直通式控制閥的制作方法

本發明涉及一種液氯充裝系統的控制閥門，具體是指直通式控制閥。

背景技術：

在化工氯堿生產行業中，產品涉及到液氯等危化品，其銷售充裝有很大的難度，且充裝手續十分繁多復雜；由于液氯具有毒性、易氣化，一旦發生泄露，處理不及時或無法處理時，就會對人身造成嚴重傷害，從而引發重大安全事故，因此其充裝要求嚴格，安全保障 措施必須完善。液氯槽車進行時，槽車壓力會隨槽車內液氯溫度上升而增加，一旦壓力過高槽車罐體就有發生爆炸的危險。任何液氯容器，其充填系數均不得超過 80%，可見液氯充裝過程中的準確計量就顯得十分重要，不僅要考慮安全因素，而且作為效益單位，其計量精度也直接關系到銷售業績。然而，液氯的充裝計量是一個受多種因素影響的復雜過程，如充裝裝置自身的選型及安裝誤差引起的計量誤差、充裝管道氣液兩相抽空引起的計量誤差、環境溫度引起的計量誤差、外界振動干擾引起的誤差等。同時為提高定量裝車計量效益，降低計量誤差帶來的銷售損失，選用一種既具有較高的計量精度、穩定性、又比較適合計量環境的質量流量計和即開即停的定量控制儀以提高安全性，就顯得很有必要。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供直通式控制閥，保證液氯在充裝時的靈活調節，提高液氯的計量精度。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

直通式控制閥，包括閥體和閥芯，閥體內開有液氯流道，閥體兩側設有分別與液氯流道連通的進口和出口，所述閥芯包括閥芯本體以及與之配合的U形閥座，水平放置U形的閥座安裝在液氯流道的中部，閥座將所述液氯通道分隔成第一段流道和第二段流道，所述閥芯本體包括閥桿和間隔設置在閥桿上的兩個堵塊，在堵塊下端面上設有外徑沿閥桿軸線方向向下遞減的圓錐段，圓錐段套設在閥桿的外圓周壁上，所述閥座水平放置，且在閥座的兩個豎直段上均開有與圓錐段相配合的連通腔體，閥桿豎直貫穿兩個所述連通腔體，在沿所述圓錐段周向在其外壁上設有多個卡塊，在連通腔體內壁上開有多個與所述卡塊相適應的卡槽，在所述圓錐段的下端面固定有密封環，所述密封環的外徑大于所述連通腔體下端開口的內徑；在所述閥桿上設有兩個正對連通腔體下端開口的導流塊，所述導流塊上段外徑沿所述閥桿軸線向上遞減；在閥體上端安裝有支撐體，殼體固定在支撐體上端面，在支撐體中部開有空腔，在閥桿上端安裝有驅動桿，所述驅動桿活動貫穿所述空腔、殼體后向上延伸，在所述空腔內設置有填料，在閥體內部還設有止退塊，止退塊的上端面開有正對閥桿下端部的止退孔，在所述止退孔內安裝有彈簧，在所述閥桿下端的外壁上固定有風琴罩，且所述風琴罩的下端與閥體下端內壁連接，在所述殼體固定有氣缸，所述氣缸輸出端與驅動桿的上端連接，且所述氣缸輸出端直外徑大于所述驅動桿的外徑，在殼體內壁下端安裝有行程開關，所述行程開關與氣缸輸出端下端面對應，且行程開關通過控制器與氣缸電連接。

針對現有技術中，控制閥芯在使用時容易出現截流不精確而導致的泄漏問題，發明對現有的閥芯進行改進，在保證控制閥芯靈活調節的前提下，提高控制閥芯的截流精準度，以保證液氯在充裝過程中的計量精度，減少液氯的損失同時提高液氯的充裝效率；使用時，在閥體內開有液氯流道，而U形的閥座水平放置安裝在液氯流道的中部，使得閥體的進口通過開設在閥座上的兩個連通腔體與出口連通，充裝前，圓錐段與連通腔體壁接觸，同時卡塊與卡槽相互配合，使得兩個連通腔體實現一級密封，而圓錐段下端面上的密封環則實現連通腔體下端開口的二級密封，通過一級密封以及二級密封，使得液氯流道被完全封隔成兩個部分，以維持控制閥芯對液氯儲罐與外界的隔絕效果；充裝時，液氯通過進口流入到U形閥座內壁與進口之間構成的第一段流道內，此時撥動閥桿，使得圓錐段與連通腔體壁之間逐漸分離，液氯則沿連通腔體與圓錐段之間的間隙進入到U形閥座外壁與出口之間構成的第二段流道內，最后經過出口注入至運輸罐體內。通過閥桿在豎直方向上的往復運動，即可實現液氯儲罐與運輸罐之間的連通與開閉，進而快速實現液氯充裝過程中液氯流量的精確控制，避免因液氯的截流不及時或是截流精度差而導致液氯的泄漏，以達到保證液氯在充裝時的靈活調節，提高液氯的計量精度的目的。

其中，在閥桿上移直至圓錐段與連通腔體內壁完全脫離后，液氯快速通過連通腔體由第一段流道流入第二段流道中，此時第一段流道內的液氯會因位于上方的連通腔體下端開口內徑較小而選擇位于下方的連通腔體中流出，而第一段流道內絕大部分的液氯會對第二段流道內的正對位于下方的連通腔體下端開口的閥體內壁形成強烈沖擊，嚴重時會導致閥體內壁受到劇烈碰撞而受損，發明人在閥桿上安裝有兩個正對連通腔體下端開口的導流塊，且所述導流塊的上段外徑沿閥桿軸線朝上遞減，即在連通腔體的下端形成一個圓錐狀的導流面，使得第一段流道中的液氯同樣分成兩股流出，即第一股液氯在導流面的導引下沿位于上方的連通腔體下端開口處流出，而第二股液氯沿位于下方的連通腔體下端開口處流出，而第二股液氯在流入至第二段流道中后在導流面的導引下向四周擴散開，避免可對閥體內壁上的一點進行持續沖擊，進而降低閥體內壁的受損率，同時保證由第一段流道分流至第二段流道中的兩股液氯的流量趨于平衡，以保證閥體內上下兩個部分的受力均衡，避免閥體內壁的下方過度磨損而降低其使用壽命。

閥體內液氯截止密封通過閥芯與閥座之間的配合來實現，而閥桿的驅動部分同樣容易出現泄漏，因此發明人在閥體的上端面固定支撐體，支撐體的上端固定有殼體，所述殼體用于安裝氣缸等驅動部件，閥桿的上端安裝有驅動桿，而支撐體中部設有空腔，空腔內填充有填料，驅動桿依次活動貫穿支撐體中的空腔以及殼體后向上延伸，直至與驅動部件的輸出端連接，同樣地，在支撐體下端安裝有密封墊，該密封墊能夠將驅動桿的下端與空腔之間隔絕開，通過密封墊與填料對驅動桿的雙重密封，可避免閥體內的液氯經閥芯的驅動部件處泄漏，并且，在殼體與支撐體的連接處安裝有軸套，驅動桿活動貫穿所述軸套，以保證驅動桿在與驅動部件輸出端連接后能夠在密封條件下實現上下往復運動。而在閥桿下端外壁上安裝有風琴罩，該風琴罩將止退孔與閥體內部隔絕開，在閥桿下移時，風琴罩被壓縮且隨閥桿一并下移，而安裝在止退孔內的彈簧則利用自身的形變以及形變回復所產生的彈力對閥桿的運動趨勢進行緩沖，以減小閥桿對止退孔以及閥體內壁的沖擊，避免閥桿受到沖擊而影響圓錐段與閥座之間的密封。進一步地，在殼體內安裝有氣缸，氣缸的輸出端通過驅動桿與閥桿連接，即氣缸輸出端的上下往復運動能夠帶動圓錐段對連通腔體進行密封或是開放，其中氣缸輸出端的外徑大于驅動桿的外徑，且在殼體內安裝有與氣缸輸出端下端面正對的行程開關，而氣缸輸出端下端面到殼體下端內壁之間的垂直距離與閥芯的往復運動的最大位移相同，即在閥芯對連通腔體進行密封時，氣缸輸出端下移至與行程開關接觸，行程開關將數據傳送至控制器，由控制器將控制命令發送至氣缸，氣缸停止下移，即保證圓錐段與連通腔體的完美契合，避免氣缸輸出端的過度下移而導致圓錐段對連通腔體形成沖擊，減小閥座或是閥芯的損傷程度，延長閥體內部構件的使用壽命。

所述卡塊的寬度沿所述閥桿的軸線方向向下遞減。卡塊與卡槽的配合使得圓錐段與連通腔體壁之間的接觸面積增大，即增加一級密封的密封效果，同時卡塊的寬度沿閥桿的軸線方向向下遞減，同樣地連通腔體壁上的卡槽槽寬也沿閥桿的軸線方向向下遞減，即在對液氯流道進行截斷時可減小卡槽內的液氯殘留量，并且卡塊在與卡槽的接觸過程中，卡塊受到擠壓而發生的形變量會在卡槽槽寬逐漸減小的部分中受到限制，即卡塊與卡槽之間的相互作用力在沿閥桿軸向朝下的方向上遞增，進而增大一級密封的密封效果。

所述密封環的縱向截面為水平放置的U形。作為優選，密封環的縱向截面為U形，即在閥桿的下移過程中，密封環逐漸與連通腔體的下端開口接觸，直至卡槽與卡塊完全契合，閥桿停止移動，此時密封環發生一定形變而對連通腔體的下端實現二級密封，而縱向截面為U形的密封環在與連通腔體發生相互擠壓時，密封環外圓周部分的形變通過其U形部分而具備一定的形變空間，即防止了密封環上起到密封作用的部分不會造成內部作用應力集中而受損，以確保二級密封的穩定性，同時延長密封環的使用壽命。

所述卡塊以及密封環均采用聚四氟乙烯材質。作為優選，液氯具備活潑的化學性質，同時具備腐蝕性，一般的作為密封介質的橡膠材料在液氯環境下的使用壽命較短，容易出現硬化開裂的現象，而發明人選用聚四氟乙烯材質作為卡塊以及密封環的原材料，利用其良好的耐腐蝕性能，以保證在控制閥內保證一級密封以及二級密封的穩定性，同時延長卡塊以及密封環的使用壽命，降低控制閥內部件更換的頻率。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明通過閥桿在豎直方向上的往復運動，即可實現液氯儲罐與運輸罐之間的連通與開閉，進而快速實現液氯充裝過程中液氯流量的精確控制，避免因液氯的截流不及時或是截流精度差而導致液氯的泄漏，以達到保證液氯在充裝時的靈活調節，提高液氯的計量精度的目的；

2、本發明的連通腔體壁上的卡槽槽寬也沿閥桿的軸線方向向下遞減，即在對液氯流道進行截斷時可減小卡槽內的液氯殘留量，并且卡塊在與卡槽的接觸過程中，卡塊受到擠壓而發生的形變量會在卡槽槽寬逐漸減小的部分中受到限制，即卡塊與卡槽之間的相互作用力在沿閥桿軸向朝下的方向上遞增，進而增大一級密封的密封效果；

3、本發明選用聚四氟乙烯材質作為卡塊以及密封環的原材料，利用其良好的耐腐蝕性能，以保證在控制閥內保證一級密封以及二級密封的穩定性，同時延長卡塊以及密封環的使用壽命，降低控制閥內部件更換的頻率。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為閥芯本體的結構示意圖。

附圖中標記及相應的零部件名稱：

1-閥體、2-進口、3-止退孔、31-彈簧、32-風琴罩、4-閥座、5-連通腔體、51-卡槽、6-閥芯本體、61-閥桿、62-堵塊、63-圓錐段、64-卡塊、65-密封環、66-導流塊、7-出口、8-密封墊、9-驅動桿、10-填料、11-支撐體、12-軸套、13-殼體、14-氣缸、15-行程開關。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。

實施例1

如圖1和圖2所示，本實施例包括閥體1和閥芯，閥體1內開有液氯流道，閥體1兩側設有分別與液氯流道連通的進口2和出口7，所述閥芯包括閥芯本體6以及與之配合的U形閥座4，水平放置U形的閥座4安裝在液氯流道的中部，閥座4將所述液氯通道分隔成第一段流道和第二段流道，所述閥芯本體6包括閥桿61和間隔設置在閥桿61上的兩個堵塊62，在堵塊62下端面上設有外徑沿閥桿61軸線方向向下遞減的圓錐段63，圓錐段63套設在閥桿61的外圓周壁上，所述閥座4水平放置，且在閥座4的兩個豎直段上均開有與圓錐段63相配合的連通腔體5，閥桿61豎直貫穿兩個所述連通腔體5，在沿所述圓錐段63周向在其外壁上設有多個卡塊64，在連通腔體5內壁上開有多個與所述卡塊64相適應的卡槽51，在所述圓錐段63的下端面固定有密封環65，所述密封環65的外徑大于所述連通腔體5下端開口的內徑；在所述閥桿61上設有兩個正對連通腔體5下端開口的導流塊66，所述導流塊66上段外徑沿所述閥桿61軸線向上遞減。；在閥體1上端安裝有支撐體11，殼體13固定在支撐體11上端面，在支撐體11中部開有，在閥桿61上端安裝有驅動桿9，所述驅動桿9活動貫穿所述空腔、殼體13后向上延伸，在所述空腔內設置有填料10，在閥體1內部還設有止退塊，止退塊的上端面開有正對閥桿61下端部的止退孔3，在所述止退孔3內安裝有彈簧31，在所述閥桿61下端的外壁上固定有風琴罩32，且所述風琴罩32的下端與閥體1下端內壁連接，在所述殼體13固定有氣缸14，所述氣缸14輸出端與驅動桿9的上端連接，且所述氣缸14輸出端直外徑大于所述驅動桿9的外徑，在殼體13內壁下端安裝有行程開關15，所述行程開關5與氣缸14輸出端下端面對應，且行程開關15通過控制器與氣缸14電連接。

針對現有技術中，控制閥芯在使用時容易出現截流不精確而導致的泄漏問題，發明對現有的閥芯進行改進，在保證控制閥芯靈活調節的前提下，提高控制閥芯的截流精準度，以保證液氯在充裝過程中的計量精度，減少液氯的損失同時提高液氯的充裝效率；使用時，在閥體1內開有液氯流道，而U形的閥座4水平放置安裝在液氯流道的中部，使得閥體1的進口2通過開設在閥座4上的兩個連通腔體5與出口7連通，充裝前，圓錐段63與連通腔體5壁接觸，同時卡塊64與卡槽51相互配合，使得兩個連通腔體5實現一級密封，而圓錐段63下端面上的密封環65則實現連通腔體5下端開口的二級密封，通過一級密封以及二級密封，使得液氯流道被完全封隔成兩個部分，以維持控制閥芯對液氯儲罐與外界的隔絕效果；充裝時，液氯通過進口2流入到U形閥座4內壁與進口2之間構成的第一段流道內，此時撥動閥桿61，使得圓錐段63與連通腔體5壁之間逐漸分離，液氯則沿連通腔體5與圓錐段63之間的間隙進入到U形閥座4外壁與出口7之間構成的第二段流道內，最后經過出口7注入至運輸罐體內。通過閥桿61在豎直方向上的往復運動，即可實現液氯儲罐與運輸罐之間的連通與開閉，進而快速實現液氯充裝過程中液氯流量的精確控制，避免因液氯的截流不及時或是截流精度差而導致液氯的泄漏，以達到保證液氯在充裝時的靈活調節，提高液氯的計量精度的目的。

其中，在閥桿61上移直至圓錐段63與連通腔體5內壁完全脫離后，液氯快速通過連通腔體5由第一段流道流入第二段流道中，此時第一段流道內的液氯會因位于上方的連通腔體5下端開口內徑較小而選擇位于下方的連通腔體5中流出，而第一段流道內絕大部分的液氯會對第二段流道內的正對位于下方的連通腔體5下端開口的閥體1內壁形成強烈沖擊，嚴重時會導致閥體1內壁受到劇烈碰撞而受損，發明人在閥桿61上安裝有兩個正對連通腔體5下端開口的導流塊66，且所述導流塊66的上段外徑沿閥桿61軸線朝上遞減，即在連通腔體5的下端形成一個圓錐狀的導流面，使得第一段流道中的液氯同樣分成兩股流出，即第一股液氯在導流面的導引下沿位于上方的連通腔體5下端開口處流出，而第二股液氯沿位于下方的連通腔體5下端開口處流出，而第二股液氯在流入至第二段流道中后在導流面的導引下向四周擴散開，避免可對閥體1內壁上的一點進行持續沖擊，進而降低閥體1內壁的受損率，同時保證由第一段流道分流至第二段流道中的兩股液氯的流量趨于平衡，以保證閥體1內上下兩個部分的受力均衡，避免閥體1內壁的下方過度磨損而降低其使用壽命。

進一步地，在閥體1內部還設有止退塊，止退塊的上端面開有正對閥桿61的止退孔3，在閥桿61下移的過程中，閥桿61的末端可沿止退孔3做直線運動，避免液氯在充裝時對閥桿61以及圓錐段63造成沖擊而導致閥桿61發生徑向跳動，以提高閥芯本體6的控制精度。其中，閥體1內液氯截止密封通過閥芯與閥座4之間的配合來實現，而閥桿61的驅動部分同樣容易出現泄漏，因此發明人在閥體1的上端面固定支撐體11，支撐體11的上端固定有殼體13，所述殼體13用于安裝氣缸等驅動部件，閥桿61的上端安裝有驅動桿9，而支撐體11中部設有空腔，空腔內填充有填料10，驅動桿9依次活動貫穿支撐體11中的空腔以及殼體13后向上延伸，直至與驅動部件的輸出端連接，同樣地，在支撐體11下端安裝有密封墊8，該密封墊8能夠將驅動桿9的下端與空腔之間隔絕開，通過密封墊8與填料10對驅動桿的雙重密封，可避免閥體1內的液氯經閥芯的驅動部件處泄漏，并且，在殼體13與支撐體11的連接處安裝有軸套12，驅動桿9活動貫穿所述軸套12，以保證驅動桿9在與驅動部件輸出端連接后能夠在密封條件下實現上下往復運動。而在閥桿61下端外壁上安裝有風琴罩32，該風琴罩32將止退孔3與閥體1內部隔絕開，在閥桿61下移時，風琴罩32被壓縮且隨閥桿61一并下移，而安裝在止退孔3內的彈簧31則利用自身的形變以及形變回復所產生的彈力對閥桿61的運動趨勢進行緩沖，以減小閥桿61對止退孔3以及閥體61內壁的沖擊，避免閥桿61受到沖擊而影響圓錐段63與閥座4之間的密封。在殼體13內安裝有氣缸14，氣缸14的輸出端通過驅動桿9與閥桿61連接，即氣缸14輸出端的上下往復運動能夠帶動圓錐段63對連通腔體5進行密封或是開放，其中氣缸14輸出端的外徑大于驅動桿9的外徑，且在殼體13內安裝有與氣缸14輸出端下端面正對的行程開關15，而氣缸14輸出端下端面到殼體13下端內壁之間的垂直距離與閥芯的往復運動的最大位移相同，即在閥芯對連通腔體5進行密封時，氣缸14輸出端下移至與行程開關15接觸，行程開關15將數據傳送至控制器，由控制器將控制命令發送至氣缸14，氣缸14停止下移，即保證圓錐段63與連通腔體5的完美契合，避免氣缸14輸出端的過度下移而導致圓錐段63對連通腔體5形成沖擊，減小閥座4或是閥芯的損傷程度，延長閥體1內部構件的使用壽命。

所述卡塊64的寬度沿所述閥桿61的軸線方向向下遞減。卡塊64與卡槽51的配合使得圓錐段63與連通腔體5壁之間的接觸面積增大，即增加一級密封的密封效果，同時卡塊64的寬度沿閥桿61的軸線方向向下遞減，同樣地連通腔體5壁上的卡槽51槽寬也沿閥桿61的軸線方向向下遞減，即在對液氯流道進行截斷時可減小卡槽51內的液氯殘留量，并且卡塊64在與卡槽51的接觸過程中，卡塊64受到擠壓而發生的形變量會在卡槽51槽寬逐漸減小的部分中受到限制，即卡塊64與卡槽51之間的相互作用力在沿閥桿61軸向朝下的方向上遞增，進而增大一級密封的密封效果。

作為優選，密封環65的縱向截面為U形，即在閥桿61的下移過程中，密封環65逐漸與連通腔體5的下端開口接觸，直至卡槽51與卡塊64完全契合，閥桿61停止移動，此時密封環65發生一定形變而對連通腔體5的下端實現二級密封，而縱向截面為U形的密封環65在與連通腔體5發生相互擠壓時，密封環65外圓周部分的形變通過其U形部分而具備一定的形變空間，即防止了密封環65上起到密封作用的部分不會造成內部作用應力集中而受損，以確保二級密封的穩定性，同時延長密封環65的使用壽命。

作為優選，液氯具備活潑的化學性質，同時具備腐蝕性，一般的作為密封介質的橡膠材料在液氯環境下的使用壽命較短，容易出現硬化開裂的現象，而發明人選用聚四氟乙烯材質作為卡塊64以及密封環65的原材料，利用其良好的耐腐蝕性能，以保證在控制閥內保證一級密封以及二級密封的穩定性，同時延長卡塊64以及密封環65的使用壽命，降低控制閥內部件更換的頻率。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。