一種自動感應式壓力平衡閘閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自動感應式壓力平衡閘閥，所述閘閥包括具有閥腔的上閥體、具有高壓腔的高壓側閥體、具有低壓腔的低壓側閥體、可在所述閥腔內及高壓側閥體和低壓側閥體之間滑動的閘板，所述閘閥還包括一用于平衡閥腔與高壓腔的壓力的壓力平衡機構，所述壓力平衡機構包括電動閥或電磁閥、盛裝有壓電材料的函箱，所述電動閥或電磁閥通過連通管分別與所述閥腔和高壓腔相連通，所述函箱通過連通管分別與所述閥腔和高壓側管道相連通，所述電動閥或電磁閥的兩端分別與位于所述函箱兩端處的壓電材料相電連，當所述高壓腔和閥腔之間的壓力差大于設定壓力差時，所述電動閥或電磁閥連通，所述閥腔和高壓側管道相連通。
【專利說明】一種自動感應式壓力平衡閘閥
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種自動感應式壓力平衡閘閥。
【背景技術】
[0002]閘閥在流體工業中應用非常廣泛，且大多數閘閥在管道系統中要承受非常大的壓強，所以對閘閥的力學穩定性有相當高的要求，同時也要求閘閥能在較大的壓力下可以正常開啟和關閉。普通閘閥在設計時僅考慮了其在充滿介質時整體所應承受的最大壓強，同時也假設閘閥高壓側壓力與閥腔內的壓力相等，但閘閥在特殊工況下會存在“鍋爐效應”，即異常工況下的外部熱源作用于閥體內部，使閥腔內的實際壓力大于閘板高壓側的壓力，此時閘板上下游兩個密封面會同時靠緊閥座，開啟閘閥時則需要克服閘板與閥座間的兩個摩擦力。當“鍋爐效應”產生的閥腔與閘板高壓側的壓力差達到一定極限，閘閥驅動機構的設計開啟力矩將無法克服閘板與兩個閥座間的摩擦力，致使閥門無法開啟，當壓力繼續升高時，閥門本身的力學穩定性及密封性將會受到破壞。在實際應用中，為防止“鍋爐效應”的產生，需要及時感知閥腔與閘板高壓側的壓力差并及時加以平衡，但閘閥閘板高壓側與閥腔內壓力差較為難以測定，且測定后如何及時卸除壓力差也較為困難。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種自動感應式壓力平衡閘閥，其可自動平衡閘板高壓側管道和閥腔間的壓力，避免產生“鍋爐效應”。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]一種自動感應式壓力平衡閘閥，所述閘閥包括具有閥腔的上閥體、具有高壓腔的高壓側閥體、具有低壓腔的低壓側閥體、可在所述閥腔內及高壓側閥體和低壓側閥體之間滑動的閘板，所述閘閥還包括一用于平衡閥腔與高壓腔的壓力的壓力平衡機構，所述壓力平衡機構包括電動閥或電磁閥、盛裝有壓電材料的函箱，所述電動閥或電磁閥通過連通管分別與所述閥腔和高壓腔相連通，所述函箱通過連通管分別與所述閥腔和高壓側管道相連通，所述電動閥或電磁閥的兩端分別與位于所述函箱兩端處的壓電材料相電連，當所述高壓腔和閥腔之間的壓力差大于設定壓力差時，所述電動閥或電磁閥連通，所述閥腔和高壓側管道相連通。
[0006]優選地，所述壓電材料為石英或鋯鈦酸鉛。
[0007]優選地，位于所述函箱相對的兩端處的壓電材料均連接有一導線，所述導線與函箱相絕緣，所述導線分別連接于所述電動閥或電磁閥的兩極。
[0008]優選地，所述上閥體和高壓側閥體上均開設有一通孔，所述函箱、電動閥或電磁閥均通過連通管連接于所述通孔處。
[0009]更優選地，所述連通管通過承插焊接或內螺紋連接于所述上閥體或高壓側閥體。
[0010]優選地,所述電動閥為電動球閥。
[0011]本實用新型采用以上結構，相比現有技術具有如下優點:1、壓電材料可自行感知閘閥閘板高壓側與發墻內的壓力差，無需通過其他測量裝置測定。2、平衡閥腔內介質和高壓側管道內介質的壓力的電動閥或電磁閥可自動連通和關斷，無需外力介入，且任何時間均可自動連通和關斷，自動化程度很高。3連通電動閥或電磁閥的觸發信號來自于壓電材料產生的感應電壓，且觸發信號與閥腔內和高壓側管路內的介質壓力同步，超過設定壓力差即連通電磁閥或電動閥，無滯后時間。3、由于連通管內徑較小，在電動閥或電磁連通后，兩側介質流動量較小，壓力平衡后即關斷，以最小的介質流量達到了閥腔和高壓側管路壓力的平衡，對閘閥截流效應的影響降到了最低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0013]其中，1、上閥體；11、閥腔；12、閥座；13、閥蓋；2、閘板；21、閥桿；3、高壓側閥體；31、高壓腔；4、低壓側閥體；41、低壓腔；5、壓力平衡機構；51、連通管；52、導線；53、函箱；54、電磁閥。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特征能更易于被本領域的技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍作出更為清楚明確的界定。
[0015]圖1所示為一種自動感應式壓力平衡閘閥。所述閘閥包括具有閥腔11的上閥體
1、具有高壓腔31的高壓側閥體3、具有低壓腔41的低壓側閥體4、固定連接于所述上閥體I的用于將閥腔11封閉的閥蓋13、可在所述閥腔11內及高壓側閥體3和低壓側閥體4之間滑動的閘板2，所述閘板2與一閥桿21相固定連接，所述閥桿21可滑動地穿設在所述閥蓋13上以帶動閘板2滑動，所述高壓側閥體3用于與上游管道相連接，所述低壓側閥體4用于與下游管道相連接，所述上閥體1、高壓側閥體3和低壓側均相固定連接，當所述閘板2向上滑動至所述閥腔11內時，所述閥腔11與高壓腔31和低壓腔41均相連通，即閘閥開啟；當所述閘板2向下滑動至所述高壓側閥體3和低壓側閥體4之間時，所述閥腔11、高壓腔31、低壓腔41相隔斷，即閘閥關閉。為了增強關閉狀態下的閘閥的密封性能以及將閥腔11與高壓腔31、閥腔11與低壓腔41相隔斷，高壓側閥體3和低壓側閥體4之間固定連接有閥座12，閥座12上開設有供閘板2穿過的孔。
[0016]所述閘閥還包括一用于平衡閥腔11與高壓腔31的壓力的壓力平衡機構5，當閘閥在關斷狀態下，閥腔11壓力過高，至高于與高壓腔31的設定壓力差時，壓力平衡機構5平衡閥腔11與高壓腔31的壓力，以避免產生“鍋爐效應”，消除因此造成的閘閥無法開啟以及損壞等。所述壓力平衡機構5包括電動閥或電磁閥、盛裝有壓電材料的函箱53，所述電動閥或電磁閥通過連通管51分別與所述閥腔11和高壓腔31相連通，所述函箱53通過連通管51分別與所述閥腔11和高壓腔31相連通，所述電動閥或電磁閥的兩端分別與位于所述函箱53兩端處的壓電材料相電連，當所述電動閥或電磁閥兩極間的感應電壓大于高壓腔31閥腔11的設定壓力差時，所述電動閥或電磁閥連通，所述閥腔11和高壓腔31相連通。
[0017]具體到本實施例中，所采用的電動閥為型號為Q961-160C DN8的電動球閥54，當然也可以為電磁閥等，具體視閘閥本體本身的設計壓力及通孔口徑而定，如果閘閥本身設計壓力較大且通孔口徑較大，則選用設計壓力較大且流道口徑也較大的電動球閥，如閘閥本身設計壓力較小且通孔口徑較小，則可選取設計壓力較小且流道口徑也較小的其他類型電動閥及電磁閥。所述壓電材料為石英或鋯鈦酸鉛。閘閥的型號為Z61W-160C DN500的閘閥，其公稱壓力16MPa，為避免鍋爐效應使閘板2與閥座12間的摩擦力過大，設計允許高壓腔31與閥腔11內最大壓力差(即設定壓力差)為2MPa。所述連通管51為鋼管，所述上閥體I和高壓側閥體3上均開設有一孔徑為14mm的圓形通孔，將兩個Φ 14X2.5mm規格的20#鋼管以承插焊接方式分別連接于上閥體I和高壓側閥體3上，上述鋼管再以Y型三通分為兩支，一支連通函箱53,另一支連通電動球閥54。
[0018]函箱53內裝有石英或鋯鈦酸鉛等具有壓電材料效應的材料，函箱53具有相對的兩端。位于所述函箱53相對的兩端處的壓電材料均連接有一導線52，所述導線52與函箱53相絕緣，所述導線52分別連接于所述電動球閥54的兩極。即導線52從壓電材料內部引出時，有絕緣膠皮阻隔導線52與壓電材料函箱53外殼的接觸。
[0019]如果設計允許閘閥的高壓腔31與閥腔11間的壓力差最大為Pmax (即設定壓力差)，則在Pmax施加于壓電材料兩端時，壓電材料會因為自身的壓電效應而在函箱53兩端處產生感應電壓Umax，施加于函箱53兩端的壓電材料上的壓力差減小時，感應電壓相應減小。將Umax設定為電動球閥54或電磁閥的觸發閾值，其實時的感應電壓達到Umax時，電動球閥54或電磁閥自動開啟，在Umax以下則保持關閉。具體到本實施例中，測定在函箱53兩端處的壓電材料施加2MPa壓強時，其感應電壓為12V，于是將電動球閥54的開啟電壓(觸發閾值)設定為12V，再將由函箱53內的壓電材料引出的導線52連接于電動球閥54的兩極。
[0020]當本實用新型用于流體管道中以后，由于函箱53內不導通，且電動球閥54處于關斷狀態，如果無“鍋爐效應”或者“鍋爐效應”本身影響較小，通常情況下與普通閘閥作用相同，閘板起阻流作用，閘板高壓側的高壓腔31與閥腔11自然隔斷。當閘閥在關閉狀態時，如果發生“鍋爐效應”導致高壓腔31與閥腔11件產生壓力差，連通管51會將壓力差傳導至函箱53兩端及電動球閥54兩端。如果壓力差在設計允許的范圍內，本實用新型與普通閘閥一樣沒有動作，但當壓力差達到設計上限Pmax時，函箱53內的壓電材料兩端會產生相應的感應電壓Umax,在Umax的觸發下，電動球閥54連通,此時高壓腔31與閥腔11內的介質在連通管51內導通并由高壓一端流向低壓一端，從而降低閥腔11與高壓腔31的壓力差，當壓力差降至Pmax以下時，電動球閥54自動關斷，閥腔11與高壓腔31內的介質繼續隔斷。
[0021]上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，是一種優選的實施例，其目的在于熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限定本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型的精神實質所作的等效變換或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種自動感應式壓力平衡閘閥，所述閘閥包括具有閥腔(11)的上閥體(I)、具有高壓腔(31)的高壓側閥體(3)、具有低壓腔(41)的低壓側閥體(4)、可在所述閥腔(11)內及高壓側閥體(3)和低壓側閥體(4)之間滑動的閘板(2)，其特征在于:所述閘閥還包括一用于平衡閥腔(11)與高壓腔(31)的壓力的壓力平衡機構(5)，所述壓力平衡機構(5)包括電動閥(54)或電磁閥、盛裝有壓電材料的函箱(53)，所述電動閥(54)或電磁閥通過連通管(51)分別與所述閥腔(11)和高壓腔(31)相連通，所述函箱(53)通過連通管(51)分別與所述閥腔(11)和高壓腔(31)相連通，所述電動閥(54)或電磁閥的兩端分別與位于所述函箱(53)兩端處的壓電材料相電連，當所述高壓腔(31)和閥腔(11)之間的壓力差大于設定壓力差時，所述電動閥(54)或電磁閥連通，所述閥腔(11)和高壓腔(31)相連通。
2.根據權利要求1所述的自動感應式壓力平衡閘閥，其特征在于:所述壓電材料為石英或鋯鈦酸鉛。
3.根據權利要求1所述的自動感應式壓力平衡閘閥，其特征在于:位于所述函箱(53)相對的兩端處的壓電材料均連接有一導線(52)，所述導線(52)與函箱(53)相絕緣，所述導線(52)分別連接于所述電動閥(54)或電磁閥的兩極。
4.根據權利要求1所述的自動感應式壓力平衡閘閥，其特征在于:所述上閥體(I)和高壓側閥體(3)上均開設有一通孔，所述函箱(53)、電動閥(54)或電磁閥均通過連通管(51)連接于所述通孔處。
5.根據權利要求2所述的自動感應式壓力平衡閘閥，其特征在于:所述連通管(51)通過承插焊接或內螺紋連接于所述上閥體(I)或高壓側閥體(3)。
6.根據權利要求1所述的自動感應式壓力平衡閘閥，其特征在于:所述電動閥(54)為電動球閥。
【文檔編號】F16K37/00GK204061951SQ201420447194
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月8日 優先權日:2014年8月8日
【發明者】鄭昌偉, 鄒平國, 張文中 申請人:蘇州熱工研究院有限公司, 中國廣核集團有限公司