CN105650302B - 带平衡腔的高压隔膜阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带平衡腔的高压隔膜阀，包括阀体组件、隔膜、驱动组件，阀体组件内安装阀座，阀座顶部同轴安装阀杆，阀杆固装隔膜，隔膜与驱动组件的推杆固装在一起，阀体组件包括上阀体、下阀体以及右阀体，上、下阀体密封固装，隔膜边缘密封压装在上、下阀体之间，将上、下阀体内部分割为平衡腔一和流体腔一，右阀体固装在上、下阀体的一侧，右阀体内安装膜片，膜片将右阀体分割为平衡腔二和流体腔二，右阀体制有工作流体进口，工作流体进口与流体腔一、二连通，下阀体底部制有工作流体出口，工作流体出口与流体腔一连通。本发明结构简单、设计科学合理、构思巧妙、体积小、控制灵敏度高、寿命长，尤其适合控制高压流体，具有广泛推广应用的价值。

Description

带平衡腔的高压隔膜阀
技术领域
本发明属于阀门领域，尤其是一种带平衡腔的高压隔膜阀。
背景技术
隔膜阀是一种内部安装有挠性隔膜的阀门，现已广泛使用于各个领域。相比于其他类型的阀，隔膜阀能够分隔开流体通路与驱动部分，不但保证工作流体的纯净，而且防止流体泄漏对工作部件的腐蚀和对环境的污染。
现有的普通隔膜阀不适合控制高压流体，其原因有二：其一，隔膜阀的驱动方式有多种，常见的是气动。由于隔膜阀结构上的特点，导致当需要控制的流体压强较大时，隔膜有工作流体的一侧受力很大，这样就需要较大的驱动力和较大体积的驱动机构才能开关阀，导致隔膜阀体积变大。其二，根据隔膜阀的原理，需要隔膜具备较大变形的能力，现有隔膜阀一般采用工程塑料、橡胶及金属作为隔膜材料，但是膜片强度相对较弱，当工作流体腔压强较大时，隔膜就因受力过大而破裂或者变形失效。
经检索，发现一篇与本专利申请相近似的中国专利公开文献，名称为：一种新型流体控制气动隔膜阀，公告号为：CN203395254U，该隔膜阀主要有气缸、连接座、拉伸杆、隔膜垫、阀体和链接螺丝六部分组成。通过连接座将气缸与阀体连为一体，使用内部的伸拉杆与隔膜垫连接固定在气缸上，然后利用气缸双向控制来完成隔膜垫的密封和打开动作。
通过对比发现，上述公开文献的隔膜阀尚未有效解决在高压流体中的应用，与本专利申请在技术方案上存在较大不同。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于控制较高压强流体的隔膜阀。
本发明的方案是这样实现的：
一种带平衡腔的高压隔膜阀，包括阀体组件、隔膜、驱动组件以及阀座，所述阀体组件内安装阀座，该阀座顶部同轴安装阀杆，该阀杆的下端面同轴顶压在阀座的上端面，该阀杆的上端面同轴固装隔膜的下端面，该隔膜的上端面与驱动组件的推杆固装在一起，通过驱动组件驱动阀杆上、下移动，其特征在于：所述阀体组件包括上阀体、下阀体以及右阀体，所述上、下阀体同轴密封固装在一起，所述隔膜的边缘密封压装在上、下阀体之间，从而将上、下阀体内部分割为平衡腔一和流体腔一，该右阀体密封固装在上、下阀体的一侧，所述右阀体内安装膜片，该膜片将右阀体内部分割为平衡腔二和流体腔二，右阀体底部制有工作流体进口，该工作流体进口与流体腔二及流体腔一连通，所述下阀体底部制有工作流体出口，该工作流体出口与流体腔一连通。
而且，所述驱动组件包括壳体、活塞、弹簧以及调节杆，所述壳体内同轴安装活塞，该活塞与穿装在壳体下部内的推杆固装连接，该推杆的上端面伸出活塞的上端面，所述壳体的顶部密封安装端盖，该端盖与活塞之间的推杆上同轴安装弹簧。
而且，所述端盖同轴穿装一调节杆，该调节杆与所述推杆同轴设置，位于壳体内的调节杆插装在弹簧内，该调节杆的下端面与推杆上端面留有一定的距离，位于壳体外部的调节杆上端部螺纹连接螺母。
而且，所述平衡腔一和平衡腔二内注入平衡流体，该平衡流体为惰性液体。
而且，所述惰性液体为硅油。
而且，所述推杆与壳体之间安装密封圈，所述调节杆与端盖之间、推杆与上阀体之间、右阀体与上下阀体之间均安装密封圈。
本发明的优点和积极效果是：
1、本隔膜阀通过两个连通的平衡腔保证隔膜的上、下两侧流体的压力相同，使隔膜阀即使在控制高压流体时，隔膜两侧仍处于压力平衡的状态，因此只需要很小的动力就可以实现灵敏快速的控制，而且为驱动装置的小型化提供极大的便利，实现了隔膜阀的微型化设计。同时，由于隔膜上、下两侧的压力相等，避免了隔膜单侧受力较大发生破裂或者塑性变形的问题。
2、本隔膜阀通过气缸组件中调节杆的设置，可有效限制活塞运动的行程，防止活塞行程过大损坏隔膜，延长了阀门的使用寿命。
3、本发明结构简单、设计科学合理、构思巧妙、体积小、控制灵敏度高、寿命长，尤其适合控制高压流体，具有广泛推广应用的价值。
附图说明
图1是本发明的结构剖视图(阀门关闭状态)；
图2是本发明的结构剖视图(阀门开启状态)；
图3是本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述。
一种带平衡腔的高压隔膜阀，如图1所示，包括阀体组件、隔膜15、气缸组件以及阀座13，所述阀体组件内安装阀座，该阀座顶部同轴安装阀杆14，该阀杆的下端面同轴顶压在阀座的上端面，该阀杆的上端面同轴固装隔膜的下端面，该隔膜的上端面与气缸组件的推杆17下端面固装在一起，通过气缸组件驱动阀杆上、下移动从而实现开、关阀门的目的。
本发明的创新点在于：
所述阀体组件包括上阀体16、下阀体12以及右阀体9，所述上、下阀体同轴密封固装在一起，所述隔膜的边缘密封压装在上、下阀体之间，从而将上、下阀体内部分割为平衡腔一16-1和流体腔一12-1，该右阀体通过连接板8密封固装在上、下阀体的右侧，所述右阀体内安装膜片10，该膜片将右阀体内部分割为平衡腔二10-1和流体腔二9-1，右阀体底部制有工作流体进口A，该工作流体进口与流体腔二及流体腔一连通，所述下阀体底部制有工作流体出口B，该工作流体出口与流体腔一连通。
所述气缸组件包括壳体5、活塞6、弹簧4以及调节杆3，所述壳体内同轴安装活塞，该活塞与穿装在壳体下部内的推杆固装连接，该推杆的上端面伸出活塞的上端面，所述壳体的顶部密封安装端盖1，该端盖同轴穿装一调节杆，该调节杆与所述推杆同轴设置，调节杆的下端部位于壳体内部，其下端面与推杆上端面留有一定的距离C，如图1所示，位于端盖外部的调节杆上端部螺纹连接螺母2，所述活塞与端盖之间的调节杆及推杆上同轴安装弹簧，通过螺母可调节调节杆的伸出长度，其目的在于限制活塞运动的行程。通过气压和弹簧的作用可以使活塞上、下往复运动。
所述平衡腔一和平衡腔二内注入平衡流体，该平衡流体为硅油或其他惰性液体。
所述推杆与气缸的壳体之间安装密封圈7。同理，调节杆与端盖之间、推杆与上阀体之间、连接板与上下阀体之间、连接板与右阀体之间均安装有密封圈。
本发明的工作原理为：
平衡腔一、平衡腔二中充满预先注入的平衡流体并密封；如图3所示，工作流体从工作流体进口A输入，通过通路进入流体腔一和流体腔二，从工作流体出口B流出，工作流体的压力通过膜片传递至平衡腔二和平衡腔一，最终实现隔膜上、下两侧压力平衡的目的。
开阀：如图2所示，活塞下腔输入驱动气，从而驱动活塞向上移动，此时弹簧被压缩、阀杆远离阀座，工作流体进口与工作流体出口连通，工作流体可以通过工作流体出口流出，实现开阀。
关阀：如图1所示，活塞下腔的驱动气断开，使得活塞下方压力消失，弹簧复位使活塞下移，从而驱动阀杆下移并与阀座上端面顶压在一起，工作流体通路断开，实现关阀。
本发明的优点效果为：
关阀动作的动力来源于弹簧或动力气源，当工作流体的压强较大时，通过平衡腔一和平衡腔二抵消了隔膜下方接触工作流体的一侧受力，克服了工作流体对隔膜的较大压力。
需要说明的是，本实施例中使用气缸作为阀杆的驱动装置，对此不作限定，也可以通过手柄手动操作，也可以通过电磁力等方式驱动。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种带平衡腔的高压隔膜阀，包括阀体组件、隔膜、驱动组件以及阀座，所述阀体组件内安装阀座，该阀座顶部同轴安装阀杆，该阀杆的下端面同轴顶压在阀座的上端面，该阀杆的上端面同轴固装隔膜的下端面，该隔膜的上端面与驱动组件的推杆固装在一起，通过驱动组件驱动阀杆上、下移动，其特征在于：所述阀体组件包括上阀体、下阀体以及右阀体，所述上、下阀体同轴密封固装在一起，所述隔膜的边缘密封压装在上、下阀体之间，从而将上、下阀体内部分割为平衡腔一和流体腔一，该右阀体密封固装在上、下阀体的一侧，所述右阀体内安装膜片，该膜片将右阀体内部分割为平衡腔二和流体腔二，右阀体底部制有工作流体进口，该工作流体进口与流体腔二及流体腔一连通，所述下阀体底部制有工作流体出口，该工作流体出口与流体腔一连通。
2.根据权利要求1所述的带平衡腔的高压隔膜阀，其特征在于：所述驱动组件包括壳体、活塞、弹簧以及调节杆，所述壳体内同轴安装活塞，该活塞与穿装在壳体下部内的推杆固装连接，该推杆的上端面伸出活塞的上端面，所述壳体的顶部密封安装端盖，该端盖与活塞之间的推杆上同轴安装弹簧。
3.根据权利要求2所述的带平衡腔的高压隔膜阀，其特征在于：所述端盖同轴穿装一调节杆，该调节杆与所述推杆同轴设置，位于壳体内的调节杆插装在弹簧内，该调节杆的下端面与推杆上端面留有一定的距离，位于壳体外部的调节杆上端部螺纹连接螺母。
4.根据权利要求1或2所述的带平衡腔的高压隔膜阀，其特征在于：所述平衡腔一和平衡腔二内注入平衡流体，该平衡流体为惰性液体。
5.根据权利要求4所述的带平衡腔的高压隔膜阀，其特征在于：所述惰性液体为硅油。
6.根据权利要求2所述的带平衡腔的高压隔膜阀，其特征在于：所述推杆与壳体之间安装密封圈，所述调节杆与端盖之间、推杆与上阀体之间、右阀体与上下阀体之间均安装密封圈。
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