一种两道密封阀门的制作方法

本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种两道密封阀门。

背景技术：

管路系统多种多样，针对不同的管路系统使用的阀门各不相同，为了使管道密封更严密，目前，采用一种两道密封阀门，包括球面密封和截止密封，使用过程是：当关闭阀门时，要求负责球面密封的球阀先关闭，负责截止密封的截止阀后关闭；当阀门开启时，要求截止阀先开启，球阀后开启；这样做的目的是为了保护截止阀，减少管道内介质对截止阀的冲刷。

现有的两道密封阀门一般由截止阀杆带动截止阀直线移动实现截止密封，由球阀杆带动球阀旋转实现球面密封，截止阀杆与球阀杆平行设置。现有的一种两道密封阀门的传动机构如图1所示，包括主动齿轮01、上离合器05、下离合器06、弹簧04、压紧螺母02、压紧板03和球阀杆07；其中，主动齿轮01与截止阀杆联动；上离合器05空套在球阀杆07上，且与主动齿轮01啮合，上离合器05下端面为第一啮合面；下离合器06与球阀杆07联动，且下离合器05的上端面为可与第一啮合面啮合的第二啮合面；弹簧04、压紧板03、压紧螺母02自下而上依次套设在球阀杆07上，且通过压紧螺母02和压紧板03将弹簧04压紧在上离合器05上，使上离合器05的第一啮合面与下离合器06的第二啮合面啮合；当关闭阀门时，截止阀杆旋转带动主动齿轮01旋转，主动齿轮01带动上离合器05旋转，由于上离合器05与下离合器06啮合，则下离合器06和球阀杆07一同旋转，球阀杆07上的球阀旋转90°后关闭球阀，截止阀杆继续转动，由于第二啮合面上有定位块，球阀已经定位，因此，球阀杆07不能继续转动，第一啮合面在第二啮合面上打滑转动，此时，截止阀杆继续动作，并在关闭球阀之后关闭截止阀；当打开阀门时，反向旋转截止阀杆，截止阀被开启，而开启球阀时的力矩变大，初始时，上离合器05在下离合器06上打滑转动，球阀未被开启，通过人工调节压紧螺母02和压紧板03来压紧弹簧04，增大上离合器05与下离合器06之间的啮合力度，使上离合器05能够带动下离合器06反向转动，从而开启球阀。

可以看出，该现有技术中的两道密封阀门在进行闭合和开启操作时，需要人工调节上离合器05与下离合器06之间的啮合力度，啮合力度的大小直接影响阀门能否实现启闭操作，而人工调节会出现较大的误差，可能导致阀门无法正常启闭或启闭不到位。

综上所述，如何解决人工调节上离合器与下离合器之间啮合力度时可能出现的阀门无法正常启闭的问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种两道密封阀门，以保证阀门的正常启闭，提高阀门启闭的可靠性和精度。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种两道密封阀门，包括截止阀杆和球阀杆，所述截止阀杆与所述球阀杆平行设置，还包括：

固定于所述截止阀杆上的主动齿轮和主动凸轮；

固定于所述球阀杆上且与所述主动凸轮啮合的被动凸轮，所述被动凸轮可与所述主动凸轮啮合转动的角度与用于启闭球阀的转动角度相等；

螺纹活动连接于所述球阀杆上且与所述主动齿轮啮合的被动齿轮，所述被动齿轮和所述被动凸轮的离合端面上均设置有可相互啮合的离合齿。

优选的，上述两道密封阀门中，所述被动凸轮可与所述主动凸轮啮合转动的角度为90°。

优选的，上述两道密封阀门中，所述主动凸轮可与所述被动凸轮啮合转动的角度为180°。

优选的，上述两道密封阀门中，所述离合齿为一对啮合齿。

优选的，上述两道密封阀门中，所述被动凸轮上设置有定位面；

还包括用于抵接所述定位面的定位板。

优选的，上述两道密封阀门中，所述截止阀杆包括上截止阀杆和下截止阀杆，所述主动凸轮和所述主动齿轮通过花键固定在所述上截止阀杆上；

所述上截止阀杆与所述下截止阀杆之间通过梯形螺母连接，所述梯形螺母与所述上截止阀杆固定连接，且与所述下截止阀杆螺纹连接；所述下截止阀杆由防转块周向定位。

优选的，上述两道密封阀门中，所述梯形螺母与所述下截止阀杆为左旋螺纹连接。

优选的，上述两道密封阀门中，所述球阀杆与所述被动齿轮之间通过左旋螺纹连接；

所述被动齿轮位于所述被动凸轮和所述球阀之间。

优选的，上述两道密封阀门中，所述球阀杆包括固定相连的上球阀杆和下球阀杆，所述被动凸轮与所述被动齿轮安装在所述上球阀杆上。

优选的，上述两道密封阀门中，还包括与所述截止阀杆固定连接的手轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的两道密封阀门中，当关闭阀门时，转动截止阀杆，主动齿轮和主动凸轮随截止阀杆同步转动，主动凸轮带动被动凸轮转动90°后，与被动凸轮脱离啮合，此时球阀杆也转过90°，实现球阀闭合，与此同时，主动齿轮带动被动齿轮转动，被动齿轮在球阀杆上旋转，逐渐远离被动凸轮，两个离合齿由初始的啮合状态逐渐脱离啮合，继续转动截止阀杆，主动凸轮不再带动被动凸轮转动，而截止阀逐渐关闭，最终实现阀门闭合；当开启阀门时，反向转动截止阀杆，截止阀开启，此时，主动凸轮并未与被动凸轮啮合，球阀杆不转动，主动齿轮带动被动齿轮在球阀杆上旋转，并逐渐靠近被动凸轮，直至两个离合齿啮合后，被动齿轮带动被动凸轮和球阀杆一起反向转动，转过90°后，球阀开启；由上，该阀门的内部传动机构不需要进行人工调整啮合力度，通过阀门的自身精确设计实现阀门的正常启闭，避免了人为调节误差造成的阀门无法正常启闭。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种两道密封阀门的传动机构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种两道密封阀门的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种两道密封阀门的球阀杆位置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种两道密封阀门在全开状态时的主动凸轮与被动凸轮位置关系图；

图5为本发明实施例提供的一种两道密封阀门在球阀关闭时的主动凸轮与被动凸轮位置关系图。

上述图1-图5中，

主动齿轮01、压紧螺母02、压紧板03、弹簧04、上离合器05、下离合器06、被动轴07；

主动凸轮1、主动齿轮2、截止阀杆3、上截止阀杆301、下截止阀杆302、梯形螺母4、截止阀5、手轮6、上板7、被动凸轮8、定位面801、定位板9、离合齿10、被动齿轮11、中板12、球阀杆13、上球阀杆131、下球阀杆132、球阀14、防转块15。

具体实施方式

本发明提供了一种两道密封阀门，使阀门能够正常启闭，提高了阀门启闭的可靠性，提高了阀门启闭的位置精度。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2-图5，图2为本发明实施例提供的一种两道密封阀门的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种两道密封阀门的球阀杆位置的结构示意图；图4为本发明实施例提供的一种两道密封阀门在全开状态时的主动凸轮与被动凸轮位置关系图；图5为本发明实施例提供的一种两道密封阀门在球阀关闭时的主动凸轮与被动凸轮位置关系图。

本发明实施例提供了一种两道密封阀门，包括：用于截止密封的截止阀杆3和截止阀5，用于球面密封的球阀杆13和球阀14；截止阀杆3将旋转运动转化为直线移动，实现截止阀5的启闭，而球阀杆13通过转动实现球阀14的启闭；截止阀杆3与球阀杆13平行设置；还包括主动凸轮1、主动齿轮2、被动凸轮8和被动齿轮11；其中，主动凸轮1和主动齿轮2固定于截止阀杆3上，随截止阀杆3同步转动；被动凸轮8固定于球阀杆13上，随球阀杆13同步转动；球阀杆13上设置有螺纹，被动齿轮11螺纹连接于球阀杆13上，能够在球阀杆13上轴向移动；主动凸轮1与被动凸轮8啮合，且被动凸轮8能够与主动凸轮1啮合转动的角度与用于启闭球阀14的转动角度相等9，即被动凸轮8与主动凸轮1啮合时，被动凸轮8所转过的角度能够将球阀14从开启状态变为关闭状态，之后被动凸轮8便与主动凸轮1脱离啮合；主动齿轮2与被动齿轮11啮合；被动凸轮8与被动齿轮11能够通过均设置在两者的离合端面上的一个离合齿10实现啮合，啮合后，被动齿轮11能够随被动凸轮8一起转动。

本发明的两道密封阀门的工作原理如下：假设顺时针旋转截止阀杆3为关闭阀门操作，则阀门处于全开状态时，主动凸轮1与被动凸轮8的位置关系如图4所示，此时被动凸轮8与被动齿轮11的离合齿10啮合，且主动凸轮1的最小半径与被动凸轮8的最大半径啮合。若要关闭阀门，则使截止阀杆3顺时针旋转，主动凸轮1和主动齿轮2随截止阀杆3一起顺时针转动，主动凸轮1带动被动凸轮8逆时针转动，直到主动凸轮1的最大半径与被动凸轮8的最小半径啮合，如图5所示，此时被动凸轮8逆时针转过啮合角度后，球阀14关闭，若主动凸轮1继续转动，主动凸轮1与被动凸轮8脱离啮合，则被动凸轮8和球阀杆13不再逆时针转动；在球阀14关闭的过程中，主动齿轮2带动被动齿轮11逆时针转动，使被动齿轮11在球阀杆13的螺纹上旋转并逐渐远离被动凸轮8，被动凸轮8和被动齿轮11的离合齿10脱离啮合；与此同时，截止阀杆3将旋转运动转化为直线移动，逐渐向关闭截止阀5的方向移动，当关闭球阀14后，继续转动截止阀杆3，直至关闭截止阀5，从而完成两道密封阀门的完全关闭。若要开启两道密封阀门，则使截止阀杆3反向转动，即逆时针转动，由于主动凸轮1与被动凸轮8脱离啮合，主动凸轮1不能带动被动凸轮8顺时针转动，并且此时，被动凸轮8和被动齿轮11的离合齿10还处于脱离啮合状态，因此，球阀杆13不会顺时针转动，球阀14没有开启，而截至阀5随着截止阀杆3的转动逐渐开启；在开启截至阀5的过程中，主动齿轮2带动被动齿轮11相对于球阀杆13反向顺时针转动，被动齿轮11逐渐靠近被动凸轮8，直到离合齿10啮合，此时，被动齿轮11和被动凸轮8以及球阀杆13为一体转动结构，继续转动截止阀杆3，主动齿轮2带动被动齿轮11、被动凸轮8和球阀杆13一起顺时针转动，球阀杆13转过被动凸轮8的啮合转动角度后开启球阀14，而被动凸轮8和被动齿轮11以及主动凸轮1回到初始全开状态，如图4所示，完成两道密封阀门的开启。

可以看出，在本发明的两道密封阀门的启闭操作中，只要事先根据管道需要选择具有特定传动比例的阀门并安装完成之后，工作人员只需转动截止阀杆3便可以实现阀门的正常启闭，不再需要在操作过程中对阀门内部各部件的位置关系以及传动比例进行人工调节，阀门能否正常启闭只与阀门的生产加工质量和精度有关，与人为操作无关，而现有技术中需要在阀门的启闭过程中人工调整上离合器05与下离合器06之间的啮合力度，人工调节存在较大误差，容易导致阀门无法正常启闭，因此，与现有技术相比，本发明提供的两道密封阀门不会出现因为人工调节阀门而引起阀门无法正常启闭的现象，提高了阀门的启闭操作的可靠性和精度。

进一步优化，本实施例中的被动凸轮8可与主动凸轮1啮合转动的角度为90°；这是因为一般球阀14的启闭转动角度是90°；当然根据不同的球阀14的启闭转动角度设置不同的啮合转动角度，并不局限于90°，在此不做具体限定。

本实施例对主动凸轮1和被动凸轮8的转动比例进行优化，主动凸轮1能够与被动凸轮8啮合转动的角度为180°，即主动凸轮1与被动凸轮8啮合转动时，主动凸轮1转动180°，而被动凸轮8转动90°，这样的设置是为了方便加工，利于其它部件的比例设置；当然，主动凸轮1能够与被动凸轮8啮合转动的角度可以是360度以内且具有啮合转动能力的任意角度，在此不做具体限定。

本实施例中进一步地对主动凸轮1和被动凸轮8的传动关系进行优化，主动凸轮1与被动凸轮8啮合时，主动凸轮在180°范围内，曲面半径从r26mm升至r44mm，被动凸轮8在90°范围内，曲面半径也是从r26mm升至r44mm。当主动凸轮1的最小半径与被动凸轮8的最大半径啮合并逐渐转动时，主动凸轮1逐步推动被动凸轮8，当主动凸轮1转180°，被动凸轮也就转动了90°，被动凸轮8的曲面为最低点，两凸轮脱离啮合，实现了球阀14转动90°，球密封关闭；当然主动凸轮1和被动凸轮8的曲面半径根据实际的工作状况而定，以上曲面半径只是以具体实施例，并不影响本发明的保护范围。

为了进一步提高阀门启闭的精度，本实施例中的离合齿10只设置一对啮合齿，原因是因为，多对啮合齿容易发生干涉，导致阀门启闭不到位；当然在转动角度设置精确的情况下，也可以设置多对啮合齿。

为了更进一步地提高阀门启闭的精度，本实施例中的两道密封阀门还包括定位板9，被动凸轮8上设置有定位面801，如图4和图5所示，定位面801是一个平面，能够与定位板9抵接，从而阻止被动凸轮8继续转动；其工作过程是：当开启阀门时，即被动凸轮8逆时针转动时，定位面801远离定位板9，定位板9和定位面801并不起到定位被动凸轮8的作用，而当关闭阀门时，即被动凸轮8顺时针转动时，球阀14开启后，为了使阀门能够循环操作，用于下一次的关闭，此时被动凸轮8的定位面801与定位板9抵接，防止被动凸轮8超过设定位置，从而保证了球阀14启闭到位，提高了阀门启闭的精度。

对截止阀5的启闭传动结构进行优化，本发明实施例提供了一种具体的截止阀5的启闭传动结构，截止阀杆3包括上截止阀杆301和下截止阀杆302，主动凸轮1和主动齿轮2通过花键固定连接在上截止阀杆301上，上截止阀杆301与下截止阀杆302通过梯形螺母4连接，梯形螺母4具有内螺纹，上截止阀杆301与梯形螺母4固定连接，梯形螺母4能够随上截止阀杆301一起转动，下截止阀杆302螺纹连接于梯形螺母4内，下截止阀杆302由防转块15周向定位，下截止阀杆302只能轴向移动，不能转动，而上截止阀杆301只能转动，不能轴向移动；工作时，上截止阀杆301转动，梯形螺母4相对下截止阀杆302转动，由于防转块15的周向定位作用，下截止阀杆302只能在梯形螺母4的旋转作用下做轴向的直线移动，从而将旋转运动转化为直线移动。

对于顺时针转动截止阀杆3作为关闭阀门的操作而言，需要对螺纹的旋向进行限定，梯形螺母4的螺纹为左旋，相应地，下截止阀杆302的螺纹也为左旋；工作时，顺时针转动上截止阀杆301，则下截止阀杆302向远离上截止阀杆301的方向直线移动，从而逐渐关闭截止阀5，逆时针转动上截止阀杆301，则下截止阀杆302向靠近上截止阀杆301的方向直线移动，从而开启截止阀5；采用顺时针转动截止阀杆3为关闭阀门的操作，是根据实际的使用习惯而定，当然也可以采用逆时针为关闭阀门的方式，相应地，梯形螺母4与下截止阀杆302之间为右旋螺纹连接。

进一步地，在以顺时针转动截止阀杆3为关闭阀门的操作时，本实施例中的球阀杆13与被动齿轮11之间为左旋螺纹连接，则相应地被动齿轮11位于被动凸轮8和球阀14之间，如图2所示；以图2进行说明，工作时，顺时针转动上截止阀杆301，则被动凸轮8逆时针转动，与此同时，主动齿轮2带动被动齿轮11逆时针转动，且逐渐远离被动凸轮8而靠近球阀14，实现离合齿10的脱离；当然，在以顺时针转动截止阀杆3为关闭阀门的操作的前提下，也可采用球阀杆13与被动齿轮11之间为右旋螺纹连接的方式，则被动凸轮8位于被动齿轮11和球阀14之间，这样才能使被动齿轮11脱离被动凸轮8。

对球阀杆13进行优化，本实施例中的球阀杆13包括上球阀杆131和下球阀杆132，上球阀杆131和下球阀杆132固定连接，被动凸轮8和被动齿轮11设置在上球阀杆131上，球阀14固定于下球阀杆132上；目的是为了方便球阀杆13的安装和拆卸，上球阀杆131和下球阀杆132的材料可以不同。

为了方便旋转截止阀杆3，本实施例中，截止阀杆3上安装有手轮6，以增大力矩。

为了更好地固定阀门内的各部件，阀门还包括上板7和中板12，截止阀杆3、梯形螺母4和球阀杆13可转动地固定于上板7和中板12上，并通过轴承配合转动固定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。