專利名稱:楔形滑閥的制作方法
本發(fā)明涉及到一個楔形閘門滑閥，它有一個借助桿移動的楔形閥芯，并且可以被壓倒滑閥的兩個管形段內端，切斷管路。
這種用于管路的普通楔形閥是眾所周知的。它們能使流體通過不改變方向。因此，當閥門開啟時不增加對流體的阻力。但是，這類閥的閥芯密封表面很容易磨損。這是由于當閥門開啟或關閉時，閥芯和密封表面之間產生摩擦所致。而且，為使閥芯移動和關緊，這種楔形閥芯需要很大的操縱力，以及價格昂貴的操縱系統(tǒng)。為了避免流體壓力造成過大的反作用力作用到閥芯上，此閥芯密封表面之間的楔角很小。例如，6°左右。因此，在閥門開啟過程中，在上述流體介質的壓力作用下，低壓邊的密封表面相互摩擦，導致過度磨損及過高的修理費用。
發(fā)明任務及概述本發(fā)明的任務是要設計一個可以避免前述缺陷的同類型楔形滑閥。特別是解決密封表面之間的摩擦，表面之間的磨損，以及大幅度降低所需要的操縱力。
本發(fā)明完成了這個任務。它的結構是把兩個管形段的內部空間分別用至少一個輔助閥裝置與閥腔相聯(lián)接。
輔助閥裝置能夠控制楔形閥內的壓力。隨著閥芯的關閉，殼內壓力與作用在管形段內的較高壓力保持一致。為達到此目的，在閥腔和各種形段內部之間的輔助閥裝置中設有單向閥。當閥殼內的壓力小于管形段內的壓力時，單向閥，使閥腔和管形段內部之間連通。按此方式，楔形閥芯被閥腔中流動的高壓流體壓在閥座上。因此，不需要對閥桿施加太大的壓力就可使閥芯入座。此外，閥芯密封表面之間的楔角可以大于現(xiàn)有技術中的楔角，例如，10°到30°，而不損害閥的密封性。如果閥殼內的導向裝置引導閥芯滑動，由于采用了大楔角，在滑閥開啟和關閉期間密封表面之間的滑動接觸被大大減少。其結果是降低了磨損，減小了所需要的操縱力。關閉閥門過程中，當作用在閥芯下面的壓力較小時，閥腔內的壓力很容易使楔形閥關閉，這依賴于增加閥腔中的流體速度，使殼內的壓力高于輸入管內的壓力。本發(fā)明的楔形閥有非常優(yōu)良的密封性。它有一個帶著抽節(jié)的柔性閥芯，其在殼內流體的壓力作用下，壓在兩個管形段的內端。這非常適合用于大口徑管線。
當閥殼內有高壓存在時，閥門很難開啟。因此在打開閥門前，應將高壓力減小到適當值是有利的。按這種方法，用非常小的操縱力就可以打開閥芯。為此，在閥腔和至少一個管形段內部之間的輔助閥裝置中設置一個閥，它由操縱裝置打開，以便排除閥腔內的高壓介質。這個控制裝置由電控裝置操縱，在楔形閥開啟之前動作。電控裝置由殼內壓力和管形段內部壓力提供工作信號。在簡單實施例中，此控制裝置由人工操縱。
在最優(yōu)實施例中，輔助閥裝置可以是一個球形閥。閥殼和管形段內部通過球閥可以有選擇地直接相通或經過插入球閥的單向閥相通。
在另一個實施例中，提升閥設置在殼內部與管形段內部之間，提升閥像單向閥一樣工作，并且由操縱裝置打開。
附圖中表示出發(fā)明楔形閥的典型實施例。
附圖的簡要說明圖1、表示一個具有電磁輔助閥和電控裝置的楔形滑閥。
圖2，是圖1中電磁輔助閥A放大的剖視圖。
圖2a，表示圖2，一個細微部分的變化。
圖3和圖4，表示將輔助閥裝置與閥殼內部和管形段內部相連通的二種可互換的可能性。
圖5，6，8各自表示的輔助閥裝置可用于圖3的楔形滑閥。
圖7，9，10各自表示的輔助閥裝置可與圖4的楔形滑閥相連接。
圖11，表示的楔形滑閥具有電控裝置和包含二個單向閥的球閥組成的輔助閥裝置。
圖11a，11b，11c詳細表示了圖11中球閥B的三個工作位置。
圖12，表示圖11的實施例可能改變的形式。其中單向閥與球閥被分開。
圖13，表示一個以球閥為輔助閥的楔形滑閥，它用手輪操縱。
圖13a，13b詳細表示圖13中球閥C的兩個位置。
圖14，表示與圖13b相類似的部分進行修改。
圖15，表示輔助閥插入楔形閥內部的楔形閥。
圖16，詳細表示圖15的D旋轉90°。
圖17，表示一個變異的輔助閥，它可以用于圖15和圖16的楔形滑閥中，其中有一個插入排氣閥中。
圖18，表示一個手輪操縱的楔形滑閥，及插入楔形閥殼內的輔助閥。
圖19，表示圖18中L線的剖視圖。
附圖的詳細說明根據(jù)圖1和圖2的楔形滑閥，它們包括閥殼1，閥蓋2及穿過閥蓋并帶有螺紋的閥桿了。閥桿3的頂部伸到減速器4中，它的底端通過固定于閥芯6的螺母5與閥芯相連接。閥芯6緊密地壓到分別位于輸入管9和排出管10內端的環(huán)形座7和8上。閥殼底部是一個腔11，它與閥芯上面的閥腔12相連通。
電動機13與減速器4連接，開關盒14安裝在圖中所示位置，它包括一個電控裝置和15、16、17，三個壓力計。它們分別與輸入管9、輸出管10、閥腔12連通。壓力計分別測量各部位的壓力，并產生相應的脈沖信號傳遞到電控裝置。
操縱機構的支撐座18，由螺釘固定于閥蓋2的頂部。由可旋轉的圓柱體19將有螺紋的閥桿3與減速器4的蝸輪20相連接構成操縱機構。電位計21插入減速器蝸輪20和電動機13之間，指示閥芯6的位置。
在閥殼1的閥腔12兩端分別配置電磁閥或螺線管閥A和A1。它們分別由管22連接輸入管9和輸出管10。閥A和A1可使流體分別從管9和10經過閥殼1上的通道23和24，進入閥腔12。
閥A和A1的結構相同，在圖2和2A中僅表示出一個。閥A和A1都是由支座25，和位于支座頂部，像活塞一樣的銜鐵26，與磁線圈27組成。銜鐵位于腔28內，其頂端靠壓螺旋彈簧29。低端關閉支座25上的開口30，銜鐵上升，管22導通。通道31也在支座25上，它將位于第二個活塞狀的銜鐵33上面的腔32與腔28相連通。銜鐵33頂端靠壓螺旋彈簧34，下端關閉開口35。線圈37和孔是缸體內移動。
缸體36旋入閥殼1的開口內，使閥A和A1安裝在閥殼上。銜鐵33與缸體36之間的間隙38對所通過的流體產生阻尼。
在電動機13和減速器4的驅動下，閥桿3旋轉。這個旋轉動作由開關盒14內的電控裝置控制。
這個液力輔助系統(tǒng)由二個電磁閥A和A1控制，并且當其中一個閥開啟時，另一個閥關閉。
當要打開楔形滑閥時，控制開關首先動作，電控裝置通過壓力計15、16、17獲得閥腔12及管形段9和10內的壓力差。于是，打開一個輔助閥A或A1，閥腔12中的流體進入壓力較低的管內，使壓力下降。緊接著電動機13運轉。它通過減速器4，使閥桿3旋轉，直到楔形閥芯6處于完全開啟位置。使減速器4的電位計21指示出閥芯的開啟位置。
控制閥A和A1通過管22和通道23、24分別使閥腔12與管形段9和10相聯(lián)系。當楔形閥關閉，控制閥起到單向閥的作用，使閥腔12的壓力與高壓管內的壓力相同。閥芯6被壓到閥座7和8上。如果電磁閥A和A1關閉，彈簧29和34分別將銜鐵26和33壓到它們各自的端座上。管22中的壓力施加到銜鐵26的端面增加到足以克服彈簧29的壓力時，推動銜鐵26上升離開端座，流體經過開口30進入腔28和通道31。因此，銜鐵33被壓到端座上，開口35保持關閉。流體經過銜鐵33和缸體36之間的間隙38進入通道23或24。
于是高壓輸入管9與閥腔12相互連通。由于銜鐵像單向閥那樣動作，流體經過管22，通道31，間隙38和通道23。只要線圈27不激勵，就一直保持這種狀態(tài)。另一方面，這種狀態(tài)將避免流體從通道23向管22反向流動。銜鐵33受壓縮彈簧，34和腔32內流體的壓力作用，關閉開口35。
當線圈27激勵，電磁閥A和A1打開。銜鐵26向上移動，開口30打開。流體以高于間隙38中流體的流速從腔32經過腔28進入管22，這時間隙38成為流體阻尼。因此，銜鐵33上面的腔32中的壓力減小。緊接著線圈37激勵，銜鐵33也向上移動，打開口35，使流體從閥腔12經過通道23和開口35進入管9。
在一定條件下，第二個線圈37可以省略。當腔32內的壓力小于打開口30的壓力，并達到一定值時，流體從通道23到銜鐵下面使銜鐵33完全在流體壓力作用下，向上移動。但是，以這種方式不能打開電磁閥A，導通輸入管。這是由于輸入管和閥A的腔32與閥腔12的壓力至少保持相等。如果想要打開閥A和A1，為了避免閥腔12的壓力過于下降，使用第二個線圈37是很有利的。
因為電磁閥A和A1總是像單向閥那樣工作，它們不能關閉，所以，防止流體通過A，A1進入閥腔12，當楔形滑閥關閉，由于小銜鐵26總是像單向閥一樣工作，流體從管9或10通過間隙38進入閥腔12。
間隙38很窄，一般流體從此經過進入閥腔12速度很慢。因此，在銜鐵33下端設置一個輔助單向閥39。如圖2A所示，其直接將開口35與通道23相連。
對于小楔形閥，大銜鐵33在一定條件下可以省略。單獨由小銜鐵26構成輔助閥裝置。
通過打開電磁閥A1或A減小閥腔12的壓力之后，打開此楔形閥的力比打開現(xiàn)有技術的楔形閥所需要的力小得多。
根據(jù)圖1和2的楔形閥，由電動機13通過減速器4操縱帶有螺紋的閥桿3，電磁閥A和A1在打開楔形閥之前工作，這是由設置在開關盒14內的電控裝置自動控制完成，電控裝置由壓力計15、16、17測量出的管9和10及閥腔12中的壓力完成的。簡單實施例當然是可行的。例如，用手輪操縱閥桿3使其轉動。電磁閥A和A1由手動開關控制。在手動控制情況下，操作者很容易在打開楔形閥之前打開閥A和A1，使閥腔12的壓力與輸入管9和輸出管10的壓力相互協(xié)調。如果已知管9和10其中之一是輸出管(或者第二個磁線圈37被省略)，只要打開電磁閥A或A1就可使其與輸出管相通。流體從閥腔12經過打開的電磁閥排出。而在另一個電磁閥中，流體從輸入管經過單向閥39流入閥腔12。閥腔12中產生的壓力取決于單向閥39的橫截面積。
圖5到10表示可用于楔形滑閥的幾種輔助閥裝置，它們不以代替圖1的電磁閥A和A1，使閥腔12與二管9和10的內部相連通。圖5到10的輔助閥各自包括像閥A和A1的電磁閥，內空間與管內空間之間的開口，關閉開口的閥體，閥體的上面通過像圖2中的間隙38一樣的阻尼(或控制閥)與閥控12相通。此外，閥體上邊的空間通過像圖2中的電磁閥26那樣的控制閥，與管內空間相連。圖5到10的輔助閥裝置可以與圖3或4所示的楔形滑閥相通。
圖3和圖4的楔形滑閥與圖1所示的楔形滑閥非常相似，它們包括閥殼1，螺紋閥桿3，螺母5，閥芯6，管內空間9和10及閥腔12。在圖3的楔形滑閥中，可以采用圖5或6或8的輔助閥裝置，將其安裝在閥腔12兩邊的閥殼1上，分別經過通道22′與管內空間9和10相通，還通過通道23′和24′與閥腔12相通。圖4的楔形閥采用圖7或9或10的輔助閥裝置，將其連接在閥殼1下邊，分別通過通道22′與管內空間9和10相通，還通過通道23′與閥腔12相通。
圖5和6所示，輔助閥裝置各自包括用于通道22′，導通管內空間9或10的接口122和用于通道23′，導通閥腔12的接口123。由彈簧閥柱塞133關閉的閥座135與接口122相通。柱塞133由孔導向，其上面的空間132通過柱塞133與孔之間的間隙時，再經過接口123和閥腔12相通。間隙138起流體阻尼作用?？臻g132經過通道131，開口130，通道122′，接口122與管內空間9或10相通。由受彈簧壓力作用的像活塞一樣的銜鐵126與磁線圈127相配合，關閉開口130。此外，在圖5中，在柱塞133下端設有和圖2a中單向閥39一樣的單向閥139。在圖6中，單向閥100被設置在通道122′處。
下面描述圖5所示裝置的操作過程。楔形閥關閉的時候，如果管內空間9(輸入管)和腔122內的壓力比殼內腔12和腔123內的壓力高的話，則起單向閥作用的銜鐵126被從閥座130上頂起。輸入壓力進入閥體活塞133上方的空間132，因此，閥塞133仍然保持關閉狀態(tài)。輸入管壓力從間隙138經過，也進入腔123，并隨之進入殼內腔12。位于閥塞133下端的單向閥139也將打開，使得在輸入管壓力在殼內腔12中形成之前，流體可迅速地從管內空間9流入殼內腔12中。在打開楔形閥以前，至少要在輔助閥裝置中給磁線圈提供能量，輔助閥裝置使殼內腔12和輸出管10之間連通，輸出管10中的壓力比殼內腔12中的壓力要低，因此銜鐵126不再堵住，開口130，閥塞133上方的空間132中的壓力下降，作用于閥塞133下側的殼內壓力把閥塞從閥座135上頂起，因此，從殼內腔12流出的流體現(xiàn)在就可以流入輸出管了。用一個控制殼內腔12中的壓力的電控裝置只打開輔助閥裝置。該輔助閥裝置把輸出管10和殼內腔12聯(lián)接起來。然后殼內腔12中的壓力將下降，這是因為來自輸入管9的流體被單向閥139載流。另外，兩個輔助閥裝置可被同時打開。
輔助閥裝置的操作如圖6所示，它與圖5所示裝置的操作相類似，有一點不同，即當楔形閥門關閉的時候，通道122′中的單向閥100將阻止閥塞133上方空間132當中的壓力增加到輸入管壓力。由于間隙138的原故，空間132中的壓力將與殼內腔以及腔123中的壓力保持一致。因此，如果腔123中的殼體壓力，也即空間132中的壓力比輸入管的壓力低的話，則腔122中的輸入管壓力把閥塞133從它的閥座135上頂起。因而閥塞133本身對于把殼體壓力增加到輸入管壓力來說，是作為一個單向閥來使用的。在打開楔形閥以前，兩個輔助閥裝置被同時打開，以降低殼內腔12中的壓力。不需要電控裝置;或者，在腔122中安裝一個單向閥來控制壓力，該單向閥反向截流。參照圖9的描述。
圖7所示的兩輔助閥裝置包括兩個帶有閥座135的閥塞133，它用來把楔形閥的殼內腔12和兩個管內空間9、10之間連通，12和9之間是由通道22″(圖4)經過公共腔123相連通的。兩個腔122經過兩個單向閥100和一個公共預壓閥，與閥塞133上側的上方空間132相連通，預壓閥包括一個閥座130′和一個閥塞126′。
當楔形閥關閉的時候，其操作與圖6所示的操作是一樣的如果在與輸入管9相連通的腔122當中的壓力比殼內腔12和腔123中的壓力高時，則每個閥塞133將作為一個單向閥來使用，這樣，殼內腔12中的壓力將升高到輸入管壓力。首先要在腔122中安裝一個起反向截流作用的單向閥。
在打開楔形閥以前，要將閥塞126′從閥座130′上頂起，為此，安裝一個有軸的手動操作桿101，這根軸的端部帶有一偏心件101a。此外，還可以再安裝一個如圖中點劃線所示的磁線圈127′。由于開口130′是接通的，所以流體可通過一個腔122從空間132中流出，并流向輸出管10，而借助于單向閥100，流體不能從輸入管9流入空間132。因此，閥塞133上方的空間132中的壓力下降到近似為輸出管的壓力。結果，作用于閥塞133下側的壓力把閥塞133從它們的閥座135上頂起。這樣，在腔123中，也即在殼內腔12中建立起輸入管壓力和輸出管壓力之間的壓力平衡。如果在腔122中安裝了反向截流的單向閥，則上述的壓力平衡將取決于這些單向閥。
圖8中所示的輔助閥裝置一般與圖5中的相類似，但用一個載荷彈簧閥隔板233代替了圖5中的閥體活塞133，用一個截流支路腔238代替了間隙138，用一個分離單向閥239代替了閥塞133中的單向閥139。
單向閥239包括開口239a，239a的橫斷面是預先選定的。在楔形閥被打開以前，如果輔助閥裝置的磁線圈127被供給能量，該輔助閥裝置使殼內腔12和輸出管10之間連通，則在這個輔助閥裝置中，殼體壓力把閥隔板233從閥座135上頂起，同時殼內腔12中的流體流向輸出管10，然后，在另一個輔助閥裝置中的單向閥239上的開口239a的橫截面積決定流體的流量大小，該流體是通過這個輔助閥裝置從輸入管9流出而流入殼內腔12的，因而也就決定了殼內腔12中的壓力大小。
當然，如果需要的話，也可以在圖8所示裝置的通道122′中安裝一個與圖6中的單向閥100相類似的單向閥。這樣，單向閥239可以被省去，因為閥隔板233本身將在腔122和123之間作為一個單向閥。但在這種情況下，在腔122中必須要有反向截流的單向閥，參照圖9所述。
如果在通道122′中安裝單向閥，還可以依照圖8中將兩個輔助閥結合成一個雙輔助閥裝置，該裝置對于通道23″(圖4)有一個公共腔123，還有一個帶閥座130″和閥塞126′的公共預壓閥。這樣一個雙輔助閥裝置在圖9中示出，它包括兩個帶有閥座135的閥隔板233，它由通道22″(圖4)經過腔122連通殼內腔12和管內空間9，經過公共腔123連通殼內腔12和管內空間10。兩個腔122經過單向閥100和公共預壓閥130″，126′，與閥隔板233上側的上方空間132相連通。如果與輸入管9相連通的腔122中的壓力比殼內腔12及腔123中的壓力的話，則每個閥隔板233將作為一個單向閥來使用，因為借助于單向閥100-也即借助于圖示實施例中的關閉預壓閥130″、126′隔板233上方空間132中的壓力不能上升到大于腔123中的殼體壓力。空間132經過截流隔板腔238′，與123相連通。殼內腔12中的壓力將因此而上升，直到達到輸入管的壓力值。在打開楔形閥以前，將預壓閥活塞126′從閥座130″上頂起(用手動操作桿101，或通過磁線圈127′)。然后流體通過接通口130″從空間132中流出，并通過一個單向閥100流入輸出管10。閥隔板233將因此被作用于閥隔板下側的壓力從閥座135上頂起。在腔123中，也就是在殼內腔12中，輸入管壓力和輸出管壓力之間的壓力達到平衡。
腔123和殼內腔12中所產生的壓力的大小由起反向截流作用的單向閥102來決定，單向閥102位于閥座135和腔122之間。圖示實施例中的這些閥102包括園盤，這些園盤在彈簧力作用下頂住閥座。這些園盤上還有小于閥座直徑的限流通道102a和大于閥座直徑的支路通道102b。如果圓盤102與它們的閥座接合在一起，則只有限流通道102a的橫截面起作用，因而流體阻力相對較高。當然，如果流體從閥隔板233的閥座135流向腔122的話，則流體將頂起園盤102離開它的閥座，這樣流體可以從支路通道102b流過，因此，隨著這種流動方向，流體阻力相應減小。當兩個閥隔板233被從閥座135上頂起時，這兩種流體的阻力比將決定產生于腔123中壓力的大小。
在其它的已被描述過的輔助閥裝置中，可在各種情況下，在這些裝置和楔形閥的管內空間9、10之間的流通途徑中，比如在腔122中，可安裝類似的反向截流的單向閥。
在依照圖9的輔助閥裝置中，閥隔板233上側的上方空間132與頂壓閥的內座130″相連通。在關閉楔形閥以后，在殼內腔12和空間132以及閥座130″中產生的壓力，將反抗閥塞126′的閉合力而減少沖擊，如果閥塞126′迅速閉合的話，會產生這種沖擊。
圖10所示的輔助閥裝置一般與圖9的裝置相類似，其不同點如下一個電磁操縱的三通閥103代替了圖9中的頂壓閥126′和130″，導管104代替了圖9的截流隔板腔238′，導管104使腔123和三通閥103之間連通。三通閥103或者使通道131和導管104之間連通，或者使131和通向腔122的通道122′連通。通道131是從閥隔板233上側的上方空間132中伸出的。在圖示的三通閥103的其它位置，導管104連通通道131，因此，閥隔板233上方空間132中的壓力與腔123中的壓力相等。這樣，由于楔形閥關閉，閥隔板233將作為一個單向閥-參照圖9的描述。在打開楔形閥以前，操動三通閥103，從而通道122′與通道131連通，使得空間132中的流體能夠通過通道131和三通閥103以及一個通道122′流向輸出管10。因此，空間132中的壓力下降到輸出管的壓力。這樣，閥隔板233將打開。
圖11、11a、11b、11c再次示出一個用于中管直徑或大直徑管道的楔形滑閥。在這種楔形滑閥中，輔助閥裝置中有一個代替活塞或代替以前在實施例中曾描述的隔板閥的球閥B。球閥B與以前描述的活塞或隔板閥的作用是一樣的。楔形閥的驅動機構與圖1和圖2的驅動機構是一樣的，并包括一電動機13和裝在開關箱14中的電控器件。因為這些零件與圖1和圖2中的相同，所以在圖11中就不畫出了。
球閥B包括一球形體40，40上有一水平通道41，41的兩端被分別帶有彈簧44和45的球單向閥42和43封住。通道46從40的中心豎直向上延伸，其開口向外進入管47。管47通向室11，室11位于楔形閥芯6的下方。后面的管子48和49將球閥分別與輸入管9和輸出管10相聯(lián)接。
另一個通道50也通向球形體40的中心，并水平轉動，與通道41和46互相垂直正交。
當楔形閥關閉的時候，球閥B處于圖11a所示位置。同時，殼內腔12中的壓力與在管道9或管道10中通行的最大壓力逐漸相等。經過管47、48和49以及通道41，可使這一壓力平衡。在平衡過程中，零件40的通道41中的單向閥42(或43)被打開，因為流體壓力克服彈簧44(或45)的閉合力。室11與殼內腔12相連通。
圖11所示系統(tǒng)的操作如下在搬動主開關以后，由電控器件確定管子9或管子10二者當中哪一個是處于較高的內部壓力。然后，和槽51相聯(lián)接的電控、氣控或液控元件(沒畫出來)推動球閥B的球形體40。這樣，殼內腔12中的壓力經過管47和通道46及50，被釋放到管子9或10當中。開動電機13，經減速器4帶動螺紋閥桿了轉動。桿的轉動經螺母5帶動楔形閥芯移動。當楔形閥芯到達端部位置時，電位計或其它的檢測元件就會發(fā)出信號。
球形體40可經它的約束槽51，被轉動成3種位置狀態(tài)一種位置如左邊圖11b所示，另一種位置如右邊圖11c所示，剩下的一種位置如圖11a所示。在最后這種位置中(即圖11a所示的位置)，管47經單向閥42和43與管48和49相聯(lián)接。
改變球形體40的位置所需要的力是比較小的，并且只在這個球形體上產生磨損，該球形體體積小、便宜。
閥芯的楔形角度比已有技術的楔形閥的角度要大，因此在封閉表面上的損耗降低。利用流體壓力補充楔形閥芯頂住閥座的力。因此，操動閥芯所需要的力是比較小的。
圖12所示結構是圖11所示結構的轉化。其中將殼內腔12與輸入管9及輸出管10相聯(lián)系的單向閥不安裝在球閥B′里面。如圖12的左半部所示，單向閥52可被安裝在管內空間9和殼內腔12之間，比如，可將閥52安裝在楔形閥芯6的里面?；蛘?，在殼體1的墻板上安裝一個如圖12右半部所示的閥52′，以便連接管內空間10和殼內腔12。在這種情況下，不含單向閥的球閥B′只包括如圖11b和11c所示的通道46和50。
圖13、13a和13b示出帶有手輪53和球閥C的楔形圖，球閥C可轉到兩種位置狀態(tài)位置Ⅰ(圖13a)為楔形閥關閉的時候，位置Ⅱ(圖13b)能使楔形閥打開。在球體54的位置1中，殼內腔12經管47和48(或47和49，分別地)、單向閥42或43以及通道41和46，與管道9和10相聯(lián)接。殼內腔12中的壓力增加，這一壓力用來將楔形閥芯6壓緊在閥座7和8上。
當需要打開楔形閥芯的時候，球形體54必須處于位置Ⅱ的狀態(tài)。在這個位置中，流體可經管47、48和49以及球形體中的通道55和46，在內空間9、10和12之間自由流動。殼體內腔12中的壓力降低，并隨著這種壓力的降低，使楔形閥芯6壓緊在閥座上的力也降低。用這種方式，促使楔形閥的開啟。將轉動從手輪53轉換到螺紋閥桿3，由螺母5將閥芯6從底座7和8上提起。殼體1中的導向件引導閥芯6向上移動。
球閥C的位置Ⅱ在傳統(tǒng)的支流通路上進行了實質性的改進。在那里，殼內腔12與內空間9和10聯(lián)接。在位置1中，有單向閥42、43和管47、48、49，用一個簡單的支流通路是得不到位置1的結構的。
只具有兩種位置狀態(tài)的球閥C也可用于圖11所示的楔形閥中，在這種場合可省去電控元件。操作順序是，首先將球閥的球形閥體轉到位置Ⅱ，然后開動電機13來打開楔形閥。
球閥C處于位置Ⅱ的時候，如上所述，兩個管內空間9和10與殼內腔12相連通，因此，產生于殼內腔12中的壓力將大致相當于輸入管和輸出管壓力的平均值。如果為了打開楔形閥而需要殼內腔12中的壓力低一些，則可在如圖14所示的球形體54的通道55中安裝反向截流的單向閥105。這些單向閥105的操作與上面參照圖9所描述的園盤102的操作相似。這些閥105中有加有彈簧載荷的套筒，這樣，它的具有限流通路105a的端部被推動，與閥座相接觸。如果流動的流體克服彈簧力，把該端部從閥座上頂起，則流體也流經套筒外壁中的支路通道105b。閥105當中的一個閥被壓緊在閥座上，橫跨這個閥的壓力降由限流通路105a的橫截面積決定。因而，橫跨另一個閥105的壓力降由通路105a和105b的橫截面積之和來決定，該閥被流動的流體從閥座上推起。
當楔形閥打開時，球體54可便利地旋轉到一個中間位置上(未示出)。在該中間位置，凹槽41和55均不與管子48、49排成一列，并且在凹槽41和55中的各閥42、43和105均伸出線路外，這樣在楔閥敞開時，保護了閥42、43和105。
圖15和16示出的楔閥也包括閥殼1和可穿過螺旋閥桿3的閥蓋2，電機13通路減速器4帶動閥桿3旋轉。
閥桿3的下端旋入螺旋襯套57內，57與鑲入楔形閥芯60內的卡套58相配合。
當楔形閥關閉時，閥殼的內腔12與管子9、10相連通，這一動作借助于凹槽61和62及具有彈簧66的單向閥形式的輔助閥63和64。兩輔助閥放置在支撐件65上，65與螺旋襯套57是旋轉地接觸，65由兩個導向桿67和68導引。在閥芯60下部的兩個開口中，桿67和68可垂直滑動，在楔閥的套殼1內，閥芯60也可垂直滑動。當合上電機13，通過減速器4帶動閥桿3旋轉，并帶動螺旋襯套57(其具有右向的外螺紋69和左向的內螺紋70，或相反。兩者具有同樣的螺距)最初，螺旋襯套57的旋轉速度為閥桿3的一半，同時并帶動支撐件65和兩輔助閥63、64一同向上移動，而卡套58仍保持靜止。在閥殼內腔12的液壓可排出。當套筒72的上端71接觸到卡套58時，螺旋襯套57相對于楔形閥芯60不再向上移動。相應地，57停止旋轉，并通過卡套58向上升閥芯60，因而楔閥打開。
由于在楔閥打開前，輔助閥63和64已打開，故開啟楔閥的力減小了。
在楔閥關閉的過程中，閥芯首先降到閥座7、8上，然后57在閥桿3的作用下再一次地轉動(仍為半速)，直到停止塊73碰到卡套58為止。而后，兩輔助閥63和64降到靜止狀態(tài)下的閥座74上。(74位于凹槽61和62的低開口上)
該實施例的優(yōu)點是輔助閥位于閥殼內，不需附加的密封件。整個系統(tǒng)操作簡單，只需電機13或選用手輪來帶動閥桿3即可。
當閥63和64壓在閥座74上時，閥殼內腔12的壓力相當高。在有關的凹槽61或62上的壓力很小，需打開輔助閥的力很大。為了減小所需力，可用圖17示出的閥代替63和64。在這些閥中，閥頭75有一狹小部分，溢流閥76可放置于內。套筒77與閥76相接觸并沿閥76四周延伸接觸到法蘭盤78，78位于與支撐件65固定在一起的動作軸79上。另一附加到閥頭75上的套筒80，依次地沿著套筒77延伸并環(huán)繞它。通過溢流閥76和套筒77，位于支撐件65和套筒77之間的彈簧81向下壓，使75接觸到相應地底座上。為打開輔助閥和楔閥，參見上述的圖15和16，向上拉支撐件65，繼而位于動作軸79上的法蘭盤78，通過套筒77，帶動溢流閥76脫離閥頭75，并向上，因而閥頭75前后的壓力平衡了。當套筒77具有這一特定的移動后，其與套筒80的上頂邊緣接觸時，才會帶動閥頭75向上。
按照圖18的楔閥，包括有閥殼83，閥蓋84支撐件85，螺旋襯套86和可旋到86內的螺旋桿87，用手輪88旋轉86可使87軸向移動。楔形閥芯89放置于桿87的下端，并由螺母90使它到其上。輔助閥63、64放置于閥芯89內，這些閥與圖15、16示出的是相同的，并且同樣固定到支撐件65上。同樣類似于圖15、16，支撐件65是由兩導桿67和68(圖18中未示出)導引，導桿是在楔形閥芯89下部的兩個孔洞內移動。帶有兩輔助閥63和64及彈簧66的支撐件65由止擋螺母(或擋環(huán)92)和襯套93固定在閥桿87上。
為打開楔閥，首先借助于手輪94旋轉桿87，使桿87在螺旋襯套86和螺母92，86、92具有相同的螺距因此桿87沿軸向上移，直到襯套93的上端觸到螺母90為至。同樣的，閥63和64離開位于凹槽61和62開口端的底座，并向上移。用這種方法，借助于凹槽61和62，內腔109，110和112相通。在上述步驟中，楔形閥芯89始終壓在閥座107和108上。當旋轉手輪88時，閥芯89脫開閥座向上。(該手輪是剛性地聯(lián)接到襯套86上)這就是楔閥的開啟。
為關上楔閥，首先旋轉手輪88，直到楔形閥芯89壓到閥座107和108上為至;然后旋轉手輪94直到位于螺桿87上的停止塊96碰到螺母90為止。這時，輔助閥63和64壓在凹槽61和62的底座上，因而完成了楔閥的關閉。
在關閉位置，借助于彈簧66，輔助閥63、64如單向閥。在殼內腔112的壓力與在兩內腔109和110中最大壓力平衡了。
閥芯89的垂直移動是由垂直導向桿96導向的滑動，96位于閥芯89兩邊的閥殼83內，并接觸到閥芯89內完整形成的垂直隆起段89′(圖19)類似地，楔形閥芯的導向裝置也適于該發(fā)明的上述類型的楔閥中。
顯然，圖18的楔閥可由電機、減速器或用手輪88和94代替手工來進行操作。
權利要求
1.一個楔形滑閥裝置包括一個閥套，其具有與內外端軸向排成一列的兩個管形段和一個通過內端上的開口與管形段相聯(lián)的室；一個楔形閥芯，其可在所說室中的上部位置和下部位置間移動，截斷在所說管形段開口上的流體，在下部位置時，閥芯壓在所說管形段內端上的閥座上；和至少一個輔助閥裝置，用于在所說的流體管形段的內腔和所說室之間，提供可選擇的流體通道。
2.按權項1的楔形滑閥;其特征在于，楔形閥芯的楔角是10～30℃，最好為20°，所說的閥芯是可滑動地導入閥殼內的導引裝置中。
3.按權項1的楔形閥，其特征在于，至少具有一個輔助閥裝置，包括一個在室內腔的壓力低于管形段內腔的壓力時，用來連接室內腔與每一管形段內腔的單向閥。
4.按權項1的楔形閥，其特征在于，至少一個輔助閥裝置，包括一個擋板裝置，通過操縱機構來釋放室內腔的壓力流體時，可打開擋板。
5.按權項4的楔形閥，其特征在于，至少有一個輔助閥裝置，包括一個與閥座相配合的閥體，用于使每個所說的管形段內腔與所說的室內腔的流體連通，通過流體有規(guī)律的流通，所說閥體上腔與所說室內腔相聯(lián)，并通過一個可控的擋板裝置，使閥體上腔與相應的管形段內腔相聯(lián)。
6.按權項5的楔形閥，其特征在于，所說的可控擋板裝置其動作原理如單向閥，當在相應管形段內腔的壓力高于所說的閥體上腔的壓力時，擋板裝置開啟。
7.按權項5的楔形閥，其特征在于，所說閥體上腔和所說管形段內腔間的連通依靠一個單向閥，(除了所說的可控擋板裝置外)當在相應管形段內腔的壓力高于所說閥體上腔壓力時，閥關閉，所以閥體作用如單向閥。
8.按權項7的楔形閥，其特征在于，所說的閥體有與另外一個相連的上部側邊，并通過所說的可控擋板裝置，與所說的兩個單向閥相連可控擋板裝置對兩個單向閥是共用的。
9.按權項5的楔形閥，其特征在于，所說閥體是閥塞，借助于適當?shù)拈g隙，每個閥塞均插入孔內，該間隙在所說室內腔和所說閥體上腔間提供了所說的有規(guī)律的流體通道。
10.按權項5的楔形閥，其特征在于，所說閥體是閥隔板，所說的有規(guī)律流體通道是由所說的室內腔和所說的閥體上腔間的限制孔提供的。
11.按權項5的楔形閥，其特征在于，所說的在室內腔和所說閥體上腔間的有規(guī)律流體通道包括一個包含有一個可控擋板裝置的管道。
12.按權項11的楔形閥，其特征在于，所說的可控擋板裝置是一個三通閥，使所說的閥體上腔有選擇地與所說室內腔或管形段相連通。
13.按權項5的楔形閥，其特征在于，所說的可控擋板裝置是一個手動的和/或電磁操縱的閥。
14.按權項5的楔形閥，其特征在于提供了兩個輔助閥，每一個都與室內腔與一個管形段內腔連通;每個閥裝置都包括兩個螺線管和作用如單向閥的加壓彈簧銜鐵，所說銜鐵的下表面與相應地同所說輔助閥裝置相接觸的管形段內腔相連通，通過一個節(jié)流裝置，每個閥裝置的銜鐵上部與所說的室內腔相連通，所說的螺線管之一的密封表面區(qū)域與室內腔直接相連通，橫斷面大的螺線管上的密封表面區(qū)域上有一個底座開口。
15.按權項14的楔形圖，還包括一個進入到具有較大低座開口區(qū)域的銜鐵的底表面的附加單向閥，當室內腔壓力小于管形段內壓力時，所說的單向閥使室內腔與相應的管形段直接相連通。
16.按權項1的楔形閥，其特征在于，輔助閥裝置包括一個呈球形的球閥和一個孔洞，后者是用于將室內腔與兩管形段內腔的任何一個相連通或者是與兩者均連通的。
17.按權項16的楔形閥，其特征在于，球閥上有一個可容納兩單向閥的孔洞，該單向閥是用于將室內腔與兩個管形段內腔相連通的。
18.按權項1的楔形閥;其特征在于，輔助閥裝置包括兩個設置在所說管形段間的室的單向閥，和用來操縱閥芯的裝置，所說的單向閥在操縱裝置的作用下打開閥，所說的操縱裝置進而作用打開所說閥芯。
19.按權項18的楔形閥，其特征在于，所說的單向閥被聯(lián)接到有內外螺紋的螺旋襯套和操縱裝置上，該操縱裝置包括一個操縱楔形閥芯的閥桿和螺母，閥桿被旋入所說襯套的內螺紋中，而固定在楔形閥芯上的螺母被旋在襯套的外螺紋上，因而螺旋襯套相對于所說的螺母，在所限范圍之上，是可軸向移動的。
20.按權項18的楔形閥，其特征在于，操縱裝置包括一個閥桿和聯(lián)到閥桿上的單向閥，該閥桿操縱閥芯，并可旋入所說的固定在閥芯上的螺母和螺旋襯套內，借助于所說的襯套的旋轉，閥桿可在其軸向移動，更進一步地，借助于閥桿自身的旋轉，相對于螺母和襯套，閥桿可在其軸向移動。
21.按權項2的楔形閥，其特征在于，至少有一個輔助閥裝置包括一個單向閥，在室內腔的壓力低于所說的管形段之一的內腔的壓力時，用于將室內腔與管形段之一的內腔連通。
22.按權項1的楔形閥，其特征在于，所說的室內腔與所說管形段內腔之間的連通是由所說輔助閥裝置提供的，每個輔助閥裝置都包括一個限制相反方向流動的單向閥。
23.按權項1的楔形閥，更進一步地包括了一個用于測量所說管形段內腔的壓力和在所說室內腔的壓力的裝置，和一個電控裝置，用來控制跟隨測量壓力而變的所說的輔助閥裝置。
專利摘要
一個由閥桿來移動的楔形閥芯被置于一個閥殼內，并可壓向位于一輸入管和一排出管端頭的閥座上。通過各自的輔助閥裝置，各管與閥殼相通。輔助閥裝置的作用如單向閥，因而當楔形滑閥關閉時，在閥殼內的壓力等于輸入管內的壓力。在閥殼內的壓力使楔形閥芯壓向相應的閥座上并確保密封。楔形閥芯的楔角相應較大，并且所說的閥芯可在閥殼內滑動。在楔形閥打開之前，輔助閥裝置可有選擇地打開，以便減少閥殼內腔的壓力，從而有利于楔形滑閥的開啟。
文檔編號F16K3/02GK85101818SQ85101818
公開日1987年1月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者姆登揚科雄 申請人:姆登揚科雄導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan