CN120701767A - 一种升降式防水锤快速启闭装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降式防水锤快速启闭装置，涉及流动控制技术领域，该升降式防水锤快速启闭装置包括流动组件和衡压组件，流动组件包括主通道以及位于主通道出流端且可朝向主通道位移的盖板，盖板上开设有辅助排水孔；衡压组件包括位于辅助排水孔内的塞柱机构以及位于主通道上并与塞柱机构连接，并通过调节自身长度而牵动塞柱机构在辅助排水孔内纵向位移的牵引机构，塞柱机构包括与牵引机构连接的流道的上支板以及位于上支板下方并嵌于辅助排水孔内的排水塞，上支板上设有与辅助排水孔连通的分流流道。本发明采用直线型盖合的盖板，能够减少主通道启闭时间，配合衡压组件，能够根据主通道的盖合需求调节主通道内外压力，防止水锤现象产生。

Description

一种升降式防水锤快速启闭装置

技术领域

本发明涉及流动控制技术领域，涉及一种升降式防水锤快速启闭装置。

背景技术

船舶、海洋平台和潜水装置等通海口均设置有通海阀，用于控制舱内外冷却水通断。当发生内部冷却水承压边界破损等事故时，能够快速、可靠切断与舱外冷却水的连接，防止事故进一步扩大。

传统的通海阀的结构形式有蝶阀、舌阀等，一方面阀板结构占据部分流道，对内部流动扰动剧烈，增加流动阻力；另一方面，此类结构阀门通过阀板旋转实现启闭，动作时间较长；对于大口径和大压差使用条件，启闭力矩较大，所需驱动功率较大；需要采用大功率电动机，或通过蜗轮蜗杆结构将液压驱动力转化为旋转力矩，导致驱动机构尺寸较大。同时，由于流体惯性和压缩性，在某些极端情况，如泵启停或阀门快速启闭过程中，流体流速或通道容积急剧变化时，容易发生水锤现象，对管路系统和设备造成损坏。

发明内容

本申请提供一种升降式防水锤快速启闭装置，可以解决现有技术中存在的传统的通海阀使用螺旋式启闭，启闭压力大，会占据流道的位置，同时快速启闭过程中，流体流速或通道容积急剧变化时，容易发生水锤现象，对管路系统和设备造成损坏的技术问题。

本申请实施例提供一种升降式防水锤快速启闭装置，包括：

流动组件，所述流动组件包括主通道以及位于所述主通道出流端且可朝向所述主通道位移以盖合主通道的盖板，所述盖板上开设有辅助排水孔，且所述辅助排水孔的内径朝向远离所述主通道的方向逐渐增大；

衡压组件，所述衡压组件包括位于所述辅助排水孔内的塞柱机构以及位于所述主通道上并与所述塞柱机构连接，以用于通过调节自身长度而牵动所述塞柱机构在所述辅助排水孔内纵向位移的牵引机构，所述塞柱机构包括突出于所述辅助排水孔以与所述牵引机构连接的流道的上支板以及位于所述上支板下方，并与所述辅助排水孔形态一致以嵌于所述辅助排水孔内的排水塞，所述上支板上设有若干个与所述辅助排水孔连通的分流流道。

在一种实施方式中，主通道底部外周设有连接板，且所述连接板上设有若干个沿着所述主通道圆周间隔设置的驱动机构。

在一种实施方式中，所述盖板包括用于与所述连接板匹配的配合板以及位于所述配合板中部以与所述主通道配合的下凹部，所述辅助排水孔位于所述下凹部中心处。

在一种实施方式中，所述驱动机构的固定端固定设置于所述连接板上方，所述驱动机构的伸缩端贯穿所述连接板并连接所述配合板。

在一种实施方式中，所述牵引机构数量为两个，两牵引机构沿着所述主通道径向对称设置于所述连接板上，且两所述牵引机构的牵引方向相反以用于分别牵动所述塞柱机构在所述辅助排水孔内朝向相反的方向纵向位移。

在一种实施方式中，所述牵引机构包括固定座以及转动设置于所述固定座上的风车轮，且所述风车轮上设有用于连接所述上支板的牵引绳。

在一种实施方式中，所述牵引绳与所述上支板之间还设有其中一端与所述盖板内壁转动连接的转力件。

在一种实施方式中，所述转力件远离所述盖板的一端设有两间隔设置的连接孔以用于分别连接两所述牵引机构中的牵引绳，所述转力件上还设有用于转动连接所述上支板的连接耳。

在一种实施方式中，所述盖板上还设有转向轮，所述转向轮位于所述塞柱机构远离所述转力件的一侧，以用于其中一所述牵引绳穿过。

在一种实施方式中，所述上支板外圆周设有多个水平延伸的支脚点，且所述支脚点的延伸端朝向所述排水塞的方向弯折并抵持于所述盖板内表面，相邻两支脚点之间形成分流流道。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请中的升降式防水锤快速启闭装置通过活塞往复运动的驱动机构带动盖板直线上下移动，实现主通道的启闭，使得主通道内部无扰流部件，流场均匀性好、流动阻力小，且驱动功率小，启闭时间更短，通过设置塞柱机构，用于平衡主通道内外压力，减小启闭阻力，并避免发生水锤，同时，在主通道关闭状态下，还能够利用内外介质压差实现自密封，密封可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中塞柱机构结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中流动组件结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中衡压组件结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中转力件细节放大图；

图6为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中上支板俯视图；

图7为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中主通道开启时水流示意图；

图8为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中主通道关闭时水流示意图；

图9为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中主通道盖合完成状态示意图。

图中：1、主通道；2、盖板；201、配合板；202、下凹部；3、辅助排水孔；4、塞柱机构；401、上支板；4011、支脚点；402、排水塞；5、牵引机构；501、固定座；502、风车轮；503、牵引绳；6、连接板；7、驱动机构；8、转力件；801、连接孔；802、连接耳；803、转向轮。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种升降式防水锤快速启闭装置，其能解决现有技术中存在的传统的通海阀使用螺旋式启闭，启闭压力大，会占据流道的位置，同时快速启闭过程中，流体流速或通道容积急剧变化时，容易发生水锤现象，对管路系统和设备造成损坏的技术问题。

本申请中的升降式防水锤快速启闭装置包括流动组件以及衡压组件，流动组件作为水流进出的通道，其设置为垂直盖合式，相较于传统的螺纹盖合，不会占据流道空间，衡压组件设置于流动组件上，并能够形成另一流道，当进行阀门启闭工作时，衡压组件能够根据流动组件的进、排水需求，调节自身流道的连通状态，不仅能够平衡流动组件的内外压力，防止水锤现象产生，还能减小阀门启闭阻力，减小驱动功率和启闭时间。

具体的，图1为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置结构示意图，如图1所示，流动组件包括主通道1以及位于主通道1出流端且可朝向主通道1位移以盖合主通道1的盖板2，盖板2上开设有辅助排水孔3，且辅助排水孔3的内径朝向远离主通道1的方向逐渐增大。

盖板2与主通道1分体式设计，在水流断开状态下，盖板2盖合于主通道1出流端，在工作状态下，盖板2可根据冷却水的进出需求朝向靠近或远离主通道1的方向纵向位移，以实现控制舱内外冷却水通断控制，辅助排水孔3的内径上大下小，呈一锥形，以用于与衡压组件相配合，形成一用于平衡主通道1内外压力的另一流道。

进一步的，衡压组件包括位于辅助排水孔3内的塞柱机构4以及位于主通道1上并与塞柱机构4连接，以用于通过调节自身长度而牵动塞柱机构4在辅助排水孔3内纵向位移的牵引机构5，牵引机构5具有一定长度，其一端固定于主通道1上，另一端与塞柱机构4连接，牵引机构5空间位置位于塞柱机构4上方，因此，牵引机构5的长度变化会带动塞柱机构4的位置变化，在一种可能的实施方式中，牵引机构5设置为转动式，当牵引机构5朝向不同方向转动时，其长度也会发生相应变化，从而牵动塞柱机构4在辅助排水孔3内上升或下降。

进一步的，图2为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中塞柱机构4结构示意图，如图2所示，塞柱机构4包括突出于辅助排水孔3以与牵引机构5连接的流道的上支板401以及位于上支板401下方，并与辅助排水孔3形态一致以嵌于辅助排水孔3内的排水塞402，上支板401上设有若干个与辅助排水孔3连通的分流流道。

结合上述描述，辅助排水孔3呈一锥形，排水塞402嵌于辅助排水孔3内且也呈锥形，上支板401突出于辅助排水孔3上，且上支板401直径大于辅助排水孔3，能够对排水塞402进行限位，也就是说，在此种结构下，排水塞402能够位移的最高位置为其与辅助排水孔3完全贴合处，此时，辅助排水孔3被排水塞402堵塞，冷却水无法流通，排水塞402能够位移的最低位置为上支板401底面接触盖板2内表面处，此时，排水塞402与辅助排水孔3相互间隔，辅助排水孔3呈流通状态，同时，上支板401具有若干个与辅助排水孔3连通的分流流道，因此，当排水塞402位移至最低位置时，主通道1与外界呈流通状态，在一种可能的实施方式中，为提高密封性能，排水塞402外周还设有若干个密封条。

本申请中的升降式防水锤快速启闭装置采用升降式启闭方式，采用直行程方式实现装置开启和关闭，相较于传统的螺旋状启闭，能够减少流道占用空间，同时，辅助排水孔3与衡压组件的配合，能够根据冷却水的流向以及压力，平衡内外压力，不仅减小驱动功率和启闭时间，也能够防止水锤现象产生。

进一步的，图3为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中流动组件结构示意图，如图3所示，主通道1底部外周设有连接板6，且连接板6上设有若干个沿着主通道1圆周间隔设置的驱动机构7，在一种可能的实施方式中，连接板6为一圆形板，主通道1贯穿该圆形板的中心且与该圆形板形成一体，以方便与盖板2连接，主通道1与盖板2的盖合状态依靠驱动机构7的伸缩工作实现，为保证盖板2受力均匀性，在一种可能的实施方式中，驱动机构7的数量为四组，四组驱动机构7沿着主通道1径向对称设置。驱动机构7的种类可以为多个，结合本申请中的应用场景，推动盖板2需要较大动力，因此，在本申请中，驱动机构7优选采用液压驱动。

进一步的，见图3，盖板2包括用于与连接板6匹配的配合板201以及位于配合板201中部以与主通道1配合的下凹部202，辅助排水孔3位于下凹部202中心处，同理，配合板201同样为一圆形板，下凹部202位于该圆形板的中心位置且下凹部202的内径与主通道1内径相等并与主通道1位置相对，配合板201的截面面积不大于连接板6的截面面积，在装配完成的情况下，驱动机构7的固定端固定设置于连接板6上方，驱动机构7的伸缩端贯穿连接板6并连接配合板201，通过驱动机构7的伸缩动作，实现盖板2的盖合或分离。

进一步的，结合上述描述，牵引机构5牵动塞柱机构4的方式为转动式，当主通道1需要关闭时，盖板2逐渐靠近主通道1，主通道1内的冷却水被挤压，开始从主通道1出流端流出，此时，塞柱机构4被冷却水冲刷并下降，辅助排水孔3打开，避免因盖板2移动压缩主通道容积，导致主通道内部压力急剧升高而产生水锤。随着盖板2完全盖合主通道1，牵引机构5开始转动，牵引机构5自身长度缩短，从而拔起塞柱机构4，实现主通道1密封。

而在主通道1需要开启时，为减少驱动功率和启闭时间，需要使主通道1的内外压力平衡，这种场景下，冷却水不会产生冲刷力，因此，为实现在无冷却水冲刷的场景下，塞柱机构4仍然能够自由上下浮动，在本申请中，牵引机构5数量为两个，图4为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中衡压组件结构示意图，如图4所示，两牵引机构5沿着主通道1径向对称设置于连接板6上，且两牵引机构5的牵引方向相反，以用于分别牵动塞柱机构4在辅助排水孔3内朝向相反的方向纵向位移，其中一牵引机构5用于拔起塞柱机构4，另一牵引机构5用于下拉塞柱机构4。

具体的，见图4，牵引机构5包括固定座501以及转动设置于固定座501上的风车轮502，且风车轮502上设有用于连接上支板401的牵引绳503，牵引绳503一端连接风车轮502，另一端连接上支板401，在一种可能的实施方式中，上支板401顶部设有连接端，以用于牵引绳503穿过，当风车轮502朝向不同方向转动时，牵引绳503的长度也会相应地增长或缩短，在一种可能的实施方式中，牵引机构5与驱动机构7电连接，当驱动机构7伸缩到位后，控制牵引机构5执行相应的转动动作。

进一步的，牵引绳503与上支板401之间还设有其中一端与盖板2内壁转动连接的转力件8，图5为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中转力件8细节放大图，如图5所示，结合上述描述，牵引机构5位于连接板6上，塞柱机构4位于盖板2中心位置，牵引机构5与塞柱机构4在空间上倾斜相对，因此，转力件8的设置主要用于将牵引机构5的倾斜拉力转为纵向拉力，以方便塞柱机构4在辅助排水孔3内纵向位移。

具体的，转力件8远离盖板2的一端设有两间隔设置的连接孔801以用于分别连接两牵引机构5中的牵引绳503，转力件8上还设有用于转动连接上支板401的连接耳802，转力件8设置于塞柱机构4的一侧，转力件8为一板状结构，盖板2的内表面设有一转轴以用于转动连接转力件8，转力件8的另一端开设两连接孔801以分别连接两牵引绳503，两连接孔801沿着转力件8的宽度方向间隔设置，在装配完成的情况下，转力件8倾斜设置，两连接孔801在倾斜方位上呈上下设置，当任意一牵引绳503缩短时，都会带动转力件8以盖板2内表面的转轴为圆心转动，而塞柱机构4与转力件8之间经由连接耳802实现转动连接，使得塞柱机构4始终处于垂直状态，以保证塞柱机构4跟随转力件8的运动而上下移动。

进一步的，见图5，盖板2上还设有转向轮803，转向轮803位于塞柱机构4远离转力件8的一侧，以用于其中一牵引绳503穿过，结合上述描述，其中一牵引机构5用于拔起塞柱机构4，另一牵引机构5用于下拉塞柱机构4，因此，转向轮803连接用于下拉塞柱机构4的牵引机构5上，该牵引机构5的牵引绳503从转向轮803底部穿过并连接转力件8上的其中一连接孔801，以将该牵引机构5的朝向斜上方的拉力转化为朝向下方的拉力，以拉动转力件8的一端下降，并带动塞柱机构4下移。

进一步的，图6为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中上支板401俯视图，见图6，上支板401外圆周设有多个水平延伸的支脚点4011，且支脚点4011的延伸端朝向排水塞402的方向弯折并抵持于盖板2内表面，相邻两支脚点4011之间形成分流流道，在正视视角下，支脚点4011呈倒L形，以形成两支脚点4011之间的流道。

本申请中的升降式防水锤快速启闭装置作用机制如下：图7为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中主通道1开启时水流示意图，如图7所示，当主通道1需要开启时，穿过转向轮803的其中一牵引机构5转动，该牵引机构5中的牵引绳503缩短，塞柱机构4下移以打开辅助排水孔3，外界流体经由辅助排水孔3进入主通道1，以使主通道1的内外水压平衡，减小驱动功率和启闭时间，随后驱动机构7伸出，使得盖板2与主通道1分离；图8为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中主通道1关闭时水流示意图，如图8所示，当主通道1需要关闭时，牵引机构5暂时不动作，驱动机构7回收，盖板2逐渐靠近主通道1，主通道1内的冷却水被挤压，开始从主通道1出流端流出，此时，塞柱机构4被冷却水冲刷并下降，辅助排水孔3打开，避免因盖板2移动压缩主通道容积，导致主通道内部压力急剧升高而产生水锤。图9为本申请实施例提供的一种升降式防水锤快速启闭装置中主通道1盖合完成状态示意图，也为自密封效果原理图，如图9所示，随着盖板2完全盖合主通道1，未穿过转向轮803的牵引机构5开始转动，从而拔起塞柱机构4，实现主通道1自密封。

本申请中的升降式防水锤快速启闭装置通过活塞往复运动的驱动机构7带动盖板2直线上下移动，实现主通道1的启闭，使得主通道1内部无扰流部件，流场均匀性好、流动阻力小，且驱动功率小，启闭时间更短，通过设置均衡机构，用于平衡主通道1内外压力，减小启闭阻力，并避免发生水锤，同时，在主通道1关闭状态下，还能够利用外部介质压力实现自密封，密封可靠性高。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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元件必须具有特定的方位、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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种升降式防水锤快速启闭装置，其特征在于，包括：

流动组件，所述流动组件包括主通道（1）以及位于所述主通道（1）出流端且可朝向所述主通道（1）位移以盖合主通道（1）的盖板（2），所述盖板（2）上开设有辅助排水孔（3），且所述辅助排水孔（3）的内径朝向远离所述主通道（1）的方向逐渐增大；

衡压组件，所述衡压组件包括位于所述辅助排水孔（3）内的塞柱机构（4）以及位于所述主通道（1）上并与所述塞柱机构（4）连接，以用于通过调节自身长度而牵动所述塞柱机构（4）在所述辅助排水孔（3）内纵向位移的牵引机构（5），所述塞柱机构（4）包括突出于所述辅助排水孔（3）以与所述牵引机构（5）连接的流道的上支板（401）以及位于所述上支板（401）下方，并与所述辅助排水孔（3）形态一致以嵌于所述辅助排水孔（3）内的排水塞（402），所述上支板（401）上设有若干个与所述辅助排水孔（3）连通的分流流道。

2.如权利要求1所述的一种升降式防水锤快速启闭装置，其特征在于，所述主通道（1）底部外周设有连接板（6），且所述连接板（6）上设有若干个沿着所述主通道（1）圆周间隔设置的驱动机构（7）。

3.如权利要求2所述的一种升降式防水锤快速启闭装置，其特征在于，所述盖板（2）包括用于与所述连接板（6）匹配的配合板（201）以及位于所述配合板（201）中部以与所述主通道（1）配合的下凹部（202），所述辅助排水孔（3）位于所述下凹部（202）中心处。

4.如权利要求3所述的一种升降式防水锤快速启闭装置，其特征在于，所述驱动机构（7）的固定端固定设置于所述连接板（6）上方，所述驱动机构（7）的伸缩端贯穿所述连接板（6）并连接所述配合板（201）。

5.如权利要求2所述的一种升降式防水锤快速启闭装置，其特征在于，所述牵引机构（5）数量为两个，两牵引机构（5）沿着所述主通道（1）径向对称设置于所述连接板（6）上，且两所述牵引机构（5）的牵引方向相反以用于分别牵动所述塞柱机构（4）在所述辅助排水孔（3）内朝向相反的方向纵向位移。

6.如权利要求5所述的一种升降式防水锤快速启闭装置，其特征在于，所述牵引机构（5）包括固定座（501）以及转动设置于所述固定座（501）上的风车轮（502），且所述风车轮（502）上设有用于连接所述上支板（401）的牵引绳（503）。

7.如权利要求6所述的一种升降式防水锤快速启闭装置，其特征在于，所述牵引绳（503）与所述上支板（401）之间还设有其中一端与所述盖板（2）内壁转动连接的转力件（8）。

8.如权利要求7所述的一种升降式防水锤快速启闭装置，其特征在于，所述转力件（8）远离所述盖板（2）的一端设有两间隔设置的连接孔（801）以用于分别连接两所述牵引机构（5）中的牵引绳（503），所述转力件（8）上还设有用于转动连接所述上支板（401）的连接耳（802）。

9.如权利要求8所述的一种升降式防水锤快速启闭装置，其特征在于，所述盖板（2）上还设有转向轮（803），所述转向轮（803）位于所述塞柱机构（4）远离所述转力件（8）的一侧，以用于其中一所述牵引绳（503）穿过。

10.如权利要求1所述的一种升降式防水锤快速启闭装置，其特征在于，所述上支板（401）外圆周设有多个水平延伸的支脚点（4011），且所述支脚点（4011）的延伸端朝向所述排水塞（402）的方向弯折并抵持于所述盖板（2）内表面，相邻两支脚点（4011）之间形成分流流道。