真空保温阀门

技术领域

本申请涉及一种阀门，尤其是一种真空保温阀门。

背景技术

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多，阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。

传统的保温阀门通常是在阀体的外包覆一层保温棉，不能起到良好的保温效果，温度较高时，也容易引起保温棉损坏。

发明内容

本申请要解决的技术问题是：针对上述问题，提出一种保温性能优异的真空保温阀门。

本申请的技术方案是：

一种真空保温阀门，包括：

内部设有贯通流道的阀壳，

设于所述阀壳上、且位于所述流道的流体进出口处的管道连接件，

设于所述流道中、用以阻断和接通所述流道的阀芯，以及

与所述阀芯连接、以驱动所述阀芯动作的致动件；

所述阀壳包括：

外壳，

设于所述外壳内部的内壳，以及

形成于所述外壳和所述内壳之间的真空隔热腔；

所述流道形成于所述内壳内部。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述内壳的壳壁上一体设置有环绕于所述流道外围的环形的变形褶皱。

所述变形褶皱是径向内凸的环形凸起，所述环形凸起的外围形成有环形凹槽。

所述环形凹槽中嵌有箍于所述环形凸起外围的箍环。

所述变形褶皱是径向外凸的环形凸起，所述环形凸起的内周形成有环形凹槽。

所述内壳为金属壳，所述环形凸起是一体形成于所述内壳壳壁上的挤压凸筋。

所述真空隔热腔中布置有箍于所述内壳外围的箍环。

所述真空隔热腔中设有支撑于所述外壳和所述内壳之间弹性支撑卡环。

所述弹性支撑卡环包括：

环形的卡环本体，

一体形成于所述卡环本体上、且径向内凸的至少两个内壳支撑凸起，以及

一体形成于所述卡环本体上、且径向外凸的至少两个外壳支撑凸起；

所述至少两个内壳支撑凸起沿着所述卡环本体的环周方向间隔布置，所述至少两个外壳支撑凸起沿着所述卡环本体的环周方向间隔布置；

所述内壳支撑凸起与所述内壳的外表面抵接，所述外壳支撑凸起与所述外壳的内表面抵接。

所述内壳支撑凸起上设有卡槽，所述环形凸起嵌入所述卡槽中。

本申请的有益效果：

1、本申请的阀门采用真空保温结构，相比于传统采用保温材料制作的管接头具有更加优异的保温隔热性能。

2、该真空保温阀门的内壳上一体设置环形的变形褶皱，能够吸收和释放内壳的伸缩变形，防止该真空保温阀门受温度影响而弯曲变形甚至真空隔热腔漏气。

3、该真空保温阀门的真空隔热腔中设置了箍于内壳外围的箍环以及支撑在外壳内部的撑环，以在内壳径向外扩时箍住内壳，外壳内凹时撑住外壳，减小内壳外扩变形量和外壳的内凹变形量，提升内壳和外壳的抗压能力，使外壳和内壳始终保持一定间隔，避免二者相互接触而快速导热，进而使得该真空管具有长久稳定的保温性能。内壳的厚度无需较大，其能够输送具有潜在高压的液化天然气。

4、真空隔热腔中设置支撑于外壳和内壳之间弹性支撑卡环，使得内壳和外壳之间的真空隔热腔结构保持稳定，进一步减小内、外壳相互贴靠造成保温性能降低的可能性，且弹性支撑卡环易于安装和拆除。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。

图1是本申请实施例一中真空保温阀门的立体示意图。

图2是本申请实施例一中真空保温阀门的剖示图。

图3是本申请实施例一中真空保温阀门另一剖面的剖示图。

图4是本申请实施例一中弹性支撑卡环的立体结构示意图。

图5是本申请实施例二中真空保温阀门的内部结构示意图。

图6是本申请实施例二中弹性支撑卡环的结构示意图。

图7是本申请实施例三中真空保温阀门的内部结构示意图。

图8是本申请实施例三中弹性支撑卡环的结构示意图。

图9是本申请实施例四中真空保温阀门的内部结构示意图。

图10是本申请实施例四中弹性支撑卡环的结构示意图。

图11是本申请实施例五中真空保温阀门的内部结构示意图。

图12是本申请实施例五中弹性支撑卡环的结构示意图。

其中：

1-外壳，2-内壳，3-真空隔热腔，4-弹性支撑卡环，5-箍环，6-阀芯，7-致动件，8-阀盖，9-螺杆；

201-变形褶皱，2a-流道，2aa-过水孔，401-内壳支撑凸起，401a-卡槽，402-外壳支撑凸起，4a-左环体，4b-右环体，4c-连接体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语，不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，术语“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的限制。

现在，参照附图描述本申请的具体实施例。

实施例一：

图1和图2示出了本申请这种真空保温阀门的一个具体实施例，与一些传统阀门相同的是，该阀门也包括内部带贯通流道2a的阀壳，流道2a的两个流体进出口位置分别设置一个固定于阀壳上的管道连接件10。流道2a中设置有用于阻断和接通该流道2a的阀芯6。致动件7与前述阀芯6连接，用以驱动阀芯动作，从而选择性地接通或阻断该阀门内部流道。

进一步地，图2中阀壳的上部带有与流道2a相通的装配孔，装配孔处设置与阀壳螺栓固定的阀盖8，竖直延伸的螺杆9贯穿阀盖8、并与该阀盖螺纹连接。螺杆9的内侧端固定连接作为阀芯6的堵头，堵头为马氏体不锈钢。螺杆9的外侧端固定连接作为致动件7的转盘。两个管道连接件10具体为连接法兰。实际应用时，该阀门两侧的两个连接法兰分别与上游管道和下游管道端部的连接法兰对接并用螺栓紧固，操作者转动转盘可带动与阀盖8螺接的螺杆9在图2中上移或下移，进而可以选择性地：带动连接于螺杆9下端的堵头(阀芯6)向下堵住流道2a中段的过水孔2aa以将流道2a封堵，或者带动堵头向上离开流道2a中段的过水孔2aa以使流道2a导通。

本实施例的关键改进在于：上述阀壳为真空保温结构，其包括：外壳1，设于外壳内部的内壳2，形成于外壳和内壳之间的真空隔热腔3。流道2a形成于内壳2内部。

如果配置该阀门的管路系统用于输送高温流体，因内壳2与流体直接接触温度较高。内壳与外壳之间为隔热性优异的真空隔热腔3，所以内壳2的热量难以传至外壳1，进而导致内壳2的温度远高于外壳1。而在实际应用中，时常出现内壳2中流体温度高低变化、以及管路中流体断流现象，这就导致内壳2的温度变化范围可达一百甚至几百摄氏度。根据热胀冷缩，内壳2在高温和低温时的尺寸尤其是其轴向尺寸具有明显的差别。处于内壳2外围的外壳1则不受内部流体温度的影响，基本维持在一固定值，所以外壳1不会产生明显的变形。内壳2的大尺寸变形不仅会造成该真空保温阀门整体扭折形变，而且会出现内壳和外壳连接处的密封结构被破坏、真空隔热腔漏气的问题。

如果配置该阀门的管路系统用于输送超低温流体，如液化天然气，同样存在上述问题。当该真空管既用于输送高温流体，又用于输送低温流体，上述问题更加凸显。

基于上述考虑，本实施例在内壳2的壳壁上一体设置了环绕于流道2a外围的环形的变形褶皱201。变形褶皱201为内壳2壳壁的一部分。

内壳2温度升高时，其壳壁上的变形褶皱201收缩以吸收内壳的膨胀变形，从而防止内壳的膨胀应力集中在内壳和外壳的连接处导致阀门变形甚至真空隔热腔漏气。内壳2温度降低时，其壳壁上的变形褶皱201伸展以补偿内壳的收缩变形，同样避免内壳的收缩应力集中在内壳和外壳的连接处导致阀门变形甚至真空隔热腔漏气。

本实施例中，内壳2上的变形褶皱201是径向外凸的环形凸起，径向外凸环形凸起的内周形成有一圈环形凹槽。

当内壳2温度较高或者内壳内部流体压力较大时，会产生向外扩张的径向变形，更何况内壳2外围为低压的真空环境。如果这种扩张变形过大，将导致内壳2与外壳1大面积贴靠，使得热量在内壳和外壳之间快速传递，显著降低该阀门的保温性能。基于此，本实施例在真空隔热腔3中设置了箍于该内壳2外围的箍环5，以在内壳2径向外扩时箍住内壳，减小内壳2的外扩变形量，提升内壳2的抗压能力，进而保证该阀门长久稳定保温。

上述箍环5是高强度钢材质的、具有强承压能力的高强度钢环。为了提升箍环5与内壳2的结合强度，防止箍环活动，可借助粘接剂将箍环5与内壳2粘接固定。

本实施例中，内壳2和外壳1均为不锈钢金属壳。上述环形凸起是在内壳2壳壁上挤压形成的挤压凸筋——可在内壳成型前或成型后制作。不难理解，在内壳2管壁上一体加工出的环形的挤压凸筋为弯折结构，相比于金属内壳2平滑的主体部分，弯折结构的挤压凸筋具有更优的伸/缩变形能力。

进一步地，上述变形褶皱201是径向内凸的环形凸起，而且环形凸起的外围形成一圈环形凹槽。

当内壳2温度较高或者内壳内部流体压力较大时，会产生向外扩张的径向变形，更何况内壳2外围为低压的真空环境。如果这种扩张变形过大，将导致内壳2与外壳1大面积贴靠，使得热量在内壳和外壳之间快速传递，显著降低该真空保温阀门的保温性能。基于此，本实施例在真空隔热腔3中设置了箍在该内壳2外围的箍环5，以在内壳2径向外扩时箍住内壳，减小内壳2的外扩变形量，提升内壳2的抗压能力，进而保证该真空保温阀门长久稳定保温。

上述箍环5是高强度钢材质的、具有强承压能力的高强度钢环。

如果内壳2和外壳1只在端部位置固定，二者在真空隔热腔3处仍具有相互贴靠导热的风险。鉴于此，本实施例在真空隔热腔3中设置了支撑于外壳1和内壳2之间弹性支撑卡环4。

如图3和图4所示，上述弹性支撑卡环4包括环形的卡环本体，设于卡环本体上、且径向内凸的三个内壳支撑凸起401，设于卡环本体上、且径向外凸的三个外壳支撑凸起402。前述三个内壳支撑凸起401沿着卡环本体的环周方向均匀间隔布置，三个外壳支撑凸起402也沿着卡环本体的环周方向均匀间隔布置。各个内壳支撑凸起401与内壳2的外表面(弹性)抵接，各个外壳支撑凸起402与外壳1的内表面(弹性)抵接。

如果内壳支撑凸起401与内壳2、外壳支撑凸起402与外壳1的接触面积较大，热量会快速地在内壳和外壳之间传递，从而导致该真空水管保温性能明显降低。基于此，我们可以合理设置内壳支撑凸起401和外壳支撑凸起402的结构，以使得内壳支撑凸起401与内壳2的外表面线性接触，外壳支撑凸起402与外壳1的内表面线性接触。

在本实施例中，该弹性支撑卡环4是以不锈钢片为原料加工而成的整体式结构，上述内壳支撑凸起401和外壳支撑凸起402均为一体形成于卡环本体的上折弯凸起。

不锈钢的导热系数较大，为了避免热量经该弹性支撑卡环4在内壳2和外壳1之间快速传递，可以在弹性支撑卡环4外包覆一层隔热橡胶。而且，柔软的隔热橡胶对内壳2的内表面和外壳1的内表面具有保护作用，从而避免内壳和外壳被卡环划伤。

上述弹性支撑卡环4也可以采用高分子材料的整体注塑结构，相比于不锈钢，其具有更优的隔热保温性能。

需要说明的是，上述作为变形褶皱201的挤压凸筋也可以是径向内凸的环形凸起，这种径向内凸的环形凸起的外围会形成一圈环形凹槽，这样，就可以将上述箍环5嵌装在变形褶皱201外围的环形凹槽中，以利用环形凹槽限定箍环5的位置，防止箍环5在内壳2上活动。需要说明的是，如果我们直接在内壳2的外表面加工出环形凹槽，即便该环形凹槽处没有形成变形褶皱，仍然可以将箍环5嵌于该环形凹槽中，以固定箍环5的位置。不过，径向内凸的变形褶皱201存在这样的缺点：变形褶皱201径向内凸，使得变形褶皱201部位的流通面积减小，流阻增大。

如果该阀门的体型较大，那么其外壳2在外力作用下(更何况外壳1内侧为负压环境)极易向内凹陷变形，进而导致外壳1与内壳2大面积贴靠接触，使得热量在内壳和外壳之间快速传递，降低该真空管的保温性能。虽然增加外壳1的厚度可以很好地解决前述问题，但随之带来诸如用料多、制作成本高、产品笨重难以移动和安装等各种问题。鉴于此因，我们可以在真空隔热腔3中布置支撑在外壳内周的撑环，以在外壳径向内凹时撑住外壳，提升外壳的抗变形能力。

本领域普通技术人员知晓，上述阀芯6、制动件7和管道连接件10可替换成本领域内常见的各种结构。

实施例二：

图5示出了本申请这种真空保温阀门的第二个具体实施例，其具有与实施例一基本相同的结构，不同在于弹性支撑卡环4的结构：

如图5和图6所示，在本实施例中，弹性支撑卡环4的每个内壳支撑凸起401上都设置有卡槽401a，内壳2上的环形凸起嵌入卡槽401a中，以限定弹性支撑卡环4在该管接头内的安装位置，防止弹性支撑卡环4沿着内壳2轴向移动。

得益于弹性支撑卡环4的弹性变形特性，在制作该真空管接头时，人们能够十分方便地将弹性支撑卡环4装至内、外壳之间，并使卡环上的卡槽401a与内壳上外凸的环形凸起相互嵌合到位。

需要说明的是，在本申请的一些其他实施例中，即便内壳2壳壁上设置的环形凸起不具备吸收变形的能力，并不会影响该环形凸起与内壳支撑凸起401上卡槽401a的配合，以限定弹性支撑卡环4的轴向位置。也就是说，在利用内壳2的环形凸起限定带有卡槽401a的弹性支撑卡环4的轴向位置时，并不要求该环形凸起必须是能够吸收变形的变形褶皱，其也可以是粘接或焊接在内壳外围的圆环。

实施例三：

参照图7和图8所示，本实施例真空保温阀门的结构与实施例二基本相同，区别仅在于弹性支撑卡环4的具体结构：

在本实施例中，弹性支撑卡环4的卡环本体由左环体4a、右环体4b和连接体4c构成。前述左环体4a和右环体4b在内壳2长度方向上隔开一定距离，连接体4c一体连接于左环体4a和右环体4b之间。

进一步地，内壳支撑凸起401的一部分形成于左环体4a上，一部分形成于右环体4b上，还有一部分形成于连接体4c上。内壳支撑凸起401的卡槽401a具体形成于连接体4c上。

实施例四：

参照图9和图10所示，本实施例真空保温阀门的结构与实施例三基本相同，其弹性支撑卡环4的卡环本体也由隔开布置的左环体4a和右环体4b以及固定连接左环体和右环体的连接体4c构成。区别在于：

本实施例中，连接体4c并没有设置在内壳支撑凸起401处，而是设置在了外壳支撑凸起402处。左环体4a与右环体4b之间的间隔空隙形成了卡槽401a。

实施例五：

参照图11和图12所示，本实施例真空保温阀门的结构与实施例二最为相似，主要区别在于：

实施例二中的弹性支撑卡环4为环片状结构，其上的卡槽401a具有一定的长度尺寸。而本实施例五中的弹性支撑卡环4是圆截面的环形钢丝，其上的卡槽401a(以及内壳支撑凸起401和外壳支撑凸起402)通过对钢丝进行折弯而形成，该卡槽401a的长度几乎为零。