[发明专利]一种电动直驱平衡式截止阀

说明书

本发明公开了一种电动直驱平衡式截止阀，属于液压/气动技术领域，包括电动驱动单元、阀体、阀杆、阀盖和平衡式阀瓣机构，该截止阀具备进出口双向密封功能。阀杆一端连接电驱动单元，一端连接平衡式阀瓣机构；阀盖与平衡式阀瓣机构形成密封容腔，密封容腔面积大于截止阀进口面积；当截止阀处于关闭状态时，压力流体由截止阀进口进入密封容腔内并作用于阀瓣机构上表面以使阀瓣机构的上下表面产生压力差，从而使密封块压紧截止阀阀体，保证进口的密封性；当截止阀出口有压力流体时，密封块环形上表面产生压紧力能够可靠防止流体倒灌，保证出口的密封性。本发明的平衡式阀瓣机构保证了截止阀处于关闭状态时能够有效密封，减小所需驱动力，减小功耗。

技术领域

本发明属于液压/气动技术领域，更具体地，涉及一种电动直驱平衡式截止阀。

背景技术

液压技术具有功率密度大、冲击小、自润滑、操作方便、大范围无级调速、过载保护、易实现标准系列化等优点，广泛应用于各个工业领域。

气动技术由于工作介质易于获取、清洁、低成本等特点，普遍应用于现代工业。近年来，随着气体的高压化，气动技术成为了国内外流体控制领域研究的热点之一。

截止阀是液压/气动系统中的核心部件，起到控制管路通断的作用，因此，对截止阀的要求就需要相应迅速，易于控制，密封可靠。其中，截止阀的密封性能尤为重要。

截止阀能否有效密封取决于密封面单位面积上的压力，即比压，这个压力与多个要素有关。一般来说，对于闭路阀启闭件保证密封性所必须的比压主要取决于密封面的宽度、材料及介质工作压力，而实际操作的密封面比压还与密封面形式、温度、加工精度、阀杆手柄拧紧力矩等因素有关。密封面比压过小，无法保证密封；密封面比压过大，则有可能破坏密封副，使密封失效。

目前，针对截止阀密封性能的研究多集中于简单改变截止阀阀瓣结构、密封形式、改变密封配合面材料等，但仍存在启闭力矩大且难以实现快速启闭等问题。为了实现自动化快速启闭控制，电动截止阀可以采用电机驱动。然而，传统的电动截止阀多采用伺服电机加减速器形式，大大增加了截止阀的体积和重量，同时，由于机械结构的增加，加大了截止阀的不可靠性和维护难度，并且难以实现精确控制，增加了密封失效的可能性。

因此，需要开发一种新的响应迅速、易于控制、密封可靠的截止阀。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种电动直驱平衡式截止阀，其目的在于通过设计平衡式阀瓣机构，将截止阀进口的压力流体引入到阀瓣的上方，从而实现在截止阀处于关闭状态时，阀瓣上方的压力作用面积大于阀瓣下方的压力作用面积，从而将密封块紧密压在截止阀进口处，由此解决截止阀密封性差的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种电动直驱平衡式截止阀，所述截止阀包括：电动驱动单元、阀杆、阀体、阀盖和平衡式阀瓣机构；

所述平衡式阀瓣机构设置于由所述阀体和所述阀盖装配形成的阀腔内；所述阀杆的一端与电驱动单元相连接，其另一端与所述平衡式阀瓣机构连接，所述阀杆的底部设有通孔，所述通孔与截止阀进口连通；

所述平衡式阀瓣机构包括阀套、阀瓣、阀瓣盖和密封块；所述阀套设置于所述阀体内；所述阀瓣设置于所述阀杆并与所述阀套内表面接触，所述阀瓣盖与所述阀瓣固定装配后随所述阀杆同步运动；所述密封块设置于所述阀杆的端部；

所述阀盖与所述平衡式阀瓣机构形成密封容腔；所述密封容腔的面积大于截止阀进口的面积；当截止阀处于关闭状态时，压力流体由截止阀进口通过所述通孔进入所述密封容腔内并作用于所述平衡式阀瓣机构的上表面以使所述平衡式阀瓣机构的上下表面产生压力差，从而使所述密封块压紧截止阀阀体，保证进口的密封性；

所述密封块具有环形上表面，当截止阀出口端存在压力流体时，压力流体作用在所述环形上表面能够产生压紧力，将所述密封块压紧在阀体上，从而可靠防止压力流体倒灌，保证出口的密封性。