CN109373023B - 一种动态电磁调节式背压阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态电磁调节式背压阀装置，它包括阀座、与阀座相密封连接并具有内腔的阀体、可移动地设置在内腔中的阀瓣和对阀瓣施加力的压缩弹簧，阀瓣的内部嵌有磁性块，阀体的内部嵌有当通电时对磁性块产生吸力的电磁铁，吸力的方向与压缩弹簧对阀瓣所施加的压力的方向相反；动态电磁调节式背压阀装置还包括与电磁铁相连接并能够控制电磁铁通电电流值的控制单元、连接在出液口下游方向并通过检测流体压力而得到阀瓣所受压力的压力传感器、与控制单元相连接的上位机，压力传感器与控制单元相连接。本发明装置结构简单，相关控制均可通过上位机软件实现，操作简便且故障率低。

Description

一种动态电磁调节式背压阀装置

技术领域

本发明涉及一种动态电磁调节式背压阀装置。

背景技术

背压阀也称止回阀，主要用于管路系统，是靠管路中介质本身流动产生的力压缩内置压缩弹簧，实现自动开启和关闭功能，主要作用是设定开启所需的正向流路压力，防止介质倒流。背压阀按结构可分为旋启式（依重心旋转）与升降式（沿轴线移动）两种。其中，升降式背压阀的阀瓣位于阀座密封面上，起自由升降的作用；正向流路压力需达到或超过某一个阙值时，阀瓣与阀座分离实现开启，该阙值即为压缩压缩弹簧给予阀瓣的预压力。在实际使用中，以上预压力与压缩压缩弹簧自身的变形量成正比，通常为一定值，无法适应预压力需求多变的情况；一种现有的技术是，通过手动旋紧或旋松的方式改变压缩压缩弹簧与阀体的接触面位置，通过调整压缩压缩弹簧的变形量的方法来实现预压力的变化，但此方法的缺点在于：存在可能的装配误差且不易被发现；旋紧或旋松的过程为人工操作，难以精确量化；某次人工操作后，以上预压力值无法自动复位，不利于长期持续操作；进一步增加密封的困难。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种动态电磁调节式背压阀装置。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种动态电磁调节式背压阀装置，它包括阀座、与阀座相密封连接并具有内腔的阀体、可移动地设置在内腔中的阀瓣和对阀瓣施加力的压缩弹簧，阀座开设有与内腔相连通的进液口，阀体开设有与内腔相连通的出液口，阀瓣的内部嵌有磁性块，阀体的内部嵌有当通电时对磁性块产生吸力的电磁铁，吸力的方向与压缩弹簧对阀瓣所施加的压力的方向相反；

当动态电磁调节式背压阀装置处于封闭状态时，压缩弹簧对阀瓣所施加的压力与吸力的差值大于流体对阀瓣压力，阀体抵紧阀座并将所述进液口封闭；当动态电磁调节式背压阀装置处于打开状态时，压缩弹簧对阀瓣所施加的压力与吸力的差值小于流体对阀瓣压力，阀体脱离阀座使进液口打开，进液口与出液口之间形成供流体流动的通道；

动态电磁调节式背压阀装置还包括与电磁铁相连接并能够控制电磁铁通电电流值的控制单元、连接在出液口下游方向并通过检测流体压力而得到阀瓣所受压力的压力传感器、与控制单元相连接的上位机，压力传感器与控制单元相连接，压力传感器与控制单元的信号传输方向为从压力传感器至控制单元，上位机与控制单元之间的信号传输方向为双向传输。

进一步地，电磁铁位于内腔的上方。

进一步地，压缩弹簧对阀瓣所施加的压力方向为朝向进液口，电磁铁对磁性块所产生的吸力的方向为朝向出液口。

进一步地，阀瓣具有第一容纳腔、与该第一容纳腔相密封连接的第一压块，磁性块设置在该第一容纳腔内且第一压块将磁性块封闭于第一容纳腔内。

更进一步地，第一压块具有伸入内腔并对压缩弹簧的一端进行径向限位的第一凸部。

进一步地，阀体具有第二容纳腔、与该第二容纳腔相密封连接的第二压块，电磁铁设置在该第二容纳腔内且第二压块将电磁铁封闭于第二容纳腔内。

更进一步地，出液口开设在第二压块上。

更进一步地，电磁铁为环形，第二压块具有穿入第二容纳腔并穿过电磁铁的环形中心孔的第二凸部。

更进一步地，第二凸部伸入内腔并对压缩弹簧的另一端进行径向限位。

进一步地，进液口为锥形，阀瓣具有能够伸入进液口并将其封闭的锥形凸部，该锥形凸部的锥角大于进液口的锥角。

通过采用上述技术方案，本发明动态电磁调节式背压阀装置，通过上位机控制控制单元给电磁铁供电，通过改变磁铁的电流值，改变电磁铁与磁性块间的吸力变化，从而改变装置给予阀瓣的预压力；当阀瓣与阀座开启时，通过后置的压力传感器对正向流体进行检测，信号通过电路板反馈给上位机，由上位机判断，并对电磁铁的供电作出动态调整。该装置结构简单，相关控制均可通过上位机软件实现，操作简便且故障率低。本动态电磁调节式背压阀装置的优点包括：a.一定范围内消除背压阀之间背压大小的个体差异；b.通过一定范围内自由调节背压大小，以适应某个时间段内对于不同流体，预设压力的变化；c.对于前级泵由于流速变化造成的流体压力变化，以及外部因素（如天气、温度等）对系统的干扰，进行动态补偿。

附图说明

附图1为本发明一种动态电磁调节式背压阀装置在封闭状态时的结构示意图；

附图2为本发明一种动态电磁调节式背压阀装置在打开状态时的结构示意图。

图中标号为：

1、阀座；11、进液口；2、阀体；21、出液口；22、内腔；23、第二容纳腔；24、第二压块；241、第二凸部；25、孔；3、阀瓣；31、第一容纳腔；32、第一压块；321、第一凸部；33、锥形凸部；4、压缩弹簧；5、磁性块；6、电磁铁；7、压力传感器；8、电路板；81、供电线；9、上位机；10、出液接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。

参考附图1至附图2，本实施例中的，一种动态电磁调节式背压阀装置，它包括阀座1、与阀座1相密封连接并具有内腔22的阀体2、可移动地设置在内腔22中的阀瓣3和对阀瓣3施加力的压缩弹簧4，阀座1开设有与内腔22相连通的进液口11，阀体2开设有与内腔22相连通的出液口21。

本实施例中的阀体2与阀座1通过管螺纹副进行连接，管螺纹通过生料带进行密封。

阀瓣3的内部嵌有磁性块5，阀体2的内部嵌有当通电时对磁性块5产生吸力的电磁铁6，吸力的方向与压缩弹簧对阀瓣3所施加的压力的方向相反。具体地，压缩弹簧4对阀瓣3所施加的压力方向为朝向进液口11，电磁铁6对磁性块5所产生的吸力的方向为朝向出液口21。当动态电磁调节式背压阀装置处于封闭状态时，压缩弹簧对阀瓣3所施加的压力与吸力的差值大于流体对阀瓣3压力，阀体2抵紧阀座1并将进液口11封闭；当动态电磁调节式背压阀装置处于打开状态时，压缩弹簧对阀瓣3所施加的压力与吸力的差值小于流体对阀瓣3压力，阀体2脱离阀座1使进液口11打开，进液口11与出液口21之间形成供流体流动的通道。

在一种更为优选的实施方案中，进液口11为锥形，阀瓣3具有能够伸入进液口11并将其封闭的锥形凸部33，该锥形凸部33的锥角大于进液口11的锥角。具体地，锥形凸部33的锥角略大于进液口11的锥角即可，防止锥形凸部33在脱离进液口11时产生真空负压。

本实施例给出了一种磁性块5内嵌于阀瓣3的具体结构：阀瓣3具有第一容纳腔31、与该第一容纳腔31相密封连接的第一压块32，磁性块5设置在该第一容纳腔31内且第一压块32将磁性块5封闭于第一容纳腔31内。本实施例中的磁性块5为圆形。

优选地，第一压块32具有伸入内腔22的第一凸部321，该第一凸部321对压缩弹簧4的一端进行径向限位。

电磁铁6位于内腔22的上方。本实施例给出了一种电磁铁6内嵌于阀体2的具体结构：阀体2具有第二容纳腔23、与该第二容纳腔23相密封连接的第二压块24，电磁铁6设置在该第二容纳腔23内且第二压块24将电磁铁6封闭于第二容纳腔23内。

优选地，电磁铁6为环形，第二压块24具有第二凸部241，该第二凸部241穿入第二容纳腔23并穿过电磁铁6的环形中心孔，并且9第二凸部241伸入内腔22并对压缩弹簧4的另一端进行径向限位。

上述的出液口21开设在第二压块24上。

动态电磁调节式背压阀装置还包括与电磁铁6相连接并能够控制电磁铁6通电电流值的控制单元8、连接在出液口21下游方向并通过检测流体压力而得到阀瓣3所受压力的压力传感器7、与控制单元8相连接的上位机9，压力传感器7与控制单元8相连接，压力传感器7与控制单元8的信号传输方向为从压力传感器7至控制单元8，上位机9与控制单元8之间的信号传输方向为双向传输。

具体地，压力传感器7通过出液接头10与出液口21相连接。上文中的下游方向是按照流体的流动方向来定义的。

具体地，控制单元8为电路板，电磁铁6与控制单元8之间通过供电线81相连接，阀体2上开设有与第二容纳腔23相连通并供供电线81穿过的孔25。

工作原理：

如附图1所示，动态电磁调节式背压阀装置处于封闭状态，阀瓣3与阀座1之间闭合，设此时压缩弹簧4对阀瓣3（第一压块32）施加的压力为M，电磁铁6对磁性块5的吸力为N。当控制单元8不对电磁铁6供电时，阀瓣3所受预压力P=M；当控制单元8对电磁铁6供电，且N小于M的情况下，阀瓣3所受预压力P=M-N。由于N的大小与电磁铁所通电流值呈线性关系，故在N小于M的前提下，根据现有技术能够得出电磁铁6电流值与阀瓣3所受预压力的对应关系，从而实现上位机9软件控制控制单元8，改变电磁铁6电流值进而调整阀瓣3所受预压力。如附图2所示，动态电磁调节式背压阀装置处于打开状态，阀瓣3与阀座1开启，电磁铁6与磁性块5距离变小，N进一步提升，便于流体的导通；当电磁铁6电流值下降或归零，阀瓣3所受压力增大，超过流体对阀瓣3的压力时，阀瓣3与阀座1完成闭合，动态电磁调节式背压阀装置封闭。

当阀瓣3与阀座1开启时，通过后置的压力传感器7对正向流体进行实时检测，信号通过控制单元8反馈给上位机9，由上位机9判断，并对电磁铁6的供电作出动态调整。

本动态电磁调节式背压阀装置，相关控制均可通过上位机软件实现，操作简便且故障率低。本动态电磁调节式背压阀装置的优点包括：a.一定范围内消除背压阀之间背压大小的个体差异；b.通过一定范围内自由调节背压大小，以适应某个时间段内对于不同流体，预设压力的变化；c.对于前级泵由于流速变化造成的流体压力变化，以及外部因素（如天气、温度等）对系统的干扰，进行动态补偿。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动态电磁调节式背压阀装置，它包括阀座（1）、与所述阀座（1）相密封连接并具有内腔（22）的阀体（2）、可移动地设置在所述内腔（22）中的阀瓣（3）和对所述阀瓣（3）施加力的压缩弹簧（4），所述的阀座（1）开设有与所述内腔（22）相连通的进液口（11），所述的阀体（2）开设有与所述内腔（22）相连通的出液口（21），其特征在于：

所述阀瓣（3）的内部嵌有磁性块（5），所述阀体（2）的内部嵌有当通电时对所述磁性块（5）产生吸力的电磁铁（6），所述吸力的方向与所述压缩弹簧对阀瓣（3）所施加的压力的方向相反；

当所述动态电磁调节式背压阀装置处于封闭状态时，所述压缩弹簧对阀瓣（3）所施加的压力与所述吸力的差值大于流体对所述阀瓣（3）压力，所述阀体（2）抵紧阀座（1）并将所述进液口（11）封闭；当所述动态电磁调节式背压阀装置处于打开状态时，所述压缩弹簧对阀瓣（3）所施加的压力与所述吸力的差值小于流体对所述阀瓣（3）压力，所述阀体（2）脱离阀座（1）使所述进液口（11）打开，所述进液口（11）与出液口（21）之间形成供流体流动的通道；

所述动态电磁调节式背压阀装置还包括与所述电磁铁（6）相连接并能够控制电磁铁（6）通电电流值的控制单元（8）、连接在所述出液口（21）下游方向并通过检测流体压力而得到阀瓣（3）所受压力的压力传感器（7）、与所述控制单元（8）相连接的上位机（9），所述压力传感器（7）与所述控制单元（8）相连接，所述压力传感器（7）与控制单元（8）的信号传输方向为从压力传感器（7）至控制单元（8），所述上位机（9）与控制单元（8）之间的信号传输方向为双向传输；

所述的电磁铁（6）位于所述内腔（22）的上方；

所述压缩弹簧（4）对阀瓣（3）所施加的压力方向为朝向进液口（11），所述电磁铁（6）对磁性块（5）所产生的吸力的方向为朝向所述出液口（21）。

2.根据权利要求1所述的动态电磁调节式背压阀装置，其特征在于：所述阀瓣（3）具有第一容纳腔（31）、与该第一容纳腔（31）相密封连接的第一压块（32），所述磁性块（5）设置在该第一容纳腔（31）内且所述第一压块（32）将所述磁性块（5）封闭于第一容纳腔（31）内。

3.根据权利要求2所述的动态电磁调节式背压阀装置，其特征在于：所述第一压块（32）具有伸入所述内腔（22）并对所述压缩弹簧（4）的一端进行径向限位的第一凸部（321）。

4.根据权利要求1所述的动态电磁调节式背压阀装置，其特征在于：所述阀体（2）具有第二容纳腔（23）、与该第二容纳腔（23）相密封连接的第二压块（24），所述电磁铁（6）设置在该第二容纳腔（23）内且所述第二压块（24）将所述电磁铁（6）封闭于第二容纳腔（23）内。

5.根据权利要求4所述的动态电磁调节式背压阀装置，其特征在于：所述的出液口（21）开设在所述第二压块（24）上。

6.根据权利要求4所述的动态电磁调节式背压阀装置，其特征在于：所述的电磁铁（6）为环形，所述第二压块（24）具有穿入所述第二容纳腔（23）并穿过所述电磁铁（6）的环形中心孔的第二凸部（241）。

7.根据权利要求6所述的动态电磁调节式背压阀装置，其特征在于：所述的第二凸部（241）伸入所述内腔（22）并对所述压缩弹簧（4）的另一端进行径向限位。

8.根据权利要求1所述的动态电磁调节式背压阀装置，其特征在于：所述的进液口（11）为锥形，所述阀瓣（3）具有能够伸入所述进液口（11）并将其封闭的锥形凸部（33），该锥形凸部（33）的锥角大于进液口（11）的锥角。