[发明专利]分块式活塞阀芯结构及其组件、阀门和方法

说明书

本发明公开了一种分块式活塞阀芯结构及其组件、阀门和方法。该阀芯结构包括阀芯主体、活动块和环形密封件；阀芯主体底面为中心开设有通孔的平面；活动块平置于通孔中，其底面为平面；且活动块的周侧通过环形密封件与通孔侧壁保持密闭连接，构成阀芯的不透水密封面；环形密封件具有伸缩弹性，使活动块在受到不平衡力矩时能发生翻转。本发明通过分块将活塞式阀芯分为与密封装置直接接触的阀芯主体和受到不平衡力矩的活动块，在不平衡力矩的作用下，活动块发生翻转，而与密封装置接触的阀芯主体保持原有的垂直方位，从而避免由于不平衡力矩引起的挤压密封装置的现象发生。本发明结构简单，制造容易，可进行广泛推广应用。

技术领域

本发明涉及一种活塞式阀芯结构，尤其涉及一种分块式活塞阀芯结构及其组件、阀门和方法。

背景技术

在水平布置的采用活塞式阀芯结构的阀门中，其阀芯底面受力表现出明显的不均衡现象，阀芯底面下表面靠近流体出口侧方向受到的压力大于靠近流体入口侧方向受到的压力，压力分布不均衡现象使得阀芯底面处产生一个不平衡力矩，且不平衡力矩主要集中在阀芯底面中间位置。不平衡力矩的存在使得活塞式阀芯有着侧向翻转的趋势，最终导致阀芯壁面对密封副产生挤压，不仅增加驱动能耗、影响密封性能，在大流量工况下甚至会影响阀门的泄漏失效。

在目前市面上的活塞式阀门结构中，缺乏针对阀芯受到的不平衡力矩从而挤压密封装置的改进设计，尤其缺乏一种将直接接触密封装置的面与受到不平衡力矩的面进行分块的阀芯结构。中国实用新型专利CN208997362U公开了一种活塞式流量调节阀，该结构阀轴的轴线与阀体的轴线有间隙，使阀芯受到的径向力减小，开关力矩、对配合面的磨损也减小。但该阀门结构阀芯配合面之间仍存在磨损，且结构较为复杂，不具有普适性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有活塞式阀芯受力不平衡的现象，提供了一种分块式活塞阀芯结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种分块式活塞阀芯，其包括阀芯主体、活动块和环形密封件；所述阀芯主体底面为中心开设有通孔的平面；所述活动块平置于所述通孔中，其底面为平面；且活动块的周侧通过所述环形密封件与所述通孔侧壁保持密闭连接，构成阀芯的不透水密封面；所述环形密封件具有伸缩弹性，使所述活动块在受到不平衡力矩时能发生翻转。

作为优选，所述通孔呈圆形，所述活动块呈圆形板状，且通孔的直径大于活动块的直径，两者同心布置。

进一步的，所述的环形密封件为环形波纹管，环形波纹管由多个直径由内往外递增的环形波纹节同轴嵌套且密封连接而成，最内侧的环形波纹节连接活动块，最外侧的环形波纹节连接阀芯主体；环形波纹管在径向具有伸缩自由度，在非径向具有弯曲自由度。

进一步的，所述环形波纹管为金属波纹管。

进一步的，所述金属波纹管与活动块和所述通孔之间焊接固定。

作为优选，所述阀芯主体呈中空的柱形，底面为圆环形平面，周面为圆柱面。

第二方面，本发明提供了一种活塞式阀芯组件，其包括套筒、密封填料、阀座、弹簧和第一方面中任一方案所述的分块式活塞阀芯；所述弹簧用于对分块式活塞阀芯施加预压力，使所述分块式活塞阀芯的密封面压紧于阀座上，构成用于控制流路开闭的密封副；所述套筒装配于分块式活塞阀芯的阀芯主体外部，两者构成用于控制阀芯主体沿轴向滑动的移动副；阀芯主体与套筒之间通过密封填料保持密闭。

作为优选，所述的弹簧一端支顶于所述活动块的顶面，另一端支顶于外部阀盖上，并保持压缩状态。

第三方面，本发明提供了一种活塞式阀门，包括阀体和装配于阀体上的阀盖，其特征在于，所述阀体内部安装有第二方面中任一方案所述的活塞式阀芯组件。