CN108223869A - 一种船用高压空气背压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船用高压空气背压阀，包括阀体、阀杆、阀杆调节组件、单向阀组件，阀体内设置进气通道、上阀腔、中阀腔和下阀腔，进气通道与中阀腔相通，下阀腔的顶端设置与中阀腔相通的进气口，底端设置出气口，进气口与出气口之间形成泄压腔；阀杆的底端呈圆台形设置，阀杆的底端平面与进气口密封配合，出气口处设置用于封闭该出气口的单向阀组件，使用时高压气体由进气通道进入，气体压力超过设定的压力值时，气体作用在阀杆底部的锥面驱动阀杆上抬，气体进入泄压腔并冲开出气口处的单向阀组件由出气口排出，完成泄压；泄压后气体压力不足，阀杆在弹簧作用下复位再次对进气口进行密封，单向阀组件同样复位以关闭泄压腔的出气口。

Description

一种船用高压空气背压阀

技术领域

本发明涉及船用设备技术领域，特别是一种船用高压空气背压阀。

背景技术

在船舶系统中，40MPa船用高压空气压缩机是船舶系统中提高空气能的重要设备；为确保该高压压缩空气系统的安全和正常运转，需保持管道系统中必要的最低压力值和最高压力值，当系统管路中压力超过规定压力值时自动排放，以使气体通过船上的吸附、过滤装置时的速度不致过高，从而保护吸附过滤装置，并提高气体净化效果；因此需要设计一种结构简单、安全可靠的高压空气背压阀，以确保管路安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、安全可靠的船用高压空气背压阀。

为解决上述技术问题，本发明提供的船用高压空气背压阀，包括：阀体、阀杆、阀杆调节组件、单向阀组件，所述阀体内设置进气通道、上阀腔、中阀腔和下阀腔，所述进气通道与所述中阀腔相通，所述下阀腔的顶端设置与所述中阀腔相通的进气口，底端设置出气口，进气口与出气口之间形成泄压腔；所述阀杆调节组件可伸缩置于所述上阀腔内，所述阀杆的上端置于所述上阀腔内且与所述阀杆调节组件传动配合，所述阀杆的底端呈圆台形设置以使阀杆的底部形成上大下小的锥面，该阀杆的底端置于所述中阀腔内且位于所述进气口的上方，以使所述阀杆调节组件可驱动所述阀杆下压、由阀杆的底端平面对进气口进行密封，所述单向阀组件可伸缩设置于所述出气口外，用于封闭所述出气口；使用时高压气体由进气通道进入，气体压力超过阀杆调节组件对阀杆的压力值时，气体作用在阀杆底部的锥面驱动阀杆上抬，阀杆底端平面脱离泄压腔进气口，气体进入泄压腔并冲开出气口处的单向阀组件由出气口排出，完成泄压；泄压后气体压力不足，阀杆在弹簧作用下复位再次对进气口进行密封，单向阀组件同样复位以关闭泄压腔的出气口。

进一步，所述阀杆调节组件包括阀盖、调压盖，所述阀盖的底端密封设置在所述上阀腔内，所述阀杆的上部可滑动设置在所述阀盖内，该阀杆与阀盖之间设置密封圈，所述调压盖固定设置在所述阀座上以使阀盖和阀杆置于所述调压盖内，所述调压盖内还设有弹簧座和弹簧，所述阀杆的顶端伸出所述阀盖的顶端且与所述弹簧座相接触，所述弹簧置于所述调压盖的顶壁和弹簧座之间，以使所述弹簧座对阀杆提供下压力，驱动阀杆的底端平面与泄压腔进气口密封配合。

进一步，船用高压空气背压阀还包括上阀盘、下阀盘，所述上阀盘、下阀盘固定设置在所述下阀腔内，所述进气口置于所述上阀盘的顶端，所述出气口置于所述下阀盘的底部，以使上阀盘与下阀盘之间形成泄压腔；所述上阀盘的侧壁与下阀腔的内壁之间设置O型圈，防止气体泄漏，使得气体仅能经进气口、泄压腔、出气口排出。

进一步，船用高压空气背压阀还包括阀杆压盖，该阀杆压盖固定设置在阀盖的顶端；所述阀杆包括一体设置的顶端伸出部和滑动部，所述滑动部的直径大于所述顶端伸出部的直径以使滑动部与顶端伸出部之间形成限位台阶，所述阀杆压盖的中心设置适于所述阀杆顶端伸出部穿过的中心孔，所述滑动部与阀盖内壁滑动配合，以使阀杆滑动至限位台阶与阀杆压盖接触时，对阀杆进行限位阻挡，以限制阀杆行程。

进一步，所述单向阀组件包括锥形弹簧座、辅助弹簧和弹簧支架，所述弹簧支架与阀体固定相连，所述辅助弹簧的底端与弹簧支架的顶端固定相连，该辅助弹簧的顶端与锥形弹簧座的底端固定相连，以使该辅助弹簧可支撑所述锥形弹簧座的锥形顶部插入所述出气口内，由锥形弹簧座的锥形侧壁对出气口进行密封，泄压腔内的气压超过辅助弹簧的支撑力时，锥形弹簧座下移，出气口打开，完成排放。

进一步，船用高压空气背压阀还包括与中阀腔相通的泄放通道，该泄放通道由泄放螺钉密封设置，拧开所述泄放螺钉时，进气通道内的气体可由泄放通道排出，进行安全泄放。

进一步，所述阀杆滑动部与所述阀盖内壁之间设置多个聚三氟氯乙烯密封圈，机械强度、硬度均较好，且具有一定弹性，可实现零泄漏。

进一步，所述阀杆的底端设置空腔，空腔内固定设置密封垫，由该密封垫的下端面作为与泄压腔的进气口密封配合的底端平面，以提高密封效果。

发明的技术效果：（1）本发明的船用高压空气背压阀，相对于现有技术，阀杆的底端呈圆台形设置，由阀杆底端的平面对泄压腔进气口进行密封，进气通道内的气体超过设定压力时，气体作用在阀杆底部的锥面上，以推动阀杆上抬，打开泄压腔的进气口进行泄压，高压气体作用在阀杆的锥面上，使得气体对阀杆的作用力分解为轴向和径向，锥面的设置可降低轴向的作用力，以降低对弹簧、阀盖的压力，降低制造难度和成本；（2）泄压腔的出气口设置单向阀组件，使得背压阀不处于卸压状态时，泄压腔内密封设置，避免对阀杆造成影响；（3）泄压时泄压腔的出气口处压力瞬间升高，此时的高压气体会产生反冲力，单向阀组件的锥形弹簧座在反冲力和辅助弹簧的作用下被关闭，从而保护反冲高压气体对泄压腔进气口处阀杆底端密封面的反冲，对阀杆底端进行保护，延长了使用寿命；（4）密封采用聚三氟氯乙烯密封圈，具有一定弹性，可实现零泄漏。

附图说明

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明船用高压空气背压阀的剖面结构示意图；

图2是本发明船用高压空气背压阀中阀体的剖面结构示意图；

图3是图1中A区域的局部放大图；

图4是图1中B区域的局部放大图。

图中：阀体1，上阀腔11，中阀腔12，下阀腔13，进气通道14，泄放通道15，泄放螺钉16，铅封17，阀杆2，密封圈21，底端平面22，锥面23，密封垫24，阀盖31，调压盖32，弹簧座33，弹簧34，阀杆压盖35，上阀盘41，下阀盘42，泄压腔43，进气口44，出气口45，单向阀组件5，锥形弹簧座51，辅助弹簧52，弹簧支架53，连接架54，盖形螺母55，底座6，排气通道61。

具体实施方式

实施例1 如图1至图4所示所示，本实施例的船用高压空气背压阀，包括阀体1、阀杆2、阀杆调节组件、单向阀组件5，阀体1整体呈T型设置，阀体1内设置进气通道14、上阀腔11、中阀腔12和下阀腔13，进气通道14与中阀腔12相通，阀杆调节组件可伸缩置于上阀腔11内，阀杆调节组件包括阀盖31、调压盖32、阀杆压盖35，阀盖31的底端与上阀腔11的内壁螺纹配合，且阀盖31的底端与上阀腔11的内壁之间设置用于密封的O型圈，以使阀盖31的底端密封设置在上阀腔11内，阀杆压盖35与阀盖31的顶端螺纹连接；阀杆2包括一体设置的顶端伸出部和滑动部，滑动部的直径大于顶端伸出部的直径以使滑动部与顶端伸出部之间形成限位台阶，阀杆压盖35的中心设置适于阀杆顶端伸出部穿过的中心孔，阀杆2的滑动部与阀盖31内壁滑动配合，且阀杆2与阀盖31之间设置3个聚三氟氯乙烯密封圈21，以使阀杆2滑动至限位台阶与阀杆压盖35接触时，对阀杆2进行限位阻挡，由O型圈、聚三氟氯乙烯密封圈21分别对阀盖31与上阀腔11内壁、阀杆2与阀盖31内壁进行密封，避免气体由上阀腔11溢出；调压盖32的底端与上阀腔11外壁螺纹连接以使调压盖32固定设置在阀座1上，且阀盖31、阀杆压盖35和阀杆2的顶部置于调压盖内，调压盖32内还设有弹簧座33和弹簧34，阀杆2的顶端伸出部伸出阀杆压盖35后与弹簧座33相接触，弹簧34置于调压盖32的顶壁和弹簧座33之间，以使弹簧34、弹簧座33对阀杆2提供下压力，驱动阀杆2下压；调压盖32调整至预设位置后阀杆调节组件调整至固定的压力值，采用铅封17对调压盖进行固定，以防止随便改变已调整好的状态。

船用高压空气背压阀还包括上阀盘41、下阀盘42，上阀盘41、下阀盘42分别与下阀腔13内壁螺纹连接，且上阀盘41、下阀盘42的接头处设置用于密封的O型圈，上阀盘41的顶端设置与中阀腔12相通的进气口44，下阀盘42的底端设置出气口45，以使上阀盘41与下阀盘42之间形成泄压腔43；阀杆2的底端呈圆台形设置以使阀杆2的底部形成上大下小的锥面23，该阀杆2的底端置于中阀腔12内且位于进气口44的上方，以使阀杆调节组件驱动阀杆2下压后由阀杆2的底端平面22对进气口44进行密封，单向阀组件5可伸缩设置于出气口45外，用于封闭出气口45，单向阀组件5包括锥形弹簧座51、辅助弹簧52和弹簧支架53，下阀腔13内还螺纹连接有底座6，底座6与下阀腔13内壁之间设置用于密封的O型圈，该底座6内设置排气通道61，排气通道61内固定设置连接架54，弹簧支架53的底端设置螺杆，连接架54的中心设置适于螺杆穿过的螺孔以使弹簧支架53与连接架54螺纹连接，螺杆的底端设置调节螺杆位置的盖形螺母55；辅助弹簧52设置在锥形弹簧座51的底端与弹簧支架53之间，使得辅助弹簧52对锥形弹簧座51提供支撑，锥形弹簧座51的锥形顶部置于泄压腔43的出气口45内，由锥形弹簧座51对出气口45进行单向密封；泄压腔43内的气压超过辅助弹簧52的支撑力时，锥形弹簧座51下移，出气口45打开。

阀体1、阀杆2、阀盖31、调压盖32、弹簧座33、阀杆压盖35、上阀盘41、下阀盘42、锥形弹簧座51采用双相不锈钢铸造，双相不锈钢的屈服强度是普通不锈钢的2倍；抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的不锈钢。

上述船用高压空气背压阀具有常闭功能、泄放功能、关闭功能，正常工作时泄压腔的进气口和出气口处于常闭状态，当管路超压时，40MPa高压空气背压阀开启，自动控制排除超压气体，使高压压缩空气系统压力保持额定值，实现泄压，保证系统的安全；泄压腔开通后，高压气体向下泄压，当管路系统中的压力小于36.3MPa时，高压空气背压阀阀杆关闭，停止泄压。

具体使用时，高压气体由进气通道14进入，气体压力小于阀杆调节组件对阀杆2的压力值时，阀杆2对进气口44密封、锥形弹簧座51对出气口45密封，泄压腔43内气压为0；气体压力超过阀杆调节组件对阀杆2的压力值时，气体作用在阀杆2底部的锥面23上驱动阀杆2上抬，阀杆底端平面22脱离泄压腔43的进气口44，气体进入泄压腔43并冲开出气口45处的锥形弹簧座51由出气口45、排气通道61排出，完成泄压；泄压后气体压力不足，阀杆2在弹簧34作用下复位再次对进气口44进行密封，锥形弹簧座51同样复位以关闭泄压腔43的出气口45。

作为优选，船用高压空气背压阀还包括与中阀腔14相通的泄放通道15，该泄放通道15由泄放螺钉16密封设置，拧开泄放螺钉16时，进气通道14内的气体可由泄放通道15排出，进行安全泄放。

作为优选，阀杆2的底端设置空腔，空腔内固定设置密封垫24，由该密封垫24的下端面作为与泄压腔43的进气口44密封配合的底端平面，以提高密封效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种船用高压空气背压阀，其特征在于，包括：阀体、阀杆、阀杆调节组件、单向阀组件，所述阀体内设置进气通道、上阀腔、中阀腔和下阀腔，所述进气通道与所述中阀腔相通，所述下阀腔的顶端设置与所述中阀腔相通的进气口，底端设置出气口，进气口与出气口之间形成泄压腔；所述阀杆调节组件可伸缩置于所述上阀腔内，所述阀杆的上端置于所述上阀腔内且与所述阀杆调节组件传动配合，所述阀杆的底端呈圆台形设置以使阀杆的底部形成上大下小的锥面，该阀杆的底端置于所述中阀腔内且位于所述进气口的上方，以使所述阀杆调节组件可驱动所述阀杆下压、由阀杆的底端平面对进气口进行密封，所述单向阀组件可伸缩设置于所述出气口外，用于封闭所述出气口；使用时高压气体由进气通道进入，气体压力超过阀杆调节组件对阀杆的压力值时，气体作用在阀杆底部的锥面驱动阀杆上抬，阀杆底端平面脱离泄压腔进气口，气体进入泄压腔并冲开出气口处的单向阀组件由出气口排出。

2.根据权利要求1所述的船用高压空气背压阀，其特征在于，所述阀杆调节组件包括阀盖、调压盖，所述阀盖的底端密封设置在所述上阀腔内，所述阀杆的上部可滑动设置在所述阀盖内，该阀杆与阀盖之间设置密封圈，所述调压盖固定设置在所述阀座上以使阀盖和阀杆置于所述调压盖内，所述调压盖内还设有弹簧座和弹簧，所述阀杆的顶端伸出所述阀盖的顶端且与所述弹簧座相接触，所述弹簧置于所述调压盖的顶壁和弹簧座之间，以使所述弹簧座对阀杆提供下压力。

3.根据权利要求2所述的船用高压空气背压阀，其特征在于，还包括上阀盘、下阀盘，所述上阀盘、下阀盘固定设置在所述下阀腔内，所述进气口置于所述上阀盘的顶端，所述出气口置于所述下阀盘的底部，以使上阀盘与下阀盘之间形成泄压腔；所述上阀盘的侧壁与下阀腔的内壁之间设置O型圈。

4.根据权利要求3所述的船用高压空气背压阀，其特征在于，还包括阀杆压盖，该阀杆压盖固定设置在阀盖的顶端；所述阀杆包括一体设置的顶端伸出部和滑动部，所述滑动部的直径大于所述顶端伸出部的直径以使滑动部与顶端伸出部之间形成限位台阶，所述阀杆压盖的中心设置适于所述阀杆顶端伸出部穿过的中心孔，所述滑动部与阀盖内壁滑动配合。

5.根据权利要求4所述的船用高压空气背压阀，其特征在于，所述单向阀组件包括锥形弹簧座、辅助弹簧和弹簧支架，所述弹簧支架与阀体固定相连，所述辅助弹簧的底端与弹簧支架的顶端固定相连，该辅助弹簧的顶端与锥形弹簧座的底端固定相连，以使该辅助弹簧可支撑所述锥形弹簧座的锥形顶部插入所述出气口内。

6.根据权利要求5所述的船用高压空气背压阀，其特征在于，还包括与中阀腔相通的泄放通道，该泄放通道由泄放螺钉密封设置。

7.根据权利要求6所述的船用高压空气背压阀，其特征在于，所述阀杆滑动部与所述阀盖内壁之间设置多个聚三氟氯乙烯密封圈。

8.根据权利要求7所述的船用高压空气背压阀，其特征在于，所述阀杆的底端设置空腔，空腔内固定设置密封垫，由该密封垫的下端面作为与泄压腔的进气口密封配合的底端平面。