[发明专利]直行程截止类阀门

说明书

技术领域

本发明与阀门有关，尤其与一种直行程截止类阀门(包括截止阀、节流阀、安全阀等)有关。

背景技术

直行程类阀门的开启与关闭是由阀门的执行机构(电动、气动、液压或手动丝杆)提供足够的、合理的拉力或推力来实现的。在化工变压吸附系统中，  由于管道内介质流向、压力是变化的(压力变化范围：真空～30kgf/cm²)，传统的截止类阀门只能按最大密封压力来配置执行机构，使得执行机构的功率大、尺寸大，这样带来如下问题：1.阀门全行程时间长，滞后效应显著，不适合响应速度要求高的控制系统；2.执行机构输出力大，当介质压力较低时，作用于阀芯-阀座密封副的密封比压很大，但构成密封副的材料(例如：聚四氟乙烯)的许用比压较小，导致密封副的使用寿命缩短；3.执行机构造价高，不经济。

目前，解决上述问题的技术手段是加装平衡机构，有如下两种结构形式：

一种是在阀瓣上加装活塞式平衡机构，使其和阀体形成密闭的平衡腔，平衡介质通道设在阀瓣中部，其缺点是，体积大，阀瓣密封性能差，加工精度要求高，使用寿命短。

另一种是中国专利公开的《阀杆平衡式阀门》(公开号：CN2623979)，它在阀杆上增设了一个活塞式平衡机构，将管道内的介质引入该机构的压力腔，向活塞施加一定压力，使之与阀瓣所受的压力平衡，这样，执行机构就只需提供满足阀瓣密封所需的启闭力，从而减小执行机构的功率大及尺寸，并降低作用于阀瓣/阀座密封副的密封比压。但是，该阀门还存在在如下缺点：

1.活塞式平衡机构的活塞与缸壁的配合面需要润滑脂润滑，在化工管道中，特别在变压吸附系统中，大多数是高危可爆性介质(例如：纯度90％以上的氢、氧等)，是严格禁油的，使用润滑脂是严重的安全隐患。

2.活塞式平衡机构的缸体与执行机构的缸体直接相连，二者之间只有一个隔断，活塞杆与该隔断要相对运动，配合面必然有间隙。由于变压吸附工艺系统的压力变化范围是从30kgf/cm²左右变化到负压，在负压的状态下，执行机构(气缸或油缸)中的工作介质(压缩空气或压力油)将被抽入到阀体内与可燃可爆气体混合，形成安全隐患。

3.执行机构输出轴的密封件设平衡机构的缸体内部，不能直接观察其完好状况，磨损失效后若未及时更换，造成泄漏。此时，在阀内高压工况下，介质将被压入执行机构中，与压缩空气或压力油混合，成为安全隐患。

4.活塞式平衡机构的动力源为管道内的被输送介质，但大多数工位中的介质中是含粉尘的，容易造成活塞密封异常磨损，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的，是克服上述《阀杆平衡式阀门》的缺点，提供一种直行程截止类阀门。该阀门不仅具备平衡功能，能满足密封比压要求，更主要是：不使用油性物质，且阀门内的被输送介质与执行机构内的工作介质不会串通，因而没有安全隐患。

本发明的目的是这样实现的：设计一种直行程截止类阀门，该阀门具有阀体、阀盖、阀杆、阀瓣以及执行机构，所述阀体上具有阀座，所述阀瓣固定在所述阀杆上，与所述阀座相配合；其特征在于，所述阀体内具有上、下布置的两个阀座，所述阀瓣也是两个，分别对应上、下阀座，将所述阀体的内部空间隔离，构成上、中、下三个腔室，其中，下腔室通往阀门的一个端口，中腔室通往阀门的另一个端口；在所述阀杆的心部设有一轴向通道，将上、下两个腔室连通。

所述执行机构通过其支架固定在阀盖上，执行机构的活塞杆与阀盖的配合部设有密封件。

所述阀体内具有阀笼，该阀笼呈圆筒状，筒壁具有通孔，将中腔室与阀门端口连通，该阀笼的上、下端面分别阀体内的上、下面配合，其内周面与上阀瓣的周面配合，配合部留有介质流通间隙。

所述阀笼是整体结构，也可以是组合结构。

所述下阀座可以设置在阀体上，也可以设置在阀笼上。

所述阀瓣与阀座的密封面可以是平面，也可以是圆锥面，或其它几何型面。

上述构造的阀门，当介质的流向是从下腔流向中腔时，其压力既作用于下阀瓣的下承压面，又经阀杆中心的通道进入上腔，作用于上阀瓣的上承压面，如果两承压面的面积相同，则两作用力大小相同，方向相反，其作用于阀杆上的合力为零；同理，当介质的流向是从中腔流向下腔时，其压力既作用于下阀瓣的上承压面，又作用于上阀瓣的下承压面，其合力也为零。这样，执行机构就只需提供满足阀瓣密封所需的启闭力，从而减小执行机构的功率大及尺寸，使阀门的全行程时间缩短，同时也降低成本，并降低阀瓣/阀座密封副的密封比压，延长密封副的使用寿命。