CN103470828A - 膜片及使用该膜片的膜片密封式安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膜片及使用该膜片的膜片密封式安全阀，膜片的基体上于腹部位置处一体设置有用于与阀口的边沿密封配合而封上阀口的密封凸起，所述密封凸起凸设在腹部的一侧侧面上。该密封凸起能够控制的阀口的开关，以使得在工作过程中，用于控制阀口开关的部分是膜片自身的一部分，从而省去了现有技术中阀芯和膜片之间动作和作用力传递的过程，提高了膜片动作的灵敏度，而且因为作为膜片一部分的密封凸起和膜片的基体始终可靠的连接在一起，因而与现有技术相比，该密封凸起能够在稳定可靠的控制阀口的开关，并省去了相应的阀芯，节省了成本。

Description

膜片及使用该膜片的膜片密封式安全阀

技术领域

本发明涉及一种膜片及使用该膜片的膜片密封安全阀。

背景技术

阀门的泄露方式分为内密封泄露和外密封泄露，而在一些有毒、易燃、渗透性强、污染环境、带放射性的流体介质管路中，阀门的外密封性能显得尤为重要。安全阀作为流体介质管路系统的安全保护装置，在工作过程中，安全阀需能够适时的开启和关闭，以对保证整个流体介质管路系统中压力的稳定。尤其在低压下，对安全阀的反应灵敏度的要求更高。

申请号为03262856的中国专利公开了一种膜片式高温高压灭菌器安全阀，该安全阀包括带有阀腔的阀体及其内装配的膜片、弹簧，膜片将阀腔分隔成上下间隔的控制腔和工作腔，弹簧装配在控制腔内、并向膜片的中心部位施加向下的压动力，工作腔的下侧腔壁上设有用于被膜片中心部位固定的阀芯封上的阀座，工作腔被阀座分为处于阀座内的流出通道和处于阀座外围的环形的流入通道，其中流出通道所对应的膜片下侧面面积远远大于流出通道所对应的阀芯下端面的面积，以使流体介质在进入工作腔后，膜片下侧面上的受力面积较大，而使得阀芯能够在膜片带动下开启流出通道。但是在安全阀开关过程中，膜片需要牵引阀芯来封上或让开阀口，从而增大了整个安全阀中阀口控制部件（包括阀芯和膜片的相应部分）的重量和体积，而且膜片和阀芯之间的连接结构出现锈蚀或松动的情况时，安全阀的开关动作很容易受到影响，以致整个安全阀的灵敏度和使用可靠性降低。同时因流出通道在处于关闭状态时，膜片处于自由状态，并在弹簧的压动力作用下降阀芯压紧在阀座上，所以在流出通道开启的过程中，流体介质作用在膜片下侧面上的作用力不但需要克服弹簧向下的压动力，而且需要克服膜片弹性张开后向下的收缩张力，以使流体介质在流体通道开启过程中所受到的压力为弹簧的压动力和膜片的收缩张力之和，且随着流体通道的开度不断增大，流体介质所受到的压力也会逐渐增大，从而造成了安全阀开启所需的流体介质压力大，启闭压差大的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种灵敏可靠的封上或让开阀口的膜片，同时还提供了一种使用该膜片的膜片密封式安全阀。

为了实现以上目的，本发明的膜片的技术方案如下：

一种膜片，包括可弹性涨缩变形的片状的基体，所述基体具有用于固定在阀体内的边缘部分和用于朝向阀口设置的腹部，所述基体上于腹部位置处一体设置有用于与阀口的边沿密封配合而封上阀口的密封凸起，所述密封凸起凸设在腹部的一侧侧面上。

所述密封凸起为柱状或套状或球状或锥状的凸起。

所述基体内埋设有条状或片状的加强夹层。

所述基体的边缘部分和腹部之间通过朝背离密封凸起的一侧弯折或弯曲的环形褶皱过渡连接，所述环形褶皱的朝向密封凹槽的一侧设有内凹的变形空间。

所述基体上于背向密封凸起的一侧固定有从腹部露出的嵌件，嵌件的露出部分上设有用于与弹簧座或弹簧连接的连接结构。

本发明的膜片密封式安全阀的技术方案如下：

一种膜片密封式安全阀，包括内设阀腔的阀体及其内装配的膜片，所述阀腔被膜片分隔为间隔分布的工作腔和控制腔，所述工作腔的与膜片相对的一侧腔壁上开设有用于连通流入通道和流出通道的阀口，所述膜片包括可弹性涨缩变形的片状的基体，所述基体具有用于固定在阀体内的边缘部分和用于朝向阀口设置的腹部，所述基体上于腹部位置处一体设置有用于与阀口的边沿密封配合而封上阀口的密封凸起，所述密封凸起凸设在腹部的一侧侧面上。

所述基体的边缘部分和腹部之间通过朝背离密封凸起的一侧弯折或弯曲的环形褶皱过渡连接，所述环形褶皱的朝向密封凹槽的一侧设有内凹的变形空间。

所述基体上于背向密封凸起的一侧固定有从腹部露出的嵌件，嵌件的露出部分上设有用于与弹簧座或弹簧连接的连接结构。

所述控制腔内装配有用于向膜片施加朝向阀口弹性变形的压动力的弹簧，膜片在弹簧的压动行程上具有封上所述阀口的关闭位和让开所述阀口的开启位，所述膜片的密封凸起上具有在开启位时被弹簧的压动力压迫而朝向阀口弹性涨开突起、在关闭位时在在流体介质的压力作用下克服弹簧的压动力而背向阀口弹性收缩回复自由状态的弹性的封堵面。

所述弹簧和膜片之间夹设有被弹簧压紧在膜片上的弹簧座，弹簧座的朝向膜片的一侧凸设有端部呈球冠状的压紧球头，所述连接结构为开设在嵌件的露出部分上的落球槽。

本发明的膜片的基体的腹部上一体凸设有密封凸起，该密封凸起能够控制的阀口的开关，以使得在工作过程中，用于控制阀口开关的部分是膜片自身的一部分，从而省去了现有技术中阀芯和膜片之间动作和作用力传递的过程，提高了膜片动作的灵敏度，而且因为作为膜片一部分的密封凸起和膜片的基体始终可靠的连接在一起，因而与现有技术相比，该密封凸起能够在稳定可靠的控制阀口的开关，并省去了相应的阀芯，节省了成本。

进一步的，膜片的密封凸起上具有在开启位时被弹簧的压动力压迫而朝向阀口弹性涨开突起、在关闭位时在在流体介质的压力作用下克服弹簧的压动力而背向阀口弹性收缩回复自由状态的弹性的封堵面。在过程中，膜片处于关闭位时，膜片上的密封凸起因弹性涨开突起而具有向背离阀口的方向运动的趋势，即膜片向弹簧施加与压动力反向的作用力，以适当阀口打开所需的流体介质的临界压力等于弹簧的压动力和膜片的作用力之差，从而减少了阀口打开所需的流体介质的压力，降低了安全阀启闭压差，提高了安全阀的灵敏度。

附图说明

图1是本发明的实施例中膜片密封式安全阀的结构示意图；

图2是图1中膜片的结构示意图。

具体实施方式

本发明的膜片密封式安全阀的实施例：如图1和图2所示，该膜片密封式安全阀包括阀座2、阀套5、阀盖8、膜片1、下弹簧座11、弹簧6、上弹簧座7、调节螺栓9、锁紧螺母10。阀座2的顶部开设有上大下小的台阶孔，且台阶孔的大端为螺纹孔段，阀套5的底端同轴螺纹连接在该螺纹孔段内，阀盖8同轴螺纹连接在阀套5顶部的外周上，以通过阀座2、阀套5和阀盖8可拆固连成上下延伸的内设阀腔的阀体。膜片1被阀套5压紧固定在阀座2的台阶孔的台阶面上，膜片1的边缘部分被阀套5固定在阀座2上，但膜片1的腹部朝向阀口、并将阀腔分隔为靠上的控制腔12和靠下的工作腔13。工作腔13的下侧腔壁上开设有处于中心部位的阀口和偏置于阀口左侧的流入通道，并在工作腔13的下侧腔壁内开设有通过阀口与工作腔13连通的流出通道，而阀口的边沿上凸设有一圈环形的阀口凸沿。控制腔12中从下向上依次装配有下弹簧座11、弹簧6和上弹簧座7，上弹簧座7的上端面上开设有上端开口、下端封闭的插孔，调节螺栓9的底端活动插装在该插孔中，调节螺栓9的顶部从阀盖8的顶部开设螺纹孔中旋出，旋出部分的外周上旋设有将调节螺栓9锁紧在阀盖8上的锁紧螺母10；弹簧6的上、下两端分别弹性压紧在上、下弹簧座11上；下弹簧座11的顶部开设有供弹簧6下端装入的上端开口、下端封闭的装配孔，下弹簧座11的外周面和阀套5的外周面上下导向配合，下弹簧座11的底部中心位置处向下凸设有端部呈球冠状的压紧球头，该压紧球头顶压在膜片1的上端。膜片1由橡胶制成的基体14、基体14中埋设的芳纶布制的夹层15和膜片1上固定的嵌件16构成，膜片1的腹部设有与阀口凸沿配合以封上阀口的密封凸起17，密封凸起17的下侧面为封堵面，在密封凸起17和膜片1边缘部分之间是一圈环形褶皱，该环形褶皱朝上突起，以使密封凸起17和膜片1边缘部分通过该环形褶皱过渡连接；嵌件16的下端通过外周上凸设的环形凸肩埋设固定在膜片1内，嵌件16的上端从膜片1的上端露出，露出部分的断面上开设有半球状的落球槽18，下弹簧座11上的压紧球头就活动插装在该落球槽18内。

本实施例的膜片1密封式安全阀在使用过程中，膜片1由弹簧6通过下弹簧座11加载于阀座2上，此时，膜片1有少许的弹性涨开突起变形，但在环形褶皱的过渡缓冲下，膜片1弹性涨开的拉伸力可以忽略不计，随着系统或设备中流体介质压力的变化，由弹簧6预紧力和流体介质压力之间所构成的作用在阀座2上的密封力也随之而变化，当密封力变为零时，膜片1将趋于让开阀口的开启状态；当流体介质压力超过弹簧6预紧力时，膜片1恢复自由状态，同时膜片1被流体介质顶压至开启高度，则流出通道和流入通道通过工作腔13和阀口连通，以泄放多余的流体介质；当介质压力低于弹簧6预紧力之后，则膜片1被弹簧6向下压动而通过向下弹性涨开突起变形密封装配在阀口凸沿上，封上阀口，停止泄放介质。

在阀套5的下端一体设置有处于控制腔12内的隔板4，隔板4的中心部位开设有供嵌件16上下导向穿过的导向孔，并在隔板4的下端面上开设有与环形褶皱相对分布的环形凹槽。密封圈的边缘和阀套5的下端面之间夹设有环形的密封圈。

本实施例中阀腔被膜片1分隔成上下间隔分布的工作腔13和控制腔12，并通过密封圈来加强密封效果，而有效的防止了流体介质从工作腔13进入工作腔13腐蚀弹簧6的问题，使得安全阀使用更加可靠。膜片1的下侧面上具有由边缘的内周边和封堵面的外周边所围成的受力面，受力面的面积大于封堵面的面积，即流体介质在进入工作腔13后作用在膜片1的受力面上的作用力大于流出通道内流体介质作用在膜片1的封堵面上的作用力，有效的减少了流出通道内流体介质压力变化对开启压力的影响。膜片1在处于自由状态时，膜片1和阀口凸沿之间存在一定的间隙，以使膜片1在被弹簧6压动而对阀口进行密封，以使流体介质在将很小的压力作用在膜片1上以后，流体介质的压力和膜片1的节流部分上的收缩力同时向上作用而克服弹簧6向下的压动力，保证安全阀开启灵敏，启闭压差最小。为实现膜片1具有一定的行程，在膜片1行程位置设计一环形褶皱，增大膜片1的有效行程。膜片1密封处于金属活门硫化成型，使膜片1具有一定的支撑，弹簧6通过下弹簧座11压紧金属的嵌件16实现密封，而不直接作用于膜片1的基体14上，有效的提高了膜片1的使用寿命。

在上述实施例中，下弹簧座通过压紧球头和膜片上的嵌件配合，以保证弹簧通过下弹簧座所施加在膜片上的压动力始终向下，减少因膜片上受力面的各个部分受力不均所引起的下上弹簧座卡滞现象，在其他实施例中，弹簧的下端也可以直接顶压在膜片的基体上侧面上，对应的可去除下弹簧座和对应的嵌件。

在上述实施例中，膜片上的受力面的面积大于封堵面的面积，以减少流出通道内流体介质的压力对膜片启闭的影响，在其他实施例中，受力面的面积也可以等于或小于封堵面的面积。

在上述实施例中，膜片的节流部分通过环形褶皱与膜片边缘过渡连接，在其他实施例中，膜片的节流部分也可以通过环形的平面型片体与膜片边缘过渡连接。

在上述实施例中，密封凸起是柱状的凸起，在其他实施例中，密封凸起也可以是套状或球状或锥状等其他形状的凸起。

本发明的膜片的实施例，该膜片的结构与上述实施例中膜片的结构相同，因此不再赘述。

Claims (10)

1.一种膜片，包括可弹性涨缩变形的片状的基体，所述基体具有用于固定在阀体内的边缘部分和用于朝向阀口设置的腹部，其特征在于，所述基体上于腹部位置处一体设置有用于与阀口的边沿密封配合而封上阀口的密封凸起，所述密封凸起凸设在腹部的一侧侧面上。

2.根据权利要求1所述的膜片，其特征在于，所述密封凸起为柱状或套状或球状或锥状的凸起。

3.根据权利要求1所述的膜片，其特征在于，所述基体内埋设有条状或片状的加强夹层。

4.根据权利要求1或2或3所述的膜片，其特征在于，所述基体的边缘部分和腹部之间通过朝背离密封凸起的一侧弯折或弯曲的环形褶皱过渡连接，所述环形褶皱的朝向密封凹槽的一侧设有内凹的变形空间。

5.根据权利要求1或2或3所述的膜片，其特征在于，所述基体上于背向密封凸起的一侧固定有从腹部露出的嵌件，嵌件的露出部分上设有用于与弹簧座或弹簧连接的连接结构。

6.一种膜片密封式安全阀，包括内设阀腔的阀体及其内装配的膜片，所述阀腔被膜片分隔为间隔分布的工作腔和控制腔，所述工作腔的与膜片相对的一侧腔壁上开设有用于连通流入通道和流出通道的阀口，所述膜片包括可弹性涨缩变形的片状的基体，所述基体具有用于固定在阀体内的边缘部分和用于朝向阀口设置的腹部，其特征在于，所述基体上于腹部位置处一体设置有用于与阀口的边沿密封配合而封上阀口的密封凸起，所述密封凸起凸设在腹部的一侧侧面上。

7.根据权利要求6所述的膜片密封式安全阀，其特征在于，所述基体的边缘部分和腹部之间通过朝背离密封凸起的一侧弯折或弯曲的环形褶皱过渡连接，所述环形褶皱的朝向密封凹槽的一侧设有内凹的变形空间。

8.根据权利要求6或7所述的膜片密封式安全阀，其特征在于，所述基体上于背向密封凸起的一侧固定有从腹部露出的嵌件，嵌件的露出部分上设有用于与弹簧座或弹簧连接的连接结构。

9.根据权利要求8所述的膜片密封式安全阀，其特征在于，所述控制腔内装配有用于向膜片施加朝向阀口弹性变形的压动力的弹簧，膜片在弹簧的压动行程上具有封上所述阀口的关闭位和让开所述阀口的开启位，所述膜片的密封凸起上具有在开启位时被弹簧的压动力压迫而朝向阀口弹性涨开突起、在关闭位时在在流体介质的压力作用下克服弹簧的压动力而背向阀口弹性收缩回复自由状态的弹性的封堵面。

10.根据权利要求9所述的膜片密封式安全阀，其特征在于，所述弹簧和膜片之间夹设有被弹簧压紧在膜片上的弹簧座，弹簧座的朝向膜片的一侧凸设有端部呈球冠状的压紧球头，所述连接结构为开设在嵌件的露出部分上的落球槽。

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