CN112503234A - 一种平衡阀及使用该平衡阀的储液容器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种平衡阀及使用该平衡阀的储液容器。平衡阀包括阀体，设有上下贯通的阀体穿孔；阀座，设于阀体上端，设有上下贯通的阀座穿孔，阀座穿孔的下端外扩而形成阀口；支撑体，设于阀体下端，设有上下贯通的支撑体穿孔；各穿孔对应贯通；阀芯组件，包括位于所述阀口下方的阀芯，还包括可受液体作用而上浮移动顶推阀芯的浮动体；阀芯组件具有放置在支撑体上以使阀芯与阀口分离的下极限位，还具有被支撑体穿孔中流出的液体推动上浮而顶推阀芯至与阀口顶压配合以封闭阀座穿孔的上极限位；阀体中具有当阀芯组件处于下极限位时连通支撑体穿孔和阀口处的连通通道，连通通道包括位于阀芯组件与阀体穿孔内壁之间的环形通道。

Description

一种平衡阀及使用该平衡阀的储液容器
技术领域
本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种平衡阀及使用该平衡阀的储液容器。
背景技术
通常地，在密闭容器的中上部安装有进液管线，在中下部安装有排液管线，顶部安装有呼吸阀（即平衡阀），平衡阀用于平衡密闭容器内液位高度变化引起的密闭容器内外部压力变化。
现有技术中的平衡阀多如授权公告号为CN2695747Y的中国实用新型专利所示，其公开了一种呼吸阀，该呼吸阀能够实现双向通气，该呼吸阀包括阀体、阀门座和阀芯，在阀门座上安装有密封圈，阀门座上有过气的通道。使用时，当密闭容器内压大于外压时，阀芯被外推，阀芯与阀门座的密封圈分离，能够外泄气体；当密闭容器内压小于外压时，阀芯以及阀门座被内退，阀门座的密封圈与阀体分离，气体能够进入到密闭容器中。
由上可知，现有技术的平衡阀能够实现双向通气，能够将密闭容器中的气体排出，也能够供外部的气体进入，起到了平衡密闭容器内压力的作用。但是在使用时仍然存在一定的缺陷，当密闭容器中不断加注液体时，虽然平衡阀能够平衡气压，但是，当液体不断增多且达到平衡阀所在位置处时，平衡阀无法关闭，容易导致液体外溢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种平衡阀，以解决现有技术中的平衡阀无法防止液体外溢的技术问题；还提供一种使用该平衡阀的储液容器，以解决现有技术中的储液容器液体易外溢的技术问题。
为实现上述目的，本发明平衡阀的技术方案是：一种平衡阀，包括
阀体，设有上下贯通的阀体穿孔；
阀座，设于阀体上端，设有上下贯通的阀座穿孔，阀座穿孔的下端外扩而形成阀口；
支撑体，设于阀体下端，设有上下贯通的支撑体穿孔；
各穿孔对应贯通，并用于连通容器主体内外；
阀芯组件，置于支撑体上，包括位于所述阀口下方的阀芯，还包括可受液体作用而上浮移动顶推阀芯的浮动体；
阀芯组件具有放置在支撑体上以使阀芯与阀口分离的下极限位，还具有被支撑体穿孔中流出的液体推动上浮而顶推阀芯至与阀口顶压配合以封闭阀座穿孔的上极限位；
阀体中具有当阀芯组件处于下极限位时连通支撑体穿孔和阀口处的连通通道，连通通道包括位于阀芯组件与阀体穿孔内壁之间的环形通道。
本发明的有益效果是：正常使用时，阀芯组件置于支撑体上，阀芯与阀口分离，容器主体内外通过支撑体穿孔、连通通道和阀座穿孔连通，能够平衡容器主体内的压力；容器主体内液体较多时，液体经支撑体穿孔流道阀芯组件处，浮动体受力上浮，推动阀芯与阀口顶压配合，将阀座穿孔封闭，防止液体流出。本发明采用可上浮的浮动体来及时封闭平衡阀，能够避免液体外溢。
进一步地，所述阀体穿孔的内壁上还设有上下延伸且与环形通道连通的凹槽，连通通道包括所述环形通道和凹槽的内腔。凹槽的内腔与环形通道连通，增大了过流面积，减小了气体流过时的阻力。
进一步地，所述凹槽沿周向间隔分布有至少两个。在保证阀体正常使用的前提下，凹槽的数量越多，减小气体流阻的作用更加明显。
进一步地，所述阀体穿孔包括上方的小孔段和下方的大孔段，所述浮动体通过阀杆向上顶推阀芯，所述阀杆的外径小于浮动体的外径，所述阀杆设于小孔段中，浮动体设于大孔段中。浮动体外径较大，与液体的接触面积增大，在同等密度的前提下质量也越大，产生的浮力加大，对阀芯的顶推力更大，而采用外径较小的阀杆来顶推阀芯，使得顶推力更加集中。
进一步地，所述阀杆导向移动地装配于小孔段中。通过对阀杆进行导向，使得阀杆的顶推作用更加稳定。
进一步地，所述支撑体穿孔设有多个，所述支撑体的顶面上设有连通对应的至少两个支撑体穿孔的连通槽。开设连通槽后，液体能够流到连通槽中，在初始顶推时，液体与阀芯组件的接触面积增大，顶推作用更加稳定。
进一步地，所述支撑体的中心位置处具有朝上突出布置的凸起，所述支撑体上设有位于该凸起径向旁侧的所述支撑体穿孔，所述阀芯组件支撑放置在所述凸起上。凸起将阀芯组件向上顶起，旁侧的支撑体穿孔与阀芯组件底面之间的距离加大，减小气体流过该处时的阻力，使得气体流通更加顺畅。
进一步地，所述阀芯为阀球，所述阀体穿孔的上端为扩口结构，所述阀球置于该扩口结构中。将阀球置于扩口结构中，阀球放置位置稳定。
进一步地，所述浮动体为空心薄壁柱体。
本发明储液容器的技术方案是：一种储液容器，包括容器主体，还包括设于容器主体上的平衡阀，平衡阀，包括
阀体，设有上下贯通的阀体穿孔；
阀座，设于阀体上端，设有上下贯通的阀座穿孔，阀座穿孔的下端外扩而形成阀口；
支撑体，设于阀体下端，设有上下贯通的支撑体穿孔；
各穿孔对应贯通，并用于连通容器主体内外；
阀芯组件，置于支撑体上，包括位于所述阀口下方的阀芯，还包括可受液体作用而上浮移动顶推阀芯的浮动体；
阀芯组件具有放置在支撑体上以使阀芯与阀口分离的下极限位，还具有被支撑体穿孔中流出的液体推动上浮而顶推阀芯至与阀口顶压配合以封闭阀座穿孔的上极限位；
阀体中具有当阀芯组件处于下极限位时连通支撑体穿孔和阀口处的连通通道，连通通道包括位于阀芯组件与阀体穿孔内壁之间的环形通道。
本发明的有益效果是：正常使用时，阀芯组件置于支撑体上，阀芯与阀口分离，容器主体内外通过支撑体穿孔、连通通道和阀座穿孔连通，能够平衡容器主体内的压力；容器主体内液体较多时，液体经支撑体穿孔流道阀芯组件处，浮动体受力上浮，推动阀芯与阀口顶压配合，将阀座穿孔封闭，防止液体流出。本发明采用可上浮的浮动体来及时封闭平衡阀，能够避免液体外溢。
进一步地，所述阀体穿孔的内壁上还设有上下延伸且与环形通道连通的凹槽，连通通道包括所述环形通道和凹槽的内腔。凹槽的内腔与环形通道连通，增大了过流面积，减小了气体流过时的阻力。
进一步地，所述凹槽沿周向间隔分布有至少两个。在保证阀体正常使用的前提下，凹槽的数量越多，减小气体流阻的作用更加明显。
进一步地，所述阀体穿孔包括上方的小孔段和下方的大孔段，所述浮动体通过阀杆向上顶推阀芯，所述阀杆的外径小于浮动体的外径，所述阀杆设于小孔段中，浮动体设于大孔段中。浮动体外径较大，与液体的接触面积增大，在同等密度的前提下质量也越大，产生的浮力加大，对阀芯的顶推力更大，而采用外径较小的阀杆来顶推阀芯，使得顶推力更加集中。
进一步地，所述阀杆导向移动地装配于小孔段中。通过对阀杆进行导向，使得阀杆的顶推作用更加稳定。
进一步地，所述支撑体穿孔设有多个，所述支撑体的顶面上设有连通对应的至少两个支撑体穿孔的连通槽。开设连通槽后，液体能够流到连通槽中，在初始顶推时，液体与阀芯组件的接触面积增大，顶推作用更加稳定。
进一步地，所述支撑体的中心位置处具有朝上突出布置的凸起，所述支撑体上设有位于该凸起径向旁侧的所述支撑体穿孔，所述阀芯组件支撑放置在所述凸起上。凸起将阀芯组件向上顶起，旁侧的支撑体穿孔与阀芯组件底面之间的距离加大，减小气体流过该处时的阻力，使得气体流通更加顺畅。
进一步地，所述阀芯为阀球，所述阀体穿孔的上端为扩口结构，所述阀球置于该扩口结构中。将阀球置于扩口结构中，阀球放置位置稳定。
进一步地，所述浮动体为空心薄壁柱体。
附图说明
图1为本发明储液容器的示意图；
图2为图1中平衡阀的示意图；
图3为图2中支撑体处的俯视图；
附图标记说明：1-容器主体；2-进液管线；3-排液管线；4-平衡阀；5-阀体；6-上阀座；7-阀球；8-下阀座；9-小孔段；10-小孔段通槽；11-阀杆；12-大孔段；13-浮子；14-大孔段凹槽；15-连通槽；16-支撑体；17-支撑体穿孔；18-凸起；19-连通槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的储液容器的具体实施例，如图1至图3所示，储液容器包括容器主体1，容器主体1的中上部设有进液管线2，中下部设有排液管线3，在顶部设置有平衡阀4，平衡阀4在使用时能够平衡容器主体1内液位高度变化引起的容器内压，同时能够防止液体外溢。
如图2所示，平衡阀包括阀体5，阀体5中设有上下贯通的阀体穿孔；阀体5上端螺纹嵌装有上阀座6，上阀座6中设有上下贯通的阀座穿孔；阀体5下端螺纹嵌装有支撑体16，支撑体16中有支撑体穿孔17。阀体穿孔、阀座穿孔和支撑体穿孔17对应贯通，将容器主体1的内腔与外部连通。
本实施例中，阀体穿孔包括上方的小孔段9和下方的大孔段12，小孔段9和大孔段12形成了朝下的台阶，在小孔段9的内壁上开设有上下贯通的小孔段通槽10，小孔段通槽10沿周向均布有两个（当然，在其他实施例中，小孔段通槽的数量可以进行增加或减少）。在大孔段12的内壁上开设有大孔段凹槽14，大孔段凹槽14上下延伸，大孔段凹槽14沿周向均布有两个（当然，在其他实施例中，大孔段凹槽的数量可以进行增加或减少）。
本实施例中，阀体穿孔的上端开口为扩口结构，在扩口结构中放置有阀球7，在小孔段9中穿装有阀杆11，阀杆11的外径小于小孔段9的内径，阀杆11与小孔段9之间导向移动配合，小孔段9对阀杆11的上下移动进行导向。在大孔段12中穿装有浮子13，本实施例中，浮子13为受液体作用后可上浮移动的浮动体，浮子13为空心薄壁且封闭的柱体。浮子13向上支撑阀杆11，阀杆11向上顶推阀球7，本实施例中，浮子13、阀杆11和阀球7之间仅具有支撑顶推的关系，而无固定连接的关系。
如图2所示，上阀座6的阀座穿孔于下端端面上外扩形成阀口，阀口能够与阀球7顶压配合，而封闭阀座穿孔。阀体5的上端形成下阀座8，阀口与下阀座8上的锥形扩口对应。
如图2所示，在阀体5的下端设置有支撑体内螺纹孔，支撑体内螺纹孔的内端有退刀槽，支撑体16安装在支撑体内螺纹孔中。本实施例中，支撑体16实际为隔板，能够向上支撑浮子13。如图2和图3所示，支撑体16上沿周向布置有多个支撑体穿孔17，为了保证浮子13能够受力更加稳定，本实施例中，在支撑体16的顶部开设有两个连通槽15，连通槽15为贯通槽，连通槽15将对应的各支撑体穿孔17连接起来，初始顶推浮子13时，使浮子13受力更稳。
本实施例中，为了保证在浮子13未被顶推上移时，气体能够顺利通过浮子13与支撑体16之间的间隔，在支撑体16的中间位置处朝上设置有凸起18，凸起18将浮子13向上顶推一定的高度，使得位于凸起18旁侧的支撑体穿孔17与浮子13底面之间的间隔加大，减小了气体流动时的阻力，保证气体能够顺利通过。
本发明的使用过程如下：正常工作时，阀芯组件在自重下支撑放置在支撑体16上，阀球7支撑在阀杆11上，阀球7与上阀座6和下阀座8之间均分离，容器主体1中的气体可以经支撑体穿孔17、支撑体穿孔17与浮子13之间的间隔、浮子13与大孔段12之间的间隙（以及大孔段凹槽14）、浮子13与阀体5台阶之间的间隔、阀杆11与小孔段9之间的间隙（以及小孔段通槽10）进入到阀球7与下阀座8之间的间隔中，再进入到阀球7与上阀座6的阀口之间的间隔中，再经阀座穿孔排至大气中。而气体由外向内流入容器主体1的顺序则相反。
当注入液体较多时，液体进入到支撑体穿孔17中，液体液面升高，浮子13受浮力作用上移，浮子13会依次推动阀杆11、阀球7向上移动，使阀球7与上阀座6的阀口顶压配合，实现密封，将阀座穿孔封闭，液体无法经阀座穿孔流道容器主体1的外部，防止液体外溢。
本实施例中，浮子13构成浮动体，浮动体为空心薄壁柱体，其他实施例中，浮动体可以为泡沫一类的物体，只要受液体作用可以上浮即可。
本实施例中，阀体穿孔的上端为扩口结构，阀球置于扩口结构中，能够对阀球进行径向限位，其他实施例中，由于已经有上阀座上阀口的限位，可以将阀体穿孔上端的扩口结构取消。
本实施例中，阀球7的直径大于阀体穿孔中小孔段9的内径，使得阀球7无法置于小孔段9的内部。其他实施例中，可以减小阀球的直径，将阀球置于小孔段的内部，此时，阀球可以由下向上装入。阀球构成了阀芯，其他实施例中，阀芯可以为柱体，柱体的上端有球面，球面能够与阀口配合密封即可。
本实施例中，支撑体的中心位置有凸起，能够加大阀芯组件与支撑体之间的间隔，其他实施例中，可以将凸起取消，此时，气体流过两者之间的间隙时的阻力较大，但是，本实施例中，支撑体穿孔的其中一部分位于阀芯组件的外部，较多的气体可以经该部分向阀芯组件外部流动。其他实施例中，即使支撑体穿孔完全位于阀芯组件的下方，那么支撑体与阀芯组件之间也会存在间隙，仍然能够供气体通过。
其他实施例中，可以将支撑体上的连通槽取消。
本实施例中，阀杆与小孔段之间导向移动装配，两者之间存在一定的间隙，能够供气体通过，但是气体流过该处时的气体阻力较大，为此，本实施例中开设了小孔段通槽来加大过流面积。浮动体与大孔段之间的间隙也较小，气体流过该处时的气体阻力较大，为此，本实施例中开设大孔段凹槽来加大过流面积。其他实施例中，可以将小孔段通槽和大孔段凹槽取消，仍然可以供气体通过，但由此带来的弊端就是气体阻力大，气体无法顺畅通过。其他实施例中，可以适当扩大阀杆与小孔段之间的间隔，只要能够防止阀杆歪斜即可。
本实施例中的环形通道包括阀杆与小孔段之间的间隙、浮动体与大孔段之间的间隙。
本实施例中，阀芯组件包括阀芯、阀杆和浮动体，阀杆内径小于浮动体内径，其他实施例中，可以将阀杆取消，使用浮动体直接顶推阀芯，或者可以将浮动体和阀杆设计为通径结构。
本实施例中，当阀芯组件置于图2所示的状态时，阀芯组件处于下极限位；当阀芯与阀口密封配合时，阀芯组件处于上极限位。
本实施例中，阀体采用螺纹连接的方式固定在容器主体上，其他实施例中，阀体可以采用焊接的方式固定在容器主体上。
本发明平衡阀的具体实施例，平衡阀的结构与上述实施例的一致，其内容不再赘述。

Claims (10)

1.一种平衡阀，其特征在于：包括
阀体，设有上下贯通的阀体穿孔；
阀座，设于阀体上端，设有上下贯通的阀座穿孔，阀座穿孔的下端外扩而形成阀口；
支撑体，设于阀体下端，设有上下贯通的支撑体穿孔；
各穿孔对应贯通，并用于连通容器主体内外；
阀芯组件，置于支撑体上，包括位于所述阀口下方的阀芯，还包括可受液体作用而上浮移动顶推阀芯的浮动体；
阀芯组件具有放置在支撑体上以使阀芯与阀口分离的下极限位，还具有被支撑体穿孔中流出的液体推动上浮而顶推阀芯至与阀口顶压配合以封闭阀座穿孔的上极限位；
阀体中具有当阀芯组件处于下极限位时连通支撑体穿孔和阀口处的连通通道，连通通道包括位于阀芯组件与阀体穿孔内壁之间的环形通道。
2.根据权利要求1所述的平衡阀，其特征在于：所述阀体穿孔的内壁上还设有上下延伸且与环形通道连通的凹槽，连通通道包括所述环形通道和凹槽的内腔。
3.根据权利要求2所述的平衡阀，其特征在于：所述凹槽沿周向间隔分布有至少两个。
4.根据权利要求1或2或3所述的平衡阀，其特征在于：所述阀体穿孔包括上方的小孔段和下方的大孔段，所述浮动体通过阀杆向上顶推阀芯，所述阀杆的外径小于浮动体的外径，所述阀杆设于小孔段中，浮动体设于大孔段中。
5.根据权利要求4所述的平衡阀，其特征在于：所述阀杆导向移动地装配于小孔段中。
6.根据权利要求1或2或3所述的平衡阀，其特征在于：所述支撑体穿孔设有多个，所述支撑体的顶面上设有连通对应的至少两个支撑体穿孔的连通槽。
7.根据权利要求1或2或3所述的平衡阀，其特征在于：所述支撑体的中心位置处具有朝上突出布置的凸起，所述支撑体上设有位于该凸起径向旁侧的所述支撑体穿孔，所述阀芯组件支撑放置在所述凸起上。
8.根据权利要求1或2或3所述的平衡阀，其特征在于：所述阀芯为阀球，所述阀体穿孔的上端为扩口结构，所述阀球置于该扩口结构中。
9.根据权利要求1或2或3所述的平衡阀，其特征在于：所述浮动体为空心薄壁柱体。
10.一种储液容器，包括容器主体，还包括设于容器主体上的平衡阀，其特征在于：平衡阀为权利要求1至权利要求9中任意一项所述的平衡阀。
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