阅读说明：本技术 一种多级阀芯结构及具有该结构的阀门 (Multi-stage valve core structure and valve with same ) 是由 邱强生 林根发 于 2020-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多级阀芯结构,包括固定阀芯、层叠设在固定阀芯上的至少一个活动阀芯,固定阀芯上具有多个第一流通孔与展开的活动阀芯形成供流体流通的流体通道,活动阀芯上设有阀芯杆并通过阀芯杆的推拉,使活动阀芯可相对于固定阀芯的轴向往复移动以封闭/开启所述流体通道。一种具有该多级阀芯结构的阀门,包括阀体,阀体内设有上述的多级阀芯结构,阀体上设有用于启闭所述多级阀芯结构通断的阀门开关。通过上述方式,阀芯层叠设置,推拉阀芯杆使得活动阀芯轴向运动形成流体通道及叠设在固定阀芯上密封流体通道,流体压力作用使阀芯单向密封具有自密封效果；采用多种阀门开关控制阀芯结构的启闭,动作方式多样、可靠,操作快捷。(The invention discloses a multi-stage valve core structure, which comprises a fixed valve core and at least one movable valve core stacked on the fixed valve core, wherein a plurality of first flow through holes are formed in the fixed valve core, a fluid channel for fluid to flow is formed by the unfolded movable valve core, a valve core rod is arranged on the movable valve core, and the movable valve core can axially reciprocate relative to the fixed valve core to close/open the fluid channel by pushing and pulling the valve core rod. The valve with the multi-stage valve core structure comprises a valve body, wherein the multi-stage valve core structure is arranged in the valve body, and a valve switch for opening and closing the multi-stage valve core structure is arranged on the valve body. Through the mode, the valve cores are arranged in a stacked mode, the valve core rod is pushed and pulled to enable the movable valve core to move axially to form a fluid channel and the fluid channel is stacked on the fixed valve core to seal the fluid channel, and the valve core is sealed in a one-way mode under the action of fluid pressure to achieve a self-sealing effect; the valve core structure is controlled to be opened and closed by adopting various valve switches, the action mode is various and reliable, and the operation is rapid.)

一种多级阀芯结构及具有该结构的阀门

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其是涉及一种多级阀芯结构以及具有该多级阀芯结构的阀门。

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。阀门通常由阀芯、阀体以及开启阀门的开关组成，阀体上设置流体流通的通道，通过开关开启和关闭阀门，使得流体在阀体内流通和断开。然而现有技术中的阀芯在阀体内控制阀的通断时阀芯的结构为阀瓣，采用施加外力，使阀瓣下压，压紧阀体的入口，或者旋转阀瓣，使得旋转阀瓣的圆形周边与阀体内侧壁接触密封，而关闭阀门。在现有技术中传统结构的阀门例如蝶阀，其关闭件(阀瓣或叠板)为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭。普通的蝶阀在关闭阀门时，依赖于阀轴的固定作用，使用过程中，关闭件的周边与阀体内壁易产生磨损，影响阀门的密封效果。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种多级阀芯结构及具有该结构的阀门，活动阀芯层叠设置，通过阀芯杆的推拉，使得活动阀芯轴向运动从而形成流体通道以及将活动阀芯叠设在固定阀芯上密封流体通道，通过流体压力作用，阀芯单向密封具有良好的自密封效果；通过多种阀门开关控制阀芯结构的启闭，动作方式多样、可靠，操作快捷。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种多级阀芯结构，包括固定阀芯、层叠设在固定阀芯上的至少一个活动阀芯，所述固定阀芯上具有多个第一流通孔与展开的活动阀芯形成供流体流通的流体通道，活动阀芯上设有阀芯杆并通过阀芯杆的推拉，使活动阀芯可相对于固定阀芯的轴向往复移动用以封闭/开启所述流体通道。

本发明由于采用了上述技术方案，活动阀芯通过阀芯杆的推动，使活动阀芯轴向运动展开后，活动阀芯脱离第一流通孔，形成流体通道；活动阀芯轴向运动朝固定阀芯方向运动时，活动阀芯层叠在固定阀芯上且密封流通孔，从而关闭阀门阀芯；关闭时，流体对活动阀芯具有静压力，活动阀芯单向密封固定阀芯，阀芯受流体静压力作用具有自密封功能，提高密封性能。

上述的多级阀芯结构，所述活动阀芯包括可相互层叠与轴向展开的第一阀芯、第二阀芯和第三阀芯，所述第一阀芯和第二阀芯上设有多个第二流通孔和第三流通孔，其中第三阀芯上的阀芯杆穿过第一阀芯和第二阀芯并伸出固定阀芯的外侧。第三阀芯上的阀芯杆受外力推动时，使得第三阀芯、第二阀芯及第一阀芯依次轴向运动而离开第一流通孔，第二流通孔、第三流通孔及固定阀芯上的流通孔形成输送流体的流体通道，当第一阀芯、第二阀芯及第三阀芯依次层叠在固定阀芯上时，活动阀芯依次密封第三流通孔、第二流通孔及第一流通孔。

上述的多级阀芯结构，所述固定阀芯、第一阀芯及第二阀芯上分别设有第一收容槽、第二收容槽及第三收容槽，第一阀芯、第二阀芯及第三阀芯层叠在固定阀芯上时分别收容于第一收容槽、第二收容槽及第三收容槽中。层叠时第一阀芯、第二阀芯及第三阀芯收容在收容槽中，结构更紧凑，占用空间小。

上述的多级阀芯结构，所述第一阀芯、第二阀芯和第三阀芯的外周边设有密封槽和密封件。密封件设于密封槽中，层叠状态时密封件用于密封收容槽的侧壁，第一阀芯、第二阀芯及第三阀芯密封第一流通孔、第二流通孔及第三流通孔。

为解决上述技术问题，本发明还提供另一种技术方案是：一种阀门，包括阀体，所述阀体内设有上述技术方案中任一项所述的多级阀芯结构，阀体上设有用于启闭所述多级阀芯结构通断的阀门开关。固定阀芯安装在阀芯的内部，阀门开关连接第三阀芯的阀芯杆驱动其推拉活动阀芯动作。

上述的阀门，所述阀门开关包括双向螺杆、螺杆座和连接件，螺杆座设在阀体上，双向螺杆的一端穿过螺杆座伸入阀体内部、其另一端露出在阀体外部且连接有把手，双向螺杆的双向螺纹上设有活动螺母，活动螺母通过推拉片与连接件活动连接，连接件与第三阀芯的阀芯杆相连。双向螺杆旋转时使得活动螺母在螺杆上同向或反向活动，通过推拉片推动连接件沿阀体内的轴向方向上往复运动，从而推拉第三阀芯上的阀芯杆，使得多级阀芯结构动作用以开启/封闭阀体，螺杆具有自锁功能，可稳定在任何状态即可确定阀门的开启程度。

上述的阀门，所述螺杆座上设有把手固定座，所述把手通过把手杆设在把手固定座上。把手杆用于连接把手，把手连接双向螺杆并扳动双向螺杆旋转以驱动活动螺母在螺杆上的运动，进而通过推拉片及连接件推拉阀芯杆而达到开启或关闭阀门。

上述的阀门，所述螺杆座上设有棘轮套与活动棘爪，活动棘爪与棘轮套上的棘齿相配合连接。把手带动双向螺杆旋转一定位置时，通过棘轮机构实现自锁功能，令活动阀芯开启或关闭一定程度，可用于控制输送流体的流量大小。

上述的阀门，所述阀门开关包括气缸、气管、活塞和活塞杆，气缸固定在固定阀芯上，活塞的一端面与第三阀芯的阀芯杆相连，活塞杆的一端伸出气缸外部连接复位套筒，复位套筒与气缸之间设有复位弹簧，气管的一端连接气缸的有杆腔、另一端连接设于阀体外壁上的气阀。通过气管接通压缩气体驱动活塞杆及活塞在气缸内往复运动，从而开启或关闭阀门，可实现自动化电气控制。

上述的阀门，所述阀门开关包括推拉套筒、径向弹性环、内旋转套及外旋转套，所述推拉套筒的侧壁设有第一斜槽、端面设置连接结构与第三阀芯的阀芯杆相连，径向弹性环套装在推拉套筒内壁，内旋转套套装在推拉套筒外壁，径向弹性环上设有斜槽导柱穿过所述第一斜槽与内旋转套的内壁连接，外旋转套套设在阀体外且与内旋转套连接、带动内旋转套及径向弹性环旋转，使斜槽导柱在第一斜槽中活动而推动推拉套筒轴向运动。外旋转套带动内旋转套旋转，使得斜槽导柱旋转并在推拉套筒上的斜槽中运动，从而推动推拉套筒在轴向上运动，驱动与其连接的第三阀芯的阀芯杆在轴向上运动，可通过操作外旋转套在阀体上的不同旋转方向以封闭/开启阀芯，动作可靠，可任意开启阀芯的开启程度，进而控制流量。

上述的阀门，所述内旋转套内部设有导柱固定环，径向弹性环封装在导柱固定环内，斜槽导柱穿过导柱固定环侧壁的通孔抵在内旋转套的内壁。导柱固定环套在径向弹性环的外周，平衡径向弹性环在旋转时防止变形。

上述的阀门，所述阀体上设有直槽和定位孔，内旋转套与外旋转套之间设有定位导柱和定位弹簧，旋转外、内旋转套时，定位导柱在直槽中活动，当定位导柱定位在定位孔中时内、外旋转套为旋转到位状态。定位导柱用于旋转外旋转套时带动内旋转套旋转，当旋转到位时，定位弹簧作用使得定位导柱穿过定位孔，此时外旋转套不能继续转动，应将定位导柱压入定位孔内后才可继续旋转，其中定位孔的位置可以设定为阀芯呈开启或关闭状态的位置点。

上述的阀门，所述阀门开关包括旋转套筒、密封旋转套及推拉套筒，推拉套筒的一端面与第三阀芯的阀芯杆连接，密封旋转套与推拉套筒的接触端面上设有相互配合的斜推面，旋转套筒与密封旋转套分别套设在阀体的外壁和内壁、其间设有定位弹簧与定位导柱。旋转套筒转动通过定位弹簧与定位导柱带动密封旋转套旋转，通过密封旋转套与推拉套筒之间的斜推面使得推拉套筒远离密封旋转套或靠近密封旋转套，进一步带动阀芯杆轴向运动，进而开启/封闭阀芯。

上述的阀门，所述阀体的侧壁设有直槽和定位孔，旋转套筒旋转时，定位导柱在直槽中活动，当定位导柱定位在定位孔中时旋转套筒旋转到位。旋转套筒通过定位导柱带动密封旋转套旋转，当定位导柱穿出定位孔时旋转套筒不能够旋转，此时按压定位导柱使其缩入阀体内时可继续转动旋转套筒，以定位旋转套筒的旋转位置。

上述的阀门，所述阀门开关包括推拉套筒和旋转套筒，推拉套筒的一端面与第三阀芯的阀芯杆连接，阀体上设有第二斜槽，推拉套筒与旋转套筒之间设有定位弹簧和定位导柱，旋转套筒上设有长条外凸，定位导柱穿过第二斜槽抵在旋转套筒的长条外凸的内壁。旋转套筒旋转时，长条外凸的内壁通过定位导柱带动推拉套筒旋转，其中定位导柱在阀体上的斜槽中运动，使得定位导柱轴向运动，进而带动推拉套筒轴向运动驱动阀芯杆动作，进而封闭/开启阀芯。

上述的阀门，位于第二斜槽两端的阀体上设有凹环，凹环上设有开口钢圈，开口钢圈抵在旋转套筒的两开口边缘上。开口钢圈限定旋转套筒于开口钢圈之间的位置旋转动作。

本发明取得的有益效果是：

1、阀芯受流体静压公式：F＝P*V，阀芯受力值和压力面积成线性关系，通过将阀芯结构分为多层级，单次打开的阀芯压力面积减小，阀芯收到的流体静压力减小，对于大口径管道使用时有效减低阀芯打开的难度。

2、密封性能更好，关闭阀芯时，阀芯受流体静压力作用单向密封，使用活塞式密封件，压力越大，密封性越好，与普通的阀门相比具有自密封效果。

3、多级阀芯结构设在阀体内，可结合多种阀门开关结构驱动阀芯封闭与开启，动作可靠，可开启阀芯在任何状态，控制阀体的流量。

4、多级阀芯结构设在阀体内，通过收容槽收容层叠的第三阀芯、第二阀芯及第一阀芯，在各阀芯的周边设置密封槽和密封件用于密封收容槽的侧壁，阀芯结构密封第一流通孔、第二流通孔及第三流通孔，使得阀芯层叠时结构紧凑，密封效果好。

附图说明

图1是本发明实施例一种多级阀芯结构的层叠结构示意图；

图2是本发明实施例一种多级阀芯结构的展开结构示意图；

图3是本发明实施例一种多级阀芯结构的分解结构示意图；

图4是本发明阀门的实施例的外观结构示意图；

图5是本发明阀门的第一实施例的展开结构示意图；

图6是本发明阀门的第一实施例的阀门开关结构示意图；

图7是本发明阀门的第一实施例的阀门开关***结构示意图；

图8是本发明阀门的第二实施例的立体结构剖切图；

图9是本发明阀门的第三实施例的立体结构剖切图；

图10是本发明阀门的第三实施例的立体结构***图；

图11是本发明阀门的第三实施例的侧面结构剖视图；

图12是本发明阀门的第四实施例的阀门关闭结构剖切图；

图13是本发明阀门的第四实施例的阀门开启结构剖切图；

图14是本发明阀门的第四实施例的***结构示意图；

图15是本发明阀门的第四实施例的阀体的立体结构示意图；

图16是本发明阀门的第五实施例的阀门关闭结构剖切图；

图17是本发明阀门的第五实施例的阀门开启结构剖切图；

图18是本发明阀门的第五实施例的***结构示意图。

附图标记说明：1固定阀芯，101第一流通孔，2活动阀芯，201第一收容槽，202第二收容槽，203第三收容槽，20阀芯杆，21第一阀芯，22第二阀芯，23第三阀芯，24密封槽，25密封件，3阀体，301直槽，302定位孔，303第二斜槽，304凹环，305开口钢圈，4阀门开关，401双向螺杆，402螺杆座，403连接件，404把手，405活动螺母，406推拉片，4021把手固定座，4022把手杆，4023棘轮套，4024活动棘爪，411气缸，412气管，413活塞，414活塞杆，415复位套筒，416复位弹簧，417气阀，421推拉套筒，422径向弹性环，423内旋转套，424外旋转套，425定位导柱，426定位弹簧，4211第一斜槽，4221斜槽导柱，4231导柱固定环，431旋转套筒，432密封旋转套，433斜推面，4311长条外凸。

具体实施方式

本发明提供一种多级阀芯结构及具有该结构的阀门，下面结合多级阀芯结构及阀门的不同实施例对本发明作进一步说明。

多级阀芯结构实施例

参照图1至图3所示，一种多级阀芯结构，包括固定阀芯1、层叠设在固定阀芯1上的至少一个活动阀芯2，固定阀芯1上具有多个第一流通孔101与展开的活动阀芯2形成供流体流通的流体通道，活动阀芯2上设有阀芯杆20并通过阀芯杆20的推拉，使活动阀芯2可相对于固定阀芯1的轴向往复移动用以封闭/开启所述流体通道。活动阀芯2沿相对于固定阀芯1的轴向上运动开启流体通道过程是：层叠的活动阀芯2离开固定阀芯1，脱离固定阀芯1上的第一流通孔101，流体进入活动阀芯2与固定阀芯1之间的间隔并从第一流通孔101流出，形成所述流体通道用以输送流体；活动阀芯2沿相对于固定阀芯1的轴向上运动封闭流体通道过程为：展开的活动阀芯2朝固定阀芯1方向靠近，直至贴合第一流通孔101使其密封，此时流体被阻断，从而封闭立体通道。

本实施例中，活动阀芯2包括可相互层叠与轴向展开的第一阀芯21、第二阀芯22和第三阀芯23，第一阀芯21和第二阀芯22上设有多个第二流通孔211和第三流通孔221，其中第三阀芯23上的阀芯杆20穿过第一阀芯21和第二阀芯22并伸出固定阀芯1的外侧。

固定阀芯1、第一阀芯21及第二阀芯22上分别设有第一收容槽201、第二收容槽202及第三收容槽203，第一阀芯21、第二阀芯22及第三阀芯23层叠在固定阀芯1上时分别收容于第一收容槽201、第二收容槽202及第三收容槽203中。

第一阀芯21、第二阀芯22和第三阀芯23的外周边设有密封槽24和密封件25。

参照图4所示，一种阀门，包括阀体3，阀体3内设有上述实施例所述的多级阀芯结构，阀体3上设有用于启闭所述多级阀芯结构通断的阀门开关4。其中，多级阀芯结构的固定阀芯1固定在阀体3的内壁，阀门3的两端设流体的输入口和输出口，当活动阀芯2受外力驱动动作开启阀门时，流体从输入口进入阀门3内并从输出口流出。流体对第一阀芯21、第二阀芯22及第三阀芯23具有流动的压力以及在阀门关闭时具有静压力。

针对本发明一种带有多级阀芯结构的阀门的不同实施例，结合附图及具体实施例做进一步说明。

阀门实施例一

参照图5、图6及图7所示，阀门开关4包括双向螺杆401、螺杆座402和连接件403，螺杆座402设在阀体3上，双向螺杆401的一端穿过螺杆座402伸入阀体3内部、其另一端露出在阀体3外部且连接有把手404，双向螺杆401的双向螺纹上设有活动螺母405，活动螺母405通过推拉片406与连接件403活动连接，连接件403与第三阀芯23的阀芯杆20相连。

螺杆座402上设有把手固定座4021，把手404通过把手杆4022设在把手固定座4021上。

螺杆座402上设有棘轮套4023与活动棘爪4024，活动棘爪4024与棘轮套4023上的棘齿相配合连接。

把手404扳动双向螺杆401转动，活动螺母405在双向螺杆401的双向螺纹上螺纹跟进，两活动螺母405形成沿双向螺杆401的中心或两端方向上同时移动，通过活动螺母405与推拉片406活动连接例如铰接、销轴连接等方式，驱动两推拉片406动作，推拉片406的另一端与连接件403活动连接例如铰接、销轴连接等方式，使得连接件403沿阀体3内腔的轴向往复运动，从而驱动与其连接的第三阀芯23上的阀芯杆20依次推拉第三阀芯23、第二阀芯22及第一阀芯21，从而形成流体通道或封闭流体通道，实现开启阀芯的目的。

阀门实施例二

参照图8所示，阀门开关4包括气缸411、气管412、活塞413和活塞杆414，气缸411固定在固定阀芯1上，活塞413的一端面与第三阀芯23的阀芯杆20相连，活塞杆414的一端伸出气缸411外部连接复位套筒415，复位套筒415与气缸411之间设有复位弹簧416，气管412的一端连接气缸411的有杆腔、另一端连接设于阀体3外壁上的气阀417。

在具体实施时，输入压缩气体驱动活塞413及活塞杆414在气缸411内运动，活塞杆414伸出时，活塞413推动第三阀芯23的阀芯杆20动作，从而依次打开第三阀芯23、第二阀芯22及第一阀芯21，达到开启阀门的目的，此过程中复位弹簧416被压缩，当关闭阀门时，排出压缩气体，在复位弹簧416的作用下，复位套筒415被撑开，使得活塞杆414和活塞413缩回，带动阀芯杆20轴向运动，使得第三阀芯23、第二阀芯22及第一阀芯21相互层叠最后叠设在固定阀芯1上，从而关闭阀门。

阀门实施例三

参照图9、图10及图11所示，阀门开关4包括推拉套筒421、径向弹性环422、内旋转套423及外旋转套424，推拉套筒421的侧壁设有第一斜槽4211、端面设置连接结构与第三阀芯23的阀芯杆20相连，径向弹性环422套装在推拉套筒421内壁，内旋转套423套装在推拉套筒421外壁，径向弹性环422上设有斜槽导柱4221穿过所述第一斜槽4211与内旋转套423的内壁连接，外旋转套424套设在阀体3外且与内旋转套423连接、带动内旋转套423及径向弹性环422旋转，使斜槽导柱4221在第一斜槽4211中活动而推动推拉套筒421轴向运动。

内旋转套423内部设有导柱固定环4231，径向弹性环422封装在导柱固定环4231内，斜槽导柱4221穿过导柱固定环4231侧壁的通孔抵在内旋转套423的内壁。

阀体3上设有直槽301和定位孔302，内旋转套423与外旋转套424之间设有定位导柱425和定位弹簧426，旋转外、内旋转套424、423时，定位导柱425在直槽301中活动，当定位导柱425定位在定位孔302中时内、外旋转套423、424为旋转到位状态。

本实施例在具体实施时，旋转外旋转套424带动内旋转套423旋转，使得内旋转套423带动斜槽导柱4221、径向弹性环422及导柱固定环4231旋转，斜槽导柱4221在推拉套筒421的第一斜槽4211中活动，由于斜槽导柱4221在旋转时轴向上位置不变，使得斜槽导柱4221沿第一斜槽4211运动时对推拉套筒421具有轴向的推力，使得推拉套筒421在阀体3内轴向运动，进而推拉第三阀芯23的阀芯杆20，达到开启或封闭阀门的目的。

阀门实施例四

参照图12、13、14及15所示，阀门开关4包括旋转套筒431、密封旋转套432及推拉套筒421，推拉套筒421的一端面与第三阀芯23的阀芯杆20连接，密封旋转套432与推拉套筒421的接触端面上设有相互配合的斜推面433，旋转套筒431与密封旋转套432分别设在阀体3的外壁和内壁、其间设有定位弹簧426与定位导柱425。阀体3的侧壁设有直槽301和定位孔302，旋转套筒431旋转时，定位导柱425在直槽301中活动，当定位导柱425定位在定位孔302中时旋转套筒431旋转到位。

本实施例在具体实施过程中，旋转套筒431的旋转带动密封旋转套432转动，通过斜推面433推动推拉套筒421做轴向运动，从而推动阀芯杆20使得第三阀芯23、第二阀芯22及第一阀芯21展开，形成流体通道后输送流体。斜推面433为在推拉套筒421与密封旋转套432之间的接触端面上设置的斜切口，关闭阀门时，斜切口相互咬合，开启阀门时，斜切口相互分离并且两斜切口的外端部相抵时为阀门完全开启状态。

阀门实施例五

参照图16、图17及图18所示，阀门开关4包括推拉套筒421和旋转套筒431，推拉套筒421的一端面与第三阀芯23的阀芯杆20连接，阀体3上设有第二斜槽303，推拉套筒421与旋转套筒431之间设有定位弹簧426和定位导柱425，旋转套筒431上设有长条外凸4311，定位导柱425穿过第二斜槽303抵在旋转套筒431的长条外凸4311的内壁。第二斜槽303两端的阀体3上设有凹环304，凹环304上设有开口钢圈305，开口钢圈305抵在旋转套筒431的两开口边缘上。

本实施例在具体实施时，旋转套筒431旋转时，使得其长条外凸4311内的定位导柱425跟随旋转，定位导柱425在第二斜槽303中运动，定位导柱425设在推拉套筒421上并带动推拉套筒421运动，第二斜槽303在阀体3上具有轴向方向上的轨迹，从而使得定位导柱425及推拉套筒421在轴向上运动，从而开启和关闭阀门。其中开口钢圈305限定旋转套筒431在轴向上没有位移，将旋转运动通过定位导柱435及推拉套筒421转化为轴向运动，实现开启和关闭阀门。

综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。