CN112228599B - 一种自动补偿式保压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动补偿式保压阀，包括内腔、进口和出口组成的阀体，所述的进口处设有单向阀；所述的内腔内有密封滑动的活塞和为活塞的滑动提供推力的弹簧；所述的阀体上有与弹簧对应的内腔区域相连通的气孔；所述的出口处设有压力阀及其控制机构；本发明可对灌注系统内的静态流体压力进行增压，从而使流体可以实时应对局部流体的变化，操作便捷，简化了系统设备，提高了施工效率。

Description

一种自动补偿式保压阀
技术领域
本发明涉及阀门，特别是一种自动补偿式保压阀。
背景技术
阀门是管道施工和灌注设备等领域不可缺少的流体控制单元，目前的阀门虽然种类繁多，但尚不能完全解决一些灌注设备的使用需求，以注浆机为例，注浆机主要用于对建筑内部或隧道外壁进行注浆，目前的注浆机只能控制泥浆的动态流动，无法对灌注后建筑内部或顶管外围尚未硬化的泥浆进行静态保压；针对这一技术问题，现有技术常采用以下两种技术方案予以解决：一是利用止回阀将注浆孔封闭，防止泥浆回流，这种方法只能保证理想状态下的泥浆保压，而现实情况却是，灌注后的泥浆层受到建筑或地层环境温度、湿度、缝隙等多种因素的综合影响，其局部往往存在一定的流动、流失或溢出等现象，从而破坏局部泥浆层的完整性和均匀性，影响泥浆层的建筑防护效果；二是采用增压泵等设备进行增压，但这将导致整个设备系统过于庞大、操作繁琐、能源消耗高，建设成本显著提高，后期拆除和搬运也极为不便。
发明内容
针对上述情况，为弥补现有技术所存在的技术不足，本发明提供一种自动补偿式保压阀，以解决现有技术无法简单、有效地对灌注系统进行保压和增压的问题。
其解决的技术方案是：包括阀体，所述的阀体包括内腔和分别与内腔连通的进口和出口；所述的进口处设有单向阀；所述的内腔内有密封滑动的活塞和为活塞的滑动提供推力的弹簧；所述的阀体上有与弹簧对应的内腔区域相连通的气孔；所述的出口处设有压力阀，压力阀内设控制其阀瓣复位的锁止机构，以及用于解锁锁止机构的解锁组件。
作为优选，所述的锁止机构为滑动置于阀瓣上的弹性滑销及阀体上与锁销匹配的滑槽；当阀瓣开启后，滑销弹出至滑槽内而将阀瓣锁止，使阀瓣无法复位闭合。
作为优选，所述的解锁组件为控制阀瓣转动的阀杆和设置于锁销锁止端的楔形面；转动阀瓣使锁销随之转动，楔形面与滑槽的侧边产生滑动，从而将锁销推出滑槽外，实现阀瓣的解锁，阀瓣在其驱动件如弹簧的驱动下复位闭合。
本发明结构紧凑，使用简单便捷，不仅可以控制流体的正常通断，还可以在流体灌注结束后对系统内的静态流体压力进行增压，从而使流体处于流动趋势中，以便于随时进行快速流动以应对局部流体的流失或溢出等。
本发明不需额外的设备进行辅助保压或增压，既不需要接入控制单元，也不需要人工干预即可实现系统压力的自动补偿和平衡，因此，极大简化了灌注系统设备，提高了施工效率，节省了设备成本和建设成本。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的图1中A部分的放大图。
图3为本发明的B-B剖视图。
图4为本发明的轴测图。
图5为本发明中流体进入储流室初期的状态示意图。
图6为本发明中弹簧蓄能结束、流体经出口流出时的状态示意图。
图7为本发明中流体灌注结束后，活塞产生增压效果时的状态示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1至图7出，本发明包括阀体1，所述的阀体1包括内腔2和分别与内腔2连通的进口3和出口4；所述的进口3处设有只进不出的单向阀5；所述的内腔2内有在内腔2内密封滑动的活塞6和为活塞6的滑动提供推力的弹簧7；所述的阀体1上有与弹簧7对应的内腔2区域相连通的侧向气孔8。
所述的活塞6将内腔2分隔为互不相通的两个腔室，其中，与进口3和出口4连通的腔室为储流室，与进口3和出口4隔绝的腔室为平衡室，弹簧7置于所述平衡室内，气孔8与所述平衡室连通；当流体经单向阀5进入内腔2后，流体在储流室内聚集并逐渐增压，从而推动活塞6滑动，弹簧7受到活塞6的压力而压缩蓄能，平衡室与外界经气孔8保持流通而实现平衡室内的压力稳定，使活塞6的滑动不受阻碍。
当活塞6继续滑动并越过气孔8位置后，储流室内的流体经气孔8外溢而泄压，从而避免储流室内压力过高导致活塞6和弹簧7等部件受损。
本发明使用时，将进口3连接至供流源，将出口4连接至流体接收容器/装置/系统中，即可实现流体灌注；当流体接收容器/装置/系统中所接收的流体已满时，流体的灌注压力推动活塞6滑动使弹簧7蓄能，达到预设的储能压力或储流室的最大设计压力（即活塞6滑动至越过气孔8位置）时，关闭供流源或将进口3与供流源断开，由于单向阀5具有单向截止作用，因此内腔2中的流体无法返流，从而使内腔2中的流体在弹簧7的势能作用下产生向流体接收容器/装置/系统中流动的压力，实现保压和增压效果。
基于此，当流体接收容器/装置/系统中的流体因容器/装置/系统的容积变化、泄漏等客观因素导致压力减小时，储流室内的流体在活塞6的推动下实时进行补充，反之，当流体接收容器/装置/系统中的流体压力增大时，弹簧7被进一步压缩或流体经气孔8实时溢出而实现压力的自动平衡，以减弱压力增大产生的负面影响。
由此可见，本发明对于系统压力的变化具有自动补偿和平衡的作用，可以在一定范围内主动改善或消除压力变化对系统造成的不利影响，有助于提高系统的稳定性和安全性。
进一步地，所述的出口4处设有压力阀9；压力阀9用于控制出口4的开启，当流体进入储流室初期，流体的压力不足以开启压力阀9，因此活塞6滑动使弹簧7压缩蓄能，待储流室内压力高于压力阀9的开启压力后，弹簧7蓄能结束，压力阀9开启使流体经出口4流出；由于流体压力必须要克服压力阀9的压力才能保持持续流动，故在流体持续流通的过程中，弹簧7始终保持预设的蓄能状态，因此，当流体灌注结束后，直接关闭供流源将进口3与供流源断开即可，不必继续供流为弹簧7蓄能；由此可见，压力阀9的增设使得流体灌注可以随时关闭，无需为蓄能进行额外操作，极大简化了操作步骤，提高了使用的便捷性。
进一步地，所述的压力阀9上有锁止机构如弹簧锁销机构；当压力阀9开启后，锁止机构弹出而将压力阀9锁止使压力阀9保持常通而无法闭合；或手动控制锁止机构将压力阀9锁止使其保持常通。
进一步地，所述的压力阀9上有用于解锁所述锁止机构的控制组件如钥匙孔与匹配的钥匙构成的组件；利用解锁组件将所述锁止机构解锁，从而使压力阀9顺利复位闭合，以便于再次使用。
进一步地，所述的压力阀9由内置于出口4内的阀座10、阀瓣11、压簧12和压圈13沿出口4的流向由内向外顺序排列组成，所述的阀座10和压圈13分别与出口4连接，所述阀瓣11与出口4沿出口4的流向滑动连接且阀瓣11的直径小于出口4的直径，压簧12的两端分别与阀瓣11和压圈13连接，阀瓣11在压簧12的弹力作用下压紧于阀座10上而实现压力阀9的闭合。
进一步地，所述的压力阀9还包括至少一个滑销14，所述的滑销14置于阀瓣11外侧，滑销14的一端与阀瓣11弹性滑动连接，且滑销14在阀瓣11上的滑动方向与阀瓣11在出口4内的滑动方向垂直，滑销14的另一端与出口4的内侧壁挤压接触，出口4内侧壁上有与滑销14的另一端匹配的滑槽15，滑销14与滑槽15构成锁止机构，当阀瓣11滑动使压力阀9开启时，滑销14随之滑动至滑槽15处并在弹性滑动力作用下滑动使滑销14的另一端进入滑槽15内，继而，阀瓣11继续开启时，滑销14的另一端随之在滑槽15内滑动；当开启压力不足或消失后，阀瓣11复位滑动，滑销14的另一端随之复位滑动至滑槽15的端部后被滑槽15的端部阻挡而将阀瓣11锁止，使阀瓣11无法闭合，由此，在保压增压过程中，弹簧7上积蓄的弹性势能不需克服压力阀9的开启压力，保证储流室内的流体在活塞6的推动下随时进出压力阀9以实现系统压力的实时补偿和平衡。
进一步地，所述的压力阀9还包括与阀瓣11滑动方向一致的阀杆16，所述阀杆16的一端与阀瓣11连接，阀杆16的另一端滑移贯穿所述压圈13，阀杆16的另一端有置于出口4外部的旋柄17；所述的滑销14的另一端为楔形端，且所述楔形端的楔形面朝向出口4外侧并与阀瓣11的滑动方向平行即所述楔形面朝向滑槽15的一侧（附图1中的前/后侧面），阀杆16、旋柄17和所述楔形端构成解锁组件，当滑销14的另一端置于滑槽15内后，通过旋柄17转动阀瓣11即可使滑销14在所述楔形端的传动作用下向阀瓣11内滑动收缩，继而使滑销14与滑槽15错位分离而解锁阀瓣11；当滑销14与滑槽15错位分离后，下压旋柄17使阀瓣11闭合于阀座10上，而后反向转动旋柄17使滑销14再次与滑槽15位置对应，则压力阀9再次开启后，阀瓣11将再次被滑销14和滑槽15锁止，从而实现循环使用。
进一步地，所述的出口4内有与滑槽15连通且槽深小于滑槽15深度的定位槽18，滑销14的另一端置于所述定位槽18内；当后反向转动旋柄17使滑销14再次与滑槽15位置对应过程中，滑销14弹入定位槽18内实现滑销14与滑槽15的准确定位对应，避免定位不准确而影响压力阀9的后续使用。
进一步地，所述的单向阀5由内置于进口3内的球面阀座19、阀球20和复位弹簧21由外向内依次排列组成，球面阀座19与进口3连接，复位弹簧21的两端分别与阀球20和阀体1连接，阀球20在复位弹簧21的弹力作用下与所述球面阀座19挤压接触而实现单向阀5的闭合。
将本发明接入灌注管道中，灌注结束后将本发明进行留置即可实现保压和增压，不需额外设备辅助和能源消耗，占用空间小，操作便捷，成本低廉且易于维护。

Claims (4)

1.一种自动补偿式保压阀，包括阀体(1)，所述的阀体(1)包括内腔(2)和分别与内腔(2)连通的进口(3)和出口(4)，其特征在于，所述的进口(3)处设有单向阀(5)；所述的内腔(2)内有密封滑动的活塞(6)和为活塞(6)的滑动提供推力的弹簧(7)；所述的阀体(1)上有与弹簧(7)对应的内腔(2)区域相连通的气孔(8)；出口(4)处设有压力阀(9)，压力阀(9)由内置于出口(4)内的阀座(10)、阀瓣(11)、压簧(12)和压圈(13)沿出口(4)的流向由内向外顺序排列组成，所述的阀座(10)和压圈(13)分别与出口(4)连接，所述阀瓣(11)与出口(4)沿出口(4)的流向滑动连接，压簧(12)的两端分别与阀瓣(11)和压圈(13)连接，阀瓣(11)在压簧(12)的弹力作用下压紧于阀座(10)上；压力阀(9)还包括至少一个滑销(14)，所述滑销(14)的一端与阀瓣(11)弹性滑动连接，滑销(14)的另一端与出口(4)接触，出口(4)内有与滑销(14)匹配的滑槽(15)，当阀瓣(11)滑动使压力阀(9)开启时，滑销(14)随之滑动至滑槽(15)处并在弹性滑动力作用下滑动使滑销(14)的另一端进入滑槽(15)内，通过滑槽(15)对滑销(14)的限位实现对阀瓣(11)复位的阻止，使压力阀(9)开启后保持常通而无法闭合；压力阀(9)还包括与阀瓣(11)滑动方向一致的阀杆(16)，所述阀杆(16)的一端与阀瓣(11)连接，阀杆(16)的另一端滑移贯穿所述压圈(13)，阀杆(16)的另一端有置于出口(4)外部的旋柄(17)；所述的滑销(14)的另一端为楔形端，且所述楔形端的楔形面朝向出口(4)外侧并与阀瓣(11)的滑动方向平行，当滑销(14)的另一端置于滑槽(15)内后，通过旋柄(17)转动阀瓣(11)即可使滑销(14)在所述楔形端的传动作用下向阀瓣(11)内滑动收缩，继而使滑销(14)与滑槽(15)错位分离而解锁阀瓣(11)；出口(4)内有与滑槽(15)连通且槽深小于滑槽(15)深度的定位槽(18)，滑销(14)的另一端置于所述定位槽(18)内。
2.根据权利要求1所述的一种自动补偿式保压阀，其特征在于，压力阀(9)上有锁止机构。
3.根据权利要求2所述的一种自动补偿式保压阀，其特征在于，压力阀(9)上有用于解锁所述锁止机构的解锁组件。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种自动补偿式保压阀，其特征在于，单向阀(5)由内置于进口(3)内的球面阀座(19)、阀球(20)和复位弹簧(21)由外向内依次排列组成，球面阀座(19)与进口(3)连接，复位弹簧(21)的两端分别与阀球(20)和阀体(1)连接，阀球(20)在复位弹簧(21)的弹力作用下与所述球面阀座(19)挤压接触。
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