申请/专利权人：上海悟道机电设备有限公司

申请日：2017-12-15

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN108105394B

主分类号：F16K1/00

分类号：F16K1/00;F16K31/122

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2018.06.26#实质审查的生效;2018.06.01#公开

摘要：本申请的目的是提供一种气动截止阀，所述气动截止阀包括：阀体装置及气缸驱动装置，其中，所述气缸驱动装置包括气缸上腔、气缸下腔、上活塞及下活塞；所述阀体装置包括阀体、阀头、阀芯及阀座密封面；所述气缸上腔内设有上活塞，所述气缸下腔内设有下活塞，通过所述上活塞及下活塞的合成作用力以驱动所述阀体装置进入阀门对应的工作模式；所述阀体的内腔中设有垂直的阀芯，所述阀芯的上端与所述气缸驱动装置相连，所述阀芯的下端与所述阀头相连，通过所述气缸驱动装置对所述阀体装置的驱动作用，所述阀头与所述阀座密封面形成阀门的工作模式。采用分体式阀头设计，使得阀头部位维修更换简单，大幅度降低阀门的使用、维护成本。

主权项：1.一种气动截止阀，其特征在于，所述气动截止阀包括：阀体装置及气缸驱动装置，其中，所述气缸驱动装置包括气缸上腔、气缸下腔、上活塞及下活塞；所述阀体装置包括阀体、阀头、阀芯及阀座密封面；所述气缸上腔内设有上活塞，所述气缸下腔内设有下活塞，通过所述上活塞及下活塞的合成作用力以驱动所述阀体装置进入阀门对应的工作模式；所述气缸驱动装置包括气缸端盖、第二接口与第三接口，所述气缸端盖位于所述气缸上腔的上方且在所述气缸端盖的一侧设有第一接口，所述第一接口用于向所述气缸上腔通气，所述第二接口位于所述气缸上腔与所述气缸下腔之间，所述第三接口位于所述气缸下腔的下方；所述阀体的内腔中设有垂直的阀芯，所述阀芯的上端与所述气缸驱动装置相连，所述阀芯的下端与所述阀头相连，通过所述气缸驱动装置对所述阀体装置的驱动作用，所述阀头与所述阀座密封面形成阀门的工作模式。

全文数据：一种气动截止阀技术领域[0001]本申请涉及阀门技术领域，尤其涉及一种气动截止阀。背景技术[0002]在气密性检测试验或流体控制中，高压气体的控制如果直接用阀门等手动控制，会出现控制不及时，控制不严密，不能实现远程控制等缺点。如果气体截止阀用低压气体控制高压流体，可实现远程控制、控制及时等，而现有的气体截止阀主要的常规功能为“开、关”两种状态。用户根据所需的控制介质的流量范围，确定选用相应规格的阀门产品，常规的气动截止阀多采用单行程气缸与阀芯连接，并且阀芯与阀头整体设计的结构，当阀门处于关闭状态时，阀头与阀座之间为硬密封，密封面长期多次受压后产生压痕从而造成阀门内漏，且更换阀芯组件时需要将阀门驱动机构、阀体、阀芯完全分解情况下进行，分解后其它密封件也随之失效并更换，装配技术难度也比较大。因此，阀门在使用出现内漏情况下，用户只能作整阀报废。发明内容[0003]本申请的目的是提供一种气动截止阀，以解决常规气动截止阀的单行程气缸、阀芯与阀体为一整体结构，阀头局部压损后更换和修复难的问题。[0004]为解决上述技术问题，根据本申请的一方面，提供了一种气动截止阀，所述气动截止阀包括：[0005]阀体装置及气缸驱动装置，其中，所述气缸驱动装置包括气缸上腔、气缸下腔、上活塞及下活塞;所述阀体装置包括阀体、阀头、阀芯及阀座密封面;所述气缸上腔内设有上活塞，所述气缸下腔内设有下活塞，通过所述上活塞及下活塞的合成作用力以驱动所述阀体装置进入阀门对应的工作模式;所述阀体的内腔中设有垂直的阀芯，所述阀芯的上端与所述气缸驱动装置相连，所述阀芯的下端与所述阀头相连，通过所述气缸驱动装置对所述阀体装置的驱动作用，所述阀头与所述阀座密封面形成阀门的工作模式。[0006]进一步地，所述气缸上腔的直径大于所述气缸下腔的直径，并所述气缸上腔与所述气缸下腔为异径腔。[0007]进一步地，所述气缸驱动装置包括气缸端盖，所述气缸端盖位于所述气缸上腔的上方且在所述气缸端盖的一侧设有第一接口，所述第一接口用于向所述气缸上腔通气。[0008]进一步地，所述气缸驱动装置包括第二接口与第三接口，所述第二接口位于所述气缸上腔与所述气缸下腔之间，所述第三接口位于所述气缸下腔的下方。[0009]进一步地，所述气缸驱动装置包括限位单元，所述限位单元设置于所述气缸上腔内部，并位于所述上活塞的下方。[0010]进一步地，所述阀芯包括波纹管阀芯。[0011]进一步地，所述阀体装置包括:阀盖及弹性装置，[0012]其中，所述阀盖位于所述阀体的上方，并中间设有通孔以通入所述阀芯；[0013]所述弹性装置的一端与所述阀芯的下端相连，另一端与所述阀盖相连。[0014]进一步地，所述阀头包括:锥形锤头。[0015]进一步地，所述阀头包括:力矩销孔。[0016]与现有技术相比，本申请提供了一种气动截止阀，所述气动截止阀包括:阀体装置及气缸驱动装置，其中，所述气缸驱动装置包括气缸上腔、气缸下腔、上活塞及下活塞;所述阀体装置包括阀体、阀头、阀芯及阀座密封面;所述气缸上腔内设有上活塞，所述气缸下腔内设有下活塞，通过所述上活塞及下活塞的合成作用力以驱动所述阀体装置进入阀门对应的工作模式;所述阀体的内腔中设有垂直的阀芯，所述阀芯的上端与所述气缸驱动装置相连，所述阀芯的下端与所述阀头相连，通过所述气缸驱动装置对所述阀体装置的驱动作用，所述阀头与所述阀座密封面形成阀门的工作模式。从而通过双活塞产生不同作用力的合成、联动驱动阀芯，形成轴向多段行程位移，实现阀门不同的流动控制功能，能够有效调节介质流量，大幅提升阀门的实用价值;采用分体式阀头设计，可实现阀头局部压损后的简易更换和修复大幅度降低阀门的使用、维护成本，而且可根据阀头锥度选择不同的流量，扩大阀门的使用范围。附图说明[0017]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：[0018]图1示出本申请一实施例中气动截止阀的结构示意图；[0019]图2示出本申请一实施例中不同锥度阀头开启状态示意图；[0020]图3示出气动截止阀中阀头的结构示意图。[0021]附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式[0022]下面结合附图对本申请作进一步详细描述。[0023]图1示出本申请一实施例中气动截止阀的结构示意图，所述气动截止阀包括：阀体装置1及气缸驱动装置2,其中，所述气缸驱动装置2包括气缸上腔20、气缸下腔21、上活塞201及下活塞211;所述阀体装置1包括阀体11、阀头12、阀芯13及阀座密封面14;所述气缸上腔20内设有上活塞201，所述气缸下腔21内设有下活塞211，通过所述上活塞201及下活塞211的合成作用力以驱动所述阀体装置1进入阀门对应的工作模式;所述阀体11的内腔中设有垂直的阀芯13,所述阀芯13的上端与所述气缸驱动装置2相连，所述阀芯13的下端与所述阀头12相连，通过所述气缸驱动装置2对所述阀体装置1的驱动作用，所述阀头12与所述阀座密封面14形成阀门的工作模式。在此，阀体部分的A接口为介质入口，B为介质出口。采用气动力学组合原理，对直线往复运动机构的气动阀进行简单巧妙的结构设计，实现了气动截止阀在流量控制方面新的突破。具体地，通过双活塞产生不同作用力的合成、联动驱动阀芯13，形成轴向多段行程位移，实现阀门不同的流动控制功能，能够有效调节介质流量，大幅提升阀门的实用价值;通过阀芯与阀头分体的结构，可实现阀头局部压损后的简易更换和修复。[0024]在本申请一实施例中，所述气缸上腔20的直径大于所述气缸下腔21的直径，并所述气缸上腔20与所述气缸下腔21为异径腔。在此，气缸上腔20内的上活塞201为大活塞，气缸下腔21内的下活塞211为小活塞，通过双级异径腔将气缸由单气缸改为双气缸，使得双级异径气缸在相同压力的驱动气体作用下，双活塞产生不同作用力的合成、联动驱动阀芯13，形成轴向多段行程位移，实现阀门不同的流动控制功能。[0025]进一步地，所述阀体装置1包括:阀盖15及弹性装置16,其中，所述阀盖15位于所述阀体11的上方，并中间设有通孔以通入所述阀芯13;所述弹性装置16的一端与所述阀芯13的下端相连，另一端与所述阀盖15相连。在此，弹性装置16可以为弹簧，阀芯13受到气缸驱动装置12的驱动在阀盖15的通孔内上下运动时通过弹簧与阀盖15弹性相连。[0026]进一步地，所述气缸驱动装置2包括气缸端盖22，所述气缸端盖位于所述气缸上腔20的上方且在所述气缸端盖22的一侧设有第一接口C，所述第一接口C用于向所述气缸上腔20通气。更进一步地，所述气缸驱动装置2包括第二接口D与第三接口E，所述第二接口D位于所述气缸上腔20与所述气缸下腔21之间，所述第三接口E位于所述气缸下腔21的下方。通过所述第一接口C、第二接口D与第三接口E通入的气体，形成所述上活塞201及下活塞211的合成作用力。在本申请一实施例中:E接口进气增压，气缸下腔21内小活塞211的下端面产生向上作用力，D、C接口通大气压情况下，上、下两个活塞的上端面均无作用力，双活塞合成向上作用力，阀芯13向上位移打开阀门（阀头12与阀座密封面14完全分离）；C、E接口同时增压，D接口通大气，作用在气缸上腔20内上活塞（大活塞201上端面的驱动气体产生向下作用力F1，且大于气缸下腔21内下活塞小活塞211向上的作用力F2,从而可以克服阀芯13运动中活塞环、阀杆填料等产生的滑动摩擦力和流体阻力等因素的作用力F3,形成合力AF驱动阀芯13向下移动。如图1所示，所述气缸驱动装置2包括限位单元23,所述限位单元23设置于所述气缸上腔20的内部，并位于所述上活塞201的下方。在此，限位单元23可以为限位片，上活塞20在向下位移过程中受限位片23作用，形成阀头12与阀座14之间一定的距离，阀门处于节流状态;D接口进气增压、E接口通大气，气缸下腔21内下活塞211受上端面驱动气压力作用向下移动，阀头12与阀座密封面14闭合，关闭阀门。通过双级异径气缸突破了常规气动截止阀固有的“打开、关闭”两种工作模式，实现“打开、半开、关闭”三种状态的工作模式，从而提升了气动截止阀的流动控制功能。[0027]进一步地，所述阀芯13包括波纹管阀芯，图1所述的气动截止阀可应用于波纹管阀芯，波纹管阀芯与波纹管采用氩气保护焊连接，当然可以理解的是，图1所述的气动截止阀还可以适用于填料密封型气动截止阀，工作压力最高可提升至lOMPa以上。[0028]在本申请一实施例中，所述阀头12包括:锥形锤头。在此，将整体式阀芯改进为阀头与阀芯分体式螺纹连接。阀头I2的密封锥面可按照不同角度加工，可以形成不同的节流效果。例如图2中所示的不同锥度阀头开启状态示意图，30°与60°锥形阀头，在轴向相同位移量X情况下，与阀体底座密封面之间形成的间隙XI、X2不同，因而造成不同的通流截面。从而可以通过对同一阀门更换不同锥度的阀头，可以在一定范围内实现多种控制流量的选择。如图3中示出的阀头12的结构示意图，所述阀头12包括:力矩销孔121。在此，当阀门多次工作造成阀头12局部受压损坏情况下，只需打开阀盖15,通过力矩销孔121装拆、更换阀头12,实现对阀门的修复。[0029]本申请所述的气动截止阀，采用分体式阀头设计，使得阀头部位维修更换简单，大幅度降低阀门的使用、维护成本，而且可根据阀头锥度选择不同的流量，扩大阀门的使用范围。从而在流体控制等领域具有非常良好的推广应用前景。[0030]对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此夕卜，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

权利要求：1.一种气动截止阀，其特征在于，所述气动截止阀包括：阀体装置及气缸驱动装置，其中，所述气缸驱动装置包括气缸上腔、气缸下腔、上活塞及下活塞;所述阀体装置包括阀体、阀头、阀芯及阀座密封面；所述气缸上腔内设有上活塞，所述气缸下腔内设有下活塞，通过所述上活塞及下活塞的合成作用力以驱动所述阀体装置进入阀门对应的工作模式；所述阀体的内腔中设有垂直的阀芯，所述阀芯的上端与所述气缸驱动装置相连，所述阀芯的下端与所述阀头相连，通过所述气缸驱动装置对所述阀体装置的驱动作用，所述阀头与所述阀座密封面形成阀门的工作模式。2.根据权利要求1所述的气动截止阀，其特征在于，所述气缸上腔的直径大于所述气缸下腔的直径，并所述气缸上腔与所述气缸下腔为异径腔。3.根据权利要求1所述的气动截止阀，其特征在于，所述气缸驱动装置包括气缸端盖，所述气缸端盖位于所述气缸上腔的上方且在所述气缸端盖的一侧设有第一接口，所述第一接口用于向所述气缸上腔通气。4.根据权利要求1所述的气动截止阀，其特征在于，所述气缸驱动装置包括第二接口与第三接口，所述第二接口位于所述气缸上腔与所述气缸下腔之间，所述第三接口位于所述气缸下腔的下方。5.根据权利要求1所述的气动截止阀，其特征在于，所述气缸驱动装置包括限位单元，所述限位单元设置于所述气缸上腔内部，并位于所述上活塞的下方。6.根据权利要求1所述的气动截止阀，其特征在于，所述阀芯包括波纹管阀芯。7.根据权利要求1所述的气动截止阀，其特征在于，所述阀体装置包括：阀盖及弹性装置，其中，所述阀盖位于所述阀体的上方，并中间设有通孔以通入所述阀芯；所述弹性装置的一端与所述阀芯的下端相连，另一端与所述阀盖相连。8.根据权利要求1所述的气动截止阀，其特征在于，所述阀头包括:锥形锤头。9.根据权利要求1所述的气动截止阀，其特征在于，所述阀头包括:力矩销孔。

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