专利名称：全封闭大压差启闭眼镜阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有平密封面的阀门阀，具体地说是一种通过阀体运动把阀座密封面分开或压紧的全封闭大压差启闭眼镜阀。
背景技术：
在钢铁和冶金类企业的大中型煤气输送管道中，目前都是采用两级阀门来关断管道中的煤气介质。前级阀门一般是使用碟阀，后级阀门通常是使用眼镜阀(又称为“板阀”或“插板阀”)。前级的碟阀可以带压启闭，但是其密封性能差；后级的眼镜阀不能带压启闭，但是其密封性能好。所以，为了煤气输送管道的正常使用，防止煤气泄露，只好采用两级阀门用前级碟阀来降低后级眼镜阀前后端煤气管道里的压力差，用后级眼镜阀来实现煤气输送管道的完全关断和密封。这种两级阀门的重复设置，不仅提高了阀门的采购和使用成本，加大了阀门操作平台的面积和造价，而且还增加了大中型煤气输送管道通断的阀门整体操作时间，降低了工效。
目前的眼镜阀分为立式眼镜阀和卧式眼镜阀两大类。立式眼镜阀是一种敞开式眼镜阀，在使用过程中会有管道残留煤气的外泄，给阀门的启闭操作带来一定的安全隐患。卧式眼镜阀则包括有敞开式和全封闭式两种。其敞开式的结构，仍存在有相同的安全隐患问题；其全封闭式的结构，则没有管道残留煤气的泄露问题。
这种全封闭卧式眼镜阀，其结构是在主阀箱的前后端连接有定阀体和带波纹管的动阀体，在主阀箱的两侧各连接一个副阀箱，带有通孔圈和盲孔圈的阀板位于定阀体和动阀体之间，阀板通过在其上部穿接的若干吊轮悬挂在固定于主阀箱顶部的导轨上，在主阀箱和动阀体上安装有阀板压紧松开机构，在主阀箱和阀板的顶面装有阀板换位横移机构。通过操控阀板压紧松开机构，可使动阀体的阀座回缩，使被夹紧的阀板松开。之后，再操控阀板换位横移机构，驱动阀板在封闭的主、副阀箱之间做横向换位移动，使阀板上的通孔圈和盲孔圈在两阀体的阀座间进行位置替换。当阀板横移、使通孔圈和盲孔圈换位后，再操控阀板压紧松开机构，使动阀体的阀座前伸，阀板即被两阀座再次压紧。由此完成全封闭卧式眼镜阀的启闭操作。虽然全封闭卧式眼镜阀没有煤气泄露问题，但也同样不能进行带压操作。
发明内容
本发明的目的就是提供一种不需设置前级关断阀就能够安全、顺利地实施带压启闭操作的全封闭大压差启闭眼镜阀。
本发明是这样实现的一种全封闭大压差启闭眼镜阀，在主阀箱的前后端接有定阀体和带波纹管的动阀体，在主阀箱的两侧接有副阀箱，带有通孔圈和盲孔圈的阀板位于定阀体和动阀体之间，阀板通过其上部穿接的若干吊轮悬挂在固定于主阀箱顶部的导轨上，在主阀箱和动阀体上安装有阀板压紧松开机构，在主阀箱和阀板的顶面装有阀板换位横移机构，主要改进之处是在主阀箱上增设了阀板承压平移机构。
利用该阀板承压平移机构，就可以配合眼镜阀上的阀板压紧松开机构的控制过程，对阀板实施沿其板面垂线方向的主动式、大距离的平移驱动。利用该承压平移机构的作用，就可以克服管道中煤气介质来源侧的巨大压力，使阀板在两阀体的阀座空间内沿阀板的板面垂线方向进行平移，从而使阀板上的盲孔圈或通孔圈与阀体上的阀座实现顺利的脱离。由于悬挂在定阀体和动阀体之间的阀板还要在主阀箱和其两侧的两个副阀箱之间进行横向的换位移动，因此，既要利用阀板承压平移机构对阀板实施沿阀板的板面垂线方向的大压差平移驱动，同时还要不影响阀板正常的横向换位移动。
为此，本发明中的阀板承压平移机构的一种实现方式是以现有固定焊接在动阀体上的推拉板为基础，在推拉板的上、下边沿分别接有伸向阀板方向的横板，在两横板上分别接有若干立轴，立轴上套接滚轮；在阀板的上、下边框上分别接有上角板和下角板，上、下角板的横板面跨过滚轮，上、下角板的立板面位于推拉板与滚轮之间。
这种阀板承压平移机构的发明要点，就是在动阀体和阀板之间设计了一个阀板强制拉动机构，该机构借助阀板压紧松开机构利用推拉板回拉动阀体的动力，在将动阀体前端回拉的过程中，利用接在推拉板上、下横板上的滚轮对阀板上的上、下角板的立板面的作用而整体拉动阀板，使之得以克服管道中煤气介质来源侧的压力，向动阀体的一侧产生整体平移，从而使阀板上的盲孔圈或通孔圈与定阀体上的阀座顺利脱离。虽然在拉动阀板的过程中，阀板承压平移机构中的滚轮始终承受着煤气介质对阀板的巨大压力，但由于二者是通过滚轮的轮面与上、下角板的立沿内平面实现相互接触的，这是一种滚动接触，因此，这种接触不会影响阀板的横向换位移动。当阀板横向换位移动结束、阀板压紧松开机构进行压紧操作时，动阀体上的阀座即可推动阀板向定阀体一侧平移回位，从而使阀板上换位后的通孔圈或盲孔圈被压紧在两阀体的阀座之间。
本发明中的阀板承压平移机构的第二种实现方式是在定阀体上套接一活动框板，在活动框板上、下边分别接有伸向阀板方向的横板，在两横板上分别接有若干立轴，立轴上套接滚轮；在阀板的上、下边框上分别接有上角板和下角板，上、下角板的横板面跨过滚轮，上、下角板的立板面位于活动框板与滚轮之间；在活动框板的四角分别接有推拉杆，推拉杆的外端与固定在主阀箱上的联动驱动机构相接。
这种阀板承压平移机构的发明要点，就是在主阀箱内设计了一个阀板强制推拉机构，该机构需要在主阀箱上配装一套独立的联动驱动机构进行驱动。在阀板压紧松开机构将动阀体的阀座回拉并松开阀板之后，利用该联动驱动机构对活动框板施加作用力，即可根据介质流向，使接在活动框板的上、下横板上的滚轮，要么顶着阀板的上、下边框而直接前推阀板，要么钩着上、下角板而回拉阀板。这样，就可使阀板克服管道中煤气介质来源侧的巨大压力，在两阀体的阀座空间缝隙内产生整体的平移，从而使阀板上的盲孔圈或通孔圈与一侧阀体上的阀座顺利脱离。尽管在推动或者拉动阀板的过程中，活动框板上的滚轮始终承受着煤气介质对阀板的压力，但由于二者是通过滚轮的轮面与阀板的上、下边框或者是上、下角板的立沿内平面实现相互接触的，这同样是一种滚动接触，同样也不会影响阀板进行位置变换所作的横向移动。在阀板横向换位移动结束、阀板压紧松开机构进行压紧操作之前，操控联动驱动机构，反向驱动活动框板，即可使阀板整体反向平移回位。之后，再操控阀板压紧松开机构，即可使阀板上换位后的通孔圈或盲孔圈被压紧在两阀体的阀座之间。
当然还可以采用其他既不影响阀板横向换位移动、又可对阀板实施带压平移驱动的结构形式组成阀板承压平移机构。
使用本全封闭大压差启闭眼镜阀，在煤气输送管道内保持着正常介质工作压力的情况下，不用通过前级关断阀来降低眼镜阀阀板前后的介质压力差，利用阀板承压平移机构就可以实现阀板的顺利脱离或稳定贴合，以及大距离的阀板整体平移，并且在阀板承压状态下，仍可顺利地实现阀板的横向换位移动，由此实现了眼镜阀在大压差条件下的顺利启闭。而主、副阀箱的全封闭结构，也避免了在阀门启闭过程中的煤气泄露。这样，通过设置单一的眼镜阀，就可以实现对大型煤气输送管道中的煤气介质的完全阻断和开通，由此实现了在大型煤气输送管道上安装单一眼镜阀的可能。采用这种结构，在大型煤气输送管道上就可以只设置一个眼镜阀，而不用再安装前级关断阀或者采取其它降压措施，由此即可减少阀门的设置数量和阀门操作平台的建设面积，相应地也就降低了阀门采购成本和操作平台造价，并且煤气输送管道上单一的阀门设置，也必然缩短了开通或关断煤气输送管道的整体阀门操作时间，提高了工效。
另外，由于在眼镜阀中设置了阀板承压平移机构，不仅使阀板的平移距离加大，还使得阀板在两阀体的阀座之间的横向换位行走得更加顺畅。由于在阀板承压平移机构的直接作用下，可以加大阀板与阀座之间的间隙，因而也就使得阀板通孔圈或盲孔圈上的密封圈因触碰或摩擦阀座而被损坏的几率大大降低，因之也就减少了更换密封圈的次数和相应的停工停气时间，提高了眼镜阀的使用效率和效益。
由于本发明眼镜阀的全封闭结构，使得在眼镜阀的开启或关闭过程中不会再有煤气介质外溢的情况发生，由此提高了阀门操作的安全可靠性，保障了现场操作工人的人身安全，实现了眼镜阀的安全、可靠运行。同时，由于没有煤气外溢，还有利于环境保护。
采用本发明全封闭大压差启闭眼镜阀，会带来大型煤气输送管道介质关断工艺的改革，由此会增加全封闭眼镜阀的市场空间，提高生产企业的经济效益和社会效益。
图1是本发明的外型结构示意图。
图2、图3是本发明两种具体实施方式
的结构示意图。
图4、图5是阀板的正视图和侧视图。
具体实施例方式
实施例1如图所示，本发明眼镜阀的整体结构基本采用现有全封闭卧式眼镜阀的结构形式，即在主阀箱3的前后端接有定阀体15和带波纹管的动阀体5(图2)，在主阀箱3的两侧各封闭连接一个副阀箱1(图1)，在主阀箱3的底面接有底座4，并设有出灰口6；在定阀体15的阀座15a和动阀体5的阀座5a之间夹有阀板11(图2)。在主阀箱和动阀体上安装有阀板压紧松开机构，在主阀箱和阀板的顶面装有阀板换位横移机构，在主阀箱3内装有阀板承压平移机构。
阀板11的结构如图4和图5所示，是在阀板11的板面内设有通孔圈29和盲孔圈28，密封圈30分别嵌在通孔圈和盲孔圈两面的环槽内。在阀板11的上部穿接有若干横轴，横轴的两端分接吊轮14。横轴与阀板上的穿孔为活动配合方式，以满足阀板沿板面垂线方向往复平移的需要。在阀板11的顶面制有由一排并行固定的细杆所组成的平面刚性链条27。
图2中，在阀板11上穿接的吊轮14支架在导轨13中，导轨13固定于主阀箱3的顶部，导轨的两端外伸，穿入副阀箱1内的顶部。本发明眼镜阀中的阀板压紧松开机构由联动驱动机构2、推拉杆19和推拉板7组成。联动驱动机构2固定在主阀箱3的一端，与之相接的四根或八根推拉杆19分别穿入主阀箱3，连接在推拉板7的边角上，推拉板7焊接在波纹管与阀座之间的动阀体5上。
本发明眼镜阀中的阀板换位横移机构包括有减速驱动机构12、链轮和平面刚性链条27。减速驱动机构12固定在主阀箱3的上部(图1)，链轮接在减速驱动机构12的输出轴上，并与阀板顶面的平面刚性链条27相啮合。在减速驱动机构12的带动下，链轮拨动平面刚性链条27，使阀板11在主阀箱3和副阀箱1之间进行横向换位移动。
如图2所示，本发明眼镜阀中的阀板承压平移机构是在焊接于动阀体5上的推拉板7的上边沿和下边沿上分别焊接有伸向阀板方向的横板8，在横板8上接有若干成直线排列的立轴，在立轴上套接有滚轮9、17；在阀板11的上边框上焊接有上角板10，上角板10的横板面跨过滚轮9，其立板面的下沿位于推拉板7与滚轮9之间。在阀板11的下边框上焊接有下角板16，下角板16的横板面跨过滚轮17，其立板面的下沿位于推拉板7与滚轮17之间。也可将由横板、立轴和滚轮组成的回拉组件直接固定在波纹管与阀座之间的动阀体5的阀体上。这是一种拉动式的阀板承压平移机构。
当阀板11被两阀体的阀座密封面压紧时，位于推拉板7上下端的滚轮外径应与上、下角板的立面内沿保持一定的距离，这个距离应是动阀体5的阀座5a将阀板完全压紧与完全松开所移动距离的一半。这样，在阀板压紧松开机构动作、将阀板从压紧到松开的过程中，动阀体5的阀座5a先被推拉板7回拉，待回拉到一半时，推拉板7上的上、下两排滚轮即与阀板上、下角板的立沿内面接触并贴紧。在阀座5a被继续回拉的过程中，推拉板7上的上、下两排滚轮就通过上、下角板拉动阀板11，使之随着动阀体的阀座5a一并整体向左平移。继之，阀板即可与定阀体15上的阀座15a相脱离。由此即可使阀板与两阀体上的阀座之间保持基本相等的间距，在阀板进行横向换位移动时就不会与两边的阀座相触碰或相摩擦。此时，阀门两侧管道内的煤气介质通过主阀箱3的内腔贯通，阀板前后的介质压力差随之大幅下降，此后即可进行阀板的横向换位操作。在阀板进行横向换位过程中，推拉板7上的上、下两排滚轮9、17始终紧拉着阀板11，克服着煤气介质的左推压力，并且由于二者是轮与面的接触配合，因此使阀板11得以顺利、稳定地进行主、副阀箱内的横向换位移动。换位结束后，阀板压紧松开机构反向工作，使动阀体的阀座5a右移，阀板11即可在煤气介质的压力下随同右移(阀座间为盲孔圈时)，或者被动阀体的阀座5a推动右移(阀座间为通孔圈时)，直至被两阀体的阀座再次压紧为止。
在上述的通过煤气介质的压力压迫盲孔圈使阀板11随同右移的过程中，推拉板7上的上、下两排滚轮9、17始终紧拉着阀板11，由此使阀板盲孔圈得以平稳地贴合在定阀体的阀座上，防止了“气锤”现象的产生和由此引发的管道震动。
为使阀板能够平稳地进行横向换位行走，在上述结构的基础上，本发明眼镜阀还在主阀箱3上接有前端带导向轮的限位导向机构18。该导向机构是在两平板之间连接立轴，轴上穿接导向轮，导向轮分别指向上角板10和下角板16的立板面。这样就可在阀板11进行横向换位移动的过程中，在上、下角板的立沿外侧增加了一套限位导向机构，在该限位导向机构的协同作用下，阀板11的横向换位移动就会更加顺利、稳定、可靠。该限位导向机构还可对阀板的左向平移起到一定的限位保护作用，使其避免与动阀体的阀座5a产生碰撞。
使用本实施例中的眼镜阀，也可改变介质流向，即煤气介质是从定阀体一端进入眼镜阀。这种情况下，要求限位导向机构18的刚性提高，数量增多，并且是上、下两排设置。当阀板11是盲孔圈处在两阀体的阀座中间位置时，如果需要阀板向左平移，随着动阀体5的阀座5a的左移，阀板11在介质压力的作用下会同时左移。当阀座5a左移到总移动量的一半时，阀板上的上角板10和下角板16就分别靠紧限位导向机构18。此时，阀座5a继续左移，而阀板则保持不动。由此实现阀板的左平移。如果需要阀板向右平移时，阀座5a先向右移，待与盲孔圈贴合后，推动阀板11克服着介质来源侧的压力继续右移，直至把阀板压紧为止。由此实现阀板的右平移。
实施例2如图3所示，本实施例的基本结构与实施例1的完全相同，只是阀板承压平移机构有所不同。本实施例中的阀板承压平移机构是在定阀体15上套接一活动框板23，在活动框板上、下边分别接有伸向阀板方向的横板8，在两横板上分别接有若干立轴，立轴上套接滚轮9、17；在阀板11的上、下边框上分别接有上角板10和下角板16，上、下角板的横板面跨过滚轮9、17；上角板10的立板面位于活动框板23与滚轮9之间，下角板16的立板面位于活动框板23与滚轮17之间；在活动框板23的四角分别接有推拉杆24，推拉杆的另一端与固定在主阀箱3上的联动驱动机构20相接。该联动驱动机构可采用现有阀板压紧松开机构上使用的电动联动驱动机构，也可采用由气缸、液压缸、电液推杆、电动推杆等通过链轮链条传动的联动驱动结构形式。这是一种自带动力、推拉结合式的阀板承压平移机构，其优点是适于大口径的眼镜阀、且没有安装方向的限制。
如果本眼镜阀是动阀体5与介质来向的煤气管道相接，即管道煤气介质是从图3的左侧向右侧流动，那么，在阀板压紧松开机构动作、通过推拉板7将动阀体的阀座5a从阀板上拉开之后，阀板从压紧状态转到松开状态。此时操控联动驱动机构20，使与之相接的四根推拉杆24(根据眼镜阀的通径可以多设)推动活动框板23左移，活动框板上的上、下两排滚轮9、17即推动阀板11，克服管道煤气介质的压力向左平移。其平移距离应为动阀体的阀座5a由压紧状态到松开状态所移动距离的一半。为增强活动框板移动时的稳定性，可在活动框板23的下方设置若干支承轮。在阀板11上的通孔圈或盲孔圈被推离定阀体15的阀座15a之后，即可进行阀板的横向换位移动。在此过程中，活动框板上的上、下两排滚轮9、17始终顶着阀板11，克服着煤气介质的左推压力，并且同样是由于轮与面的接触配合，因此使阀板11得以顺利、稳定地在主、副阀箱内进行横向换位移动。所以，本实施例中的阀板承压平移机构还兼具有阀板横向换位移动时的导向功能。当阀板换位横移结束后，操控联动驱动机构20使活动框板23右移，此时，上、下两排滚轮9、17拉动阀板11随同右移(阀座间为通孔圈时)，或是在煤气介质的压力下(阀座间为盲孔圈时)，阀板11随同右移(此时是滚轮支顶着阀板一同回撤右移)，直至阀板上的通孔圈或者盲孔圈与定阀体的阀座15a稳定贴合为止。最后，启动阀板压紧松开机构，两阀体的阀座再次将阀板11压紧。
如果本眼镜阀是定阀体15与介质来向的煤气管道相接，即管道煤气介质是从图3的右侧向左侧流动，那么，在阀板压紧松开机构动作、通过推拉板7将动阀体的阀座5a从阀板上拉开之后，阀板从压紧状态转到松开状态。此时操控联动驱动机构20，使活动框板23左移。如果此时是阀板上的通孔圈与阀座相对，则活动框板23上的上、下两排滚轮9、17即推动阀板11的上、下边框，使阀板整体左移；如果此时是阀板上的盲孔圈与阀座相对，则阀板11受管道煤气介质的巨大压力而产生左移倾向，并且阀板边框上的上、下角板10、16随即钩住活动框板23上的上、下两排滚轮9、17。当活动框板23左移时，就象放飞风筝一样，在克服阀板承受的管道煤气介质压力的同时，使阀板11向左整体平移。在左移一定距离之后停止，此时，阀板两侧分别与两阀体的阀座密封面保持基本等距。此后即可进行阀板横向换位移动操作。换位横移结束后，即可反向操控联动驱动机构20，使活动框板23带动阀板11，克服管道煤气介质的压力右移，并最终与定阀体上的阀座15a平稳贴合。最后，启动阀板压紧松开机构反向动作，两阀体的阀座将阀板11再次压紧。由此完成眼镜阀的启闭操作。
本发明眼镜阀中的阀板压紧松开机构、阀板换位横移机构以及阀板承压平移机构中的驱动装置可采用电动装置、电液推杆、电动推杆、气动装置或液动装置等，再分别配备电控柜、电——气控制柜、电——液控制柜等，即可实现眼镜阀的手动、电动操作控制。眼镜阀的启闭控制，既可现场就地操作，也可连接计算机，实现远程集中控制。
权利要求
1.一种全封闭大压差启闭眼镜阀，在主阀箱(3)的前后端接有定阀体(15)和带波纹管的动阀体(5)，在主阀箱(3)的两侧接有副阀箱(1)，带有通孔圈和盲孔圈的阀板(11)位于定阀体和动阀体之间，阀板(11)通过其上部穿接的若干吊轮(14)悬挂在固定于主阀箱顶部的导轨(13)上，在主阀箱和动阀体上安装有阀板压紧松开机构，在主阀箱和阀板的顶面装有阀板换位横移机构，其特征在于在主阀箱(3)上装有阀板承压平移机构。
2.根据权利要求1所述的全封闭大压差启闭眼镜阀，其特征在于所述的阀板承压平移机构是在固定与动阀体(5)上的推拉板(7)的上、下边沿分别接有伸向阀板方向的横板(8)，在两横板上分别接有若干立轴，立轴上套接滚轮(9、17)；在阀板(11)的上、下边框上分别接有上角板(10)和下角板(16)，上、下角板的横板面跨过滚轮(9、17)，上、下角板的立板面位于推拉板(7)与滚轮(9、17)之间。
3.根据权利要求2所述的全封闭大压差启闭眼镜阀，其特征在于在主阀箱(3)上接有前端带导向轮的限位导向机构(18)，导向轮指向上、下角板的立板面。
4.根据权利要求1所述的全封闭大压差启闭眼镜阀，其特征在于所述的阀板承压平移机构是在定阀体(15)上套接一活动框板(23)，在活动框板上、下边分别接有伸向阀板方向的横板(8)，在两横板上分别接有若干立轴，立轴上套接滚轮(9、17)；在阀板(11)的上、下边框上分别接有上角板(10)和下角板(16)，上、下角板的横板面跨过滚轮(9、17)，上、下角板的立板面位于活动框板(23)与滚轮(9、17)之间；在活动框板(23)的边角分别接有推拉杆(24)，推拉杆的另一端与固定在主阀箱(3)上的联动驱动机构(20)相接。
全文摘要
本发明涉及一种通过阀体运动把阀座密封面分开或压紧的全封闭大压差启闭眼镜阀，其结构是在主阀箱的前后端接有定阀体和带波纹管的动阀体，在主阀箱的两侧接有副阀箱，带有通孔圈和盲孔圈的阀板位于定阀体和动阀体之间，阀板通过其上部穿接的若干吊轮悬挂在固定于主阀箱顶部的导轨上，在主阀箱和动阀体上安装有阀板压紧松开机构，在主阀箱和阀板的顶面装有阀板换位横移机构，在主阀箱上装有阀板承压平移机构。本眼镜阀可在煤气输送管道内保持着正常介质工作压力的情况下，不用前级关断阀，就能够灵活顺利地带压启闭，对管道内的煤气介质进行完全的隔断和开通，由此实现了眼镜阀的高效和安全运行。
文档编号F16K3/02GK101016952SQ20071006152
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月13日 优先权日2007年2月13日
发明者邢建栋, 邢毅栋 申请人:邢建栋