CN107013699B - 塑钢燃气阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑钢燃气阀。塑钢燃气阀，包括阀体，以及设置在阀体内部的阀芯，以及驱动所述阀芯的阀杆；所述阀体内部设有阀体流道，阀体流道内侧壁面上覆盖有钢套；所述阀芯的上端部被阀杆定位，阀芯的下端部定位在钢套上；所述阀体流道的轴向两端部上固定有盖板组件，盖板组件内设有密封垫，密封垫的内侧端面包括两侧的尖端部，以及处在两侧尖端部之间的密封部。本发明的目的在于提供一种塑钢燃气阀；一方面，该塑钢燃气阀中阀芯被钢套和阀杆中心定位，阀芯上下游的密封垫始终处于轻松有效的常态，保证长期使用的密封性能；另一方面，该燃气阀中的密封垫在保证密封性的前提下避免可能存在的颗粒状物体损坏阀芯。

Description

塑钢燃气阀

技术领域

本发明涉及阀门领域，尤其涉及一种塑钢燃气阀。

背景技术

燃气阀是安装于燃气管道上，并用于多级地控制输送到燃气设备的燃气体积流。现有燃气阀多为全塑管阀，塑料管阀加工工艺复杂，阀体的内腔成型工艺复杂；且使用塑料注塑成型的燃气阀目前无法适用于行业抗压标注。业内要求的抗压标注为6kg/cm²，而球阀的受力面积更大，因此以1.2倍计算，则需要达到7.2kg/cm²的抗压标注；如以φ315管子为例，内置的球阀所受压力经计算达到3750kg。

在此前提下，目前现有大型燃气阀却采用的是浮动球阀结构，浮动球阀在关闭状态下受到压力较大，致使现有浮动球阀至少存在以下两方面的问题：1，浮动球阀的阀芯不能有效定位，因此在单方面受到较大轴向压力时，阀芯会被轴向挤压产生位移，从而导致阀芯与其上游的密封圈之间产生间隙，而其下游的密封圈则会被严重挤压变形，最后会被压死失效，更有可能使密封圈端面材料嵌入阀芯表面，使用多次之后，下游密封圈无法实现密封；2，现有大型浮动球阀在受到轴向压力时，对其进行旋转操作所遇到的压力也非常大，需借助减力器才能实现；这是一种借助于外力实现开关的结构，但并没有对球体转动所需要的力度进行改变，即属于一种治标而不治本的办法。

进一步地，现有燃气阀的常规结构是包括阀体，以及设置在阀体内部的阀芯。阀体内部设有阀体流道，阀芯转动设置在阀体流道内。球阀是阀门中较为常见的一种类型，是指阀体内部的阀芯为球体形状，现有燃气阀即采用球阀形式，球体上开设有阀芯流道。在该燃气阀内，阀芯两侧的阀体流道内设有密封垫，密封垫用于保证阀芯与阀体侧壁之间的密封性，保证燃气不会由阀芯与阀体之间间隙泄露。但现有燃气阀的密封垫端面均为圆弧形状，该圆弧形状用以完全贴合阀芯表面，保证密封性。但该结构下，如若阀芯表面存在颗粒状物体（如沙石），则阀芯转动时容易将该颗粒状物体推入密封垫与阀芯之间，该沙石会被挤压而磨损阀芯和密封垫，导致阀芯、密封垫表面损坏，阀门密封性降低。此外，现有燃气阀的阀芯流道是轴向贯穿球体的柱形流道，该结构下的阀芯存在着中部较厚而两端偏薄（中部和两端以阀芯流道为准）。将上述结构运用至塑料阀芯时，由于塑料制品的特性，塑料阀芯不可避免会在内部产生气泡，而较厚处越有可能产生气泡并随之产生材料收缩，降低阀芯强度。

基于燃气阀还存在着上述问题，我们设计一款功能完全不同的钢塑球阀。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种塑钢燃气阀；一方面，该塑钢燃气阀中阀芯被钢套和阀杆中心定位，从而使阀芯在受到轴向压力时不会产生位移，阀芯上下游的密封垫始终处于轻松有效的常态，保证长期使用的密封性能；另一方面，该燃气阀中的密封垫采用特殊端面结构，在保证密封性的前提下避免可能存在的颗粒状物体损坏阀芯。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

塑钢燃气阀，包括阀体，以及设置在阀体内部的阀芯，以及驱动所述阀芯的阀杆；其特征在于：所述阀体为一体注塑形成的塑料阀体，阀体内部设有阀体流道，阀体流道内侧壁面上覆盖有钢套；所述阀芯的上端部被阀杆定位，阀芯的下端部定位在钢套上，阀芯沿上下方向轴芯线定位在阀体流道内；所述阀体流道的轴向两端部上固定有盖板组件，盖板组件内设有密封垫，密封垫的内侧端面与所述阀芯的外侧端面涨紧配合；所述密封垫的内侧端面包括两侧的尖端部，以及处在两侧尖端部之间的密封部；所述尖端部的端点，以及密封部的外端部均与阀芯的外侧端面相贴合，尖端部与密封部之间设有用于填充固态润滑剂的间隙。

作为优选，所述钢套的下端面中部设有凸台，凸台处在轴孔的轴线方向上，阀芯的下端部定位在凸台上。

作为优选，所述阀体上端设有与所述阀体流道相通的轴孔，钢套上端面延伸覆盖所述轴孔，阀杆穿过所述轴孔且其内端与阀芯连接固定。该技术方案中，阀芯上端通过阀杆定位，阀芯下端定位在凸台上，如此实现中心定位，受压时不会产生偏移。

作为优选，所述阀杆通过第一轴承定位在轴孔内，凸台的上端设有第二轴承，阀芯下端部定位在第二轴承上。该技术方案中，阀芯的上下两端部通过轴承进行定位，一方面增加了定位端的受力面积，降低单位面积受到的压力（即压强），另一方面通过轴承减去约70%的摩擦力，使阀芯扭转所需力度降低70%；这对球阀产生了革命性的作用，大型球阀不再需要通过减力器实现开关，传统减速器只是优化阀杆力度，是一种治标不治本的方案，因此相比于运用减力器该方案是从阀门内部进行优化从而实现省力目的。

作为优选，所述密封部为弧形密封部，密封部的圆弧端面与阀芯的外侧端面相抵。该方案中，密封部需与阀芯的外侧端面贴合实现密封，而采用弧形密封部可减少接触面积，减少阀芯转动过程中受到来自密封部的阻力。

作为优选，所述盖板组件包括设置在阀体流道内的内盖板和外盖板。

作为优选，所述外盖板的内侧端面上设有向内凸出的环形翻边，密封垫套设在所述环形翻边上。进一步地，这类套设方式为涨紧套设配合，即利用密封垫的材料弹力将其牢固套在环形翻边上，保证连接牢固性。

作为优选，所述阀芯为一体注塑成型的塑料阀芯，阀芯的内部设有圆球腔，阀芯表面上设有与圆球腔相通的阀芯流道进口和阀芯流道出口；所述阀芯侧壁的厚度相等；即在该阀芯中，圆球腔的腔体侧壁到阀芯周向外侧壁的最短距离均相等。该阀芯的内部设有圆球腔，阀芯表面上设有与圆球腔相通的阀芯流道进口和阀芯流道出口；相比于传统的阀芯上开设的柱形流道，该阀芯为各个部位的厚度大致相等的塑料等壁阀芯，一方面可减少所需的成型材料，降低成本；另一方面可保证阀芯各部位的强度一致，避免壁厚过大从而该区域内部气泡较多产生的材料收缩问题。另外需要说明的是，所述阀芯的上端部为用于连接阀杆的上连接端；阀芯的下端部为用于定位在阀体内的下连接端。由于阀芯的上连接端需与阀杆连接，阀芯的下连接端需定位在阀体上，该上连接端和下连接端上均需要开设定位口，因此该阀芯侧壁厚度相等的限定不包括阀芯上连接端和下连接端；同理，阀芯侧面的阀芯流道进口和阀芯流道出口也不在上述等壁的限定范围内。

该技术方案涉及一种塑钢燃气阀，该塑钢燃气阀具有以下两方面的优势：

1，该塑钢燃气阀中塑料阀体内部设有钢套，钢套用于提升阀体强度，防止塑料阀体产生二次变形收缩。进一步地，阀芯被钢套和阀杆中心定位，从而使阀芯在受到轴向压力时不会产生位移，阀芯上下游的密封垫始终处于轻松有效的常态，保证长期使用的密封性能。

2，该塑钢燃气阀的密封垫的内侧端面包括两侧的尖端部，以及处在两侧尖端部之间的密封部，尖端部与密封部之间间隙。使用时，密封垫的尖端部端点，以及密封部的外端部均与阀芯的外侧端面相贴合，尖端部主要用于铲除阀芯表面的颗粒状物体，功能类似于铲刀；密封部其主要为了提供密封作用；尖端部与密封部之间的间隙用于填充固态润滑剂（如黄油），可用以减少摩擦，避免磨损且减少阀芯转动过程中受到来自密封部的阻力。

附图说明

图1为燃气阀门的结构展开图（无阀芯）。

图2为燃气阀门的阀芯结构示意图。

图3为燃气阀门的密封组装示意图。

图4为图3的A部放大图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施方案作进一步详细的说明。

如图1~4所示的一种塑钢燃气阀，包括阀体1，以及设置在阀体1内部的阀芯2，以及驱动所述阀芯2的阀杆4。所述阀体1为一体注塑形成的塑料阀体，阀体1内部设有阀体流道11，阀体流道11内侧壁面上覆盖有钢套3，阀体流道11两侧的阀体1上均连接有管体13。所述阀杆4的外端部处在阀体1外侧，且阀杆4外端部上连接有转动螺帽5。所述阀芯2的上端部被阀杆4定位，阀芯2的下端部定位在钢套3上，阀芯2沿上下方向轴芯线定位在阀体流道11内。该塑钢燃气阀中塑料阀体1内部设有钢套3，钢套3用于提升阀体1强度，防止塑料阀体1产生二次变形收缩。进一步地，阀芯2被钢套3和阀杆4中心定位，从而使阀芯2在受到轴向压力时不会产生位移，阀芯2上下游的密封垫始终处于轻松有效的常态，保证长期使用的密封性能。

具体地，所述阀体1上端设有与所述阀体流道11相通的轴孔12，钢套3上端面延伸覆盖所述轴孔12，阀杆4穿过所述轴孔12且其内端与阀芯2连接固定。所述钢套3的下端面中部设有凸台31，凸台31处在轴孔12的轴线方向上，阀芯2的下端部定位在凸台31上。该技术方案中，阀芯2上端通过阀杆4定位，阀芯2下端定位在凸台31上，如此实现中心定位，受压时不会产生偏移。所述阀杆4通过第一轴承定位在轴孔12内，凸台31的上端设有第二轴承32，阀芯2下端部定位在第二轴承32上。该技术方案中，阀芯的上下两端部通过轴承进行定位，一方面增加了定位端的受力面积，降低单位面积受到的压力（即压强），另一方面通过轴承减去约70%的摩擦力，使阀芯扭转所需力度降低70%；这对球阀产生了革命性的作用，大型球阀不再需要通过减力器实现开关，传统减速器只是优化阀杆力度，是一种治标不治本的方案，因此相比于运用减力器该方案是从阀门内部进行优化从而实现省力目的。

进一步地，所述阀体流道11的轴向两端部上固定有盖板组件，盖板组件包括设置在阀体流道11内的内盖板15和外盖板14。所述盖板组件内设有密封垫16，外盖板14的内侧端面上设有向内凸出的环形翻边141，密封垫16套设在所述环形翻边141上。进一步地，这类套设方式为涨紧套设配合，即利用密封垫16的材料弹力将其牢固套在环形翻边141上，保证连接牢固性。

所述密封垫16的内侧端面与所述阀芯2的外侧端面涨紧配合，密封垫16的内侧端面包括两侧的尖端部161，以及处在两侧尖端部161之间的密封部162。所述尖端部161的端点，以及密封部162的外端部均与阀芯2的外侧端面相贴合，尖端部161与密封部162之间设有用于填充固态润滑剂的间隙163。使用时，密封垫16的尖端部161端点，以及密封部162的外端部均与阀芯2的外侧端面相贴合，尖端部161主要用于铲除阀芯2表面的颗粒状物体，功能类似于铲刀。密封部162其主要为了提供密封作用。尖端部161与密封部162之间的间隙用于填充固态润滑剂（如黄油），可用以减少摩擦，避免磨损且减少阀芯2转动过程中受到来自密封部162的阻力。具体地，所述密封部162为弧形密封部162，密封部162的圆弧端面与阀芯2的外侧端面相抵。该方案中，密封部162需与阀芯2的外侧端面贴合实现密封，而采用弧形密封部162可减少接触面积，减少阀芯2转动过程中受到来自密封部162的阻力。

进一步地，所述阀芯2为一体注塑成型的塑料阀芯，阀芯2的内部设有圆球腔21，阀芯2表面上设有与圆球腔21相通的阀芯流道进口22和阀芯流道出口23。所述阀芯2侧壁的厚度相等。即在该阀芯2中，圆球腔21的腔体侧壁到阀芯2周向外侧壁的最短距离均相等。该阀芯2的内部设有圆球腔21，阀芯2表面上设有与圆球腔21相通的阀芯流道进口22和阀芯流道出口23。相比于传统的阀芯2上开设的柱形流道，该阀芯2为各个部位的厚度大致相等的塑料等壁阀芯2，一方面可减少所需的成型材料，降低成本。另一方面可保证阀芯2各部位的强度一致，避免壁厚过大从而该区域内部气泡较多产生的材料收缩问题。另外需要说明的是，所述阀芯2的上端部为用于连接阀杆4的上连接端25。阀芯2的下端部为用于定位在阀体1内的下连接端26。由于阀芯2的上连接端需与阀杆4连接，阀芯2的下连接端需定位在阀体1上，该上连接端和下连接端上均需要开设定位口，因此该阀芯2侧壁厚度相等的限定不包括阀芯上连接端和下连接端。同理，阀芯2侧面的阀芯流道进口22和阀芯流道出口23也不在上述等壁的限定范围内。

Claims (6)

1.塑钢燃气阀，包括阀体，以及设置在阀体内部的阀芯，以及驱动所述阀芯的阀杆；其特征在于：所述阀体为一体注塑形成的塑料阀体，阀体内部设有阀体流道，阀体流道内侧壁面上覆盖有钢套；所述阀芯的上端部被阀杆定位，阀芯的下端部定位在钢套上，阀芯沿上下方向轴芯线定位在阀体流道内；所述阀体流道的轴向两端部上固定有盖板组件，盖板组件内设有密封垫，密封垫的内侧端面与所述阀芯的外侧端面涨紧配合；所述密封垫的内侧端面包括两侧的尖端部，以及处在两侧尖端部之间的密封部；所述尖端部的端点，以及密封部的外端部均与阀芯的外侧端面相贴合，尖端部与密封部之间设有用于填充固态润滑剂的间隙；

所述密封部为弧形密封部，密封部的圆弧端面与阀芯的外侧端面相抵；

所述盖板组件包括设置在阀体流道内的内盖板和外盖板。

2.根据权利要求1所述的塑钢燃气阀，其特征在于：所述阀体上端设有与所述阀体流道相通的轴孔，钢套上端面延伸覆盖所述轴孔，阀杆穿过所述轴孔且其内端与阀芯连接固定。

3.根据权利要求2所述的塑钢燃气阀，其特征在于：所述钢套的下端面中部设有凸台，凸台处在轴孔的轴线方向上，阀芯的下端部定位在凸台上。

4.根据权利要求3所述的塑钢燃气阀，其特征在于：所述阀杆通过第一轴承定位在轴孔内，凸台的上端设有第二轴承，阀芯下端部定位在第二轴承上。

5.根据权利要求1所述的塑钢燃气阀，其特征在于：所述外盖板的内侧端面上设有向内凸出的环形翻边，密封垫套设在所述环形翻边上。

6.根据权利要求1~4中任意一项所述的塑钢燃气阀，其特征在于：所述阀芯为一体注塑成型的塑料阀芯，阀芯的内部设有圆球腔，阀芯表面上设有与圆球腔相通的阀芯流道进口和阀芯流道出口；所述阀芯侧壁的厚度相等；即在该阀芯中，圆球腔的腔体侧壁到阀芯周向外侧壁的最短距离均相等。