CN108869785A - 一种双隔膜背压阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双隔膜背压阀，由阀体、阀盖、阀杆、测力传感器、弹簧、隔膜、阻尼器和显示单元等组成。上下两层隔膜通过金属支撑片隔开形成中间空腔，弹簧和阻尼器通过底板固定在上层隔膜上，下层隔膜的上游位置开有小孔。工作时，转动手轮使阀杆向下移动，阀门处于关闭状态。当流体压力大于设定值时，隔膜向上压缩弹簧，背压阀开启，流体开始流动；当流体压力小于设定值时，弹簧推动隔膜向下关闭背压阀，流动停止。下层隔膜的小孔使得流体压力传入两个隔膜之间空腔，上层隔膜受压均匀，隔膜、弹簧和阻尼器受力相对均衡，阀门动作平稳。阻尼器使得阀门动作平缓，减少对流动的扰动。
Description
技术领域
本发明涉及流动控制阀技术领域，具体为一种双隔膜背压阀。
背景技术
背压阀的作用是保持管路所需压力，使得管路中的泵能正常输出流量。例如，对于计量泵等容积泵，在低管路压力情况下工作会出现过量输送，为了防止这个问题，需要计量泵的出口有一定的背压，一般就通过在计量泵出口安装背压阀来达到此目的。
传统的背压阀结构与单向流通阀类似，通过内置弹簧来实现压力控制，当管内流体压力比设定压力小时，膜片在弹簧弹力的作用下关闭阀门，当流体压力比设定压力大时，膜片压缩弹簧，阀门开启。
传统背压阀流道转弯多，因此，流动损失比较大。在各种类型的阀中，隔膜阀是压损比较小的一种。隔膜阀在阀体和阀盖内装有一挠性隔膜，阀座一般为堰形，用隔膜作启闭件封闭流道、截断流体。隔膜常用橡胶、塑料等弹性、耐腐蚀材料制成。隔膜阀的阀杆等操纵机构与介质通路隔开，保证了工作介质的纯净，同时阀杆处不跟介质接触，不需要采用任何形式的单独密封，使得隔膜阀结构简单、密封和防腐性能较好，流体阻力小。
结合普通隔膜阀的工作特点，设计一种流动阻力小、适合于腐蚀性介质的背压阀，是本发明工作的出发点。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种双隔膜背压阀，包括阀体、阀盖、下层隔膜、上层隔膜、底板、下弹簧座、套筒、阀杆、手轮、推力轴承、上弹簧座、阻尼器、弹簧、测力传感器、金属支撑片、显示单元，所述阀体内设有下层隔膜和上层隔膜，下层隔膜和上层隔膜通过金属支撑片隔开形成中间空腔，弹簧和阻尼器通过上弹簧座、下弹簧座和底板固定在上层隔膜上。
进一步的，所述上、下弹簧座之间安装阻尼器。
进一步的，所述下层隔膜上游位置开有一个小孔。
进一步的，所述测力传感器安装于下弹簧座和底板之间。
进一步的，所述阀杆和上弹簧座之间装有推力轴承。
进一步的，所述转动手轮可使阀杆上下移动，向下移动时带动弹簧推动隔膜向下关闭背压阀，并使阀门工作背压设定在预设值。
进一步的，当流体压力小于背压阀预设值时，阀门处于关闭状态；当流体压力大于设定值时，隔膜向上压缩弹簧，背压阀开启，管内介质开始流动。
本发明具有的有益效果是：
1）本发明的双隔膜背压阀总体上为隔膜阀形式，流体流经阀门时流动方向变化平缓，总体流动接近于轴流，流动阻力小；
2）双隔膜的设计和下层隔膜的开孔，使得流体压力传导到至层隔膜之间的空腔，上层隔膜受到均匀的压力作用，变形相对均匀，固定在上层隔膜上的底板和其上固定的弹簧、阻尼器等动作和径向受力相对较小并且均衡，阀门动作平稳。需要说明的是下层隔膜与流体接触的一侧压力不均匀，会影响两层隔膜的总体变形均匀性，但双隔膜设计情况下比单层隔膜变形均匀性要好很多。
3）在上下弹簧座之间除了安装弹簧还装有阻尼器，阻尼器对于弹簧的高频振荡有很好的消除作用，这样就可避免流体压力快速变化引起的弹簧剧烈振荡。这种设计使得阀门启闭和开度变化动作平缓，减小对管内流动的扰动。
4）本发明的背压阀结构中，阀杆和上弹簧座之间装有推力轴承，这样就在很大程度上减小了阀杆转动力矩向弹簧和测力传感器等零部件的传导，测力传感器和弹簧主要承受轴向力作用，使得阀门操作更加灵活、顺畅、平稳。另外，套筒的存在可以使弹簧座只沿上下轴向运动，保证阀门长期工作的稳定性。
5）借助测力传感器和显示单元，该阀门可显示预设压力，可以方便地进行阀门压力设定与监测。
附图说明
图1是双隔膜背压阀结构示意图；
图2是双隔膜背压阀关闭示意图；
图3是调节阀开启示意图；
图中：1-阀体、2-阀盖、3-下层隔膜、4-上层隔膜、5-底板、6-下弹簧座、7-套筒、8-阀杆、9-手轮、10-推力轴承、11-上弹簧座、12-阻尼器、13-弹簧、14-测力传感器、15-金属支撑片、16-显示单元。
具体实施方式
下面通过附图对本发明进行进一步描述。
如图1所示，本发明的双隔膜背压阀，由阀体1、阀盖2、下层隔膜3、上层隔膜4、底板5、下弹簧座6、套筒7、阀杆8、手轮9、推力轴承10、上弹簧座11、阻尼器12、弹簧13、测力传感器14、金属支撑片15、显示单元16组成。下层隔膜3和上层隔膜4通过金属支撑片15隔开形成中间空腔，弹簧13和阻尼器12通过上弹簧座11、下弹簧座6和底板5固定在上层隔膜4上，下层隔膜3的上游位置开有一段小孔。上、下弹簧座之间安装阻尼器12。测力传感器14安装于下弹簧座6和底板5之间。阀杆8和上弹簧座11之间装有推力轴承10。
阀门工作时，流体左侧流入，右侧流出，呈轴向流动。首先转动手轮9使阀杆8向下移动，弹簧13推动隔膜向下关闭背压阀，并使阀门工作背压设定在预设值。当流体压力小于背压阀预设值时，阀门处于关闭状态；当流体压力大于设定值时，隔膜向上压缩弹簧，背压阀开启，管内介质开始流动。这样就使得管道工作压力不低于设定值。下层隔膜3上游侧小孔的作用是让流体压力传入两个隔膜之间空腔，使得上层隔膜受压相对均匀，隔膜、弹簧和阻尼器受力相对均衡，阀门动作平稳。阻尼器12的作用是滞缓压力快速变化导致的弹簧13剧烈振荡，使阀门动作较为平缓，减少对管内流动的扰动。测力传感器14和显示单元16的作用是测量和显示弹簧弹力，该弹力对应阀门开启的流体压力，从而可以方便地进行阀门压力的设定。推力轴承10的作用是减小阀杆8转动时对下侧测力传感器14、弹簧13等部件的扭转力矩，使得阀门操作更加灵活、顺畅。
图2显示了背压阀关闭状态。转动手轮预设管道背压，当管道中流体压力小于预设压力时，隔膜在弹簧弹力的作用下与阀体紧密接触，封闭流动通道，流体不能通过背压阀。由于在阀杆和上弹簧座之间装有推力轴承，手轮带动阀杆转动并上下动作时，弹簧和测力传感器的转动力矩大大减小，使阀门操作平稳、灵活。由于装有测力传感器和显示单元，阀门预设压力可以显示出来，阀门操作方便、直观、准确。
图3显示了调节阀开启状态。当管道压力超过预设压力时，在流体压力作用下隔膜推动弹簧和阻尼器向上移动，流动通道接通，流体从调节阀左侧流入，右侧流出。由于阀门总体上采用了轴流式隔膜阀方案，流动阻力相对较小，属于节能型阀门。当管路中存在压力和流量波动时，由于装有阻尼器使得阀门动作比较平缓，可以避免由背压阀产生的额外振荡，减小对管内流体流动的干扰。双隔膜的设计使流体的压力传导到双层隔膜之间的空腔，上层隔膜受到均匀的压力作用，变形相对均匀，固定在上层隔膜上的底板和其上固定的弹簧、阻尼器等动作和径向受力相对较小并且均衡，阀门动作平稳，同时可以延长阀门使用寿命。
Claims (7)
1.一种双隔膜背压阀，包括阀体（1）、阀盖（2）、下层隔膜（3）、上层隔膜（4）、底板（5）、下弹簧座（6）、套筒（7）、阀杆（8）、手轮（9）、推力轴承（10）、上弹簧座（11）、阻尼器（12）、弹簧（13）、测力传感器（14）、金属支撑片（15）、显示单元（16），其特征在于：所述阀体（1）内设有下层隔膜（3）和上层隔膜（4），下层隔膜（3）和上层隔膜（4）通过金属支撑片（15）隔开形成中间空腔，弹簧（13）和阻尼器（12）通过上弹簧座（11）、下弹簧座（6）和底板（5）固定在上层隔膜（4）上。
2.如权利要求1所述的双隔膜背压阀，其特征在于：所述上、下弹簧座之间安装阻尼器（12）。
3.如权利要求1所述的双隔膜背压阀，其特征在于：所述下层隔膜（3）上游位置开有一个小孔。
4.如权利要求3所述的双隔膜背压阀，其特征在于：所述测力传感器（14）安装于下弹簧座（6）和底板（5）之间。
5.如权利要求1所述的双隔膜背压阀，其特征在于：所述阀杆（8）和上弹簧座（11）之间装有推力轴承（10）。
6.如权利要求1所述的双隔膜背压阀，其特征在于：所述转动手轮（9）可使阀杆（8）上下移动，向下移动时带动弹簧（13）推动隔膜向下关闭背压阀，并使阀门工作背压设定在预设值。
7.如权利要求6所述的双隔膜背压阀，其特征在于：当流体压力小于背压阀预设值时，阀门处于关闭状态；当流体压力大于设定值时，隔膜向上压缩弹簧，背压阀开启，管内介质开始流动。
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