CN110332337A - 一种先导式旁路无泄漏自控回流阀 - Google Patents

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Abstract

一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,涉及保护阀技术领域;包括阀体、阀盖、止回阀、导杆螺套、主路弹簧、阀座、阀杆、导向套筒、导向阀体、导阀和导阀弹簧;阀盖同轴固定安装在阀体的顶端开口上;阀座固定安装在阀体的轴线位置;阀座的侧壁设置有开口;阀杆设置在阀座的轴线处;导向阀体套装在阀杆的顶端外壁;止回阀套装在导向阀体的顶端;导向套筒套装在阀杆和导向阀体连接处的外壁;导阀固定安装在导向阀体顶端下表面;导阀弹簧的顶端与导阀接触;导阀弹簧的底端与阀杆接触;导杆螺套套装在止回阀顶端外壁;主路弹簧设置在导杆螺套与止回阀之间;本发明集过流,导向,密封,调节等功能为一体,解决了原结构由于旁路压差过大导致的阀门振动问题。

Description

一种先导式旁路无泄漏自控回流阀
技术领域
本发明涉及一种保护阀技术领域,特别是一种先导式旁路无泄漏自控回流阀。
背景技术
自控回流阀也叫泵保护阀、自动再循环阀或最小流量阀,用于小流量工况下对离心泵进行自动回流保护,防止泵内因流量过低产生汽蚀、振动和噪声,保证泵的安全稳定运行,延长泵的使用寿命。自控回流阀通常安装在离心泵的出口处,当泵运行在大流量状态时,保护阀主路止回阀打开,旁路关闭,流量全部由主路出口排出;当泵运行在小流量状态时,主路止回阀关闭,旁路开启,流量全部由旁通出口排出;从而实现主路和旁通随工艺流量的变化进行切换。
申请人在发明专利CN 107304845 A中公开了一种旁路无泄漏的自控回流阀,其阀体为一体式三通的T形结构,设有主路、旁路两个阀腔;阀体上端设有支撑盘,在阀体和支撑盘之间安装有主路止回阀;主路止回阀通过导杆螺套定位;阀体内装有导向套筒,旁路阀座固定在导向套筒上,阀头与阀杆相联,阀杆上端设有阀杆调节头,通过阀杆调节头实现旁路最大流量的调节。该发明的自控回流阀能够根据工艺流量需求自动进行主、旁路切换,且旁路最大流量能够随工艺参数的变化进行在线调节,以避免不必要的再循环流量对泵功率的浪费。
上述的自控回流阀属于自力式阀门,旁路过流量控制是通过旁通阀阀头的开关来实现的,而旁通阀阀头的开关是通过阀杆上、下面压差来控制的。当主路止回阀逐渐开启式,阀杆由于压力的作用跟随主路止回阀上升,直至旁路关闭位置;当主路止回阀继续上升时,阀杆由于压差停留在旁路关闭的位置,主路止回阀和阀杆分离。
但上述的回流阀申请人在使用的过程中发现,当主路开启旁路完全关闭时,阀杆与主路止回阀分离后,主路止回阀下表面的阀腔是低压腔,上表面是高压腔,这时主路止回阀产生由压力导致的不平衡力,该力的方向为主路止回阀关闭的方向,不平衡力随着压力的增加而增大。由于该不平衡力的存在,阻止了主路止回阀继续上升,主路止回阀与阀杆再次结合,阀杆给主路止回阀与不平衡力方向相反大小相同的力,主路止回阀上升直至与阀杆分离。
影响止回阀往复运动的主要因素是旁路压差,旁路压差越大,止回阀往复运动的流量区间越大,在此流量区间内止回阀往复运动引起振动等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足,提供一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,集过流,导向,密封,调节等功能为一体,解决了原结构由于旁路压差过大导致的阀门振动问题。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的:
一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,包括阀体、阀盖、止回阀、导杆螺套、主路弹簧、阀座、阀杆、导向套筒、导向阀体、导阀和导阀弹簧;其中,阀体为中空三通柱体结构;阀体的下端开口与主路入口连通;阀体水平侧面开口与旁路连通;阀盖为中空柱体结构;阀盖同轴固定安装在阀体的顶端开口上;阀盖顶端与主路出口连通;阀座固定安装在阀体的轴线位置;阀座的侧壁设置有开口,开口与阀体水平侧面开口同轴连通;阀杆设置在阀座的轴线处;阀杆的顶端伸出阀座;导向阀体套装在阀杆的顶端外壁;止回阀套装在导向阀体的顶端;导向套筒套装在阀杆和导向阀体连接处的外壁;导阀固定安装在导向阀体顶端下表面;导阀弹簧轴向竖直设置在导向阀体内部;导阀弹簧的顶端与导阀接触;导阀弹簧的底端与阀杆接触;导杆螺套套装在止回阀顶端外壁;主路弹簧设置在导杆螺套与止回阀之间。
在上述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,所述的阀杆外壁与阀座内壁接触处套装有第一O型圈。
在上述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,所述导向阀体内壁与阀杆的接触处套装有第二O型圈;导向套筒的顶端侧壁处套装有第一密封件;第一密封件的竖直顶部套装有第一挡板,实现对第一密封件的压紧。
在上述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,所述止回阀顶端外壁与导杆螺套内壁接触处设置有第二密封件;第二密封件顶部套装有第二挡板;实现对第二密封件的压紧。
在上述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,所述导阀包括底座、导向结构和4个导流槽;其中,底座为轴向竖直中空主体结构;底座内部设置有腔体;导向结构为柱状结构;导向结构同轴固定安装在底座的顶部;4个导流槽呈X型均匀分布在导向结构的侧壁;4个导流槽与底座内部腔体连通。
在上述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,所述阀杆为倒置T字型结构;阀杆的底端设置有倒角;当阀杆竖直向上运动时,与阀座底端内壁实现密封;阀杆内部沿轴向设置有平衡孔;平衡孔沿阀杆的竖直顶部和水平两端外壁上均设有开口。
在上述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,所述第一密封件和第二密封件为相同结构;第一密封件包括套筒和环形弹簧;其中,套筒为环状结构;套筒的内部沿环形设置有凹槽;环形弹簧固定安装在套筒的环形凹槽内。
在上述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,所述止回阀内壁与导向阀体外壁之间围成止回阀阀腔;止回阀底端侧壁设置有过流孔;导向阀体内壁与阀杆顶部之间围成导阀阀腔。
在上述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,自控回流阀旁路关闭的工作过程为:
初始状态,止回阀与阀体内壁接触,主路呈全关闭状态;阀杆底端的倒角不与阀座底部接触;旁路呈全打开状态;止回阀逐渐上升,阀杆受压差驱动跟随止回阀往上运动;此时导阀弹簧受到压缩,导阀开启;阀杆上升至底端的倒角与阀座底部接触时,旁路完全关闭;此时导阀保持开启状态,同时过流孔向止回阀阀腔内充压,止回阀阀腔压力升高,止回阀上升速度变快,导阀逐渐关闭,旁路零流量。
在上述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,自控回流阀旁路开启的工作过程为:
止回阀竖直向下运动,直至止回阀阀腔上表面接触导阀,压缩导阀弹簧使导阀开启,此时止回阀阀腔是高压腔,该腔的高压介质经导阀流至旁路,止回阀阀腔从高压腔逐渐变为低压腔;导阀完全开启后,止回阀继续竖直向下运动,阀杆的倒角离开阀座,此时旁路开启。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
(1)本发明自控回流阀具有先导功能的组件,该组件由止回阀、导阀阀体、导阀,阀杆、阀座及密封件构成,集过流,导向,密封,调节等功能为一体;
(2)本发明采用全新的导阀结构,巧妙的在止回阀阀腔内进行高、低压的切换,解决了原结构由于旁路压差过大导致的阀门振动问题;
(3)本发明采用的阀杆内部具有平衡孔,维持低压腔内的压力;
(4)本发明采用的止回阀具有过流孔,在止回阀运动时止回阀阀腔内可进行高、低压的变换,保证止回阀的正常动作;
(5)本发明的阀座与阀体采用热装和硬密封的方式进行装配,双重保证了旁路的密封性能;
(6)本发明的先导式旁路无泄漏自控回流阀中,导阀阀体和阀头面积在一定的比例下,所述先导功能的组件内部平衡,在止回阀运动全行程下,止回阀动作不受外界压力的影响,只与弹簧力有关;
(7)本发明在导阀阀体内安装有导阀,导阀的底端与阀杆之间装配有导阀弹簧,导阀和止回阀的密封件配合,确保止回阀腔的高低压切换。
附图说明
图1为本发明阀体旁路全开示意图;
图2为本发明I处放大结构示意图;
图3为本发明II处放大结构示意图;
图4为本发明III处放大结构示意图;
图5为本发明导阀的结构示意图;
图6为本发明阀杆的结构示意图;
图7为本发明第一密封件结构示意图;
图8为本发明阀体旁路全关示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述:
本发明提供一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,集过流,导向,密封,调节等功能为一体;采用全新的导阀结构,巧妙的在止回阀阀腔内进行高、低压的切换,解决了原结构由于旁路压差过大导致的阀门振动问题。
如图1所示为阀体旁路全开示意图,由图可知,一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,包括阀体1、阀盖2、止回阀3、导杆螺套4、主路弹簧5、阀座6、阀杆7、导向套筒8、导向阀体9、导阀10和导阀弹簧11;其中,阀体1为中空三通柱体结构;阀体1的下端开口与主路入口连通;阀体1水平侧面开口与旁路连通;阀盖2为中空柱体结构;阀盖2同轴固定安装在阀体1的顶端开口上;阀盖2顶端与主路出口连通;阀座6固定安装在阀体1的轴线位置;阀座6的侧壁设置有开口,开口与阀体1水平侧面开口同轴连通;阀杆7设置在阀座6的轴线处;阀杆7的顶端伸出阀座6;导向阀体9套装在阀杆7的顶端外壁;止回阀3套装在导向阀体9的顶端;导向套筒8套装在阀杆7和导向阀体9连接处的外壁;导阀10固定安装在导向阀体9顶端下表面;导阀弹簧11轴向竖直设置在导向阀体9内部;导阀弹簧11的顶端与导阀10接触;导阀弹簧11的底端与阀杆7接触;导杆螺套4套装在止回阀3顶端外壁;主路弹簧5设置在导杆螺套4与止回阀3之间。止回阀3阀筒上设有一定形状的开口,其开口面积与导阀过流面积比为0.1~50。阀盖2与止回阀3和密封件组成阻尼结构;所述阀盖2上设有小孔,小孔的直径为0.001~0.01D,D为阀门公称通径;所述阀盖2内安装有导杆螺套4;所述止回阀3端部装有密封件;所述止回阀3安装于导杆螺套4内。
如图2所示为图1中I处放大结构示意图,由图可知,阀杆7外壁与阀座6内壁接触处套装有第一O型圈14。
如图3所示为图1中II处放大结构示意图,由图可知,导向阀体9内壁与阀杆7的接触处套装有第二O型圈15;导向套筒8的顶端侧壁处套装有第一密封件16;第一密封件16的竖直顶部套装有第一挡板13,实现对第一密封件16的压紧。
如图4所示为图1中III处放大结构示意图,由图可知,止回阀3顶端外壁与导杆螺套4内壁接触处设置有第二密封件17;第二密封件17顶部套装有第二挡板12;实现对第二密封件17的压紧。
如图5所示为导阀的结构示意图,由图可知,导阀10包括底座101、导向结构102和4个导流槽103;其中,底座101为轴向竖直中空主体结构;底座101内部设置有腔体;导向结构102为柱状结构;导向结构102同轴固定安装在底座101的顶部;4个导流槽103呈X型均匀分布在导向结构102的侧壁;4个导流槽103与底座101内部腔体连通。
如图6所示为阀杆的结构示意图,由图可知,阀杆7为倒置T字型结构;阀杆7的底端设置有倒角71;当阀杆7竖直向上运动时,与阀座6底端内壁实现密封;阀杆7内部沿轴向设置有平衡孔72;平衡孔72沿阀杆7的竖直顶部和水平两端外壁上均设有开口。
如图7所示为第一密封件结构示意图,由图可知,第一密封件16和第二密封件17为相同结构;第一密封件16包括套筒161和环形弹簧162;其中,套筒161为环状结构;套筒161的内部沿环形设置有凹槽;环形弹簧162固定安装在套筒161的环形凹槽内。环形凹槽161的一侧朝下即开口朝向高压方向,朝阀体入口方向,为是单向密封,可防止高压流体向低压处流动,该组密封使止回阀3“慢开快关”,有效的降低水锤对阀门及后续设备和管路的影响。
如图1和图8所示,止回阀3内壁与导向阀体9外壁之间围成止回阀阀腔26;止回阀3底端侧壁设置有过流孔24;导向阀体9内壁与阀杆7顶部之间围成导阀阀腔25。
自控回流阀旁路关闭的工作过程为:
初始状态,止回阀3与阀体1内壁接触,主路呈全关闭状态;阀杆7底端的倒角71不与阀座6底部接触;旁路呈全打开状态;止回阀3逐渐上升,阀杆7受压差驱动跟随止回阀3往上运动;此时导阀弹簧11受到压缩,导阀10开启;阀杆7上升至底端的倒角71与阀座6底部接触时,旁路完全关闭;此时导阀10保持开启状态,同时过流孔24向止回阀阀腔26内充压,止回阀阀腔26压力升高,止回阀3上升速度变快,导阀10逐渐关闭,旁路零流量。
自控回流阀旁路开启的工作过程为:
止回阀3竖直向下运动,直至止回阀阀腔26上表面接触导阀10,压缩导阀弹簧11使导阀10开启,此时止回阀阀腔26是高压腔,该腔的高压介质经导阀10流至旁路,止回阀阀腔26从高压腔逐渐变为低压腔;导阀10完全开启后,止回阀3继续竖直向下运动,阀杆7的倒角71离开阀座6,此时旁路开启。
本发明的运行原理:相较于现有技术,随着主路止回阀从全关状态逐渐打开,阀杆7受压差驱动跟随主路止回阀往上运动,此过程中主路止回阀阀腔26和导阀阀腔25内均是低压腔,当阀杆7与阀座6接触旁路彻底关闭以后,阀杆7与主路止回阀脱离,主路止回阀的过流孔24越过密封件23,主路的高压介质进入止回阀阀腔26内,使它变成高压区域,这样主路止回阀才能有足够的能力继续往上运动,从而解决之前的一系列问题。与之相反,当主路止回阀从全开位置回落的时候,又需要把那个已经变成高压腔的区域的压力释放掉,让它重新变成低压,这样它才有足够的力量把阀杆7给压下来,然后双方一直往下回落,直至主路止回阀关掉。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,其特征在于:包括阀体(1)、阀盖(2)、止回阀(3)、导杆螺套(4)、主路弹簧(5)、阀座(6)、阀杆(7)、导向套筒(8)、导向阀体(9)、导阀(10)和导阀弹簧(11);其中,阀体(1)为中空三通柱体结构;阀体(1)的下端开口与主路入口连通;阀体(1)水平侧面开口与旁路连通;阀盖(2)为中空柱体结构;阀盖(2)同轴固定安装在阀体(1)的顶端开口上;阀盖(2)顶端与主路出口连通;阀座(6)固定安装在阀体(1)的轴线位置;阀座(6)的侧壁设置有开口,开口与阀体(1)水平侧面开口同轴连通;阀杆(7)设置在阀座(6)的轴线处;阀杆(7)的顶端伸出阀座(6);导向阀体(9)套装在阀杆(7)的顶端外壁;止回阀(3)套装在导向阀体(9)的顶端;导向套筒(8)套装在阀杆(7)和导向阀体(9)连接处的外壁;导阀(10)固定安装在导向阀体(9)顶端下表面;导阀弹簧(11)轴向竖直设置在导向阀体(9)内部;导阀弹簧(11)的顶端与导阀(10)接触;导阀弹簧(11)的底端与阀杆(7)接触;导杆螺套(4)套装在止回阀(3)顶端外壁;主路弹簧(5)设置在导杆螺套(4)与止回阀(3)之间。
2.根据权利要求1所述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,其特征在于:所述的阀杆(7)外壁与阀座(6)内壁接触处套装有第一O型圈(14)。
3.根据权利要求2所述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,其特征在于:所述导向阀体(9)内壁与阀杆(7)的接触处套装有第二O型圈(15);导向套筒(8)的顶端侧壁处套装有第一密封件(16);第一密封件(16)的竖直顶部套装有第一挡板(13),实现对第一密封件(16)的压紧。
4.根据权利要求3所述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,其特征在于:所述止回阀(3)顶端外壁与导杆螺套(4)内壁接触处设置有第二密封件(17);第二密封件(17)顶部套装有第二挡板(12);实现对第二密封件(17)的压紧。
5.根据权利要求4所述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,其特征在于:所述导阀(10)包括底座(101)、导向结构(102)和4个导流槽(103);其中,底座(101)为轴向竖直中空主体结构;底座(101)内部设置有腔体;导向结构(102)为柱状结构;导向结构(102)同轴固定安装在底座(101)的顶部;4个导流槽(103)呈X型均匀分布在导向结构(102)的侧壁;4个导流槽(103)与底座(101)内部腔体连通。
6.根据权利要求5所述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,其特征在于:所述阀杆(7)为倒置T字型结构;阀杆(7)的底端设置有倒角(71);当阀杆(7)竖直向上运动时,与阀座(6)底端内壁实现密封;阀杆(7)内部沿轴向设置有平衡孔(72);平衡孔(72)沿阀杆(7)的竖直顶部和水平两端外壁上均设有开口。
7.根据权利要求6所述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,其特征在于:所述第一密封件(16)和第二密封件(17)为相同结构;第一密封件(16)包括套筒(161)和环形弹簧(162);其中,套筒(161)为环状结构;套筒(161)的内部沿环形设置有凹槽;环形弹簧(162)固定安装在套筒(161)的环形凹槽内。
8.根据权利要求7所述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,其特征在于:所述止回阀(3)内壁与导向阀体(9)外壁之间围成止回阀阀腔(26);止回阀(3)底端侧壁设置有过流孔(24);导向阀体(9)内壁与阀杆(7)顶部之间围成导阀阀腔(25)。
9.根据权利要求8所述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,其特征在于:自控回流阀旁路关闭的工作过程为:
初始状态,止回阀(3)与阀体(1)内壁接触,主路呈全关闭状态;阀杆(7)底端的倒角(71)不与阀座(6)底部接触;旁路呈全打开状态;止回阀(3)逐渐上升,阀杆(7)受压差驱动跟随止回阀(3)往上运动;此时导阀弹簧(11)受到压缩,导阀(10)开启;阀杆(7)上升至底端的倒角(71)与阀座(6)底部接触时,旁路完全关闭;此时导阀(10)保持开启状态,同时过流孔(24)向止回阀阀腔(26)内充压,止回阀阀腔(26)压力升高,止回阀(3)上升速度变快,导阀(10)逐渐关闭,旁路零流量。
10.根据权利要求9所述的一种先导式旁路无泄漏自控回流阀,其特征在于:自控回流阀旁路开启的工作过程为:
止回阀(3)竖直向下运动,直至止回阀阀腔(26)上表面接触导阀(10),压缩导阀弹簧(11)使导阀(10)开启,此时止回阀阀腔(26)是高压腔,该腔的高压介质经导阀(10)流至旁路,止回阀阀腔(26)从高压腔逐渐变为低压腔;导阀(10)完全开启后,止回阀(3)继续竖直向下运动,阀杆(7)的倒角(71)离开阀座(6),此时旁路开启。
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