專利名稱：差動閘閥的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及應用在閘閥上的利用系統(tǒng)壓力使得開關省力和幫助密封的結(jié)構(gòu)。
當前生產(chǎn)應用的閘閥(如


圖1)，由于關閉閥門時為了使得閘板(3)和密封套(2)之間密封比壓力達到密封所需而加力擰緊閥桿(1)使閥桿螺母和閥桿之間壓緊而產(chǎn)生正壓力，在開啟時，初始開啟必須克服這個正壓力產(chǎn)生的摩擦力矩；進一步開啟時，由于閘板受到系統(tǒng)壓力的作用，出口處的密封套和閘板壓緊而產(chǎn)生正壓力，閘板上提會受到密封套和閘板之間的靜摩擦力和滑動摩擦力的阻礙。將要關閉時，由于入口和出口的壓降加大，閘板受到系統(tǒng)壓力的作用，出口處的密封套和閘板壓緊而產(chǎn)生正壓力，閘板下行受到密封套和閘板之間的靜摩擦力和滑動摩擦力的阻礙；全部關閉時，為了使閘板和密封套之間的密封比樂力達到密封所需，還必須進一步擰緊閥桿，加大閘板和密封套之間的密封比壓力。
本實用新型的目的是要提供一種差動閘閥，它能充分利用閘閥入口和出口的壓強差幫助閘閥的開關和密封，從而起到使得閘閥開關省力，主密封嚴密的效果。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在閘板和密封套上方裝置差動機構(gòu)，利用差動機構(gòu)中的差動活塞將閘閥上部的腔體分成三個，腔體2和入口接通，腔體3和出口接通，腔體1和腔體2之間有小的孔道(阻尼孔道)連通，腔體3和腔體1之間又有一個小的控制閥。控制閥的啟閉控制腔體1和腔體2之間的壓強差的大小和方向，使得差動機構(gòu)受到系統(tǒng)壓力的總力發(fā)生變化產(chǎn)生向上或向下的運動趨勢，從而施加給掛接在差動機構(gòu)上的閘板向上和向下的力，實際上，是利用系統(tǒng)內(nèi)部的壓力克服閘閥開關時所遇到的各種阻力，達到省力的效果；在全部關閉時，差動活塞所受系統(tǒng)壓力總力向下，傳遞給閘板使之和密封套壓緊，達到幫助密封的作用。
附
圖1為老式閘閥結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本實用新型在開啟過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3為本實用新型在關閉過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4為本實用新型理論計算示意圖。
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的具體結(jié)構(gòu)(如圖2)是在閘板(3)和密封套(2)上方裝置差動機構(gòu)(4)，利用差動機構(gòu)中的差動活塞(6)將閘閥上部的腔體分成三個，腔體(Ⅱ)和入口接通，腔體(Ⅰ)和出口接通，腔體Ⅲ和腔體Ⅱ之間有小的孔道(阻尼孔道7)連通，腔體Ⅲ和腔體Ⅱ之間又有一個小的控制閥(5)?？刂崎y的啟閉控制腔體Ⅱ和腔體Ⅲ之間的壓強差的大小和方向，使得差動機構(gòu)所受的系統(tǒng)壓力的總力發(fā)生變化而產(chǎn)生向上或向下的運動趨勢，從而施加給掛接在差動活塞上的閘板向上和向下的力，達到省力和幫助密封的作用。
開啟過程中(如圖2)，閥桿(1)上提，控制閥打開，腔體Ⅰ和腔體Ⅲ接通，接通的流道的流通面積遠大于差動活塞上連通腔體Ⅱ和腔體Ⅲ之間的阻尼孔道的面積，亦即腔體Ⅲ和腔體Ⅱ之間的流阻遠小于腔體Ⅰ和腔體Ⅲ之間的流阻，腔體Ⅲ的壓強迅速下降，系統(tǒng)壓力作用在差動活塞上的總力的方向向上，差動活塞具有帶動閘板上行的趨勢，而控制閥的開啟程度決定著腔體Ⅰ和腔體Ⅲ之間的流阻大小，當控制閥開啟到一定程度時，作用在差動活塞上的系統(tǒng)壓力的總力將和閘板與密封套壓緊產(chǎn)生的靜摩擦力平衡甚至超出，差動活塞將帶動閘板向上運動，這時開啟閘閥所需克服的阻力只是來源于作用在閥桿上的系統(tǒng)壓力。閘板開啟后，入口處的閘板和密封套打開，入口已與腔體Ⅱ上有通道接通，但在開啟的一個階段內(nèi)，這個通道的流阻始終遠大于腔體Ⅱ和出口的連通通道(10)的流阻(這個通道是利用在閘板上開槽獲得的，實際上出口處閘板和密封套之間已經(jīng)失去了密封作用)，所以腔體Ⅲ和腔體Ⅱ之間的壓差在一個階段內(nèi)始終存在，腔體Ⅲ的壓強在一個階段內(nèi)始終要小于腔體Ⅱ，差動活塞在這個階段也就始終保持著上行的趨勢，換句話說，系統(tǒng)壓力在這個階段始終幫助閘板開啟。
關閉過程中(如圖3)，當差動活塞帶動閘板下行至第二道密封圈開始密封的時候，此時閥桿已將控制閥關閉，腔體Ⅰ與腔體Ⅲ的通道被截斷，腔體Ⅱ和腔體Ⅲ由阻尼孔道連通，兩者壓強大致相等，腔體Ⅱ與出口連通，壓強大致等于出口壓強，此時系統(tǒng)壓力對整個差動活塞的總力方向向下，有帶動閘板向下運行的趨勢，幫助閘板進行關閉操作。全部關閉時，腔體Ⅱ的壓強完全等于出口壓強，腔體Ⅱ和腔體Ⅲ的壓強完全和入口壓強相等，此時系統(tǒng)壓力對差動活塞的總力方向完全向下，從而給予閘板一個向下的力，迫使閘板與密封套之間壓緊，幫助閘板和密封套的密封。
由于在閘板上開槽，腔體Ⅰ實際上已經(jīng)和出口連通，出口處閘板和密封套之間已經(jīng)不起密封作用，這時的閘閥主要泄漏點在入口的閘板和密封套之間、第二道O型圈處、控制閥處三個地方，O型圈的密封和控制閥的密封作用無需質(zhì)疑，入口處閘板和密封套之間的密封比壓力是否能夠達到要求，以下參照附圖3及附圖4說明閘閥全部關閉時，差動活塞所受的系統(tǒng)壓力總力方向向下，大小為P0×S1，全部又作用在閘板上；閘板所受的系統(tǒng)壓力總力方向垂直于閘板，大小為P0×S0，其中，由于閘板上行時必須通過腔體Ⅱ，可以知道S1＞S0，假設閘板和密封套實際接觸面積為S2，則S2＜S0；由于閘板在關閉時處于靜止狀態(tài)，依據(jù)力的平衡，參照附圖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為出口處閘板與密封套的相互作用力，F(xiàn)2為系統(tǒng)壓力作用在閘板上的總力，F(xiàn)為作用在入口處閘板密封平面上的總力。
由上述三個方程式解出F1=P0×S1/(2sin(α))-P0×S0因為S1＞S0則有F1＞P0×S0×(0.5/sin(α)-1)則閘板與密封套的密封比壓力=F1/S2＞P0×S0(0.5/sin(α)-1)/S2
因為S0＞S2可以得出閘板與密封套的密封比壓力＞P0×(0.5/sin(α)-1)事實上，楔型閘板的楔角α一般為5α或2α52”當α=5α時，sin(α)≈0.087可以得出閘板與密封套的密封比壓力＞P0×5當α=2α52”時，密封比壓力將更大。
從計算結(jié)果可以看出，在不需要將閥桿擰緊的情況下，系統(tǒng)壓力作用在差動活塞上的總力已經(jīng)使入口處閘板和密封套的密封比壓力遠遠超過所需，閘板處的密封已經(jīng)得到了很好的保障。
權(quán)利要求一種依靠閥門內(nèi)部壓力幫助開關和密封的差動閘閥包括一套差動機構(gòu)4與閥門的閘板3相連接，在差動機構(gòu)中包括一個差動活塞6和一套控制閥5，差動活塞6通過兩道O型圈將閥體上部分為三個腔體，腔體Ⅰ、腔體Ⅱ、腔體Ⅲ，腔體Ⅱ與閥門入口通過閥體上的孔相連通，腔體Ⅰ通過閘板上的連通通道8與閥門出口相連通，其特征是在閘板和密封套上方裝置差動機構(gòu)，差動機構(gòu)中的差動活塞將閘閥上部的腔體分成三個，腔體Ⅱ和入口接通，腔體Ⅰ和出口接通，腔體Ⅱ和腔體Ⅲ之間有小的阻尼孔道7連通，腔體Ⅰ和腔體Ⅲ之間又有一個小的控制閥5。
專利摘要本實用新型提供了一種差動閘閥,其結(jié)構(gòu)特點是在閘板上方裝置差動機構(gòu),利用差動機構(gòu)中的差動活塞將閘閥上部的腔體分成三個,使用一個控制閥控制各腔體之間的壓強差,使得差動機構(gòu)受到系統(tǒng)壓力的總力發(fā)生變化,從而施加給掛接在差動機構(gòu)上的閘板以力幫助開關,關閉后,差動活塞所受系統(tǒng)壓力總力向下,傳遞給閘板使之和密封套壓緊,達到幫助密封的作用。本實用新型由于驅(qū)動力矩小,可以用于手動、電動、氣動、電磁驅(qū)動的通用閘閥。
文檔編號F16K31/12GK2345811SQ9722117
公開日1999年10月27日 申請日期1997年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月15日
發(fā)明者賀炬, 趙曉波, 于桂杰 申請人:賀炬, 趙曉波, 于桂杰