一种可快速切断的安全保护型闸阀

技术领域

本发明涉及闸阀技术领域，尤其涉及一种可快速切断的安全保护型闸阀。

背景技术

闸阀是一个启闭件闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，大部分闸阀是采用强制密封的，即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座，以保证密封面的密封性。闸阀的闸板随阀杆一起作直线运动的，叫升降杆闸阀，亦叫明杆闸阀。通常在升降杆上有梯形螺纹，通过阀门顶端的螺母以及阀体上的导槽，将旋转运动变为直线运动，也就是将操作转矩变为操作推力。开启阀门时，闸板提升，关闭阀门时，闸板降低。

但是在常规的闸阀上，由于需要将操作转矩变为操作推力，升降杆转动一圈，闸板只能相应地下降一小段距离，因此，在力的转变过程中，闸板的下降速度慢，也就是说，闸阀的关闭是缓慢进行的，难以实现快速切断，在面对需要紧急关闭阀门的时候，目前闸阀的处理能力不足，难以应对。

基于上述问题，本发明设计出了一种可快速切断的安全保护型闸阀来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种可快速切断的安全保护型闸阀。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可快速切断的安全保护型闸阀，包括阀体、阀盖、阀杆、闸板以及手轮，所述阀体内沿水流方向开设有水平通道，所述阀体上设有阀盖，所述阀杆沿垂直水流方向设置于阀体内，阀杆的底端固定有闸板，所述阀盖上设有上顶盖，所述阀杆顶端向上延伸与上顶盖轴承连接并在贯穿上顶盖后连接手轮；

还包括快速切断组件，所述快速切断组件位于上顶盖内，所述快速切断组件用于直线驱动阀杆、以带动闸板快速封闭阀体内水平通道。

进一步的，所述快速切断组件包括环状的上外电磁体、上内电磁体以及下电磁体，所述阀杆包括上螺杆与下直杆，所述上顶盖内沿其周向设有环状凹槽，其中：

所述上螺杆靠近上端处与上顶盖轴承连接，上螺杆靠近下端处螺旋连接所述上内电磁体，上内电磁体外部磁吸有上外电磁体，所述上外电磁体的底端固定连接下直杆顶面，且下直杆的顶面与上内电磁体自由设置，所述下直杆顶端开设有通槽，所述下直杆顶端通过通槽套设于上螺杆外，所述下电磁体固定于上顶盖的环状凹槽内底面上，所述上外电磁体与下电磁体相对的磁极为异性磁极，以使得二者通电相互吸引。

进一步的，所述上外电磁体的外侧壁沿其周向固定有密封圈，所述密封圈的另一侧与上顶盖内侧壁密封接触。

进一步的，所述上顶盖内还设有导向杆，所述导向杆贯穿所述上外电磁体与下电磁体，且导向杆的两端固定于上顶盖内壁上。

进一步的，所述上外电磁体的顶端沿其周向还均设有若干弹簧，所述弹簧的另一端固定于上顶盖内顶面上。

进一步的，所述上外电磁体靠近顶端的外边缘设有限位环，所述限位环位于上外电磁体上方。

进一步的，所述阀盖与阀体、阀盖与上顶盖均通过螺栓可拆卸连接。

进一步的，所述阀体的内底面开设有底端流动通道，所述闸板延伸进底端流动通道内，且闸板通过封闭底端流动通道以关闭闸阀。

进一步的，所述阀盖内侧壁与下直杆接触设置，且阀盖内与下直杆的接触位置处设有填料。

进一步的，所述阀体与下直杆间隔设置，且阀体的上顶面与下直杆之间设有密封垫片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中，提出一种可快速切断的安全保护型闸阀，通过在阀盖上增设上顶盖，并在上顶盖内设置快速切断组件，利用电磁体通电生磁相互吸引，断电脱离的原理，在阀杆外设置上外电磁体、上内电磁体，并在上顶盖内设置下电磁体，通过通电或断电，来控制上外电磁体与上内电磁体之间的吸引与脱离以及控制上外电磁体与下电磁体之间的吸引和脱离，从而实现对阀杆在快速切断下的直线运动，从而能够在紧急情况下实现对水流的快速阻断，由直线运动替代转矩转变直线推力，减少了常规闸阀由转矩转变为直线推力的时间，从而满足快速切断的需求，提高闸阀的安全性能；

并且，本申请闸阀还可以由快速切断模式转变回常规闸阀模式，不影响闸阀在常规状态下的使用，一举两得。

附图说明

图1为本发明在正常启闭状态下的结构示意图；

图2为本发明在快速切断时的工作状态示意图；

图3为本发明从快速切断状态归位至正常启闭状态下的状态示意图。

图中：1、阀体；2、阀盖；3、阀杆；31、上螺杆；32、下直杆；33、通槽；4、闸板；5、手轮；6、水平通道；7、上顶盖；71、环状凹槽；8、快速切断组件；81、上外电磁体；82、上内电磁体；83、下电磁体；84、密封圈；85、导向杆；86、弹簧；87、限位环；9、底端流动通道；10、填料；11、密封垫片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

为了弥补常规的闸阀由操作转矩变为操作推力实现启闭而无法快速切断的缺陷，本申请在现有闸阀的基础上，给出了一种可快速切断的安全保护型闸阀，增设了快速切断组件8，无需经过转矩至直线推力的转变，直接由直线推力进行对闸阀的关闭，在面对紧急情况时，可以实现闸阀的快速切断，并能在快速切断之后回到常规闸阀的使用状态，仍能在常规状态下使用闸阀。

其技术方案具体如下：

一种可快速切断的安全保护型闸阀，主要由阀体1、阀盖2、阀杆3、闸板4、手轮5以及快速切断组件8组成。

阀体1上部设有阀盖2，阀盖2密封阀体1上部，且阀盖2通过螺栓可拆卸连接于阀体1上，阀盖2上设有上顶盖7，阀盖2与上顶盖7之间也可通过螺栓可拆卸连接，上顶盖7内沿其周向设有环状凹槽71。

阀体1内沿水流方向开设有水平通道6，阀杆3顶端向上延伸与上顶盖7轴承连接并在贯穿上顶盖7后连接手轮5，阀杆3另一端沿着竖直方向(即沿垂直水流方向)自上至下贯穿阀盖2延伸至阀体1内并在其底端固定有闸板4。并且，阀杆3包括上螺杆31与下直杆32，下直杆32顶端开设有通槽33，下直杆32顶端通过通槽33套设于上螺杆31外，即上螺杆31与下直杆32之间是自由设置的。

以及，阀盖2内侧壁与下直杆32接触设置，可以在上直杆上下移动过程中起到导向的作用，且阀盖2内与下直杆32的接触位置处设有填料10。

阀体1与下直杆32间隔设置，且阀体1的上顶面与下直杆32之间设有密封垫片11。密封垫片11优选为橡胶材质。密封片可以在下直杆32与阀体1之间起到密封的作用，防止水流泄露。

为了实现闸阀的快速切断功能，本申请的快速切断组件8设置于上顶盖7内，快速切断组件8用于直线驱动阀杆3、以带动闸板4快速封闭阀体1内水平通道6。

具体地，在一个可能的实施例中，快速切断组件8包括环状的上外电磁体81、上内电磁体82以及下电磁体83。

快速切断组件8还包括控制器，控制器用于控制上外电磁体81、上内电磁体82以及下电磁体83的通电与断电。

其布置结构为：上螺杆31向上延伸端与上顶盖7轴承连接，上螺杆31向下延伸端(位于上顶盖7的环状凹槽71竖直空间范围内)丝杠螺母副连接上内电磁体82，上内电磁体82外部磁吸有上外电磁体81(在上内电磁体82和上外电磁体81通电的情况下)，上外电磁体81的底端固定连接下直杆32顶面，优选的，上外电磁体81与下直杆32之间的固定连接方式可采用焊接，另外下直杆32的顶面与上内电磁体82自由设置，下电磁体83固定于上顶盖7的环状凹槽71内底面上，且下电磁体83的尺寸设置为不影响阀杆3整体的上下运动，上外电磁体81与下电磁体83相对的磁极为异性磁极，以使得二者通电相互吸引。

当本申请的闸阀作为常规闸阀使用时，如图1所示，此时，上外电磁体81与上内电磁体82通电生磁，相互磁吸，下电磁体83处于断电状态。当需要将闸阀由开启状态转变为关闭状态时，操作者转动手轮5，带动上螺杆31转动，由于上内电磁体82与上螺杆31之间是丝杠螺母副连接状态，且上内电磁体82在闸板4的限制作用下不会发生自转，那么随着上螺杆31的转动，上内电磁体82沿着上螺杆31的竖直方向下降，随之带动上外电磁体81下降，又由于下直杆32固定于上外电磁体81上，同时带动下直杆32下降，从而带动闸板4下降，直至闸板4底面抵接于阀体1内底面上，闸板4将水平通道6完全阻断，实现闸阀的关闭；反之，当需要将闸阀由关闭状态转变为开启状态时，操作者反向转动手轮5，带动上螺杆31反向转动，随之上内电磁体82沿着竖直方向上升，在连动的作用下，闸板4上升，打开水平通道6，实现闸阀的开启。

当本申请的闸阀遇到紧急情况需要快速切断时，如图2所示，此时，控制器控制上内电磁体82断电，上外电磁体81通电状态保持不变，同时控制下电磁体83通电。上外电磁体81与下电磁体83通电生磁，相互吸引，由于下电磁体83固定于上顶盖7内，也就是说，此时上外电磁体81快速沿着竖直方向直线下降，直至与下电磁体83吸引住，在其直线下降过程中，由于下直杆32与上外电磁体81固定连接，那么上外电磁体81下降，就会带动下直杆32下降，从而带动闸板4下降，关闭水平通道6，省略了由转矩转变为直线运动所需的时间，直接由直线运动产生的推力实现闸阀的关闭，从而实现闸阀的快速切断。

在快速切断的过程中，由于上内电磁铁和上外电磁铁脱离，且上内电磁铁与下直杆32自由设置，上内电磁铁与上螺杆31丝杠螺母副连接，上内电磁铁停留在远处，如图2所示的状态。

为了使得闸阀在快速切断后仍能回到常规的闸阀启闭状态，如图3所示，此时，操作者手动转动手轮5，带动上螺杆31转动，转动的同时向下移动，由于此时上内电磁体82脱离闸板4失去水平方向的限制，会随着上螺杆31的转动下降同时转动下降，直至上内电磁体82回归至与上外电磁体81相接触的状态，过程中，上螺杆31在下直杆32的通槽33内移动，即如图3所示的状态时，控制器控制上内电磁体82通电，保持上外电磁体81通电状态，同时控制下电磁体83断电，此时上外电磁体81与下电磁体83失去磁吸作用，而上外电磁体81与上内电磁体82恢复磁吸状态，此时反向转动手轮5，即可带动闸板4重新上下升降，以实现对水平通道6的阻断和开启，从而回到常规的闸阀使用状态下。

本申请的闸阀即使经过了紧急切断，也能重新回到常规的闸阀状态，从而不影响闸阀在正常情况下的常规使用。

也就是说，本申请既能当作常规的闸阀使用，又能在紧急情况下快速切断，还能在紧急切断之后恢复常规闸阀使用状态，安全性能强。

另外，为了提高闸阀的工作性能，本申请还对快速切断组件8进行进一步的结构优化，具体为：

上外电磁体81的外侧壁沿其周向固定有密封圈84，密封圈84的另一侧与上顶盖7内侧壁密封接触。优选的，密封圈84采用橡胶密封材质。密封圈84呈环状贴合于上外电磁体81外侧壁上。密封圈84的作用有两点，其中一点是为了避免在上外电磁体81升降时直接与上顶盖7的接触，减少二者之间的摩擦，起到保护的作用，另一点是在上顶盖7和上外电磁体81之间起到密封的作用，以防止液体在上顶盖7的快速切断组件8上出现泄露的情况。

另外，上顶盖7内还设有导向杆85，导向杆85贯穿上外电磁体81与下电磁体83，且导向杆85的两端固定于上顶盖7上下端内壁上。导向杆85沿着上顶盖7的内部周向设置有若干个，优选为四个。导向杆85的作用是为了在上外电磁体81上下升降的过程中起到导向的作用，以避免在紧急切断时，上外电磁铁快速直线运动而导致的运动轨迹出现偏移的情况，以保证整个快速切断的移动稳定性，保证快速切断时闸板4快速切断水平通道6的准确性。

再有，上外电磁体81的顶端沿其周向还均设有若干弹簧86，弹簧86的另一端固定于上顶盖7内顶面上。当闸阀快速切断时，弹簧86被拉伸，弹簧86本身积聚弹性势能，当由快速切断状态回到常规闸阀状态时，上外电磁体81上升过程中，弹簧86释放弹性势能，为上外电磁体81上升提供辅助拉力，保证上外电磁铁能够脱离下电磁铁，从而正常的回归至常规闸阀。

还有，上外电磁体81靠近顶端的外边缘设有限位环87，限位环87位于上外电磁体81上方。在上内电磁铁下降至与上外电磁体81重新贴合的过程中，当限位环87的底端与上外电磁体81的上顶面相贴合时，即可判断为上外电磁体81与上内电磁体82回到常规的闸阀状态，此时可停止转动手轮5。

最后，为了使得闸板4在关闭中的紧密性，在阀体1的内底面开设有底端流动通道9，闸板4延伸进底端流动通道9内，且闸板4通过封闭底端流动通道9以关闭闸阀。这样，当闸板4与底端流动通道9的底面相接触时，就能直接关闭闸阀，相较于直接关闭水平通道6，能够使闸阀实现更佳的水流阻断效果。

本申请提出的可快速切断的安全保护型闸阀，通过在阀盖2上增设上顶盖7，并在上顶盖7内设置快速切断组件8，能够在紧急情况下实现对水流的快速阻断，从而满足快速切断的需求，提高闸阀的安全性能，并且，还可以由快速切断模式转变回常规闸阀模式，不影响闸阀的常规使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。