CN106090293B - 一种膜片式自锁阀双向承压结构 - Google Patents

Abstract

一种膜片式自锁阀双向承压结构，包括：膜片(3)等；膜片(3)为圆盘结构，下表面中心处有凸起结构，上表面中心处柱形结构与阀杆(6)连接，膜片(3)安装在阀体(1)内；正向承压盘(2)安装在膜片(3)和阀体(1)之间；膜片(3)下表面中心处凸起结构位于反向承压盘(4)端面中部通孔内，对准阀座(5)的进液口；反向承压盘(4)安装在阀座(5)内，一端端面与膜片(3)下表面接触，外壁与阀座(5)内壁贴合。本发明通过膜片结构将复杂的工作介质与电磁驱动结构的软磁材料隔离，避免了强酸等介质对材料的腐蚀作用，解决了在正压、负压两种工况下，膜片不能同时可靠开关的问题。

Description

一种膜片式自锁阀双向承压结构

技术领域

本发明涉及一种自锁阀双向承压结构。

背景技术

自锁阀用于空间站环控生保系统电解制氧、冷凝水收集、水处理及尿处理系统中，其功能是实现电解制氧、冷凝水收集及水处理系统中介质通路的开关控制。

空间站环控生保系统自锁阀的工作介质主要包括电解制氧用水，饮用水，冷凝水、尿蒸馏水、预处理后的尿液、尿蒸馏后的残液、液态尿处理剂等。其中电解制氧用水、饮用水要求在贮存、输送过程中不能被容器、管路、阀门等污染；液态尿预处理液具有很强的氧化性和腐蚀性，预处理后的尿液及尿蒸馏浓缩后的残液均具有很强的酸性和腐蚀性。

中国专利(专利号：201420715153X)“隔膜阀”是一种手动开关阀，通过膜片将介质通路与驱动部件隔离，但膜片与驱动杆没有连接，驱动杆提起时，膜片需要凭借介质压力或者膜片自身的弹性复位，而且当介质通路为负压时，膜片有无法开启的风险，不适合于负压工况下阀门的可靠开关。

中国专利(专利号：2012800600279)“隔膜阀”中的膜片材料为镍合金或者不锈钢薄板，中间部分向上凸出成倒碟形，工作时，凭借金属膜片自身的翻转能力实现膜片的运动，不适用与高酸性和高腐蚀性的工作环境。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种膜片式自锁阀双向承压结构，通过膜片结构将复杂的工作介质与电磁驱动结构的软磁材料隔离，避免了强酸等介质对材料的腐蚀作用，解决了在正压、负压两种工况下，膜片不能同时可靠开关的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种膜片式自锁阀双向承压结构，包括：正向承压盘、膜片、反向承压盘；膜片为圆盘结构，下表面中心处有凸起结构，上表面中心处柱形结构与阀杆连接，膜片安装在阀体内，圆盘结构边缘与阀体内壁接触；正向承压盘的上部分为圆筒结构，下部分为环形圆盘，正向承压盘为上部分和下部分组成的一体化结构，安装在膜片和阀体之间，圆筒结构外壁贴紧阀体内壁，正向承压盘圆盘上表面卡在阀体台阶结构处，圆盘下表面与膜片上表面接触；膜片下表面中心处凸起结构位于反向承压盘端面中部通孔内，对准阀座的进液口；反向承压盘安装在阀座内，一端端面与膜片下表面接触，反向承压盘外壁与阀座内壁贴合。

所述膜片为橡胶材料。所述正向承压盘从俯视角度看由沿周向等分的三个扇形组成。所述正向承压盘下部分环形圆盘的外圆直径大于上部分圆筒结构直径，内圆直径大于膜片上表面中心处柱形结构的直径且小于正向承压盘上部分圆筒结构直径。所述膜片下表面边缘有环形凸起，上表面边缘有环形凹槽，凸起与凹槽对应。所述反向承压盘端面上通孔外围有环形凹槽，膜片下表面环形凸起卡入反向承压盘端面环形凹槽内。所述反向承压盘上表面与膜片下表面之间留有0.1mm～1mm的间隙。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过膜片结构将复杂的工作介质与电磁驱动结构的软磁材料隔离，膜片的上下面均设计支撑结构，在不影响膜片上下运动的前提下，避免了强酸等介质对材料的腐蚀作用，解决了在正压、负压两种工况下，膜片不能同时可靠开关的问题，使得装置不受负压吸附和正压顶开的影响，大大提高了阀门开关通断的可靠性。

(2)本发明膜片组件不仅起到隔离工作介质和电磁驱动材料的作用，同时四周的圆形凸起和中间的加厚部分还起到外密封和内密封的作用；膜片中间层采用夹布的工艺方法增加膜片的强度。

(3)本发明非金属橡胶膜片与金属阀杆结构通过喷砂、硫化、十字交叉孔等工艺方法和结构设计实现可靠连接的目的，确保膜片组件随电磁驱动部分同步同位移运动。

附图说明

图1为本发明膜片式自锁阀双向承压结构简图；

图2为本发明正向承压盘示意图；

图3为本发明膜片与阀杆连接示意图；

图4为本发明膜片与反向承压盘间运动间隙；

图5为本发明阀杆上十字交叉孔示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种膜片式自锁阀双向承压结构，包括正向承压盘2、膜片3、反向承压盘4；膜片3为橡胶材料，其它零件均为金属材料。

正向承压盘2为圆筒结构，圆筒底部连接环形圆盘，圆筒和圆盘组成的结构侧截面为“T”形，从俯视角度看，正向承压盘2被三等分，环形圆盘分成三个120°的扇形结构，同时圆筒结构也被三等分，便于膜片的安装，结构图如图2(a)、图2(b)所示。

膜片3与阀杆6通过喷砂硫化技术将两者连接为一体，如图3(a)、图3(b)所示。膜片3为圆盘结构，圆盘下表面中心处有圆柱形凸起，圆柱形凸起外围有环形凸起，圆盘结构上部中心处有圆柱结构通过硫化工艺将橡胶流动到阀杆6的十字交叉孔8，待橡胶冷却固定后实现连接，阀杆6的十字交叉孔，位于阀杆6一端，如图5所示。上部中心圆柱周围有环形凹槽，上表面凹槽和下表面凸起对应；阀体1由两个直径不同的圆筒组成，形成台阶结构；膜片3安装在阀体1内，圆盘结构边缘与阀体1大端圆筒内壁接触；正向承压盘2安装在膜片3和阀体1之间，圆筒结构外壁贴紧阀体1小端圆筒内壁，正向承压盘2圆盘上表面卡在阀体1台阶结构处，正向承压盘2圆盘下表面与膜片3圆盘的上表面接触，反向承压盘4为圆筒形壳体，一端端面中部有通孔，端面上通孔外围有环形凹槽，反向承压盘4安装在膜片3下表面，膜片3下表面圆柱形凸起位于反向承压盘4端面通孔内，膜片3下表面环形凸起卡入反向承压盘4端面环形凹槽内，反向承压盘4安装在阀座5的凹槽内，反向承压盘4的圆筒外壁与阀座5凹槽内壁贴合，阀座5与阀体1大端连接。阀座5凹槽内径小于阀体1大端圆筒内径。膜片3下表面圆柱形凸起对准阀座5进液口。正向承压盘2下部分环形圆盘的外圆直径大于上部分圆筒结构直径，内圆直径大于膜片3上表面中心处柱形结构的直径且小于正向承压盘2上部分圆筒结构直径。

安装时，先将膜片3与阀杆6的连接体装入阀体1内，再将正向承压盘2装入膜片3与阀体1之间。然后将反向承压盘4的边缘压紧膜片3，反向承压盘4端面与膜片3之间留有0.1mm～1mm的间隙7，保证膜片3能够有足够的空间上下运动，如图4所示。最后装入阀座5，压紧阀座5、膜片3及阀体1后，膜片3变形后可以起到外密封的作用，同时在阀门关闭时，阀座5与膜片3的接触部分构成软硬密封，实现阀门内密封的作用。

采用本发明的结构，不仅实现了介质通路部分与电磁驱动部分的分离，而且当承受正压或负压的工况，在确保驱动机构不受工作介质影响的前提下，大大的提高了产品开启和关闭的可靠性，可以广泛的应用在工作介质复杂，双向承压的工作环境中。

当阀门承受0.6MPa的工作压力时，膜片3组件大部分面积贴合在正向承压盘2上，正向承压盘2抵消了膜片3组件承受的部分压力，从而电磁驱动力可以克服工作压力，实现正常关闭。

当阀门承受0～10kPa(绝对压力)的工作压力时，膜片3大部分面积贴合在反向承压盘4上，反向承压盘4抵消了膜片3组件承受的部分压力，而且由于膜片3组件与阀杆6硫化为一体，膜片3组件会随着阀杆6的运动而运动，实现正常开启。

本发明说明书未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (6)

1.一种膜片式自锁阀双向承压结构，其特征在于，包括：正向承压盘(2)、膜片(3)、反向承压盘(4)；膜片(3)为圆盘结构，下表面中心处有凸起结构，上表面中心处柱形结构与阀杆(6)连接，膜片(3)安装在阀体(1)内，圆盘结构边缘与阀体(1)内壁接触；正向承压盘(2)的上部分为圆筒结构，下部分为环形圆盘，正向承压盘(2)被三等分，环形圆盘分成三个120°的扇形结构，同时圆筒结构也被三等分，安装在膜片(3)和阀体(1)之间，圆筒结构外壁贴紧阀体(1)内壁，正向承压盘(2)圆盘上表面卡在阀体(1)台阶结构处，圆盘下表面与膜片(3)上表面接触；膜片(3)下表面中心处凸起结构位于反向承压盘(4)端面中部通孔内，对准阀座(5)的进液口；反向承压盘(4)安装在阀座(5)内，一端端面与膜片(3)下表面接触，反向承压盘(4)外壁与阀座(5)内壁贴合。

2.根据权利要求1所述的一种膜片式自锁阀双向承压结构，其特征在于：所述膜片(3)为橡胶材料。

3.根据权利要求1所述的一种膜片式自锁阀双向承压结构，其特征在于：所述正向承压盘(2)下部分环形圆盘的外圆直径大于上部分圆筒结构直径，内圆直径大于膜片(3)上表面中心处柱形结构的直径且小于正向承压盘(2)上部分圆筒结构直径。

4.根据权利要求1或2所述的一种膜片式自锁阀双向承压结构，其特征在于：所述膜片(3)下表面边缘有环形凸起，上表面边缘有环形凹槽，凸起与凹槽对应。

5.根据权利要求4所述的一种膜片式自锁阀双向承压结构，其特征在于：所述反向承压盘(4)端面上通孔外围有环形凹槽，膜片(3)下表面环形凸起卡入反向承压盘(4)端面环形凹槽内。

6.根据权利要求1或2所述的一种膜片式自锁阀双向承压结构，其特征在于：所述反向承压盘(4)上表面与膜片(3)下表面之间留有0.1mm～1mm的间隙(7)。