CN101978199A - 最大压力液压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压阀(1)，该液压阀包括：阀体(2)；入口嘴(3)，该入口嘴使流流入阀体(2)中并且具有基本上不变形的二维截面；和选择性通道端口(4)，该选择性通道端口使流在阀体(2)中流动并且具有在流动压力下可变宽的线性截面。阀体(2)形成有由可变形材料制成的两个片(21、22)，该两个片在从入口嘴(3)延伸到选择性通道端口(4)的相应外边缘(23、24)处被密封在一起并且围绕入口嘴(3)被密封在一起。由于选择性通道端口形成有固有的线性形状，具有两个相邻片(21、22)的结构保证了在输送压力低于预设值时使选择性通道端口(4)理想地闭合。

Description

最大压力液压阀

技术领域

本发明涉及一种最大压力液压阀，所述阀尤其用于调节在液体组分中包括固体或半固体物质的流。

最大压力液压阀是指液压阀只有在超过预设输送压力时才允许流通过。

背景技术

当前已知的是，单向液压阀(也被称为逆止阀)用于多种应用场合，其优选地允许流朝向输送方向流动但它们阻止流朝向相反的返回方向流动。明显地，单向液压阀所需要的典型技术特征是具有：甚至是在存在较高反压力的情况下，有效地阻止流朝向返回方向流动的能力；以及甚至是在存在较低流动压力的情况下，不阻碍流朝向输送方向流动的能力。

一些应用场合是尤其是必不可少的，例如在流过阀的流并非全部液体而且还包含一些固体或半固体物质的情况下。这种情况存在于民用和工业废水处理工厂。

在本文，半固体物质是指尽管不是固体而其自身不具备流动能力但是如果其与液体物质混合就可随液体物质流动的任何物质。例如，面团状物质的情况。

在这种情况下，阀必须不易于被包含在流中的固体或半固体物质堵塞或堵住。

关于这些应用，已知的是所谓的鸭嘴阀，该鸭嘴阀在圆形入口嘴和线性出口嘴之间设置有可变形的阀体，并且该鸭嘴阀具有两个相邻的边缘。在流动压力下，出口嘴(常闭)由于阀体的变形而打开，使流朝向输送方向流动。但是，在相反方向上不可能流动，这是因为出口嘴上的任何流动压力不能触发出口嘴的开启，而是使闭合变紧。

这种类型的已知阀由管状主体形成，该管状主体借助于在一侧横向挤压而永久变形，从而形成线性的出口嘴。这些阀由于它们的简单性而受到赞赏，但是，就对反压力的密封而言，甚至是在小量的反压力的情况下，它们并不完全够用。

事实上，可能的是，由于管状主体的材料的不理想变形，管状主体的变形留下很小的不完全邻近地位于两个入口嘴边缘之间的端部区域。

这种类型的其它已知阀直接根据期望的形状制成，例如通过适当的弹性体材料注塑而成。这些阀由于它们有效的操作性而受到赞赏，但它们意味着相当高的生产成本。

实际上，上述单向鸭嘴阀通常用于废水，代替必须允许流仅在高于预设输送压力下流动的是，甚至用于在允许流朝向一个方向流动而阻止流朝相反方向流动不必太严格的情况下。事实上，一方面，这些阀的形状特别适合于还包含固体或半固体物质的流，而不存在阻塞的风险，而另一方面，这些阀实际上用作最大压力阀，因为它们仅在达到预设输送压力时才打开。

发明内容

本发明所针对的技术问题是，制造一种最大压力液压阀，该阀甚至在用于废水时仍能保证安全操作，且该阀易于以低生产成本制造。

因此，本发明提出一种根据权利要求1所述的阀。优选的特征在从属权利要求中列出。

更具体地，本发明提出一种最大压力液压阀，该阀包括：阀体；入口嘴，该入口嘴使流流入阀体中，且具有基本上不变形的二维截面；和使流在主体阀中流动的选择性通道端口，该选择性通道端口具有在流动压力下可变宽的线性截面，其特征在于，阀体形成有由可变形材料制成的两个片，该两个片在选择性通道端口处彼此邻近地布置，且在它们的从入口嘴延伸到选择性通道端口的相应外边缘处被密封在一起，并围绕入口嘴被密封在一起。

具有两个相邻片的结构保证了选择性通道端口在输送压力低于预设值时的理想闭合，这是因为选择性通道端口形成有固有的线性形状。此外，制造这种阀极其容易，因为它并不需要使用用于注塑或模制操作的昂贵模具。

入口嘴可以为圆柱形或截头圆锥形的，具有朝向选择性通道端口方向变窄的截面。第二种方案决定了在同等条件下阀具有较大刚性，进而具有较高的打开压力。更确切地说，可观察到，入口嘴的上述截头圆锥形形状应用于形成阀体变形的相邻片上，以使得阀趋于本能地保持关闭位置；因此，阀还保证了在静态条件下的理想关闭，即，基本上静止的流动条件下，或者在阀的上游和下游之间基本上没有压差的条件下。

优选地，两个片在它们的相应外边缘处借助于胶粘和/或焊接和/或锁合(seaming)而被密封在一起。这些固定方法的选择应根据片自身的特性以及阀的压力阻力要求进行选择。

在工作压力特别大的情况下，阀优选地沿着密封好的外边缘包括两对彼此互锁的加固条，其中片介于加固条之间；甚至在极高的工作压力下，这些加固条以机械方式确保了沿着外边缘的密封阻力。

优选地，阀在入口嘴处包括刚性的管状插入件。这便于安装阀，这是因为管状插入件可与比如单根管一样的任何液压系统联接。

根据一个优选的实施例，阀包括刚性的管状插入件，该管状插入件具有在入口嘴处变平的大致截头圆锥形的形状，所述插入件具有周边凸缘。如此制造的插入件允许不仅能制造甚至在极高压力条件下能够进行操作的阀，而且以一种特别容易的方式将阀连接至液压回路。

优选地，两个片通过强力装配到插入件上和/或胶粘和/或焊接在入口嘴处绕着刚性的管状插入件被密封在一起。应根据片自身的材料特征以及阀的压力阻力要求来选择这些固定方法之一。

在工作压力特别高的情况下，阀优选地在入口嘴处绕着两个片包括两个互锁的加固支架；甚至在极端高的工作压力下，这些支架以机械方式确保了入口嘴处的密封阻力。

入口嘴可形成有不同的形状。根据一个实施例，其简单性是优选的，入口嘴具有圆形截面。

选择性通道端口可具有直线型或曲线型的截面。曲线型截面在工作压力极高的情况下是优选的，因为其为出口嘴本身赋予了更大刚性；该形状也在输送压力一降低到低于最小水平就确保了高的闭合能力。

优选地，阀体在选择性通道端口附近，在相对于流动的纵向或横向方向上具有曲线轮廓。在选择性通道端口附近的曲线轮廓在存在极高工作压力的情况下是优选的，因为其为选择性通道端口赋予了更大刚性。

根据一个优选的实施例，阀包括使流从阀体流出的出口嘴，其相应于选择性通道端口。以这种方式，阀呈现鸭嘴阀的形状，并且用作单向阀；实际上，阻碍从出口嘴到入口嘴的流动。

根据个不同的优选实施例，阀包括使流从阀体流出的出口嘴，该出口嘴与选择性通道端口间隔开并设有基本上不变形的二维截面，两个片也绕着出口嘴被密封在一起。以这种方式，阀具有所谓的双鸭嘴形状，并且用作双向阀，从而根据在两个方向之一的输送压力来中断或允许流动。

优选地，出口嘴具有截头圆锥形形状，在需要更大刚性时，具有朝向阀体的选择性通道端口的方向变窄的截面。

类似于入口嘴的上述描述，阀可在出口嘴处包括刚性的管状插入件，以便于安装阀。类似地，两个片可通过强力装配到插入件上和/或胶粘和/或焊接在出口嘴处绕着刚性的管状插入件被密封在一起，并且在出口嘴处绕着两个片可设置有两个互锁的加固支架。

根据一个优选的实施例，出口嘴和入口嘴具有截头圆锥形形状，具有朝向阀体的选择性通道端口的方向变窄的截面，出口嘴的锥度不同于入口嘴的锥度。该形状允许具有朝向不同流动方向的不同介入压力(也就是阀的开启)。

附图说明

本发明的其它的特征和优点将通过结合附图在其一些优选的实施例进行的下列详细说明而变得更清楚。附图中：

图1是根据本发明的阀的透视图；

图2、3、4是图1的阀沿着方向II、III和IV剖切的视图；

图5是图1的阀沿着线V-V剖切的剖视图；

图6、7是与图3的图类似的根据本发明的另一实施例的视图；

图8、9示意性地示出根据本发明的不同实施例的双向阀；

图10是根据本发明的又一实施例的阀的透视图；

图11和12是图10的阀沿着线XI和XII剖切的透视图；

图13是图10的阀的插入件的透视图；

图14、15、16是图13的插入件沿着方向XIV、XV和XVI的剖切的视图。

具体实施方式

在图1至5中，1表示根据本发明的单向液压阀，该阀允许朝向方向F的流动并且阻止朝向相反方向的流动。

阀1包括阀体2，阀体2在朝向方向F的流的入口嘴3和出口嘴4之间延伸。阀体2包括由可变形材料形成的两个片21和22，它们在出口嘴4处彼此邻近，其进而呈线性的，也就是一维的；而且，两个片21和22在阀体的在入口嘴3和出口嘴4之间延伸的外边缘23和24处被密封在一起；最后，两个片21和22围绕刚性的管状插入件31在入口嘴3处被密封在一起。管状插入件31是圆柱形的，也就是说，沿着其全部长度具有恒定的圆形截面；替代地，这种插入件可以具有截头圆锥形形状，其中锥度被导向成使得圆形截面朝向阀体2的中心变窄。

两个片21和22由具有特定阻力但可变形的弹性体材料制成。对材料的类型和厚度的选择应根据阀所要求的刚性进行选择，然后由工作压力确定。

因此，入口嘴3实际上不可变形且是永久性开放的，其具有基本上圆环形截面，而出口嘴4是可变形的且常闭，但可在朝向F方向的的流动压力超过预设值而足以使两个片21和22变宽时打开。朝向相反于F方向的反压力不能在出口嘴4处使片22和23变宽，从而无法触发出口嘴4本身的开启。因此，获得阀1的单向操作，其中出口嘴4提供用于流动的选择性通道端口。

两个片21和22沿着边缘23和24的密封是通过胶粘和/或焊接和/或锁合来实现的，这取决于形成片的材料，从而以这种方式获得阀体2的机械阻力以及密封的阻力：在为流提供最大压力的情况下，两个片不仅应该不分离而且应该不会朝向外部发生流动泄漏。为了在极高流动压力下保证最大的机械阻力和密封，设置有两对条25和26，所述两对条25和26借助于螺栓27(或其它类似的装置)而彼此互锁和扣紧，从而使得两个片21和22朝向彼此包裹和拉紧。

再者，两个片21和22之间的密封以及它们在入口嘴3处与管状插入件31的密封借助于胶粘和/或焊接和/或锁合来实现，这取决于形成片和管状插入件的材料，从而保证了阀体2的机械阻力和密封的阻力：在为流动提供的最大压力的情况下，两个片应该不仅不会彼此分开或者不会与管状插入件31分开，而且应该不会发生朝向外部的流动泄漏。为了在具有极高流动压力的应用中保证最大的机械阻力和密封，设置由两个支架35和36，支架35和36借助于螺栓31(或其它类似装置)绕着片21和22以及插入件31彼此互锁和扣紧。

入口嘴3具有圆形的二维截面，更确切的说是环形(circular)。出口嘴4具有主要在相对于流动方向F的横向方向上弯曲的曲线型的线性截面，这是由于阀体2的该截面在出口嘴4附近、在横向上弯曲。该弯曲将特定的刚性赋予给出口嘴4，确保了出口嘴4在朝向方向F的流动压力一下降到低于预定水平时就闭合。

图6示出了一种根据本发明的不同实施例的阀101。阀101类似于阀1且与后者一样都是单向阀；其与阀1的部分对应的部分由相同附图标记加上100来表示。因此，阀101包括阀体102、入口嘴103以及与选择性通道端口一致的出口嘴104。阀体102包括两个片121和122，两个片121和122沿着边缘123和124借助于加固条125和126以及螺栓127相联接。在入口嘴103处，两个支架135和136利用螺栓137绕着管状插入件131密封地扣紧片121和122。

不同于阀1的是，阀101的出口104是没有任何横向弯曲的直线型的。这导致出口嘴104相对于阀1的出口嘴4更易于变形，因此阀101更适用于相对低的工作压力以及适用于较大尺寸的固体成分的流动。

图7示出了一种根据本发明的不同实施例的阀201。阀201也类似于阀1并且与后者一样也是单向阀；其与阀1的部分对应的部分由相同附图标记加上200来表示。因此，阀201包括阀体202、入口嘴203以及与选择性通道端口一致的出口嘴204；阀体202包括两个片221和222，两个片221和222沿着边缘223和224借助于加固条225和226以及螺栓227联接；在入口嘴203处，两个支架235和236利用螺栓237绕着管状插入件231密封地扣紧片221和222。

不同于阀1但类似于阀101的是，阀201的出口嘴204是没有任何横向弯曲的直线型的。然而，不同于阀101的是，阀体202在出口嘴204附近沿纵向弯曲。这导致出口嘴204相对于阀1的出口嘴4更易于变形，但不如阀101的出口嘴104易于变形，从而阀201更适合于中等工作压力。

图8示出了一种根据本发明的不同实施例的阀301。与阀1、101和201相反的是，阀301是双向的。

因此，阀301包括阀体302、入口嘴303、出口304和选择性通道端口305；阀体302包括沿着边缘323和324联接的两个片321和322。入口嘴303和出口嘴都是截头圆锥形的。

如上所述，阀301是双向的，也就是说，选择性通道端口305能够在输送压力(朝向方向F或相反方向)达到预设的介入压力时打开。

图9示出了类似于阀301的双向阀401，该双向阀401设置有阀体402、入口嘴403、出口嘴404和选择性通道端口405；阀体402包括沿着边缘423和424联接的两个片421和422。入口嘴403和出口嘴都是截头圆锥形的；出口嘴404具有比入口嘴403小的锥度(也就是说，具有相对于方向F以较小的角度倾斜的壁)。

类似于阀301的阀401是双向的，也就是说，选择性通道端口405能在输送压力达到预设的介入压力时打开。由于不同的锥度，朝向方向F的介入压力可与朝向相反方向的介入压力不同。

可根据本发明的阀形成其它变型；例如，预成形的片可用于形成一种阀，其中在靠近出口嘴处具有在横向上和在纵向上的双弯曲。由此形成的阀设置有极其刚性的出口嘴，适于应用于极高压力的应用场合。而且，设置有弯曲的阀还可设有用于入口嘴的截头圆锥形的圆柱形插入件。

图8-14涉及本发明的其它实施例，示出了根据本发明的不同实施例的阀501。阀501类似于阀1并且正如后者一样是单向阀；其与阀1的部分对应的部分由相同附图标记加上500来表示。因此，阀501包括阀体502、入口嘴503和与选择性通道端口一致的出口嘴504。阀体502包括两个片521和522，两个片521和522沿着边缘523和524联接，并在入口嘴503处绕着刚性的管状插入件531被密封在一起。

相似于201，阀501的出口嘴504是直线型的，没有任何横向弯曲。然而，阀体502在靠近出口嘴504处沿纵向弯曲。

不同于阀1的是，管状插入件531具有在与方向F正交的横向方向上扁平的大致截头圆锥形的形状，介于两个片521和522之间。因此，插入件531具有薄薄地形成的两个侧边缘541和542，它们在两个片521和522之间接合。而且，插入件531具有周边凸缘544，两个片521和522在该凸缘544上邻接。凸缘544可根据需要、根据阀501的预定用途而很容易地成形，从而便于阀501的液压连接。

可观察到的是，尽管可易于提供不同的形状，管状插入件531具有内部圆形的圆柱形通道545。

在前面所述的全部实施例中，其中入口嘴(或在双向阀的情况下，还有出口嘴)为截头圆锥形的，阀的刚性以及从而其承受高工作压力的性能相对于锥度角(即由锥形表面的母点和流动方向F形成角度)的增大而按比例增大。可看出的是，在低工作压力下，小角度的锥度充分大以便为阀提供所要求的刚性。此外，20-40度的锥度为阀提供了甚至适于在非常高的压力下工作的刚性。可在极高的工作压力的情况下提供较大的锥度。

尤其是，已经注意到，截头圆锥形的形状(如在阀301和401中的圆环或者如在阀501中的更扁平的形状)提供了形成具有变形的阀体的相邻片，以便阀本能地趋于保持关闭状态。锥度越大，保持关闭状态的倾向越大，从而抗衡上游出现的甚至较高压力。该特征在下述情况下特别重要，例如在使用该阀的设备上的操作处于静止状态，其中流是基本上静止的；在这种情况下，阀保证了闭合阻力。类似的甚至更重要的是，当在上游处于甚至足够大的压力下必须保持闭合时，该特征很重要；当已知的鸭嘴阀在该条件下通常并不够用，因为它们趋于易于打开，但是根据本发明的具有圆锥形入口嘴的阀是完全适用的；在这种情况下，所选择的锥度相应于阀在打开之前需要克服的压力而变得较大。

Claims (18)

1.一种最大压力液压阀，该阀包括：阀体(2；102；202；302；402；502)，入口嘴(3；103；203；303；403；503)，所述入口嘴使流流入阀体(2；102；202；302；402；502)中并且具有基本上不变形的二维截面；和选择性通道端口(4；104；204；305；405；504)，所述选择性通道端口使流在阀体(2；102；202；302；402；502)中流动并且具有在流动压力下能变宽的线性截面，其特征在于，阀体(2；102；202；302；402；502)形成有由可变形材料制成的两个片(21、22；121、122；221、222；321、322；421、422；521、522)，所述两个片在选择性通道端口(4；104；204；305；405；504)处彼此靠近，并且在由入口嘴(3；103；203；303；403；503)延伸到选择性通道端口(4；104；204；305；405；504)的相应外边缘(23、24；123、124；223、224；323、324；423、424；523、524)处被密封在一起，并且围绕入口嘴(3；103；203；303；403；503)被密封在一起。

2.如权利要求1所述的阀，其特征在于，入口嘴(3；103；203)是圆柱形的。

3.如权利要求1所述的阀，其特征在于，入口嘴(303；403；503)是截头圆锥形的，具有朝向选择性通道端口(305；405；504)变窄的截面。

4.如权利要求1所述的阀，其特征在于，两个片(21、22；121、122；221、222；321、322；421、422；521、522)借助于胶粘和/或焊接和/或锁合在它们的相应外边缘(23、24；123、124；223、224；323、324；423、424；523、524)处被密封在一起。

5.如权利要求4所述的阀，所述阀沿着密封好的外边缘(23、24；123、124；223、224)包括两对互锁的加固条(25、26；125、126；225、226)，其中片(21、22；121、122；221、222)介于所述加固条之间。

6.如权利要求1所述的阀，所述阀在入口嘴(3；103；203)处包括刚性的管状插入件(31；131；231)。

7.如权利要求3所述的阀，所述阀在入口嘴(503)处包括呈大致截头圆锥形的扁平形状的、刚性的管状插入件(531)，所述插入件(531)设有周边凸缘(544)。

8.如权利要求6所述的阀，其特征在于，两个片(21、22；121、122；221、222)在入口嘴(3；103；203)处围绕刚性的管状插入件(31；131；231)通过压力配合到插入件上和/或胶粘和/或焊接而被密封在一起。

9.如权利要求8所述的阀，所述阀在入口嘴(3；103；203)处围绕着两个片(21、22；121、122；221、222)包括两个互锁的加固支架(35、36；135、136；235、236)。

10.如权利要求1所述的阀，其特征在于，选择性通道端口(104；204；305；405；504)具有直线型的截面。

11.如权利要求1所述的阀，其特征在于，选择性通道端口(4)具有曲线型的线性截面。

12.如权利要求1所述的阀，其特征在于，阀体(2；202；502)在选择性通道端口(4；204；504)附近具有曲线轮廓。

13.如权利要求1所述的阀，其特征在于，阀体(202)在选择性通道端口(204；504)附近、在相对于流动的纵向方向上具有曲线轮廓。

14.如权利要求1所述的阀，其特征在于，阀体(2)在选择性通道端口(4)附近、在相对于流动的横向方向上具有曲线轮廓。

15.如权利要求1-14中任一项所述的阀，所述阀包括出口嘴(4；104；204；504)，所述出口嘴使流从阀体(2；102；202；502)流出，所述出口嘴与选择性通道端口一致。

16.如权利要求1-14中任一项所述的阀，所述阀包括出口嘴(304；404)，所述出口嘴使流从阀体(302；402)流出，所述出口嘴与选择性通道端口(305；405)间隔开并且设置有基本上不变形的二维截面，两个片(321，322；421，422)也围绕出口嘴(304；404)被密封在一起。

17.如权利要求16所述的阀，其特征在于，出口嘴(304；404)是截头圆锥形的，具有朝向阀体(302；402)的选择性通道端口(305；405)变窄的截面。

18.如权利要求16所述的阀，其特征在于，出口嘴(404)和入口嘴(403)是截头圆锥形的，具有朝向阀体(402)的选择性通道端口(405)变窄的截面，出口嘴(404)的锥度与入口嘴(403)的锥度不同。

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