阀座5左侧和阀座5同轴且与阀体3固定连接，阀瓣15与阀座5启闭锥面配合，阀体3、阀芯4和尾盖12形成的阀腔为月牙形流道26。
31.阀芯4和阀体3上、下侧分别设置有同活塞13左侧和右侧活塞腔连通的通道以及排气孔413，排气孔413连通阀体3外部，排气孔413安装有排气阀18，使用时排气阀18可以管路连接到低压的介质箱体内；通道内分别设置有启闭作用的两只上阀杆7和两只下阀杆8，上阀杆7、下阀杆8材料采用不锈钢，阀芯4上的活塞腔连通的通道内设置与上阀杆7、下阀杆8启闭配合的锥形面，阀芯4上所有通道口周围设置减压槽414，上阀杆7控制活塞左侧活塞腔
和排气孔413的通断以及活塞右侧活塞腔与阀芯右进气口412的通断，下阀杆8控制活塞右侧活塞腔与排气孔413的通断以及活塞左侧活塞腔与阀芯左进气口411的通断。
32.上阀杆7和下阀杆8分别固定在上下连接盘6上，连接盘6采用钢材，阀体3上面用支架17固定上气动执行器1，阀体3下面用支架17固定下气动执行器2，支架17采用铸钢，上气动执行器1和下气动执行器2分别连接通过连接盘6驱动上阀杆7和下阀杆8上下移动，上气动执行器1、下气动执行器2装配有回讯器，回讯器反馈执行器位置信号；上阀杆7和下阀杆8移动的通道内还设置填料11，填料11用填料压板9和填料压套10压紧与上阀杆7和下阀杆8弹性密封滑动配合，填料压板9和填料压套10采用钢材。
33.图9本发明超高压自力式轴流截断阀的气动控制系统图可以看出，气动控制系统包括气源22、单向阀23、过滤器减压阀24、三位五通电磁阀25、平衡阀26、上气动执行器1和下气动执行器2，依次用管路连接起来，还包括控制电磁阀的换向的电控箱28。
34.超高压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。
35.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。