专利名称：差动闸阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用在闸阀上的利用系统压力使得开关省力和帮助密封的结构。
当前生产应用的闸阀(如
图1)，由于关闭阀门时为了使得闸板(3)和密封套(2)之间密封比压力达到密封所需而加力拧紧阀杆(1)使阀杆螺母和阀杆之间压紧而产生正压力，在开启时，初始开启必须克服这个正压力产生的摩擦力矩；进一步开启时，由于闸板受到系统压力的作用，出口处的密封套和闸板压紧而产生正压力，闸板上提会受到密封套和闸板之间的静摩擦力和滑动摩擦力的阻碍。将要关闭时，由于入口和出口的压降加大，闸板受到系统压力的作用，出口处的密封套和闸板压紧而产生正压力，闸板下行受到密封套和闸板之间的静摩擦力和滑动摩擦力的阻碍；全部关闭时，为了使闸板和密封套之间的密封比乐力达到密封所需，还必须进一步拧紧阀杆，加大闸板和密封套之间的密封比压力。
本实用新型的目的是要提供一种差动闸阀，它能充分利用闸阀入口和出口的压强差帮助闸阀的开关和密封，从而起到使得闸阀开关省力，主密封严密的效果。
本实用新型的目的是这样实现的在闸板和密封套上方装置差动机构，利用差动机构中的差动活塞将闸阀上部的腔体分成三个，腔体2和入口接通，腔体3和出口接通，腔体1和腔体2之间有小的孔道(阻尼孔道)连通，腔体3和腔体1之间又有一个小的控制阀。控制阀的启闭控制腔体1和腔体2之间的压强差的大小和方向，使得差动机构受到系统压力的总力发生变化产生向上或向下的运动趋势，从而施加给挂接在差动机构上的闸板向上和向下的力，实际上，是利用系统内部的压力克服闸阀开关时所遇到的各种阻力，达到省力的效果；在全部关闭时，差动活塞所受系统压力总力向下，传递给闸板使之和密封套压紧，达到帮助密封的作用。
附
图1为老式闸阀结构示意图。
附图2为本实用新型在开启过程中的结构示意图。
附图3为本实用新型在关闭过程中的结构示意图。
附图4为本实用新型理论计算示意图。
以下结合附图详细说明本实用新型的具体结构(如图2)是在闸板(3)和密封套(2)上方装置差动机构(4)，利用差动机构中的差动活塞(6)将闸阀上部的腔体分成三个，腔体(Ⅱ)和入口接通，腔体(Ⅰ)和出口接通，腔体Ⅲ和腔体Ⅱ之间有小的孔道(阻尼孔道7)连通，腔体Ⅲ和腔体Ⅱ之间又有一个小的控制阀(5)。控制阀的启闭控制腔体Ⅱ和腔体Ⅲ之间的压强差的大小和方向，使得差动机构所受的系统压力的总力发生变化而产生向上或向下的运动趋势，从而施加给挂接在差动活塞上的闸板向上和向下的力，达到省力和帮助密封的作用。
开启过程中(如图2)，阀杆(1)上提，控制阀打开，腔体Ⅰ和腔体Ⅲ接通，接通的流道的流通面积远大于差动活塞上连通腔体Ⅱ和腔体Ⅲ之间的阻尼孔道的面积，亦即腔体Ⅲ和腔体Ⅱ之间的流阻远小于腔体Ⅰ和腔体Ⅲ之间的流阻，腔体Ⅲ的压强迅速下降，系统压力作用在差动活塞上的总力的方向向上，差动活塞具有带动闸板上行的趋势，而控制阀的开启程度决定着腔体Ⅰ和腔体Ⅲ之间的流阻大小，当控制阀开启到一定程度时，作用在差动活塞上的系统压力的总力将和闸板与密封套压紧产生的静摩擦力平衡甚至超出，差动活塞将带动闸板向上运动，这时开启闸阀所需克服的阻力只是来源于作用在阀杆上的系统压力。闸板开启后，入口处的闸板和密封套打开，入口已与腔体Ⅱ上有通道接通，但在开启的一个阶段内，这个通道的流阻始终远大于腔体Ⅱ和出口的连通通道(10)的流阻(这个通道是利用在闸板上开槽获得的，实际上出口处闸板和密封套之间已经失去了密封作用)，所以腔体Ⅲ和腔体Ⅱ之间的压差在一个阶段内始终存在，腔体Ⅲ的压强在一个阶段内始终要小于腔体Ⅱ，差动活塞在这个阶段也就始终保持着上行的趋势，换句话说，系统压力在这个阶段始终帮助闸板开启。
关闭过程中(如图3)，当差动活塞带动闸板下行至第二道密封圈开始密封的时候，此时阀杆已将控制阀关闭，腔体Ⅰ与腔体Ⅲ的通道被截断，腔体Ⅱ和腔体Ⅲ由阻尼孔道连通，两者压强大致相等，腔体Ⅱ与出口连通，压强大致等于出口压强，此时系统压力对整个差动活塞的总力方向向下，有带动闸板向下运行的趋势，帮助闸板进行关闭操作。全部关闭时，腔体Ⅱ的压强完全等于出口压强，腔体Ⅱ和腔体Ⅲ的压强完全和入口压强相等，此时系统压力对差动活塞的总力方向完全向下，从而给予闸板一个向下的力，迫使闸板与密封套之间压紧，帮助闸板和密封套的密封。
由于在闸板上开槽，腔体Ⅰ实际上已经和出口连通，出口处闸板和密封套之间已经不起密封作用，这时的闸阀主要泄漏点在入口的闸板和密封套之间、第二道O型圈处、控制阀处三个地方，O型圈的密封和控制阀的密封作用无需质疑，入口处闸板和密封套之间的密封比压力是否能够达到要求，以下参照附图3及附图4说明闸阀全部关闭时，差动活塞所受的系统压力总力方向向下，大小为P0×S1，全部又作用在闸板上；闸板所受的系统压力总力方向垂直于闸板，大小为P0×S0，其中，由于闸板上行时必须通过腔体Ⅱ，可以知道S1＞S0，假设闸板和密封套实际接触面积为S2，则S2＜S0；由于闸板在关闭时处于静止状态，依据力的平衡，参照附图4，可以得出如下方程P0×S1=2×F×sin(α)(1)F=F1+F2(2)F2=P0×S0(3)注其中F1为出口处闸板与密封套的相互作用力，F2为系统压力作用在闸板上的总力，F为作用在入口处闸板密封平面上的总力。
由上述三个方程式解出F1=P0×S1/(2sin(α))-P0×S0因为S1＞S0则有F1＞P0×S0×(0.5/sin(α)-1)则闸板与密封套的密封比压力=F1/S2＞P0×S0(0.5/sin(α)-1)/S2
因为S0＞S2可以得出闸板与密封套的密封比压力＞P0×(0.5/sin(α)-1)事实上，楔型闸板的楔角α一般为5α或2α52”当α=5α时，sin(α)≈0.087可以得出闸板与密封套的密封比压力＞P0×5当α=2α52”时，密封比压力将更大。
从计算结果可以看出，在不需要将阀杆拧紧的情况下，系统压力作用在差动活塞上的总力已经使入口处闸板和密封套的密封比压力远远超过所需，闸板处的密封已经得到了很好的保障。
权利要求一种依靠阀门内部压力帮助开关和密封的差动闸阀包括一套差动机构4与阀门的闸板3相连接，在差动机构中包括一个差动活塞6和一套控制阀5，差动活塞6通过两道O型圈将阀体上部分为三个腔体，腔体Ⅰ、腔体Ⅱ、腔体Ⅲ，腔体Ⅱ与阀门入口通过阀体上的孔相连通，腔体Ⅰ通过闸板上的连通通道8与阀门出口相连通，其特征是在闸板和密封套上方装置差动机构，差动机构中的差动活塞将闸阀上部的腔体分成三个，腔体Ⅱ和入口接通，腔体Ⅰ和出口接通，腔体Ⅱ和腔体Ⅲ之间有小的阻尼孔道7连通，腔体Ⅰ和腔体Ⅲ之间又有一个小的控制阀5。
专利摘要本实用新型提供了一种差动闸阀,其结构特点是在闸板上方装置差动机构,利用差动机构中的差动活塞将闸阀上部的腔体分成三个,使用一个控制阀控制各腔体之间的压强差,使得差动机构受到系统压力的总力发生变化,从而施加给挂接在差动机构上的闸板以力帮助开关,关闭后,差动活塞所受系统压力总力向下,传递给闸板使之和密封套压紧,达到帮助密封的作用。本实用新型由于驱动力矩小,可以用于手动、电动、气动、电磁驱动的通用闸阀。
文档编号F16K31/12GK2345811SQ9722117
公开日1999年10月27日 申请日期1997年7月15日 优先权日1997年7月15日
发明者贺炬, 赵晓波, 于桂杰 申请人:贺炬, 赵晓波, 于桂杰