專利名稱：電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種深海勘測(cè)領(lǐng)域的通海截止閥。
背景技術(shù)：
當(dāng)今科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)于高壓作業(yè)、深?？睖y(cè)提出了更高的要求。如潛器耐壓艙與海水的通斷是通過(guò)控制通海閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的，特別現(xiàn)在各國(guó)都在研制深海探測(cè)器，下潛深度也逐漸加深，而一個(gè)安全可靠的閥門在整個(gè)管路系統(tǒng)中起到極其重要的作用。在高壓作業(yè)中高壓管路中截止閥性能是衡量管路系統(tǒng)安全可靠的重要指標(biāo)。無(wú)論正常工作還是緊急情況都要保證閥門正常開啟關(guān)閉?？墒请S著深度的加深對(duì)閥門的性能要求也越來(lái)越高。老式通海截止閥沒(méi)有內(nèi)外壓力平衡裝置，在深海作業(yè)時(shí)，由于閥門外界海水的壓力比較大，導(dǎo)致閥門開啟比較費(fèi)力。如果在緊急情況下不能及時(shí)開啟閥門，就有可能造成極其嚴(yán)重的后果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供在深海中開啟容易、動(dòng)作可靠的電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，其特征是包括閥盤、閥桿、 活塞、柱銷裝置、閥體、閥蓋、滑塊、齒輪、手輪、電磁離合器、減速器、電動(dòng)機(jī)，所述的齒輪包括大齒輪和小齒輪，活塞與閥盤相連，活塞和閥盤均位于閥體里，閥蓋與閥體相連，閥桿的一端位于閥盤里、另一端與大齒輪相連，大齒輪、手輪、電磁離合器分別與小齒輪相連，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器連接電磁離合器。本發(fā)明還可以包括1、還包括柱銷裝置，柱銷裝置固定在閥桿上，活塞上開有通孔，活塞、閥蓋與閥體之間構(gòu)成活塞腔，閥桿帶動(dòng)柱銷裝置上下運(yùn)動(dòng)，從而柱銷裝置插入拔出活塞上的通孔，使活塞腔連通外壓和內(nèi)壓。2、閥蓋與閥桿之間安裝密封填料，填料壓蓋將密封填料壓緊。3、還包括滑塊，滑塊安裝在閥蓋中，滑塊連接閥桿并限制閥桿的相對(duì)軸向位移和轉(zhuǎn)動(dòng)。4、所述的位于閥盤一側(cè)的閥桿的頭部和中部均開有流道槽，閥盤底部設(shè)有孔。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于本發(fā)明采用電動(dòng)手動(dòng)雙作用式工作更加可靠，同時(shí)采用雙密封面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，密封方向一致，可保證同時(shí)完全密封。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，開啟容易。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2是閥桿結(jié)構(gòu)圖3是閥盤結(jié)構(gòu)圖4是活塞結(jié)構(gòu)圖5是滑塊結(jié)構(gòu)圖6是閥蓋結(jié)構(gòu)圖7是閥盤部位局部放大圖8是柱銷裝置部位局部放大圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1 8，本發(fā)明包括閥盤1、閥桿2、活塞3、柱銷裝置4、閥體5、閥蓋6、填料 7、填料壓蓋8、滑塊9、大齒輪10、手輪11、小齒輪軸12、電磁離合器13、減速器14、電動(dòng)機(jī)15 等構(gòu)件。此閥門的動(dòng)力部分如圖1所示，電動(dòng)機(jī)15連接減速器14、減速器14連接電磁離合器13、電磁離合器13連接小齒輪軸12、小齒輪軸12在連接手輪11，這樣手輪11、小齒輪軸 12、電磁離合器13、減速器14、電動(dòng)機(jī)15連接在同一軸線上。大齒輪10與小齒輪12嚙合， 旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)間接傳遞到大齒輪10上。大齒輪10與閥桿2通過(guò)梯形螺紋配合。如圖1、5、6所示，滑塊9內(nèi)側(cè)通過(guò)鍵與閥桿2配合，滑塊9外側(cè)側(cè)耳Q插入閥蓋6兩側(cè)支架槽 G中，這樣滑塊9限制了閥桿2的轉(zhuǎn)動(dòng)(大齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閥桿2只能做上下運(yùn)動(dòng))，旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力被轉(zhuǎn)換成上下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。閥體5為直角式，通過(guò)法蘭連接管路。閥體5主要由閥座 ①、活塞腔②和法蘭等部分構(gòu)成(見圖7、圖8)。閥盤1下部有小通孔③(見圖3、圖7)，上部有螺紋孔并與活塞3聯(lián)結(jié)。閥盤密封面④與閥座①相互配合起到密封閥門作用?；钊? 下部有密封面⑤與閥桿密封面⑥配合起密封作用?；钊?與閥桿2配合可做上下運(yùn)動(dòng)?；钊?上設(shè)有銷孔⑦，銷孔的開閉起到增泄活塞內(nèi)部壓力作用。閥桿2能帶動(dòng)閥盤1、活塞3 做上下運(yùn)動(dòng)。在閥桿2上制作有中部流道槽⑧，根據(jù)工作狀態(tài)需求，高壓海水可由閥盤小通孔③進(jìn)入并沿著閥桿2頭部流道槽⑩和中部流道槽⑧進(jìn)入上活塞腔②，并作用在活塞上表面，使得上活塞腔壓力與高壓海水壓力相等，減少了閥盤內(nèi)外壓力差，便于閥門開啟。柱銷裝置4與閥桿2固連。在由密閉狀態(tài)開啟閥門時(shí)，閥桿2向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)柱銷4相對(duì)活塞3 向下運(yùn)動(dòng)一個(gè)小行程，使柱銷裝置4插入活塞通孔⑦內(nèi)，密封住上活塞腔②，以便利用外界高壓水作用于活塞上，調(diào)節(jié)壓力平衡便于開閥；關(guān)閉閥門時(shí)，閥桿2帶動(dòng)閥盤1、活塞3向上運(yùn)動(dòng)，柱銷4相對(duì)活塞3向上運(yùn)動(dòng)一個(gè)小行程，從活塞通孔⑦拔出，以便上活塞腔內(nèi)高壓水泄壓，從而利用高壓水作用在閥盤下部所產(chǎn)生向上的力來(lái)更好的關(guān)閉閥門。閥蓋6有填料函，填料函中填料7與閥桿2配合起密封作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是采用電動(dòng)手動(dòng)雙作用式工作更加可靠，同時(shí)采用雙密封面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，密封方向一致，可保證同時(shí)完全密封。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，開啟容易。特別在閥門開啟的初始階段，柱銷4相對(duì)活塞3向下運(yùn)動(dòng)一個(gè)小行程并且插入活塞通孔⑦內(nèi)密封住活塞腔②，這樣外部高壓水由閥盤小通孔③沿閥桿流道槽⑧和⑩引入密閉的活塞上腔②內(nèi)。高壓水作用在活塞上表面，產(chǎn)生向下的推力，平衡掉了大部分由高壓水作用在閥盤1下表面上所產(chǎn)生向上的力，從而起到自平衡的作用，大大降低了閥門開啟的難度。 而在關(guān)閉閥門時(shí)，柱銷裝置4相對(duì)活塞3向上運(yùn)動(dòng)一個(gè)小行程并且拔出活塞通孔⑦，使得活塞上腔②與低壓區(qū)α相通，能夠卸掉高壓水對(duì)活塞3的作用力。此時(shí)高壓水只作用在閥盤
4下表面，產(chǎn)生較大向上的推力，對(duì)閥門的密封起到促進(jìn)作用。因?yàn)榇送êｉy工作條件為自然環(huán)境中的海水，所以在閥盤1上制作了較大通孔，閥桿2上開設(shè)了多個(gè)流道槽，這樣可以進(jìn)一步防止泥沙以及其他雜質(zhì)堵塞流道，使閥門工作更安全可靠。本閥門為直角閥門，位于閥體5拐角處的閥座①與閥體5為一體。閥桿2頭部⑨深入閥盤1內(nèi)部?；钊?和閥盤1通過(guò)螺紋聯(lián)結(jié)，并將閥桿2頭部⑨約束在閥盤1內(nèi)部。閥桿2可在閥盤1和活塞3組成的組件中做小行程軸向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)距離約為5mm 10mm。柱銷裝置4為各半的兩體部件，通過(guò)螺栓夾緊固聯(lián)在閥桿2上。閥桿2帶動(dòng)柱銷裝置4上下運(yùn)動(dòng)，柱銷裝置4可利用上述5mm IOmm這一小行程插入、拔出活塞3的通孔⑦，從而控制活塞腔②連通外壓和內(nèi)壓，從而實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉操作壓力平衡。閥蓋6通過(guò)螺栓與閥體5 連接。閥蓋6與填料函做成一體。填料函中填充有密封填料7，并由填料壓蓋8將其壓緊。 滑塊9側(cè)耳Ω插入閥蓋6支架槽G中，限制了滑塊9的轉(zhuǎn)動(dòng)?；瑝K9在分別通過(guò)螺釘和鍵與閥桿2連接，其中螺釘限制滑塊9與閥桿2的相對(duì)軸向位移，鍵限制了閥桿2的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2、圖8所示，閥桿2頭部⑨和閥桿2中部分別制作有流道槽⑩和流道槽⑧， 海水可在活塞3與閥桿2組成的流道槽中上下流動(dòng)。閥桿2頭部密封面⑥與活塞3密封面 ⑤閉合起到密封作用，密封面⑤⑥可以是錐形、平面、或者是其他形狀。如圖2、圖3、圖7和圖8所示，閥盤1底部設(shè)有通孔③，海水可由通孔③進(jìn)入閥盤1內(nèi)，并依次沿著閥桿2頭部流道槽⑩、未閉合的密封面⑤⑥和閥桿2中部的流道槽⑧進(jìn)入活塞上腔②中。閥盤1有密封面④與閥體5的閥座①配合起到密封作用。如圖4、圖7和圖8所示，活塞3下部螺紋與閥盤1連接，活塞3上部設(shè)有銷孔⑦。柱銷裝置4向下移動(dòng)時(shí)，插入銷孔⑦內(nèi)將其密封，從而封閉活塞上腔②與低壓區(qū)管路的通道O，防止活塞上腔②中高壓水泄壓，其作用是起到平衡閥盤所受壓力，減少操作驅(qū)動(dòng)力?？刂崎y門過(guò)程閉合閥門控制開關(guān)，電磁離合器13嚙合將小齒輪軸12與減速器14連接。大齒輪 10、手輪11、小齒輪軸12、電磁離合器13和減速器14隨電動(dòng)機(jī)15 —同轉(zhuǎn)動(dòng)，閥桿2由于滑塊9的限制作用也隨之做相應(yīng)的上下運(yùn)動(dòng)，即閥門開啟或關(guān)閉。當(dāng)閥門控制開關(guān)斷開時(shí)，電磁離合器13斷開，小齒輪軸12與減速器14也就斷開。這時(shí)可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪11來(lái)控制閥門相應(yīng)的開啟或關(guān)閉。閥體內(nèi)部的工作過(guò)程如下開閥過(guò)程進(jìn)水開閥過(guò)程開閥前的狀態(tài)閥桿2處于上止點(diǎn)位置。柱銷裝置4的柱銷脫離活塞銷孔⑦，活塞銷孔⑦處于開啟狀態(tài)。閥盤1下部為高壓海水。閥盤1密封面④與閥體5密封面①閉合、活塞3密封面⑤與閥桿2密封面⑥閉合。此時(shí)閥桿2頭部端面與閥盤1內(nèi)部凹窩處有 5mm-IOmm的間隙。開啟過(guò)程電動(dòng)或手動(dòng)為閥桿2提供動(dòng)力，閥桿2先克服外部海水的壓力沿活塞3 內(nèi)壁向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)力僅需克服外部海水對(duì)閥桿2截面積所產(chǎn)生的壓力。該運(yùn)動(dòng)使閥桿2密封面⑥和活塞3密封面⑤打開，海水依次沿著閥桿2頭部流道槽⑩、打開的密封面 ⑤⑥和閥桿2中部的流道槽⑧進(jìn)入活塞上腔②中。閥桿2的下移帶動(dòng)固聯(lián)的柱銷裝置4下移，并插入活塞3銷孔⑦內(nèi)，密封活塞銷孔，防止引入到活塞3上腔②的外部高壓水泄壓。開啟過(guò)程中高壓海水作用在活塞3上表面，產(chǎn)生向下的力，平衡了大部分外部高壓海水對(duì)閥盤1產(chǎn)生的向上的作用力。閥桿2連續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)閥盤1、活塞3向下，直到閥門完全打開。出水開閥過(guò)程開閥前的狀態(tài)閥桿2處于上止點(diǎn)位置。柱銷裝置4的柱銷脫離活塞銷孔⑦，活塞銷孔⑦處于開啟狀態(tài)。閥盤1上部為高壓水，且閥盤1上部水壓高出下部水壓某一值。閥盤1密封面④與閥體5密封面①閉合、活塞3密封面⑤與閥桿2密封面⑥閉合。開啟過(guò)程與進(jìn)水開閥過(guò)程不同的是由于閥盤1上部壓力略大，且壓差不大，只需提供較小的動(dòng)力就可以打開閥門。閥盤1、活塞3所受水壓合力向下。電動(dòng)或手動(dòng)為閥桿2 提供動(dòng)力，閥桿2向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥盤1、活塞3也一同向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)閥桿2密封面⑥、活塞3 密封面⑤仍閉合。閥桿2、閥盤1、活塞3連續(xù)向下運(yùn)動(dòng)直到閥門完全打開。關(guān)閥過(guò)程進(jìn)水關(guān)閉過(guò)程關(guān)閥前的狀態(tài)閥門處于開啟狀態(tài)。閥盤1下部水壓略高于上部水壓。密封面⑤、 ⑥處于開啟狀態(tài)。銷孔⑦處于關(guān)閉狀態(tài)，活塞腔②內(nèi)與外部海水壓力相同。關(guān)閉過(guò)程電動(dòng)或手動(dòng)為閥桿2提供動(dòng)力，閥桿2帶動(dòng)閥盤1和活塞3向上運(yùn)動(dòng)， 此時(shí)，密封面⑤、⑥可能處于開啟或關(guān)閉狀態(tài)，因此，活塞3上腔②中水或由閥桿2流道槽⑧ 流出或通過(guò)活塞3上銷孔⑦流出。待閥盤1密封面④和閥體5密封面①接觸密封后，閥桿 2繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)直到活塞3密封面⑤和閥桿2密封面⑥也完全密封。此時(shí)柱銷裝置4拔出銷孔⑦，活塞上腔②與低壓區(qū)O管路相通，使低壓水作用在活塞3上表面，而外界高壓水作用在閥盤1下表面，兩者產(chǎn)生向上較大的作用合力，從而推動(dòng)閥盤1和閥桿2，使密封面④、 ①和⑤、⑥得到更好密封。出水關(guān)閉過(guò)程關(guān)閥前的狀態(tài)閥門處于開啟狀態(tài)。閥盤1下部水壓略低于上部水壓。密封面⑤、 ⑥處于關(guān)閉狀態(tài)。銷孔⑦處于開啟狀態(tài)，活塞腔②內(nèi)與內(nèi)部水壓相同。關(guān)閉過(guò)程電動(dòng)或手動(dòng)為閥桿2提供動(dòng)力，閥桿2帶動(dòng)閥盤1和活塞3向上運(yùn)動(dòng)。 此時(shí)，密封面⑤、⑥可能處于開啟或關(guān)閉狀態(tài)，因此，活塞3上腔中水或由閥桿2流道槽⑧流出或通過(guò)活塞3上銷孔⑦流出。待閥盤1密封面④和閥體5密封面①接觸密封后，閥桿2 繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)直到活塞3密封面⑤和閥桿2密封面⑥也完全密封。此時(shí)柱銷裝置4拔出銷孔⑦，活塞上腔②與低壓區(qū)O管路相通。當(dāng)完全密封后，現(xiàn)高壓區(qū)內(nèi)管路泄壓，低壓水又作用在活塞3上表面，而外界高壓水作用在閥盤1下表面，兩者產(chǎn)生向上較大的作用合力，從而推動(dòng)閥盤1和閥桿2，使密封面④、①和⑤、⑥得到更好密封。
權(quán)利要求
1.電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，其特征是包括閥盤、閥桿、活塞、柱銷裝置、閥體、閥蓋、滑塊、齒輪、手輪、電磁離合器、減速器、電動(dòng)機(jī)，所述的齒輪包括大齒輪和小齒輪，活塞與閥盤相連，活塞和閥盤均位于閥體里，閥蓋與閥體相連，閥桿的一端位于閥盤里、另一端與大齒輪相連，大齒輪、手輪、電磁離合器分別與小齒輪相連，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器連接電磁離合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，其特征是還包括柱銷裝置，柱銷裝置固定在閥桿上，活塞上開有通孔，活塞、閥蓋與閥體之間構(gòu)成活塞腔，閥桿帶動(dòng)柱銷裝置上下運(yùn)動(dòng)，從而柱銷裝置插入拔出活塞上的通孔，使活塞腔連通外壓和內(nèi)壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，其特征是 閥蓋與閥桿之間安裝密封填料，填料壓蓋將密封填料壓緊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，其特征是 還包括滑塊，滑塊安裝在閥蓋中，滑塊連接閥桿并限制閥桿的相對(duì)軸向位移和轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，其特征是還包括滑塊，滑塊安裝在閥蓋中，滑塊連接閥桿并限制閥桿的相對(duì)軸向位移和轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，其特征是 所述的位于閥盤一側(cè)的閥桿的頭部和中部均開有流道槽，閥盤底部設(shè)有孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，其特征是所述的位于閥盤一側(cè)的閥桿的頭部和中部均開有流道槽，閥盤底部設(shè)有孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，其特征是所述的位于閥盤一側(cè)的閥桿的頭部和中部均開有流道槽，閥盤底部設(shè)有孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，其特征是所述的位于閥盤一側(cè)的閥桿的頭部和中部均開有流道槽，閥盤底部設(shè)有孔。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供電動(dòng)手動(dòng)雙作用式半平衡大深度通海截止閥，包括閥盤、閥桿、活塞、柱銷裝置、閥體、閥蓋、滑塊、齒輪、手輪、電磁離合器、減速器、電動(dòng)機(jī)，所述的齒輪包括大齒輪和小齒輪，活塞與閥盤相連，活塞和閥盤均位于閥體里，閥蓋與閥體相連，閥桿的一端位于閥盤里、另一端與大齒輪相連，大齒輪、手輪、電磁離合器分別與小齒輪相連，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器連接電磁離合器。本發(fā)明采用電動(dòng)手動(dòng)雙作用式工作更加可靠，同時(shí)采用雙密封面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，密封方向一致，可保證同時(shí)完全密封。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，開啟容易。
文檔編號(hào)F16K31/05GK102384300SQ201110328890
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者劉少剛, 劉海豐, 吳崇建, 吳松, 張京偉, 徐震, 李明, 舒海生, 莫英華, 趙丹 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)