电动手动双作用式半平衡大深度通海截止阀

摘要

本发明的目的在于提供电动手动双作用式半平衡大深度通海截止阀，包括阀盘、阀杆、活塞、柱销装置、阀体、阀盖、滑块、齿轮、手轮、电磁离合器、减速器、电动机，所述的齿轮包括大齿轮和小齿轮，活塞与阀盘相连，活塞和阀盘均位于阀体里，阀盖与阀体相连，阀杆的一端位于阀盘里、另一端与大齿轮相连，大齿轮、手轮、电磁离合器分别与小齿轮相连，电动机通过减速器连接电磁离合器。本发明采用电动手动双作用式工作更加可靠，同时采用双密封面结构设计，密封方向一致，可保证同时完全密封。结构简单，动作可靠，开启容易。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种深海勘测领域的通海截止阀。

背景技术

当今科学技术不断发展，对于高压作业、深海勘测提出了更高的要求。如潜器耐压舱与海水的通断是通过控制通海阀来实现的，特别现在各国都在研制深海探测器，下潜深度也逐渐加深，而一个安全可靠的阀门在整个管路系统中起到极其重要的作用。在高压作业中高压管路中截止阀性能是衡量管路系统安全可靠的重要指标。无论正常工作还是紧急情况都要保证阀门正常开启关闭。可是随着深度的加深对阀门的性能要求也越来越高。

老式通海截止阀没有内外压力平衡装置，在深海作业时，由于阀门外界海水的压力比较大，导致阀门开启比较费力。如果在紧急情况下不能及时开启阀门，就有可能造成极其严重的后果。

发明内容

本发明的目的在于提供在深海中开启容易、动作可靠的电动手动双作用式半平衡大深度通海截止阀。

本发明的目的是这样实现的：

本发明电动手动双作用式半平衡大深度通海截止阀，其特征是：包括阀盘、阀杆、活塞、柱销装置、阀体、阀盖、滑块、齿轮、手轮、电磁离合器、减速器、电动机，所述的齿轮包括大齿轮和小齿轮，活塞与阀盘相连，活塞和阀盘均位于阀体里，阀盖与阀体相连，阀杆的一端位于阀盘里、另一端与大齿轮相连，大齿轮、手轮、电磁离合器分别与小齿轮相连，电动机通过减速器连接电磁离合器。

本发明还可以包括：

1、还包括柱销装置，柱销装置固定在阀杆上，活塞上开有通孔，活塞、阀盖与阀体之间构成活塞腔，阀杆带动柱销装置上下运动，从而柱销装置插入拔出活塞上的通孔，使活塞腔连通外压和内压。

2、阀盖与阀杆之间安装密封填料，填料压盖将密封填料压紧。

3、还包括滑块，滑块安装在阀盖中，滑块连接阀杆并限制阀杆的相对轴向位移和转动。

4、所述的位于阀盘一侧的阀杆的头部和中部均开有流道槽，阀盘底部设有孔。

本发明的优势在于：本发明采用电动手动双作用式工作更加可靠，同时采用双密封面结构设计，密封方向一致，可保证同时完全密封。结构简单，动作可靠，开启容易。

附图说明

图1是本发明的总体结构图；

图2是阀杆结构图；

图3是阀盘结构图；

图4是活塞结构图；

图5是滑块结构图；

图6是阀盖结构图；

图7是阀盘部位局部放大图；

图8是柱销装置部位局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～8，本发明包括阀盘1、阀杆2、活塞3、柱销装置4、阀体5、阀盖6、填料7、填料压盖8、滑块9、大齿轮10、手轮11、小齿轮轴12、电磁离合器13、减速器14、电动机15等构件。此阀门的动力部分如图1所示，电动机15连接减速器14、减速器14连接电磁离合器13、电磁离合器13连接小齿轮轴12、小齿轮轴12在连接手轮11，这样手轮11、小齿轮轴12、电磁离合器13、减速器14、电动机15连接在同一轴线上。大齿轮10与小齿轮12啮合，旋转的动力由电动机间接传递到大齿轮10上。大齿轮10与阀杆2通过梯形螺纹配合。如图1、5、6所示，滑块9内侧通过键与阀杆2配合，滑块9外侧侧耳插入阀盖6两侧支架槽中，这样滑块9限制了阀杆2的转动(大齿轮10转动时，阀杆2只能做上下运动)，旋转的动力被转换成上下运动的动力。阀体5为直角式，通过法兰连接管路。阀体5主要由阀座①、活塞腔②和法兰等部分构成(见图7、图8)。阀盘1下部有小通孔③(见图3、图7)，上部有螺纹孔并与活塞3联结。阀盘密封面④与阀座①相互配合起到密封阀门作用。活塞3下部有密封面⑤与阀杆密封面⑥配合起密封作用。活塞3与阀杆2配合可做上下运动。活塞3上设有销孔⑦，销孔的开闭起到增泄活塞内部压力作用。阀杆2能带动阀盘1、活塞3做上下运动。在阀杆2上制作有中部流道槽⑧，根据工作状态需求，高压海水可由阀盘小通孔③进入并沿着阀杆2头部流道槽⑩和中部流道槽⑧进入上活塞腔②，并作用在活塞上表面，使得上活塞腔压力与高压海水压力相等，减少了阀盘内外压力差，便于阀门开启。柱销装置4与阀杆2固连。在由密闭状态开启阀门时，阀杆2向下运动，带动柱销4相对活塞3向下运动一个小行程，使柱销装置4插入活塞通孔⑦内，密封住上活塞腔②，以便利用外界高压水作用于活塞上，调节压力平衡便于开阀；关闭阀门时，阀杆2带动阀盘1、活塞3向上运动，柱销4相对活塞3向上运动一个小行程，从活塞通孔⑦拔出，以便上活塞腔内高压水泄压，从而利用高压水作用在阀盘下部所产生向上的力来更好的关闭阀门。阀盖6有填料函，填料函中填料7与阀杆2配合起密封作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用电动手动双作用式工作更加可靠，同时采用双密封面结构设计，密封方向一致，可保证同时完全密封。结构简单，动作可靠，开启容易。特别在阀门开启的初始阶段，柱销4相对活塞3向下运动一个小行程并且插入活塞通孔⑦内密封住活塞腔②，这样外部高压水由阀盘小通孔③沿阀杆流道槽⑧和⑩引入密闭的活塞上腔②内。高压水作用在活塞上表面，产生向下的推力，平衡掉了大部分由高压水作用在阀盘1下表面上所产生向上的力，从而起到自平衡的作用，大大降低了阀门开启的难度。而在关闭阀门时，柱销装置4相对活塞3向上运动一个小行程并且拔出活塞通孔⑦，使得活塞上腔②与低压区相通，能够卸掉高压水对活塞3的作用力。此时高压水只作用在阀盘下表面，产生较大向上的推力，对阀门的密封起到促进作用。因为此通海阀工作条件为自然环境中的海水，所以在阀盘1上制作了较大通孔，阀杆2上开设了多个流道槽，这样可以进一步防止泥沙以及其他杂质堵塞流道，使阀门工作更安全可靠。

本阀门为直角阀门，位于阀体5拐角处的阀座①与阀体5为一体。阀杆2头部⑨深入阀盘1内部。活塞3和阀盘1通过螺纹联结，并将阀杆2头部⑨约束在阀盘1内部。阀杆2可在阀盘1和活塞3组成的组件中做小行程轴向运动，运动距离约为5mm～10mm。柱销装置4为各半的两体部件，通过螺栓夹紧固联在阀杆2上。阀杆2带动柱销装置4上下运动，柱销装置4可利用上述5mm～10mm这一小行程插入、拔出活塞3的通孔⑦，从而控制活塞腔②连通外压和内压，从而实现阀门的启闭操作压力平衡。阀盖6通过螺栓与阀体5连接。阀盖6与填料函做成一体。填料函中填充有密封填料7，并由填料压盖8将其压紧。滑块9侧耳插入阀盖6支架槽中，限制了滑块9的转动。滑块9在分别通过螺钉和键与阀杆2连接，其中螺钉限制滑块9与阀杆2的相对轴向位移，键限制了阀杆2的转动。

如图2、图8所示，阀杆2头部⑨和阀杆2中部分别制作有流道槽⑩和流道槽⑧，海水可在活塞3与阀杆2组成的流道槽中上下流动。阀杆2头部密封面⑥与活塞3密封面⑤闭合起到密封作用，密封面⑤⑥可以是锥形、平面、或者是其他形状。如图2、图3、图7和图8所示，阀盘1底部设有通孔③，海水可由通孔③进入阀盘1内，并依次沿着阀杆2头部流道槽⑩、未闭合的密封面⑤⑥和阀杆2中部的流道槽⑧进入活塞上腔②中。阀盘1有密封面④与阀体5的阀座①配合起到密封作用。如图4、图7和图8所示，活塞3下部螺纹与阀盘1连接，活塞3上部设有销孔⑦。柱销装置4向下移动时，插入销孔⑦内将其密封，从而封闭活塞上腔②与低压区管路的通道防止活塞上腔②中高压水泄压，其作用是起到平衡阀盘所受压力，减少操作驱动力。

控制阀门过程：

闭合阀门控制开关，电磁离合器13啮合将小齿轮轴12与减速器14连接。大齿轮10、手轮11、小齿轮轴12、电磁离合器13和减速器14随电动机15一同转动，阀杆2由于滑块9的限制作用也随之做相应的上下运动，即阀门开启或关闭。当阀门控制开关断开时，电磁离合器13断开，小齿轮轴12与减速器14也就断开。这时可通过转动手轮11来控制阀门相应的开启或关闭。

阀体内部的工作过程如下：

开阀过程：

进水开阀过程：

开阀前的状态：阀杆2处于上止点位置。柱销装置4的柱销脱离活塞销孔⑦，活塞销孔⑦处于开启状态。阀盘1下部为高压海水。阀盘1密封面④与阀体5密封面①闭合、活塞3密封面⑤与阀杆2密封面⑥闭合。此时阀杆2头部端面与阀盘1内部凹窝处有5mm-10mm的间隙。

开启过程：电动或手动为阀杆2提供动力，阀杆2先克服外部海水的压力沿活塞3内壁向下运动，此时驱动力仅需克服外部海水对阀杆2截面积所产生的压力。该运动使阀杆2密封面⑥和活塞3密封面⑤打开，海水依次沿着阀杆2头部流道槽⑩、打开的密封面⑤⑥和阀杆2中部的流道槽⑧进入活塞上腔②中。阀杆2的下移带动固联的柱销装置4下移，并插入活塞3销孔⑦内，密封活塞销孔，防止引入到活塞3上腔②的外部高压水泄压。开启过程中高压海水作用在活塞3上表面，产生向下的力，平衡了大部分外部高压海水对阀盘1产生的向上的作用力。阀杆2连续向下运动，推动阀盘1、活塞3向下，直到阀门完全打开。

出水开阀过程：

开阀前的状态：阀杆2处于上止点位置。柱销装置4的柱销脱离活塞销孔⑦，活塞销孔⑦处于开启状态。阀盘1上部为高压水，且阀盘1上部水压高出下部水压某一值。阀盘1密封面④与阀体5密封面①闭合、活塞3密封面⑤与阀杆2密封面⑥闭合。

开启过程：与进水开阀过程不同的是由于阀盘1上部压力略大，且压差不大，只需提供较小的动力就可以打开阀门。阀盘1、活塞3所受水压合力向下。电动或手动为阀杆2提供动力，阀杆2向下运动时，阀盘1、活塞3也一同向下运动，此时阀杆2密封面⑥、活塞3密封面⑤仍闭合。阀杆2、阀盘1、活塞3连续向下运动直到阀门完全打开。

关阀过程：

进水关闭过程：

关阀前的状态：阀门处于开启状态。阀盘1下部水压略高于上部水压。密封面⑤、⑥处于开启状态。销孔⑦处于关闭状态，活塞腔②内与外部海水压力相同。

关闭过程：电动或手动为阀杆2提供动力，阀杆2带动阀盘1和活塞3向上运动，此时，密封面⑤、⑥可能处于开启或关闭状态，因此，活塞3上腔②中水或由阀杆2流道槽⑧流出或通过活塞3上销孔⑦流出。待阀盘1密封面④和阀体5密封面①接触密封后，阀杆2继续向上运动直到活塞3密封面⑤和阀杆2密封面⑥也完全密封。此时柱销装置4拔出销孔⑦，活塞上腔②与低压区管路相通，使低压水作用在活塞3上表面，而外界高压水作用在阀盘1下表面，两者产生向上较大的作用合力，从而推动阀盘1和阀杆2，使密封面④、①和⑤、⑥得到更好密封。

出水关闭过程：

关阀前的状态：阀门处于开启状态。阀盘1下部水压略低于上部水压。密封面⑤、⑥处于关闭状态。销孔⑦处于开启状态，活塞腔②内与内部水压相同。

关闭过程：电动或手动为阀杆2提供动力，阀杆2带动阀盘1和活塞3向上运动。此时，密封面⑤、⑥可能处于开启或关闭状态，因此，活塞3上腔中水或由阀杆2流道槽⑧流出或通过活塞3上销孔⑦流出。待阀盘1密封面④和阀体5密封面①接触密封后，阀杆2继续向上运动直到活塞3密封面⑤和阀杆2密封面⑥也完全密封。此时柱销装置4拔出销孔⑦，活塞上腔②与低压区管路相通。当完全密封后，现高压区内管路泄压，低压水又作用在活塞3上表面，而外界高压水作用在阀盘1下表面，两者产生向上较大的作用合力，从而推动阀盘1和阀杆2，使密封面④、①和⑤、⑥得到更好密封。