CN203453482U - 一种阀杆自平衡结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种阀杆自平衡结构，阀杆为阶梯杆结构，小柱塞套装在阀杆上，由台肩定位，由背母锁紧，使小柱塞和阀杆构成一个牢靠的运动部件，阀杆中间设有通水孔，上、中、下导向套分别设有内外密封圈沟槽，沟槽内设置密封圈，螺柱通过连接法兰将上导向套、缸体、中导向套、支座、下导向套牢固地压紧装配于阀盖上端，中间导向套及其上设置的柱塞密封圈与小柱塞配合形成严密的相互隔断的上腔体和下腔体，上腔体通过阀杆上的通水孔与阀腔连通，下腔体则与外界大气连通。本实用新型的阀杆自平衡结构提高阀门的可靠性及使用寿命，维护的工作量得到了极大的降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种阀门结构，特别是涉及一种除鳞阀的阀杆自平衡结构。
背景技术
除鳞阀广泛应用于冶金行业热轧除鳞系统的高压水管路上，是该系统的关键设备，用于控制高压除鳞水的通断。热轧除鳞是去除热态钢板或钢坯表面的形成氧化皮的关键技术，除鳞效果的好坏直接影响产品的质量。除鳞阀的初位机能为常闭，以电磁换向阀为先导控制阀，当钢板或钢坯进入预定工位，控制系统得到除鳞信号，电磁阀得电换向，除鳞阀打开并喷射高压水除鳞。当钢板或钢坯离开预定工位，控制系统得到除鳞结束信号，电磁阀断电换向，除鳞阀关闭，停止高压水喷射，除鳞结束。目前应用比较广泛的除鳞阀主要结构形式为如图1所示的柱塞式带平衡缸结构型除鳞阀，也称H型除鳞阀。该型除鳞阀的阀芯为自平衡式柱塞结构，以弹性密封圈代替传统的锥阀口，在含较多颗粒杂质的水介质（钢厂的浊环水）中使用，比传统的锥阀口阀门具有更高的使用寿命。
H型除鳞阀另一个显著特点就是阀杆自平衡结构的设计，通过设置在阀杆上的活塞受到的向下的液压作用力消除连接柱塞运动的阀杆截面积上所承受的较大向上水压作用力，极大地减小除鳞阀的驱动装置（气缸组件）规格尺寸，平衡缸结构的应用也提高了除鳞阀的运行平稳性。
H型除鳞阀设置的阀杆自平衡结构通过设置在阀杆上的活塞产生向下的液压作用力平衡阀杆所受到的向上的液压作用力实现阀杆的受力自平衡，可以有效的减小驱动装置的尺寸规格。但所采用的活塞式密封因本身随活塞一起运行，对水介质及其中含杂的颗粒悬浮物进行做功运动，密封圈受磨粒磨损及对水介质做功所产生的消耗增加，活塞密封的使用寿命通常不高，容易产生泄漏给实际生产带来一定的影响，直接影响了阀门的整体性能。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型针对当前H型阀除鳞阀平衡缸结构的活塞密封使用寿命不高的问题，进行技术改良，提出一种阀杆自平衡结构，该结构可极大地降低泄漏风险，提高阀门的可靠性及使用寿命，维护的工作量得到了极大的降低。
本实用新型的技术方案是：
一种阀杆自平衡结构，自上而下包括垂直中心同轴、且固定连接的连接法兰、支座和阀盖，阀盖固定在阀体上，阀杆顺序穿过所述连接法兰、所述支座和所述阀盖后进入阀腔，其特征在于：
阀杆是自上而下由上阀杆、中阀杆和下阀杆组成的杆结构；所述上阀杆、中阀杆和下阀杆的外径阶梯状增大；
所述阀盖为台阶形圆盘结构，其中心设有下导向套安装孔，与所述下导向套固定并且密封连接；所述下阀杆穿过所述下导向套的套筒内腔，并与所述下导向套的套筒的内筒壁密封连接；
筒状缸体位于所述连接法兰与所述支座之间，并分别与所述连接法兰及所述支座固定连接；
中导向套被挤压固定在所述缸体的底部的内壁与所述支座的上表面之间；
所述中阀杆外设置小柱塞；所述小柱塞被压紧固定在所述下阀杆的顶部的凸出的环状台肩上；所述小柱塞的外壁与所述中导向套的内壁密封连接；
所述小柱塞的外壁与所述缸体的内壁之间形成上腔体；
所述下阀杆的外壁与所述支座的内壁之间围成下腔体；
所述下腔体内的支座上设有排气孔，所述下腔体通过所述排气孔与大气连通；
所述阀杆中心设有通水孔；所述通水孔的底端连通阀体的阀腔，所述通水孔的顶端位于所述上阀杆的杆壁上；所述通水孔将所述上腔体与所述阀体的阀腔连通；
上导向套被挤压固定所述连接法兰与所述缸体的之间；所述上导向套的外壁与所述缸体的顶部的内壁密封连接；所述上阀杆穿过所述上导向套的套筒内腔，并与所述上导向套的套筒的内筒壁密封连接。
本实用新型的技术方案还可以是：
所述阀盖上设有均匀周向分布的螺栓孔，螺柱顺次穿过所述连接法兰和所述支座后进入所述螺栓孔从而将所述连接法兰、所述支座和所述阀盖固定连接。
所述中导向套紧邻所述缸体的内腔的底部设置，所述中导向套的向外凸出的台阶状的外壁与所述缸体的凹进的台阶状内壁挤压配合，从而将所述中导向套压接固定在所述支座上。
所述小柱塞的上方的阀杆外套设背母；所述背母与所述阀杆螺纹连接固定，并将小柱塞压紧套装在阀杆外，并限位固定在所述下阀杆的顶部的台肩上，所述背母、所述小柱塞和所述阀杆构成一个固定在一起的阀杆组件。
所述上导向套、所述中向套和所述下导向套的内壁上均设有沟槽，所述沟槽内设置密封圈。
所述上导向套、所述中向套和所述下导向套的内壁上的沟槽分别有两道。
所述上导向套、所述中向套和所述下导向套的外壁上均设有沟槽，所述沟槽内设置密封圈。
本实用新型的阀杆自平衡结构以小柱塞取代现有技术中的小活塞结构，从形式上改变了阀杆自平衡结构的动密封容易受到快速损耗的不利状况，减少泄漏的概率，提升阀门的整体寿命。本实用新型的阀杆自平衡结构经过在除鳞阀上反复的试验及实际应用验证，取得了满意的应用效果，在同样的工况条件下比活塞式平衡缸组件具有更高的使用寿命，维修更换易损件的工作量得到了极大的降低。
附图说明
图1为现有技术中的阀杆自平衡结构的示意图。
图2为本实用新型的阀杆自平衡结构的示意图。
图号说明
1.连接法兰 2.上导向套 3.背母 4.小柱塞 5.缸体 6.中导向套 7.支座8.阀杆 9.下导向套 10.阀盖 11.上腔体 12.螺柱 3.下腔体 14.排气孔15.阀腔 16.通水孔 17.阀体
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图2所示的本实用新型的一种阀杆自平衡结构，自上而下包括垂直中心同轴、且固定连接的连接法兰1、支座7和阀盖10，阀盖固定在阀体17上，阀杆8顺序穿过连接法兰、支座和阀盖后进入阀腔15。
阀杆是自上而下由上阀杆、中阀杆和下阀杆组成的杆结构；上阀杆、中阀杆和下阀杆的外径阶梯状增大。
阀盖为台阶形圆盘结构，其中心设有下导向套安装孔，与下导向套9固定连接；下阀杆穿过下导向套的套筒内腔，并与下导向套的套筒的内筒壁密封连接。
筒状缸体5位于连接法兰与支座之间，并分别与连接法兰及支座固定连接。
中导向套6被挤压固定在缸体的底部的内壁与支座的上表面之间。
中阀杆外设置小柱塞4，小柱塞为筒式结构，外表面为光滑柱塞面，具有摩擦阻力小，表面硬度高的特点。小柱塞被压紧固定在下阀杆的顶部的凸出的环状台肩上；小柱塞的外壁与中导向套的内壁密封连接。
小柱塞的外壁与缸体的内壁之间形成上腔体11。
下阀杆的外壁与支座的内壁之间围成下腔体13。
下腔体内的支座上设有排气孔14，下腔体通过排气孔与大气连通。
阀杆中心设有通水孔16，通水孔的底端连通阀体的阀腔15，通水孔的顶端位于所述上阀杆的杆壁上；通水孔将上腔体11与阀体的阀腔15连通。
上导向套2被挤压固定连接法兰与缸体的之间，上导向套的外壁与缸体的顶部的内壁密封连接，上阀杆穿过上导向套的套筒内腔，并与上导向套的套筒的内筒壁密封连接。
本例中，阀盖上设有均匀周向分布的螺栓孔，螺柱12顺次穿过连接法兰和支座后进入螺栓孔从而将连接法兰、支座和阀盖固定连接。
本例中，中导向套紧邻缸体的内腔的底部设置，中导向套的向外凸出的台阶状的外壁与缸体的凹进的台阶状内壁挤压配合，从而将中导向套压接固定在支座上。
本例中，小柱塞的上方的阀杆外套设背母；背母与阀杆螺纹连接固定，并将小柱塞压紧套装在阀杆外，并限位固定在下阀杆的顶部的台肩上，小柱塞和阀杆构成一个固定在一起的牢靠的阀杆运动组件。
本例中，上导向套、中向套和下导向套的内壁上均设有沟槽，沟槽内设置密封圈。
本例中，上导向套、中向套和下导向套的内壁上的沟槽分别有两道。
本例中，上导向套、中向套和下导向套的外壁上均设有沟槽，沟槽内设置密封圈。
本例中，螺柱12通过连接法兰1将上导向套2、缸体5、中导向套6、支座7和下导向套9牢固的压紧装配在阀盖10的上端，形成阀杆自平衡结构，阀杆8与小柱塞4构成的运动组件内置于缸体的内部，中间导向套6及其上设置的柱塞密封圈与小柱塞配合形成严密的隔断，将阀杆自平衡结构的内腔隔离成两个独立的腔体11、13。
本实用新型的基本工作原理是：高压水进入阀体的阀腔15，同时通过阀杆8的通水孔16进入上腔体11，此时阀杆下端截面上承受来自阀腔15内的高压水向上的液压作用力，同时上腔体11内的高压水对小柱塞4与阀杆8形成的环形截面产生向下的液压作用力，两者相互平衡，达到阀杆8的自平衡效果。
由于阀杆8与小柱塞构成的整个运动部件，所配合的密封圈均为轴用密封圈，且轴用密封圈在阀门启闭运行时无直接运动，故不会对水介质及其中含杂的颗粒悬浮物进行做功运动，这样能很大程度上降低密封圈受到的磨粒磨损及对水介质做功所产生的消耗，可以很大程度上提高密封的使用寿命，进而提升整个阀门的运行寿命。
小柱塞结构取代现有技术中的小活塞结构，从形式上改变了阀杆自平衡结构的动密封容易受到快速损耗的不利状况，减少泄漏的概率，提升阀门的整体寿命。
上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种阀杆自平衡结构，自上而下包括垂直中心同轴、且固定连接的连接法兰、支座和阀盖，阀盖固定在阀体上，阀杆顺序穿过所述连接法兰、所述支座和所述阀盖后进入阀腔，其特征在于：
阀杆是自上而下由上阀杆、中阀杆和下阀杆组成的杆结构；所述上阀杆、中阀杆和下阀杆的外径阶梯状增大；
所述阀盖为台阶形圆盘结构，其中心设有下导向套安装孔，与所述下导向套固定并且密封连接；所述下阀杆穿过所述下导向套的套筒内腔，并与所述下导向套的套筒的内筒壁密封连接；
筒状缸体位于所述连接法兰与所述支座之间，并分别与所述连接法兰及所述支座固定连接；
中导向套被挤压固定在所述缸体的底部的内壁与所述支座的上表面之间；
所述中阀杆外设置小柱塞；所述小柱塞被压紧固定在所述下阀杆的顶部的凸出的环状台肩上；所述小柱塞的外壁与所述中导向套的内壁密封连接；
所述小柱塞的外壁与所述缸体的内壁之间形成上腔体；
所述下阀杆的外壁与所述支座的内壁之间围成下腔体；
所述下腔体内的支座上设有排气孔，所述下腔体通过所述排气孔与大气连通；
所述阀杆中心设有通水孔；所述通水孔的底端连通阀体的阀腔，所述通水孔的顶端位于所述上阀杆的杆壁上；所述通水孔将所述上腔体与所述阀体的阀腔连通；
上导向套被挤压固定在所述连接法兰与所述缸体的之间；所述上导向套的外壁与所述缸体的顶部的内壁密封连接；所述上阀杆穿过所述上导向套的套筒内腔，并与所述上导向套的套筒的内筒壁密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种阀杆自平衡结构，其特征在于：所述小柱塞的上方的阀杆外套设背母；所述背母与所述阀杆螺纹连接固定，并将小柱塞压紧套装在阀杆外，并限位固定在所述下阀杆的顶部的台肩上，所述背母、所述小柱塞和所述阀杆构成一个固定在一起的阀杆组件。
3.根据权利要求2所述的一种阀杆自平衡结构，其特征在于：所述中导向套紧邻所述缸体的内腔的底部设置，所述中导向套的向外凸出的台阶状的外壁与所述缸体的凹进的台阶状内壁挤压配合，从而将所述中导向套压接固定在所述支座上。
4.根据权利要求2所述的一种阀杆自平衡结构，其特征在于：所述阀盖上设有均匀周向分布的螺栓孔，螺柱顺次穿过所述连接法兰和所述支座后进入所述螺栓孔从而将所述连接法兰、所述支座和所述阀盖固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种阀杆自平衡结构，其特征在于：所述上导向套、所述中导向套和所述下导向套的内壁上均设有沟槽，所述沟槽内设置密封圈。
6.根据权利要求5所述的一种阀杆自平衡结构，其特征在于：所述上导向套、所述中导向套和所述下导向套的内壁上的沟槽分别有两道。
7.根据权利要求2所述的一种阀杆自平衡结构，其特征在于：所述上导向套、所述中导向套和所述下导向套的外壁上均设有沟槽，所述沟槽内设置密封圈。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112943739A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-11 | 沃得精机(中国)有限公司 | 一种新型平衡缸 |
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2013
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