一种膨胀式闸阀

技术领域

本发明涉及闸阀领域，具体为一种膨胀式闸阀。

背景技术

膨胀式闸阀的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，作为截止介质使用在全开时整个流通直通，此时介质运行的压力损失最小。闸阀通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况，不适用于作为调节或节流使用。闸阀流体阻力小，适用温度范围大，介质流动方向不受限制，密封性能良好。广泛适用于食品、城市、石油、化工、天然气、钢铁、环保、造纸等输送管路中做介质切断或流通。

膨胀式闸阀在关闭时：气缸带动阀杆作向下运动，闸板组件受阀杆的推力作向下运动，当闸板小叶上端的定位块接触到阀座时，停止向下运动，此时闸板大叶受阀杆向下的作用力继续向下运动，闸板大叶沿斜面作用于闸板小叶，使其做横向运动直至闸板小叶密封面紧贴阀座密封面，实现密封。

膨胀式闸阀在打开时：气缸带动阀杆作向上运动，拉动闸板大叶向上运动，撤销关闭时闸板大叶对闸板小叶的撑紧力，此时闸板小叶与阀座密封面无摩擦作用力，闸板组件受阀杆向上的拉力向上运动，直至全部开启。因为膨胀式闸阀在打开的时候，闸板大叶和闸板小叶之间的间隙会接触到管道内的介质，当介质内的细石、砂砾和泥巴等杂质刚刚好在膨胀式闸阀打开时，卡在闸板大叶和闸板小叶之间的间隙，会导致膨胀式闸阀无法打开。现有技术主要是在闸板大叶和闸板小叶表面喷涂聚四氟乙烯涂层，从而使闸板大叶和闸板小叶表面具有润滑性，从而防止泥巴等杂质粘附在闸板上，但是在一些城市排水管道中，管道内存在较多的细石、砂砾等杂质，在管道介质流动带动这些杂质对闸板进行冲击，从而导致闸板上的涂层脱落，闸板失去防粘附功能，导致膨胀式闸阀在开启时容易被杂质卡在闸板大叶和闸板小叶之间的间隙导致闸阀无法打开。

为此，提出一种膨胀式闸阀，解决了膨胀式闸阀打开时杂质卡在闸板大叶和闸板小叶之间的间隙导致闸阀无法打开的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膨胀式闸阀，本发明通过在闸板大叶上设置清理装置，解决了膨胀式闸阀打开时异物卡在闸板大叶和闸板小叶之间的间隙导致闸阀无法打开的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种膨胀式闸阀，包括：

阀体，所述阀体上安装有气缸，所述气缸上连接有阀杆，所述阀杆另一端连接有闸板大叶，所述闸板大叶斜面一侧连接有闸板小叶，所述阀体内安装有阀座，所述闸板小叶上固定安装有定位块；

优选的，所述闸板大叶上设有清理装置，所述清理装置用于清理闸板大叶和闸板小叶之间的间隙。因为膨胀式闸阀在打开的时候，闸板大叶和闸板小叶之间的间隙会接触到管道内的介质，当介质内的细石、砂砾等杂质刚刚好在膨胀式闸阀打开时，卡在闸板大叶和闸板小叶之间的间隙，会导致膨胀式闸阀无法打开。为此，通过在闸板大叶上设置清理装置，在膨胀式闸阀打开时，清理装置启动，对闸板大叶和闸板小叶之间的间隙进行清理，防止有异物卡在间隙内导致闸阀无法开启。

优选的，所述清理装置包括气管和触发装置；所述闸板大叶内开设有多个清理气腔，所述闸板大叶内开设有一个主气腔，所述主气腔与多个清理气腔接通，所述主气腔连接有气管，所述气管另一端连接有压缩空气，所述阀杆上设有触发装置，所述触发装置用于检测并打开压缩空气开关。当触发装置检测到膨胀式闸阀开启时，触发装置打开气管开关，压缩空气从气管进入主气腔，压缩空气再通过主气腔分流到各个清理气腔，压缩空气从清理气腔中喷射到闸板大叶和闸板小叶之间的间隙，将间隙内的细石、砂砾等杂质吹开，直至闸板大叶和闸板小叶完全贴合，这时触发装置关闭气管开关，膨胀式闸阀开启时的清理工作完成。气动的膨胀式闸阀需要的工作压力最低为管道内的压力1.5倍，气管提供给主气腔的压缩空气足够完成清理工作，并且采用压缩空气进行清理，还不会对闸板大叶和闸板小叶的表面造成破坏，提高了膨胀式闸阀的使用寿命。

优选的，所述触发装置包括触发环、触发板、触发开关和压簧；所述阀杆上固定安装有触发环，所述阀体上设有触发开关，所述阀体上安装有多个压簧，多个所述压簧另一端连接有触发板，所述触发板和触发环互相配合。当闸阀打开时，阀杆带动闸板大叶上升，阀杆在上升的过程中，固定安装在阀杆上的触发环沿着触发板的斜面压住触发板，触发板按压触发开关，触发开关控制清理装置启动。当闸阀完全打开后，阀杆上的触发环脱离触发板，触发板在多个压簧的作用下回弹，触发开关断开，清理装置关闭。触发装置亦可以采用人工手动触发。

优选的，所述闸板大叶内开设有次气腔，所述次气腔与主气腔接通，并且次气腔垂直于闸板小叶，所述次气腔用于打开闸阀时减少闸板大叶与闸板小叶之间的摩擦力。因为当闸板大叶与闸板小叶之间摩擦力大于闸板小叶与阀座之间的摩擦力时，打开闸板大叶时，闸板小叶会一起运动，闸板小叶不能复位，整个闸板卡死在中腔内。现有的解决办法是，减小闸板大叶和闸板小叶斜面的表面粗糙度、角度，使其间的轴向摩擦力小于闸板小叶与阀座的摩擦力，不会出现闸板卡死在中腔内的现象。但是随着闸阀的长时间使用，闸板大叶和闸板小叶之间的接触面会受到管道介质的侵蚀等因素造成磨损，导致闸板大叶与闸板小叶之间摩擦力变大，会再次导致整个闸板卡死在中腔内。为了防止这一现象的发生，本发明通过在闸板大叶内开设有次气腔，次气腔与主气腔接通，并且次气腔垂直于闸板小叶，当闸阀打开的时候，压缩空气从气管进入主气腔再进入次气腔，最后从次气腔喷到闸板大叶和闸板小叶的接触面，因为压缩空气的介入，可以降低闸板大叶和闸板小叶的摩擦力，防止整个闸板卡死在中腔内，让闸阀在打开时更加省力。

优选的，所述气管采用PU弹簧管，所述闸板大叶上固定安装有立柱，所述立柱用于引导气管，所述立柱顶部为半圆形状，所述气管缠绕在立柱上。闸板大叶在工作的时候是需要上下移动的，安装在闸板大叶上的气管容易在闸板大叶移动时发生折叠，导致压缩空气无法通过气管，使清理装置失去清理功能。为了防止这一现象的发生，本发明通过在闸板大叶上安装有立柱，并且气管采用PU弹簧管，PU弹簧管能承受1.5Mpa的工作压力，可以满足膨胀式闸阀的大多数使用场景。当闸阀在关闭时，气管会随着闸板大叶在移动时沿着立柱进行拉伸。当闸阀在打开时，气管会随着闸板大叶在移动时沿着立柱进行螺旋收缩，防止气管发生折叠。同时立柱还起到定位的作用，当立柱触碰到阀体时，为闸阀完全打开状态。立柱顶部为半圆形状，半圆形可以防止立柱和阀体之间夹住气管，当准备发生这种现象时，气管会沿着立柱半圆斜面脱离。

优选的，所述气管上安装有单向阀，所述单向阀用于防止管道内的介质进入气管。因为管道内具有一定的压力，当管道内的压力突然增大或者压缩空气的压力变小时，在闸阀打开时管道内的介质会沿着清理气腔进入气管内，导致压缩空气装置被破坏，造成清理装置失去清理功能。为了防止这一现象的发生，本发明通过在气管上安装有单向阀。单向阀控制压缩空气只能沿着气管进入主气腔，当管道内的压力或者压缩空气的压力发生变化的时候，管道内的介质因为单向阀的作用，无法沿着清理气腔进入气管内。提高了清理装置运行时的稳定性。

优选的，每个所述清理气腔均为锥形，所述锥形清理气腔可以加快压缩空气的流速，所述清理气腔喷气口形状为鸭嘴形状，所述鸭嘴状喷气口用于将喷出的压缩空气范围更广。因为清理气腔均为锥形，清理气腔进气口比清理气腔出气口的截面面积大，根据流量连续性方程：Q＝VA，即体积流量＝过流面面积*流体速度，当相同的体积流量情况下，清理气腔的截面面积越小，压缩空气的流速越大，采用锥形的清理气腔，可以让喷出的压缩空气流速更快，使清理装置的清理效果得到显著的提高。进一步的，清理气腔喷气口形状为鸭嘴形状，鸭嘴形状的喷气口可以让压缩空气沿着闸板大叶斜面喷出的范围更广，在有限的清理气腔中实现更大的清理范围。

优选的，所述阀体上固定安装有储液箱一，所述储液箱一内设有干净的介质，所述储液箱一通过支管一连接到气管。因为管道介质内的杂质类型有很多，例如泥巴这种粘附性较强的杂质，当聚四氟乙烯涂层被破坏时，清理装置单独采用压缩空气的方式进行清理时，不能有效的对泥巴等粘附性较强的杂质进行清理。为了防止这一现象的发生，本发明通过在气管上连接有与管道相同的干净介质，采用干净的介质可以防止管道内的介质受到污染，当启动压缩空气时，压缩空气快速的通过气管，使气管产生压强差，支管一因为压强差的作用，将储液箱一内的干净介质吸进气管内，干净介质和压缩空气混合，清理效果得到进一步提升，喷射到粘附性的杂质上，并对其进行清理，采用混合清理提高了清理装置的清理效率。

优选的，所述阀体上固定安装有储液箱二，所述储液箱二内设有防锈液，所述储液箱二通过支管二连接到气管。膨胀式闸阀会随着时间的使用，闸板大叶和闸板小叶会被管道内的介质破坏掉自身表面的聚四氟乙烯涂层，聚四氟乙烯涂层被破坏会导致闸板大叶和闸板小叶失去抗生锈的效果，当闸板大叶和闸板小叶生锈时，闸板大叶与闸板小叶之间摩擦力变大，会导致膨胀式闸阀无法开启。并且现有技术对闸阀进行防生锈保养都是需要将整个阀体进行拆卸，才能对其进行保养维护，将整个闸阀进行拆卸维护浪费大量的时间和人力物力。为了防止这一现象的发生，本发明通过在气管上连接有防锈液，防锈液只在需要保养的时候才打开储液箱二的开关，日常使用时都是关闭开关，防锈液的主要成分为成膜物质、缓蚀防锈剂和抗氧化剂组成，防锈液不会产生有毒物质，在进行喷涂处理后，防锈液具有极强的附着力，不会被管道内的介质冲走，可以附着在物体表面，起到防腐蚀作用，一次喷涂的防锈期达8个月以上。在使用时，只需要打开压缩空气和储液箱二，压缩空气快速的通过气管，使气管产生压强差，支管二因为压强差的作用，将储液箱二内的防锈液吸进气管内，最终通过清理气腔和次气腔喷涂在闸板大叶和闸板小叶贴合的表面，可以防止闸板大叶和闸板小叶生锈导致膨胀式闸阀无法打开。

优选的，所述支管一和支管二内设有过滤网，所述过滤网用于防止清理气腔被异物堵住。因为清理气腔的排气口截面面积较小，当储液箱一和储液箱二内的液体内存在杂质的时候，容易将清理气腔的排气口堵住，导致清理装置失去清理效果。为了防止这一现象的发生，本发明通过在支管一和支管二内设有过滤网，储液箱一和储液箱二内的液体内的杂质会被过滤网进行拦截，防止清理气腔的排气口被堵住，提高了清理装置工作时的稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明所述的一种膨胀式闸阀，相比于现有的闸阀清理方式，本发明通过在闸板大叶内开设有多个清理气腔，闸板大叶内开设有一个主气腔，主气腔与多个清理气腔接通，主气腔连接有气管，气管另一端连接有压缩空气，当膨胀式闸阀开启时，打开气管开关，压缩空气从气管进入主气腔，压缩空气再通过主气腔分流到各个清理气腔，压缩空气从清理气腔中喷射到闸板大叶和闸板小叶之间的间隙，将间隙内的细石、砂砾等杂质吹开，直至闸板大叶和闸板小叶完全贴合，防止有异物卡在间隙内导致闸阀无法开启，提高了膨胀式闸阀在工作中的稳定性。

2、本发明所述的一种膨胀式闸阀，通过在闸板大叶内开设有次气腔，并且次气腔垂直于闸板小叶。因为当闸板大叶与闸板小叶之间摩擦力大于闸板小叶与阀座之间的摩擦力时，打开闸板大叶时，闸板小叶会一起运动，闸板小叶不能复位，整个闸板卡死在中腔内。现有技术的解决办法是，减小闸板大叶和闸板小叶斜面的表面粗糙度、角度，使其间的轴向摩擦力小于闸板小叶与阀座的摩擦力，不会出现闸板卡死在中腔内的现象。但是随着闸阀的长时间使用，闸板大叶和闸板小叶之间的接触面会受到管道介质的侵蚀等因素造成磨损，导致闸板大叶与闸板小叶之间摩擦力变大，会再次导致整个闸板卡死在中腔内。为了防止这一现象的发生，本发明通过在闸板大叶内开设有次气腔，次气腔与主气腔接通，并且次气腔垂直于闸板小叶，当闸阀打开的时候，压缩空气从气管进入主气腔再进入次气腔，最后从次气腔喷到闸板大叶和闸板小叶的接触面，因为压缩空气的介入，可以降低闸板大叶和闸板小叶的摩擦力，防止整个闸板卡死在中腔内，让闸阀在打开时更加省力。

3、本发明所述的一种膨胀式闸阀，本发明通过将清理气腔的形状设置为锥形，清理气腔喷气口形状为鸭嘴形状。因为清理气腔均为锥形，清理气腔进气口比清理气腔出气口的截面面积大，根据流量连续性方程：Q＝VA，即体积流量＝过流面面积*流体速度，当相同的体积流量情况下，清理气腔的截面面积越小，压缩空气的流速越大，采用锥形的清理气腔，可以让喷出的压缩空气流速更快，使清理装置的清理效果得到显著的提高。进一步的，清理气腔喷气口形状为鸭嘴形状，鸭嘴形状的喷气口可以让压缩空气沿着闸板大叶斜面喷出的范围更广，在有限的清理气腔中实现更大的清理范围。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明图2中A部放大图；

图4为本发明的局部剖视图；

图5为本发明闸阀完全打开状态图；

图6为本发明闸阀完全关闭状态图；

图7为本发明闸板大叶零件主体图；

图8为本发明闸板大叶零件内部结构图。

图中：1、阀体；2、气缸；3、阀杆；4、闸板大叶；5、闸板小叶；6、阀座；7、定位块；8、气管；9、主气腔；10、清理气腔；11、触发环；12、触发板；13、触发开关；14、压簧；15、次气腔；16、立柱；17、单向阀；18、储液箱一；19、支管一；20、储液箱二；21、支管二。

具体实施方式

实施例一：

工作状态：膨胀式闸阀打开状态。

参考图1至图8，阀体1，所述阀体1上安装有气缸2，所述气缸2上连接有阀杆3，所述阀杆3另一端连接有闸板大叶4，所述闸板大叶4斜面一侧连接有闸板小叶5，所述阀体1内安装有阀座6，所述闸板小叶5上固定安装有定位块7。所述闸板大叶4上设有清理装置，所述清理装置用于清理闸板大叶4和闸板小叶5之间的间隙。所述清理装置包括气管8和触发装置；所述闸板大叶4内开设有多个清理气腔10，所述闸板大叶4内开设有一个主气腔9，所述主气腔9与多个清理气腔10接通，所述主气腔9连接有气管8，所述气管8另一端连接有压缩空气，所述阀杆3上设有触发装置，所述触发装置用于检测并打开压缩空气开关。所述触发装置包括触发环11、触发板12、触发开关13和压簧14；所述阀杆3上固定安装有触发环11，所述阀体1上设有触发开关13，所述阀体1上安装有多个压簧14，多个所述压簧14另一端连接有触发板12，所述触发板12和触发环11互相配合。所述闸板大叶4内开设有次气腔15，所述次气腔15与主气腔9接通，所述次气腔15用于打开闸阀时减少闸板大叶4与闸板小叶5之间的摩擦力。所述气管8采用PU弹簧管，所述闸板大叶4上固定安装有立柱16，所述立柱16用于引导气管8，所述立柱16顶部为半圆形状，所述气管8缠绕在立柱16上。所述气管8上安装有单向阀17，所述单向阀17用于防止管道内的介质进入气管8。每个所述清理气腔10均为锥形，所述锥形清理气腔10可以加快压缩空气的流速，所述清理气腔10喷气口形状为鸭嘴形状，所述鸭嘴状喷气口用于将喷出的压缩空气范围更广。所述阀体1上固定安装有储液箱一18，所述储液箱一18内设有干净的介质，所述储液箱一18通过支管一19连接到气管8。所述阀体1上固定安装有储液箱二20，所述储液箱二20内设有防锈液，所述储液箱二20通过支管二21连接到气管8。所述支管一19和支管二21内设有过滤网，所述过滤网用于防止清理气腔10被异物堵住。

具体工作流程如下：

工作前：检查气管8、支管一19和支管二21是否有破损，当存在破损的情况，会导致压缩空气从破损处泄漏，导致清理装置失去清理效果。检查无误后，准备工作完毕。

工作时：气缸2带动阀杆3作向上运动，拉动闸板大叶4向上运动，撤销关闭时闸板大叶4对闸板小叶5的撑紧力，此时闸板小叶5与阀座6密封面无摩擦作用力，闸板组件受阀杆3向上的拉力向上运动，固定安装在阀杆3上的触发环11沿着触发板12的斜面压住触发板12，触发板12按压触发开关13，触发开关13控制清理装置启动，压缩空气流进气管8内。压缩空气从气管8进入主气腔9，压缩空气再通过主气腔9分流到各个清理气腔10，压缩空气从清理气腔10中喷射到闸板大叶4和闸板小叶5之间的间隙，将间隙内的细石、砂砾等杂质吹开。并且每个清理气腔10的形状均为锥形，清理气腔10进气口比清理气腔10出气口的截面面积大，根据流量连续性方程：Q＝VA，即体积流量＝过流面面积*流体速度，当相同的体积流量情况下，清理气腔10的截面面积越小，压缩空气的流速越大，采用锥形的清理气腔10，可以让喷出的压缩空气流速更快，使清理装置的清理效果得到显著的提高。进一步的，清理气腔10喷气口形状为鸭嘴形状，鸭嘴形状的喷气口可以让压缩空气沿着闸板大叶4斜面喷出的范围更广，在有限的清理气腔10中实现更大的清理范围。同时，闸板大叶4内开设有次气腔15，次气腔15与主气腔9接通，压缩空气从气管8进入主气腔9再进入次气腔15，最后从次气腔15喷到闸板大叶4和闸板小叶5的接触面，因为压缩空气的介入，可以降低闸板大叶4和闸板小叶5的摩擦力，防止整个闸板卡死在中腔内，让闸阀在打开时更加省力。

工作后：当膨胀式闸阀完全打开时，固定安装在闸板大叶4上的立柱16顶到阀体1，立柱16顶部为半圆形状，半圆形可以防止立柱16和阀体1之间夹住气管8。阀杆3上的触发环11脱离触发板12，触发板12在多个压簧14的作用下回弹，触发开关13断开，清理装置关闭。

实施例二：

工作状态：膨胀式闸阀关闭状态。

参考图1至图8，气缸2带动阀杆3作向下运动，闸板组件受阀杆3的推力作向下运动，阀杆3带动闸板大叶4下降，阀杆3在下降的过程中，固定安装在阀杆3上的触发环11沿着触发板12的斜面压住触发板12，触发板12按压触发开关13，触发开关13控制清理装置启动。当闸板小叶5上端的定位块7接触到阀座6时，停止向下运动，此时闸板大叶4受阀杆3向下的作用力继续向下运动，闸板大叶4沿斜面作用于闸板小叶5，使其做横向运动直至闸板小叶5密封面紧贴阀座6密封面，实现密封。同时，当闸阀完全关闭后，阀杆3上的触发环11脱离触发板12，触发板12在多个压簧14的作用下回弹，触发开关13断开，清理装置关闭。

本实施例中未进行描述的功能与实施过程与实施例一相同，故不进行过多赘述。

上述两个实施例仅为本发明众多实施例中的举例说明，在不违背本发明原理的基础上还可以有多种变化，本领域技术人员在未经创造性劳动的前提下对本发明进行变化所产生的实施例也属于本发明的保护范围之内。