CN108825813A - 耐高温的隔膜阀 - Google Patents

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CN108825813A CN201810972040.0A CN201810972040A CN108825813A CN 108825813 A CN108825813 A CN 108825813A CN 201810972040 A CN201810972040 A CN 201810972040A CN 108825813 A CN108825813 A CN 108825813A
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汪加豪
吴协
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Abstract

本发明涉及一种耐高温的隔膜阀，包括阀体，阀体通过法兰密封连接有阀盖，阀盖与阀体之间设置有波纹膜片，阀体的底部一体连接有锥形块，波纹膜片包括用于容纳锥形块的容纳块，阀盖设置有用于挤压容纳块的挤压件；挤压件包括与容纳块螺纹连接的螺母，螺母固定连接有连接柱，连接柱卡接有连接杆，阀盖设置有驱动连接杆转动的旋转件和限制连接杆轴向移动的平面轴承。锥形块处于容纳块内，利用旋转件可以带动连接杆的转动进而带动连接柱的转动，连接柱的转动能够带动螺母的转动，而螺母转动后，与螺母螺纹连接的容纳块将会沿着自身的长度方向移动，从而带动波纹膜片朝锥形块移动从而让锥形块处于容纳块内起到隔断流体的目的。

Description

耐高温的隔膜阀
技术领域
本发明涉及阀体技术领域，具体涉及一种耐高温的隔膜阀。
背景技术
隔膜阀的结构形式与一般阀门大不相同，是一种新型的阀门，是一种特殊形式的截断阀，它的启闭件是一块用软质材料制成的隔膜，把阀体内腔与阀盖内腔及驱动部件隔开，现广泛使用在各个领域，尤其在制药、生物疫苗、半导体等高端领域应用广泛。
目前，市场上的申请号为201420715153.X的中国专利公开了一种隔膜阀，它包括：阀体、阀盖、驱动装置、阀杆、阀瓣、隔膜片。所述阀瓣沿其轴线开有孔，于该孔内设置有弹性件；所述阀杆的下端套接在阀瓣的孔内，并可沿阀瓣轴线上下滑动，且阀杆的底端与所述弹性件应力接触；所述阀盖沿其轴线设置有通孔，所述阀杆的顶端穿过该通孔后与驱动装置相连；所述阀体与阀盖密封固定连接；所述隔膜片设置于阀瓣的下方并与阀瓣底部固定连接，且隔膜片的边缘完全挤压在阀体与阀盖的连接处。
上述方案中可以看出，衬套仅在上端与阀盖固定，其下端容易摆动对阀体外壁产生磨损，导致整体结构受到磨损，并且目前隔膜阀的隔膜片在市场上用的都是橡胶和聚四氟乙烯，在高温灭菌（120℃或以上）橡胶和聚四氟乙烯隔膜片会发生变形进而产生渗漏现象。
本发明推出一种隔膜阀，但是在现有使用过程中，隔膜阀的隔膜硬度过大无法使用弯折需求，并且即便一些柔性的隔膜，在多次弯折后容易变形，并且容易断裂，并且恢复性能和耐高温性能较差。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种不易磨损且耐高温，满足隔膜阀高温灭菌的要求，并且具有开关识别度高和开关迅速的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种耐高温的隔膜阀，包括阀体，所述阀体通过法兰密封连接有阀盖，所述阀盖与阀体之间设置有波纹膜片，所述阀体的底部一体连接有锥形块，所述波纹膜片包括用于容纳锥形块的容纳块，所述阀盖设置有用于挤压容纳块的挤压件；
所述挤压件包括与容纳块螺纹连接的螺母，所述螺母固定连接有连接柱，所述连接柱卡接有连接杆，所述阀盖设置有驱动连接杆转动的旋转件和限制连接杆轴向移动的平面轴承。
通过采用上述技术方案，锥形块处于容纳块内，利用旋转件可以带动连接杆的转动进而带动连接柱的转动，连接柱的转动能够带动螺母的转动，而螺母转动后，与螺母螺纹连接的容纳块将会沿着自身的长度方向移动，从而带动波纹膜片朝锥形块移动从而让锥形块处于容纳块内起到隔断流体的目的。
本发明进一步设置为：所述连接柱和连接杆的连接方式为，所述连接柱和连接杆均穿设有同一个通槽，所述连接柱设置有滚针轴承，所述连接柱和连接杆设置有处于滚针轴承内且同时穿过连接柱和连接杆的轴销。
通过采用上述技术方案，拔出轴销后，连接杆和连接柱将会分离，进而方便安装与拆卸，在损坏后也能够尽快替换零件。
本发明进一步设置为：所述阀盖内设置有一端与阀盖连接，另一端与波纹膜片连接的阀芯弹簧。
通过采用上述技术方案，阀芯弹簧对波纹膜片具有挤压的作用力，能够增强容纳块与锥形块之间的连接紧密度，同时，阀芯弹簧能够增强波纹膜片的抗形变能力，避免波纹膜片收到流体冲击后形变。
本发明进一步设置为：所述旋转件包括套接在连接杆外部的手轮本体，所述手轮本体固定连接有驱动齿轮，所述连接杆固定连接有可与驱动齿轮啮合的从动齿轮。
通过采用上述技术方案，拉动手轮本体沿着连接杆的轴心线方向移动进而带动驱动齿轮与从动齿轮抵接，从而让驱动齿轮和从动齿轮处于啮合的状态。接着旋转手轮本体便能够带动连接杆绕着自身的轴心线转动。
本发明进一步设置为：所述连接杆的顶部固定连接有阀盖，所述阀盖固定连接有手轮弹簧，手轮弹簧的另一端与手轮本体固定连接。
通过采用上述技术方案，手轮弹簧始终挤压阀盖和手轮本体，并让两者具有朝相互远离的方向移动的趋势，当不需要转动手轮本体后，手轮本体将会在手轮弹簧的作用下回复到原位。
本发明进一步设置为：所述手轮本体一体连接有与阀盖相互贴合的竖板。
通过采用上述技术方案，竖板和阀盖相互贴合能够对手轮本体的移动起到导向的作用。
本发明进一步设置为：所述手轮本体的表面设置有标记线，所述阀盖朝向手轮本体的一侧一体连接有凸齿。
通过采用上述技术方案，手轮本体的转动将能够带动标记线的转动，而阀盖在这个过程中并不转动因此凸齿也不发生转动，根据标记线与凸齿之间的相对位置关系能够知道手轮本体的转动角度进而得出容纳块的位移量从而得出流体的通过量。
本发明进一步设置为：所述波纹膜片设置为波纹状，所述波纹膜片采用金属材料构成。
通过采用上述技术方案，波纹膜片采用金属材料，并且波纹膜片、连接柱朝向波纹膜片的一侧的接触面设计为波纹状，能够在隔膜阀开启或关闭的时候，通过波纹状缓冲直行行程对隔膜片的损伤。相比传统橡胶隔膜片，金属材料隔膜片具有耐高温、耐腐蚀、耐压力等优势。
优选的，所述波纹膜片包括金属丝网层，所述金属丝网层的上下两面均设置有金属-陶瓷复合材料层，所述金属-陶瓷复合材料层按重量分数包括粒度为25um~150um的金刚石粉20-50份、粒度为15um~50um的SiO220-50份、二甲苯10-25份、三乙醇胺0.5-2份、聚乙烯醇缩丁醛3-5份、聚乙二醇0.5-2份、硼1-1.5份、锆1-1.5份。
本发明的另一个目的是提供一种波纹膜片的制备方法，
按照重量分数：
Step1：称取上述金刚石粉20-50份、SiO220-50份、硼1-1.5份、锆1-1.5份；
Step2：将Step1中选取的物料充分混合均匀后，加入二甲苯10-25份、三乙醇胺0.5-2份、聚乙烯醇缩丁醛3-5份、聚乙二醇0.5-2份，球磨后过筛，制成浆料；
Step3：将Step2中制备的浆料在流延机中制成金属-陶瓷复合材料层；
Step4：将Step3中制备的金属-陶瓷复合材料层与金属丝网层贴合后，在滚压机中滚压成型至1mm-5mm厚度，在30℃-35℃的真空干燥箱中保温10-15分钟，取出、切边、收卷，制得柔性金属-陶瓷复合材料。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、旋转手轮本体即可让连接杆带动容纳块进而带动整个波纹膜片直线运动，改变了传统手轮本体需要旋转多圈才可开启或关闭阀门的麻烦状态，并且通过标记线与凸齿的相对位置关系即可知道阀门的开关状态，减少误判。
2、波纹膜片采用金属材料，并且波纹膜片、连接柱朝向波纹膜片的一侧的接触面设计为波纹状，能够在隔膜阀开启或关闭的时候，通过波纹状缓冲直行行程对隔膜片的损伤。相比传统橡胶隔膜片，金属材料隔膜片具有耐高温、耐腐蚀、耐压力等优势。
3、旋转手轮本体时，需要先向上拉动，才能够实现手轮本体的转动，能够避免误操作。
4、本发明加入了硼和锆后，硼偏集在晶界上，使晶界区域的晶格缺位和空穴减少，晶界自由能降低；硼还减缓了合金元素沿晶界的扩散过程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界状态，加入微量硼、锆能延迟晶界上的裂纹增强性变能力，并且让还能够让整体提高高温强度。
附图说明
图1是实施例的结构示意图；
图2为图1中A-A方向的剖视图；
图3为实施例另一个视角的结构示意图；
图4为图3中B-B方向的剖视图；
图5为实施例的俯视图；
图6为实施例中波纹膜片的结构示意图；
图7为实施例中波纹膜片的俯视图；
图8为实施例中波纹膜片的正视图；
图9为图8中C-C方向的剖视图；
图10为图1中D区域的局部放大图。
附图标记：1、阀体；2、阀盖；3、法兰；4、波纹膜片；5、螺母；6、连接柱；7、连接杆；8、轴销；9、滚针轴承；10、平面轴承；11、阀芯弹簧；12、驱动齿轮；13、从动齿轮；14、手轮本体；15、手轮弹簧；16、凸齿；17、标记线；18、锥形块；19、竖板；20、容纳块；21、通槽；22、盖帽。
具体实施方式
参照附图对本发明做进一步说明。
一种耐高温的隔膜阀，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，包括阀体1，阀体1的底部一体连接有锥形块18，锥形块18处于阀体1底部的中部。阀体1通过法兰3密封连接有阀盖2。阀盖2与阀体1之间设置有由金属材料构成的波纹膜片4，波纹膜片4隔绝阀体1与阀盖2，波纹膜片4设置为波纹状。波纹膜片4包括用于容纳锥形块18的容纳块20，阀盖2设置有用于挤压容纳块20的挤压件，挤压件包括与容纳块20螺纹连接的螺母5，螺母5固定连接有连接柱6，连接柱6通过轴销8连接有连接杆7，连接柱6设置有套接在轴销8外侧的滚针轴承9。连接柱6和连接杆7穿设有同一个通槽21，轴销8处于通槽21内，轴销8能够让连接杆7和连接柱6处于联动状态。阀盖2设置有限制连接杆7轴向移动的平面轴承10，平面轴承10用于限制连接杆7轴向移动。连接杆7的转动将会带动连接柱6的转动进而带动螺母5的转动，而螺母5并不能沿着自身的轴心线移动，容纳块20也受到阀体1的作用而无法移动，因此将带动容纳块20沿着自身的轴心线移动。当容纳块20朝远离锥形块18的方向移动后，阀体1中的流体将会从容纳块20与锥形块18之间的缝隙中流过，反向则起到限制流动的作用。连接柱6朝向波纹膜片4的一侧设置为波纹状，用于与波纹膜片4契合。
阀盖2内设置有一端与阀盖2连接，另一端与波纹膜片4连接的阀芯弹簧11。阀盖2设置有驱动连接杆7转动的旋转件，旋转件包括套接在连接杆7外部的手轮本体14，手轮本体14固定连接有驱动齿轮12，连接杆7固定连接有可与驱动齿轮12啮合的从动齿轮13。拉动手轮本体14沿着连接杆7的轴心线方向移动进而带动驱动齿轮12与从动齿轮13抵接，从而让驱动齿轮12和从动齿轮13处于啮合的状态。接着旋转手轮本体14便能够带动连接杆7绕着自身的轴心线转动。
连接杆7的顶部固定连接有盖帽22，盖帽22固定连接有手轮弹簧15，手轮弹簧15的另一端与手轮本体14固定连接，手轮弹簧15处于手轮本体14的内部。手轮弹簧15对盖帽22和手轮本体14施加让盖帽22和手轮本体14朝相互远离的方向移动的作用力。手轮一体连接有与阀盖2相互贴合的竖板19，竖板19的长度方向与连接杆7的轴心线方向平行。手轮的表面设置有标记线17，阀盖2朝向手轮的一侧一体连接有凸齿16。
实施例1：一种包括上述结构的耐高温的隔膜阀，值得注意的是，波纹膜片包括金属丝网层，所述金属丝网层的上下两面均设置有金属-陶瓷复合材料层，所述金属-陶瓷复合材料层按重量分数包括粒度为25um~150um的金刚石粉20份、粒度为15um~50um的SiO220份、二甲苯10份、三乙醇胺0.5份、聚乙烯醇缩丁醛3份、聚乙二醇0.5份、硼1份、锆1份。
一种的波纹膜片的制备方法，
按照重量分数：
Step1：称取上述金刚石粉20份、SiO220份、硼1份、锆1份；
Step2：将Step1中选取的物料充分混合均匀后，加入二甲苯10份、三乙醇胺0.5份、聚乙烯醇缩丁醛3份、聚乙二醇0.5份，球磨后过筛，制成浆料；
Step3：将Step2中制备的浆料在流延机中制成金属-陶瓷复合材料层；
Step4：将Step3中制备的金属-陶瓷复合材料层与金属丝网层贴合后，在滚压机中滚压成型至1mm-5mm厚度，在30℃-35℃的真空干燥箱中保温10-15分钟，取出、切边、收卷，制得柔性金属-陶瓷复合材料。
实施例2：一种包括上述结构的耐高温的隔膜阀，值得注意的是，波纹膜片包括金属丝网层，所述金属丝网层的上下两面均设置有金属-陶瓷复合材料层，所述金属-陶瓷复合材料层按重量分数包括粒度为25um~150um的金刚石粉35份、粒度为15um~50um的SiO235份、二甲苯15份、三乙醇胺1.2份、聚乙烯醇缩丁醛4份、聚乙二醇1.2份、硼1.2份、锆1.2份。
一种的波纹膜片的制备方法，
按照重量分数：
Step1：称取上述金刚石粉35份、SiO235份、硼1.2份、锆1.2份；
Step2：将Step1中选取的物料充分混合均匀后，加入二甲苯15份、三乙醇胺15份、聚乙烯醇缩丁醛4份、聚乙二醇1.2份，球磨后过筛，制成浆料；
Step3：将Step2中制备的浆料在流延机中制成金属-陶瓷复合材料层；
Step4：将Step3中制备的金属-陶瓷复合材料层与金属丝网层贴合后，在滚压机中滚压成型至1mm-5mm厚度，在30℃-35℃的真空干燥箱中保温10-15分钟，取出、切边、收卷，制得柔性金属-陶瓷复合材料。
实施例3：一种包括上述结构的耐高温的隔膜阀，值得注意的是，波纹膜片包括金属丝网层，所述金属丝网层的上下两面均设置有金属-陶瓷复合材料层，所述金属-陶瓷复合材料层按重量分数包括粒度为25um~150um的金刚石粉50份、粒度为15um~50um的SiO250份、二甲苯25份、三乙醇胺2份、聚乙烯醇缩丁醛5份、聚乙二醇2份、硼1.5份、锆1.5份。
一种的波纹膜片的制备方法，
按照重量分数：
Step1：称取上述金刚石粉50份、SiO250份、硼1.5份、锆1.5份；
Step2：将Step1中选取的物料充分混合均匀后，加入二甲苯25份、三乙醇胺2份、聚乙烯醇缩丁醛5份、聚乙二醇2份，球磨后过筛，制成浆料；
Step3：将Step2中制备的浆料在流延机中制成金属-陶瓷复合材料层；
Step4：将Step3中制备的金属-陶瓷复合材料层与金属丝网层贴合后，在滚压机中滚压成型至1mm-5mm厚度，在30℃-35℃的真空干燥箱中保温10-15分钟，取出、切边、收卷，制得柔性金属-陶瓷复合材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高温的隔膜阀，包括阀体(1)，所述阀体(1)通过法兰(3)密封连接有阀盖(2)，其特征在于：所述阀盖(2)与阀体(1)之间设置有波纹膜片(4)，所述阀体(1)的底部一体连接有锥形块(18)，所述波纹膜片(4)包括用于容纳锥形块(18)的容纳块(20)，所述阀盖(2)设置有用于挤压容纳块(20)的挤压件；
所述挤压件包括与容纳块(20)螺纹连接的螺母(5)，所述螺母(5)固定连接有连接柱(6)，所述连接柱(6)卡接有连接杆(7)，所述阀盖(2)设置有驱动连接杆(7)转动的旋转件和限制连接杆(7)轴向移动的平面轴承(10)。
2.根据权利要求1所述的耐高温的隔膜阀，其特征是：所述连接柱(6)和连接杆(7)的连接方式为，所述连接柱(6)和连接杆(7)均穿设有同一个通槽(21)，所述连接柱(6)设置有滚针轴承(9)，所述连接柱(6)和连接杆(7)设置有处于滚针轴承(9)内且同时穿过连接柱(6)和连接杆(7)的轴销(8)。
3.根据权利要求1所述的耐高温的隔膜阀，其特征是：所述阀盖(2)内设置有一端与阀盖(2)连接，另一端与波纹膜片(4)连接的阀芯弹簧(11)。
4.根据权利要求1所述的耐高温的隔膜阀，其特征是：所述旋转件包括套接在连接杆(7)外部的手轮本体(14)，所述手轮本体(14)固定连接有驱动齿轮(12)，所述连接杆(7)固定连接有可与驱动齿轮(12)啮合的从动齿轮(13)。
5.根据权利要求1所述的耐高温的隔膜阀，其特征是：所述连接杆(7)的顶部固定连接有盖帽(22)，所述盖帽(22)固定连接有手轮弹簧(15)，手轮弹簧(15)的另一端与手轮本体(14)固定连接。
6.根据权利要求1所述的耐高温的隔膜阀，其特征是：所述手轮本体(14)一体连接有与阀盖(2)相互贴合的竖板(19)。
7.根据权利要求4所述的耐高温的隔膜阀，其特征是：所述手轮本体(14)的表面设置有标记线(17)，所述阀盖(2)朝向手轮本体(14)的一侧一体连接有凸齿(16)。
8.根据权利要求1所述的耐高温的隔膜阀，其特征是：所述波纹膜片(4)设置为波纹状，所述连接柱(6)朝向波纹膜片(4)的一侧设置为波纹状，所述波纹膜片(4)采用金属材料构成。
9.根据权利要求8所述的耐高温的隔膜阀，其特征是：所述波纹膜片包括金属丝网层，所述金属丝网层的上下两面均设置有金属-陶瓷复合材料层，所述金属-陶瓷复合材料层按重量分数包括粒度为25um~150um的金刚石粉20-50份、粒度为15um~50um的SiO220-50份、二甲苯10-25份、三乙醇胺0.5-2份、聚乙烯醇缩丁醛3-5份、聚乙二醇0.5-2份、硼1-1.5份、锆1-1.5份。
10.一种如权利要求9所述的波纹膜片的制备方法，其特征是：
按照重量分数：
Step1：称取上述金刚石粉20-50份、SiO220-50份、硼1-1.5份、锆1-1.5份；
Step2：将Step1中选取的物料充分混合均匀后，加入二甲苯10-25份、三乙醇胺0.5-2份、聚乙烯醇缩丁醛3-5份、聚乙二醇0.5-2份，球磨后过筛，制成浆料；
Step3：将Step2中制备的浆料在流延机中制成金属-陶瓷复合材料层；
Step4：将Step3中制备的金属-陶瓷复合材料层与金属丝网层贴合后，在滚压机中滚压成型至1mm-5mm厚度，在30℃-35℃的真空干燥箱中保温10-15分钟，取出、切边、收卷，制得柔性金属-陶瓷复合材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021515143A (ja) * 2019-01-23 2021-06-17 ソン リ，サン プラスチックバルブ

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