CN101907189A - 弹簧直接驱动减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹簧直接驱动减压阀，包括阀体、阀盖、阀座、阀芯、阀盘，阀芯与阀座之间设有压力平衡空间，压力平衡空间与阀座的外部空间连通；压力平衡空间将入口压力传递至阀芯；阀芯内设置有弹簧，弹簧的顶部通过弹簧压盖与调节螺栓连接。本发明将作用于阀盘顶部的入口压力通过阀芯与阀座之间的压力平衡空间进行平衡，能够增加阀门的流通能力。本发明取消了传统的直接驱动式减压阀专门设置的出口压力反馈元件，而改用作关闭件的阀盘为出口压力的反馈元件，简化了阀门结构。本发明采用内置弹簧，充分利用了对阀门的流通能力影响较小的阀座喷口中部空间，缩小了阀门的结构尺寸。

Description

弹簧直接驱动减压阀

技术领域

本发明涉及一种减压阀，具体涉及一种弹簧直接驱动减压阀。

背景技术

目前常用的减压阀，先导式减压阀用于降低阀门的入口压力，并使出口压力达到一个稳定值，这种阀门流通能力较大，但易引起阀门出口压力的波动，有时还会引起管道的振动；比例式减压阀为定比减压阀，出口压力不可调，适用性不强；弹簧直接驱动减压阀虽然不会引起阀门出口压力的波动，但这种阀门的缺点是体积过大，在楼宇安装空间较小的情况下限制了其使用，并且其流通能力也不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种弹簧直接驱动减压阀，它可以在减少阀门尺寸的基础上增加阀门的流通能力。

为解决上述技术问题，本发明弹簧直接驱动减压阀的技术解决方案为：

包括阀体、阀盖、阀座、阀芯、阀盘，阀盖覆盖于阀体组成阀腔，阀腔内设有阀座，阀座顶部与阀盖固定连接，阀座内设有阀芯，阀芯伸出阀座的下部固定设置有阀盘；阀芯与阀座之间设有压力平衡空间，压力平衡空间与阀座的外部空间连通；压力平衡空间将入口压力传递至阀芯，阀芯所受的压力平衡空间内的流体压力产生的向上的作用力与阀盘顶部所受入口流体产生的向下的作用力基本相等，二者之间相差不大于25％；阀芯内设置有弹簧，弹簧的顶部通过弹簧压盖与调节螺栓连接。

所述阀芯上部设有活塞，活塞设置于阀座形成的活塞腔内，阀芯及活塞底部与阀座内腔形成压力平衡空间，阀座壁内设有一条或数条用于连通压力平衡空间与外部空间的导压孔；活塞底部的受力面积与阀盘顶部的受力面积相差不大于25％。

所述阀盘顶部设有橡胶垫。

所述调节螺栓设有自锁螺母。

所述阀芯与阀座之间设置有用于隔开压力平衡空间与入口压力的密封装置。

所述阀座外设有过滤网。

所述活塞设置于活塞腔内，活塞腔设置于阀座内部。

所述调节螺栓为明杆式或暗杆式。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明将作用于阀盘顶部的入口压力通过阀芯与阀座之间的压力平衡空间进行平衡，阀门打开后，即使造成阀盘顶部的压力急剧减小，压力平衡空间将阀盘顶部处的入口压力传递至阀芯，阀芯所受的压力平衡空间内的流体压力产生的向上的作用力与阀盘顶部所受入口流体产生的向下的作用力仍然基本相等，使阀门的开度不受阀盘顶部压力急剧减小的影响，从而能够增加阀门的流通能力。

本发明取消了传统的直接驱动式减压阀专门设置的出口压力反馈元件(膜片或活塞组件)，而改用作关闭件的阀盘为出口压力的反馈元件，简化了阀门结构。

本发明采用内置弹簧，充分利用了对阀门的流通能力影响较小的阀座喷口中部空间，缩小了阀门的结构尺寸。

本发明克服了传统直接驱动式减压阀流量小，体积大等缺陷。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明弹簧直接驱动减压阀的结构示意图；

图2是本发明的受力分析图。

图中附图标记说明：

1为阀体，      2为阀座、活塞腔，    3为阀盖，

4为弹簧，      5为弹簧压盖，        6为调节螺栓，

7为垫圈，      10为阀盘，           11为阀芯，

12为螺栓，     13为自锁螺母，       8、15、16、18为密封圈，

111为活塞，    A为压力平衡空间，    21导压孔，

14为过滤网。

具体实施方式

如图1所示，本发明弹簧直接驱动减压阀，包括阀体1、阀盖3、阀座2、阀盘(活门)10、阀芯11、弹簧4、弹簧压盖5、调节螺栓6；

阀盖3覆盖于阀体1组成阀腔，阀腔内设有阀座2，阀座2顶部与阀盖3固定连接。阀座2内设有阀芯11，阀芯11伸出阀座2的下部固定设置有阀盘10。阀座2处于阀腔上游，阀盘10处于阀腔下游。阀芯11上部设有活塞111，活塞111设置于阀座2形成的活塞腔内，阀芯11能够以活塞方式在阀座2所形成的活塞腔内上下运动。当阀芯11带动阀盘10向上运动，阀盘10逐渐接近阀座2底部，阀门开度减小直至关闭；当阀芯11带动阀盘10向下运动，阀盘10与阀座2的底部逐渐分离，阀门开度增大直至打开。

阀盘10顶部硫化有橡胶垫。

阀芯11内设置有弹簧4，弹簧4的底端固定设置于阀芯11的底部；弹簧4的顶端容置于阀盖3内，弹簧4的顶部连接弹簧压盖5，弹簧压盖5连接调节螺栓6。调节螺栓6通过螺纹与阀盖3连接，调节螺栓6伸出阀盖3的部位设有自锁螺母13。自锁螺母13能够防止调节螺栓6与阀盖3之间发生松动，保持阀门出口压力的设定值。

阀盖3与阀体1之间通过螺栓12、垫圈7固定连接。

阀芯11及活塞111底部与阀座2内腔形成压力平衡空间A，活塞111底部的受力面积与阀盘10顶部的受力面积基本相等，二者之间的差值不大于25％。

阀芯11与阀座2之间设置有密封装置，本实施例设有密封圈18。密封圈18使压力平衡空间A与入口压力隔开(泄漏是允许的)。

阀座2壁内设有一条或数条导压孔21，导压孔21的一端通向压力平衡空间A，另一端通向阀座2的外部空间。导压孔21使压力平衡空间A与阀盘10上部的喷口区域连通，以保证阀门在任何开度下作用在阀盘10顶部的流体的入口压力P1与压力平衡空间A内的流体作用于阀芯11上活塞111底部的压力P3基本相等。

阀体1与阀座2之间设有密封圈8。

阀芯11的活塞111与阀座2之间设有密封圈15、16。阀芯11容置弹簧4的空间与阀腔内的流体介质隔开，即阀芯11将弹簧4与阀腔内的流体介质隔开，并由密封圈15、16密封，使弹簧4不受阀门内流体介质的影响。

阀盘10与阀芯11之间为螺纹连接，阀盘10也可通过螺钉或螺栓固定于阀芯11上。

阀座2外可以设有过滤网14。

开启阀门时，对调节螺栓6进行调节，调节螺栓6通过弹簧压盖5使弹簧4被压缩，弹簧4将其弹力传递至阀芯11及阀盘10，阀盘10同时受到阀门出口压力的作用，当阀盘10所受的向下的弹簧弹力大于向上的流体压力时，阀芯11带动阀盘10向下运动，使阀盘10与阀座2分离，阀门的开度逐渐增大至全开。

关闭阀门时，逐步松开弹簧4，减小弹簧4的弹力，使阀盘10所受的向上的流体压力大于向下的弹簧弹力，阀芯11带动阀盘10向上运动，阀盘10逐渐接近阀座2，阀门的开度逐渐减小至全关，此时阀座2与阀盘10之间通过阀盘10顶部的橡胶垫进行密封。

正常工作时，阀门处于常开状态，通过阀门顶部的调节螺栓6压紧或放松弹簧4，可以调整阀门的出口压力，使阀门的出口压力值达到所需要的设定值，此时流体介质流过阀座2及阀盘10，阀盘10所受向下的弹簧弹力与向上的流体压力大小相等，阀盘10处于平衡状态。发生异常时，如阀门的出口压力升高(大于设定的出口压力值)，阀盘10所受向上的流体压力大于向下的弹簧弹力，阀盘10的平衡状态被破坏，阀盘10向上运动，直至阀盘10接触阀座2，使阀门关闭，流体介质被切断，达到密封效果。反之，当阀门的出口压力降低(小于设定的出口压力值)，阀盘10向下运动，阀门的开度增加，使阀门的出口压力回升。

如图2所示，阀门正常工作时的受力平衡公式为：

P2×S2+P3×S3＝P1×S1+Fs    (1)

P1：阀盘10顶部所受上游的入口压力；

P2：阀盘10底部所受下游的出口压力(即阀门的出口压力)；

P3：压力平衡空间A内的流体作用于阀芯11上的压力；

S1：阀盘10顶部上游侧受力的有效面积；

S2：阀盘10底部下游侧受力的有效面积；

S3：阀芯11上活塞111受力的有效面积；

Fs：弹簧4的弹力。

S1≈S3        (2)

P1≈P3        (3)

将(2)、(3)代入(1)，则公式(1)变为：

P2＝Fs/S2    (4)

从公式(4)可以看出，阀门的出口压力P2只取决于弹簧4的弹力，因此通过调节阀门顶部的调节螺栓6，调节弹簧4的弹力，就可以调整阀门的出口压力。

本发明将作用于阀盘10顶部的入口压力通过阀芯11的活塞111底部进行平衡，当阀门打开时，阀盘10顶部的压力，由于靠近喷口，会急剧降低，原平衡被打破，阀盘10向关闭方向运动，流通能力减弱，但由于导压孔21将压力平衡空间A与阀盘10顶部区域连通，两区域压力基本相等，平衡又被恢复，阀盘10又向打开方向运动，使阀门的流通能力不受阀盘顶部压力变化的影响，故阀门的流通能力更好。

本发明的弹簧4内置在阀芯11内，能够减小阀门的高度。

本发明的阀盘10同时作为出口压力感应元件，用于感测出口压力，从而取消了传统的用于感应出口压力的膜片，简化了阀门的结构。

本发明的阀座2同时起到活塞腔的作用；也可在阀座2内部设置专门的活塞腔。

调节螺栓6可以设置为明杆式，压紧或放松调节螺栓6时，调节螺栓6的螺栓杆作轴向运动；也可以设置为暗杆式，压紧或放松调节螺栓6时，调节螺栓6的螺栓杆不作轴向运动。

本发明的阀座2、阀芯11、阀盘10及相应的密封圈组成阀芯组件，维修时可整体取出，增加了维护和维修的便利性。

本发明可以增加其它附属零件，以增加阀门的抗气蚀性性能，延长阀门的使用寿命。

Claims (9)

1.一种弹簧直接驱动减压阀，包括阀体(1)、阀盖(3)、阀座(2)、阀芯(11)、阀盘(10)，阀盖(3)覆盖于阀体(1)组成阀腔，阀腔内设有阀座(2)，阀座(2)顶部与阀盖(3)固定连接，阀座(2)内设有阀芯(11)，阀芯(11)伸出阀座(2)的下部固定设置有阀盘(10)；其特征在于：

阀芯(11)与阀座(2)之间设有压力平衡空间(A)，压力平衡空间(A)与阀座(2)的外部空间连通；压力平衡空间(A)将入口压力传递至阀芯(11)；

阀芯(11)内设置有弹簧(4)，弹簧(4)的顶部通过弹簧压盖(5)与调节螺栓(6)连接。

2.根据权利要求1所述的弹簧直接驱动减压阀，其特征在于：所述阀芯(11)上部设有活塞(111)，活塞(111)设置于阀座(2)形成的活塞腔内，阀芯(11)及活塞(111)底部与阀座(2)内腔形成所述压力平衡空间(A)，阀座(2)壁内设有一条或数条用于连通压力平衡空间(A)与外部空间的导压孔(21)；活塞(111)底部的受力面积与阀盘(10)顶部的受力面积相差不大于25％。

3.根据权利要求1所述的弹簧直接驱动减压阀，其特征在于：所述阀盘(10)顶部设有橡胶垫。

4.根据权利要求1所述的弹簧直接驱动减压阀，其特征在于：所述调节螺栓(6)设有自锁螺母(13)。

5.根据权利要求1所述的弹簧直接驱动减压阀，其特征在于：所述阀芯(11)与阀座(2)之间设置有用于隔开压力平衡空间(A)与入口压力的密封装置。

6.根据权利要求1所述的弹簧直接驱动减压阀，其特征在于：所述阀座(2)外设有过滤网(14)。

7.根据权利要求2所述的弹簧直接驱动减压阀，其特征在于：所述活塞(111)设置于活塞腔内，活塞腔设置于阀座(2)内部。

8.根据权利要求1所述的弹簧直接驱动减压阀，其特征在于：所述调节螺栓(6)为明杆式或暗杆式。

9.根据权利要求1所述的弹簧直接驱动减压阀，其特征在于：所述阀芯(11)将弹簧(4)与阀腔内的流体介质隔开。

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