CN103574079B - 抗出口压力波动干扰的自动阀门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗出口压力波动干扰的自动阀门，包括阀体、阀盖、阀瓣、阀杆、弹簧和导向套，所述的阀瓣的下端部侧壁与导向套的下端内壁之间设置有与导向套腔开口相通的第一通道，该阀瓣与导向套之间相对第一通道的上方设置有与第一通道相通的聚压腔，所述的导向套的侧壁上设置有连通聚压腔和出流体腔的第二通道，该柱塞升降槽内升降设置有柱塞，所述的导向套侧壁内相对柱塞的上方设置有通孔相通的侧壁腔，该侧壁腔内设置有上端固定的第二波纹管。本发明的优点是：该阀门不论阀门出口端压力如何波动，阀门的开启压力以及关闭压力都不受阀门出口端压力波动的干扰，从而使得本申请的自动阀门能够准确的自动开启和准确的自动关闭。

Description

抗出口压力波动干扰的自动阀门

技术领域

本发明涉及一种自动阀门，具体是指一种抗出口压力波动干扰的自动阀门，本发明用于气体介质或液体介质或多相混合的介质。

背景技术

对于某些自动阀门，通常采用阀门进口端压力的高低来自动控制阀门的动作，当阀门进口端压力达到某个设定的压力时，阀门能够自动开启，当阀门的进口压力低于某个设定压力时，阀门能够自动关闭，而且要求阀门的动作不受阀门出口端压力波动的干扰。

图1是一种常规的自动阀门，其中1’是阀体，2’是阀座，3’是阀瓣，4’是阀杆，5’是导向套，6’是阀盖，7’是弹簧座，8’是弹簧，9’是调节螺杆，A’是阀门进口端，B’是阀门出口端。弹簧8’的预紧压缩力通过弹簧座7’及阀杆4’作用在阀瓣3’的上方，阀门进口端A’的介质压力作用在阀瓣3’的下方，当弹簧8’作用在阀瓣3’上的力大于进口端介质作用在阀瓣3’上的力时，阀门处于关闭状态。当弹簧8’作用在阀瓣3’上的力小于进口端介质作用在阀瓣3’上的力时，阀门开启。通过调节螺杆9’的调整，可以改变弹簧8’的压缩量，从而改变弹簧8’作用在阀瓣3’上的力，可以根据需要通过改变弹簧8’压缩量来改变阀门的开启压力。在阀瓣3’的下侧外围设置了反冲机构31’，当阀门开启时，利用进口端介质对阀瓣的冲击力以及利用反冲机构31’获得的反冲力，使阀瓣能够克服弹簧的作用力达到完全开启，从而可以使进口端的介质通过阀门排放到出口端。随着进口端介质的排放，进口端的介质压力会逐渐降低，当介质压力降低到某个设定值时，进口端介质对阀瓣的冲击力以及利用反冲机构31’获得的反冲力之和小于弹簧力时，阀门将会自动关闭。

对于图1的常规自动阀门，当阀门出口端的压力B’发生波动时，由于阀门出口端压力作用在阀瓣上下两侧的面积是不同的，因此，阀门出口端压力的波动会影响阀门的开启压力和关闭压力，当出口端压力B’增高时，出口端压力作用在阀瓣上，由于出口端压力作用在阀瓣上方的面积更大，因此，会使阀门的开启压力增高，同样的道理，阀门的关闭压力也会增高。对于图1所示的常规自动阀门，阀门出口端压力的波动会引起阀门开启压力以及关闭压力的改变，因此，对于常规自动阀门，阀门出口压力的波动会干扰阀门的动作。

图2是对于常规自动阀门的一种改进。图中1”是阀体，2”是阀座，3”是阀瓣，4”是阀杆，5”是导向套，6”是阀盖，7”是弹簧座，8”是弹簧，9”是调节螺杆，A”是阀门进口端，B”是阀门出口端。该阀门在阀瓣3”的上方设置了波纹管10”， 波纹管10”的有效直径D”与阀瓣密封面的平均直径C”相等。在导向套5”的下端设置了反冲机构51”。在导向套5”上设置了通道52”。

当阀门处在关闭位置时，阀瓣下方密封面C”以内的区域受到阀门进口侧介质压力的作用，阀瓣上方直径D”以内的区域，由于波纹管10”的密封作用，没有受到介质压力的作用，而阀瓣的其他区域均受到阀门出口侧介质压力的作用，由于直径D”等于直径C”，因此，出口端介质压力作用在阀瓣上向上的力和向下的力始终是相等的。因此，阀瓣是否开启只取决于阀门进口端的介质压力的大小以及阀瓣上方作用在阀瓣上弹簧预紧力的大小，阀门出口端的介质压力波动不会影响阀门的开启压力。因此，通过设置合适尺寸的波纹管10”，就可以消除阀门出口端压力波动对于阀门开启动作的干扰。

当阀门开启后，阀门进口端的介质通过阀瓣3”与阀座2”之间的空间E”向阀门出口端排放，在阀门开启后介质的排放过程中，空间E”的压力大小及分布基本取决于阀门的进口侧压力。而阀瓣上方通过通道52”与阀门的出口端连通，因此，阀瓣上方波纹管10”外侧空间F”的压力大小基本取决于阀门出口端的压力大小，因此，对于图2这种改进后的自动阀门，设置了波纹管10”，阀门的开启压力可以不受阀门出口端压力波动的干扰，但是，阀门的关闭压力仍然会受到阀门出口端压力波动的影响。当出口端压力增高时，阀瓣上方空间F”的压力会增高，而阀瓣下方空间E”的压力基本不受出口端压力的影响，因此，出口端压力的增高会使阀门的关闭压力增高。因此，仅仅设置了波纹管10”，只能消除阀门出口端压力的波动对于阀门开启压力的干扰，但是不能消除阀门出口端压力波动对于阀门关闭压力的干扰。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种不仅能消除出口压力的波动对于阀门开启压力的干扰，而且还可以减少出口压力的波动对于阀门关闭压力的干扰的一种抗出口压力波动干扰的自动阀门。

    为实现上述目的，本发明的技术方案是包括阀体、阀盖、阀瓣、阀杆、弹簧和导向套，所述的阀瓣与阀杆固定联动，所述的阀体上设置有进流体腔和出流体腔，所述的进流体腔上设置有与出流体腔相连通的阀座，所述的导向套固定设置于出流体腔内，该导向套内设置有导向套腔，该导向套腔的下端设置有与阀座相对的导向套腔开口，所述的阀瓣导向滑移地设置于导向套内，所述弹簧作用于阀杆并驱动阀瓣与阀座密封配合，所述的导向套腔内相对阀瓣的上方有波纹管，该波纹管的上端固定，下端与阀瓣上端面密封联动，该波纹管将导向套腔分隔成导向套外腔和导向套内腔，该波纹管的有效直径与阀瓣的密封面平均直径相等，所述的导向套的侧壁上设置有连通出流体腔和导向套外腔的通孔，所述的阀瓣的下端部侧壁与导向套的下端内壁之间设置有与导向套腔开口相通的第一通道，该阀瓣与导向套之间相对第一通道的上方设置有与第一通道相通的聚压腔，所述的导向套的侧壁上设置有连通聚压腔和出流体腔的第二通道，所述的导向套的侧壁内相对第二通道的上下两侧设置有纵向的柱塞升降槽，该柱塞升降槽内升降设置有柱塞，所述的导向套侧壁内相对柱塞的上方设置有通孔相通的侧壁腔，该侧壁腔内设置有上端固定的第二波纹管，该第二波纹管的下端与柱塞的上端联动密封，该柱塞包括有一段小径段和设置于小径段下方且直径大于小径段的大径段。

    进一步设置是所述的导向套的下端部设置有反冲环，该反冲环的下端内壁上设置有斜向外的反冲壁。通过本设置，当阀门开启时，利用进流体腔介质对阀瓣的冲击力以及利用反冲壁获得的反冲力，使阀瓣能够克服弹簧的作用力达到完全开启，从而可以使进流体腔的介质通过阀门排放到出口端。

   进一步设置是所述的阀座的上方设置有与导向套的内壁导向滑移配合的导向部。通过本设置，不仅使得阀座的导向滑移稳定性好，而且还有助于聚压腔的加工设置。

     进一步设置是还包括有调节螺杆，该调节螺杆螺旋固定设置于阀盖上，该调节螺杆内设置有导向轴孔，所述的阀杆的上端导向活动设置于导向轴孔内，所述调节螺杆的下端固定设置有上弹簧座，所述的阀杆上相对的上弹簧座的下方固定设置有与阀杆联动的下弹簧座，所述弹簧设置于上弹簧座和下弹簧座之间。通过调节调节螺杆的位置，就能改变弹簧的对阀杆的预紧力。

进一步设置是所述的柱塞上相对小径段的上方还设置有第二大径段，第二大径段的顶端设置有限位凸环。通过本设置，方便第二波纹管的设置。

本发明的优点是：该阀门不论阀门出口端压力如何波动，阀门的开启压力以及关闭压力都不受阀门出口端压力波动的干扰，从而使得本申请的自动阀门能够准确的自动开启和准确的自动关闭。

本申请的工作原理参见实施例。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。

附图说明

图1 背景技术中第一种常规自动阀门结构图；

图2 背景技术中第二种常规自动阀门结构图；

图3 本申请具体实施方式结构示意图；

图4 为图3的局部结构放大图；

 图3-4中1是阀体，2是阀座，3是阀瓣，4是阀杆，5是导向套，6是阀盖，7是下弹簧座，8是弹簧，9是调节螺杆，A是进流体腔，B是出流体腔;

图5 为柱塞纵截面放大图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

如图3-5所示的本发明的具体实施方式，包括阀体1、阀盖6、阀瓣3、阀杆4、弹簧8和导向套5，所述的阀瓣3与阀杆4固定联动，所述的阀体1上设置有进流体腔A和出流体腔B，所述的进流体腔A上设置有与出流体腔相连通的阀座2，所述的导向套5固定设置于出流体腔B内，该导向套5内设置有导向套腔，该导向套腔的下端设置有与阀座2相对的导向套腔开口E，所述的阀瓣3导向滑移地设置于导向套5内，所述弹簧8作用于阀杆4并驱动阀瓣3与阀座2密封配合，本实施例还包括有调节螺杆9，该调节螺杆9螺旋固定设置于阀盖6上，该调节螺杆9内设置有导向轴孔91，所述的阀杆4的上端导向活动设置于导向轴孔91内，所述调节螺杆9的下端固定设置有上弹簧座92，所述的阀杆4上相对的上弹簧座92的下方固定设置有与阀杆联动的下弹簧座7，所述弹簧8设置于上弹簧座92和下弹簧座7之间。

另外，本实施例所述的导向套腔内相对阀瓣3的上方有波纹管10，该波纹管10的上端固定，下端与阀瓣3上端面密封联动，该波纹管10将导向套腔分隔成导向套外腔F和导向套内腔G，该波纹管10的有效直径D与阀瓣的密封面平均直径C相等，所述的导向套5的侧壁上设置有连通出流体腔B和导向套外腔F的通孔53，所述的阀瓣3的下端部侧壁与导向套的下端内壁之间设置有与导向套腔开口相通的第一通道11，该阀瓣3与导向套5之间相对第一通道11的上方设置有与第一通道11相通的聚压腔12，所述的导向套5的侧壁上设置有连通聚压腔12和出流体腔B的第二通道52，所述的导向套5的侧壁内相对第二通道52的上下两侧设置有纵向的柱塞升降槽54，该柱塞升降槽54内升降设置有柱塞13，所述的导向套5侧壁内相对柱塞的上方设置有通孔53相通的侧壁腔H，通过通孔53，阀门出流体腔B的介质可以进入到第二波纹管14的外侧的侧壁腔H，也可以进入到阀瓣3的上方导向套外腔F以及波纹管10的外侧，该侧壁腔H内设置有上端固定的第二波纹管14，该第二波纹管14的下端与柱塞13的上端联动密封，该柱塞13包括有一段小径段131和设置于小径段下方且直径大于小径段的大径段132。

    本实施例所述的导向套5的下端部设置有反冲环51，该反冲环的下端内壁上设置有斜向外的反冲壁511。另外所述的阀座2的上方设置有与导向套5的内壁导向滑移配合的导向部21。所述的柱塞13上相对小径段的上方还设置有第二大径段133，第二大径段的顶端设置有限位凸环134。

 本发明的工作原理是：设置波纹管10的有效直径D与阀瓣密封面的平均直径C相等。当阀门处在关闭位置时，阀瓣下方密封面C以内的区域受到阀门进口侧介质压力的作用，阀瓣上方直径D以内的区域，由于波纹管10的密封作用，没有受到介质压力的作用，而阀瓣的其他区域均受到阀门出口侧介质压力的作用，由于直径D等于直径C，因此，出流体腔介质压力作用在阀瓣上向上的力和向下的力始终是相等的。因此，阀瓣是否开启只取决于阀门进流体腔介质压力的大小以及阀瓣上方作用在阀瓣上弹簧预紧力的大小，阀门出流体腔的介质压力波动不会影响阀门的开启压力。因此，通过设置合适尺寸的波纹管10，就可以消除出流体腔压力波动对于阀门开启压力的干扰。

当阀门开启后，阀门进流体腔的介质通过导向套腔开口E排放到阀门的出流体腔，其中一部分介质通过第一通道11进入聚压腔12，然后通过第二通道52排到阀门出流体腔。当阀门出流体腔的压力较高时，第二波纹管14在出流体腔介质压力的作用下（即第二波纹管14受到外压的作用）会发生压缩位移，由于第二波纹管14的上端是固定的，因此，第二波纹管14的下端将带动柱塞13向上移动，由于柱塞13下端的直径较大，当柱塞13向上运动时，柱塞13将会部分遮挡通道52，阀门出流体腔的压力越高，第二波纹管14的压缩位移越大，柱塞13遮挡通道52的面积越大。当第二通道52被柱塞13遮挡时，聚压腔12的压力将会升高，第二通道52被遮挡的面积越大，聚压腔12的压力上升的越高。因此，当出流体腔压力增高时，导向套外腔F处的压力将会增高，该压力将使阀瓣3关闭，同时，当出流体腔压力增高时，由于柱塞13的遮挡，聚压腔12的压力也会升高，该压力的升高会阻止阀瓣的关闭。通过对包括第二波纹管14、柱塞13、第一通道11、聚压腔12以及第二通道52的精确设计与计算，可以使由于出流体腔压力波动而产生的使阀瓣关闭的力与使阀瓣开启的力始终得到平衡，从而达到即使阀门出流体腔的压力发生波动，也不会影响阀门的关闭压力的目的。

    采用本发明的设计原理，不仅能够消除出口压力的波动对于阀门开启压力的干扰，而且，还可以消除出口压力的波动对于阀门关闭压力的干扰，从而达到消除出口压力波动对于阀门动作干扰的目的。

Claims (5)

1.一种抗出口压力波动干扰的自动阀门，包括阀体、阀盖、阀瓣、阀杆、弹簧和导向套，所述的阀瓣与阀杆固定联动，所述的阀体上设置有进流体腔和出流体腔，所述的进流体腔上设置有与出流体腔相连通的阀座，所述的导向套固定设置于出流体腔内，该导向套内设置有导向套腔，该导向套腔的下端设置有与阀座相对的导向套腔开口，所述的阀瓣导向滑移地设置于导向套内，所述弹簧作用于阀杆并驱动阀瓣与阀座密封配合，所述的导向套腔内相对阀瓣的上方有波纹管，该波纹管的上端固定，下端与阀瓣上端面密封联动，该波纹管将导向套腔分隔成导向套外腔和导向套内腔，该波纹管的有效直径与阀瓣的密封面平均直径相等，所述的导向套的侧壁上设置有连通出流体腔和导向套外腔的通孔，其特征在于：所述的阀瓣的下端部侧壁与导向套的下端内壁之间设置有与导向套腔开口相通的第一通道，该阀瓣与导向套之间相对第一通道的上方设置有与第一通道相通的聚压腔，所述的导向套的侧壁上设置有连通聚压腔和出流体腔的第二通道，所述的导向套的侧壁内相对第二通道的上下两侧设置有纵向的柱塞升降槽，该柱塞升降槽内升降设置有柱塞，所述的导向套侧壁内相对柱塞的上方设置有通孔相通的侧壁腔，该侧壁腔内设置有上端固定的第二波纹管，该第二波纹管的下端与柱塞的上端联动密封，该柱塞包括有一段小径段和设置于小径段下方且直径大于小径段的大径段。

2.根据权利要求1所述的一种抗出口压力波动干扰的自动阀门，其特征在于：所述的导向套的下端部设置有反冲环，该反冲环的下端内壁上设置有斜向外的反冲壁。

3.根据权利要求2所述的一种抗出口压力波动干扰的自动阀门，其特征在于：所述的阀座的上方设置有与导向套的内壁导向滑移配合的导向部。

4.根据权利要求1所述的一种抗出口压力波动干扰的自动阀门，其特征在于：还包括有调节螺杆，该调节螺杆螺旋固定设置于阀盖上，该调节螺杆内设置有导向轴孔，所述的阀杆的上端导向活动设置于导向轴孔内，所述调节螺杆的下端固定设置有上弹簧座，所述的阀杆上相对的上弹簧座的下方固定设置有与阀杆联动的下弹簧座，所述弹簧设置于上弹簧座和下弹簧座之间。

5.根据权利要求1所述的一种抗出口压力波动干扰的自动阀门，其特征在于：所述的柱塞上相对小径段的上方还设置有第二大径段，第二大径段的顶端设置有限位凸环。