CN113324046B - 一种轴向驱动式全金属膜片阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴向驱动式全金属膜片阀，包括阀体、阀盖、顶块、滑块、组合膜片、驱动螺母、阀头、弹性件；阀体上径向设置有沉孔，沉孔的底部中心设置有中心阀孔，阀体内设置有流入通道和流出通道，中心阀孔与流入通道连通，沉孔的侧壁与流出通道连通；阀盖安装在阀体上，阀盖上径向设置有通孔，轴向上设置有凹槽；顶块可径向滑动的安装在通孔内；顶块的第一端与组合膜片接触连接；本发明通过由驱动螺母、滑块、顶块、弹性件构成的驱动机构可以完成对阀头的驱动和废物，可以控制对中心阀孔的打开和关闭，此外通过滑块和顶块的斜面传动配合，大大减小了阀门的横向尺寸。

Description

一种轴向驱动式全金属膜片阀

技术领域

本发明涉及金属膜片阀技术领域，尤其涉及一种轴向驱动式全金属膜片阀。

背景技术

现有技术中的金属膜片阀如美国Swagelok公司(公开号为US010774938B2)、日本Fujikin公司(公开号为US008256744B2)、美国专利(公开号为US4482129A)所示，都是通过阀片的变形直接挤压金属阀口实现阀门开关，驱动方向都是在径向，导致阀门的横向尺寸较大，无法在对安装空间要求苛刻的场合使用，且对金属膜片的表面质量要求高，工艺难度较大。

因此需要研发出一种轴向驱动式全金属膜片阀来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种轴向驱动式全金属膜片阀。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种轴向驱动式全金属膜片阀，包括：

阀体；阀体上径向设置有沉孔，沉孔的底部中心设置有中心阀孔，阀体内设置有流入通道和流出通道，中心阀孔与流入通道连通，沉孔的侧壁与流出通道连通；

阀盖；阀盖安装在阀体上，阀盖上径向设置有通孔，轴向上设置有凹槽；

顶块；顶块可径向滑动的安装在通孔内；顶块的第一端与组合膜片接触连接；

滑块；滑块可轴向滑动的安装在凹槽内，顶块的第二端与滑块斜面传动配合，顶块上设置有外螺纹；

组合膜片；组合膜片设置在顶块和沉孔之间，且组合膜片封堵沉孔的开口设置；

驱动螺母；驱动螺母上设置有内螺纹，驱动螺母的内螺纹与滑块的外螺纹螺纹配合；

阀头；阀头置于沉孔内；

弹性件；弹性件置于沉孔内，弹性件的第一端与沉孔底部连接，弹性件的第二端与阀头连接；开阀时，组合膜片为常态，在弹性件的弹力作用下，阀头的第一端与组合膜片接触，阀头的第二端与中心阀孔脱开；关阀时，组合膜片下凸变形，组合膜片下压阀头，阀头压缩弹性件，阀头的第二端下移并封堵中心阀孔。

本发明的有益效果在于：

通过由驱动螺母、滑块、顶块、弹性件构成的驱动机构可以完成对阀头的驱动和废物，可以控制对中心阀孔的打开和关闭，此外通过滑块和顶块的斜面传动配合，大大减小了阀门的横向尺寸。

附图说明

图1为本申请的截面示意图；

图2为本申请中阀体的结构示意图；

图3为本申请中阀盖的结构示意图；

图4为本申请中驱动螺母的结构示意图；

图5为本申请中防松键的结构示意图；

图6为本申请中组合膜片的结构示意图；

图7为本申请中滑块的结构示意图；

图中：1、阀体；101、中心阀孔；102、流入通道；103、流出通道；104、沉孔；105、安装台面；106、阀体外螺纹；2、阀盖；21、圆柱形通孔；22、矩形凹槽；3、顶块；4、滑块；5、驱动螺母；51、键槽；6、防松键；7、锁紧螺母；8、限位螺母；9、组合膜片；10、弹性件；11、阀头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1-7所示，一种轴向驱动式全金属膜片阀，包括：

阀体1；阀体1上径向设置有沉孔104，沉孔104的底部中心设置有中心阀孔101，阀体1内设置有流入通道102和流出通道103，中心阀孔101与流入通道102连通，沉孔104的侧壁与流出通道103连通；阀体1采用一体化成型工艺，可采用金属增材制造技术成型；阀体1两端为阀门进口和出口，阀门进口与流入通道102连通，阀门出口与流出通道103连通；沉孔104为圆孔；阀体1上设置有安装台面105，阀盖2底部安装在安装台面105上；

阀盖2；阀盖2安装在阀体1上，阀盖2上径向设置有圆柱形通孔21，轴向上设置有矩形凹槽22；阀盖2材料为高强度不锈钢制成；阀盖2下表面与组合膜片9的外圈上表面接触，阀盖2周边通过焊接与阀体1连接，也可以通过螺钉与阀体1连接；

顶块3；顶块3可径向滑动的安装在通孔内；顶块3的第一端与组合膜片9接触连接；顶块3主体形成为圆柱体形，顶块3通过其外圆柱面与通孔形成滑动副；

滑块4；滑块4可轴向滑动的安装在凹槽内，顶块3的第二端与滑块4斜面传动配合，滑块上设置有外螺纹；滑块4上表面有圆柱段和外螺纹段，下表面设置有斜面段和平面段，两侧面为平面。滑块4通过下表面放置在阀盖2的凹槽内部，其下表面平面段和两侧面与阀盖2的矩形凹槽的三个平面形成滑动副，滑块4一端斜面与顶块3斜面构成斜面传动副。

组合膜片9；组合膜片9设置在顶块3和沉孔104之间，且组合膜片9封堵沉孔104的开口设置；组合膜片9形成为圆形，组合膜片9的圆周部分通过焊接与阀体1沉孔104的边缘形成致密的焊缝，该条焊缝构成阀门的外密封。

驱动螺母5；驱动螺母5上设置有内螺纹，驱动螺母5的内螺纹与滑块的外螺纹螺纹配合；

阀头11；阀头11置于沉孔104内；阀头11的第一端为平面，与组合膜片9接触。

弹性件10；弹性件10置于沉孔104内，弹性件10的第一端与沉孔104底部连接，弹性件10的第二端与阀头11连接；开阀时，组合膜片9为常态，在弹性件10的弹力作用下，阀头11的第一端与组合膜片9接触，阀头11的第二端与中心阀孔101脱开；关阀时，组合膜片9下凸变形，组合膜片9下压阀头11，阀头11压缩弹性件10，阀头11的第二端下移并封堵中心阀孔101。

如图1、2所示，全金属膜片阀还包括限位螺母8，在阀体1的第一端上设置有阀体外螺纹106，限位螺母8上设置有内螺纹，阀体1与限位螺母8螺纹配合，限位螺母8的一端与驱动螺母5的第一端限位配合，驱动螺母5的第二端与阀盖一端面限位配合。限位螺母8用于驱动螺母5的轴向限位。

如图1、4、5所示，全金属膜片阀还包括防松键6、锁紧螺母7，在驱动螺母5的第一端上设置有至少一个的键槽51，对应地防松键6上设置有至少一个的锁紧键，锁紧键插入键槽51内安装，限位螺母8上设置有外螺纹，锁紧螺母7上设置有内螺纹，限位螺母8与锁紧螺母7螺纹配合，锁紧螺母7的端面与防松键6抵紧连接。在一些实施例中，键槽51为六个，且围绕驱动螺母5的轴心线均匀分布，对应地锁紧键亦为六个，且六个锁紧件通过一个锁紧圈连接，锁紧螺母7的端面用于与锁紧圈抵紧配合。

如图1、2所示，阀头11的第二端形成为球面凸起，中心阀孔101形成为锥面。构成了面-面接触密封副。阀体1的中心阀孔101处为柔性材料制成。组成此密封副的材料分别为软硬两种材料，通过挤压作用对柔性软材料产生屈服变形，从而实现阀口密封，可以是柔性材料镶嵌在阀体1上，也可以在中心阀孔101处表面镀一层软质的有色金属镀层，通常为镀金层，镀层的厚度为10-20μm，阀头11材料为高强度不锈钢，阀头11与阀口的接触表面粗糙度控制在Ra0.3以下。这种面-面接触密封结构具有自定心的效果，可降低对零件几何精度和装配质量的要求。

组合膜片9包括多层金属膜片，金属膜片包括软金属膜片和硬金属膜片，软金属膜片和硬金属膜片交替设置，组合膜片9的两个最外层均为硬金属膜片。组合膜片9为多层金属薄片采用冷冲压工艺成型，从而保证很高的强度和韧性，采用软硬相间的金属膜片，在最外层保证硬度，中间的软金属层可以提供更大的弹性变形。

如图1、7所示，顶块3的第二端上设置有斜面，滑块4上设置有斜面，顶块3的斜面与滑块4的斜面斜面传动配合。顶块3和滑块4的斜面结合部位可以涂抹二硫化钼，以减小滑动摩擦。

如图4所示，驱动螺母5形成为圆环柱状结构，驱动螺母5设置在阀体1、阀盖2、滑块4外部。

如图1所示，弹性件10为碟簧，弹性件10套装在阀头11外壁上，阀头11的第一端侧面设置有环状凸起，弹性件10的第二端与环状凸起接触。

如图1所示，驱动螺母5的第二端形成向内的环状凸出，对应地，此处阀体1直径较小，形成有台阶面；限位螺母8亦形成为台阶型结构，限位螺母8的台阶面用于对环状凸出的端面进行限位。

驱动螺母5通过内螺纹与滑块4螺纹构成螺纹传动，使得滑块4在阀盖2的矩形导槽内轴向滑动。当驱动螺母5驱动滑块4通过斜面挤压顶块3斜面时，顶块3挤压组合膜片9变形，带动阀头11克服叠簧弹力，通过阀头11的球面凸起与阀体1的中心阀孔101挤压形成内密封，阻断气流；当驱动螺母5副反向传动时，阀头11在叠簧的弹力作用下回到初始位置，阀门开启。阀门开启或关闭到位后，将防松键6的锁紧键插入驱动螺母5的键槽51内，再拧紧锁紧螺母7即可实现阀门状态的锁紧。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轴向驱动式全金属膜片阀，其特征在于，包括：阀体；阀体上径向设置有沉孔，沉孔的底部中心设置有中心阀孔，阀体内设置有流入通道和流出通道，中心阀孔与流入通道连通，沉孔的侧壁与流出通道连通；

阀盖；阀盖安装在阀体上，阀盖上径向设置有通孔，轴向上设置有凹槽；

顶块；顶块可径向滑动的安装在通孔内；顶块的第一端与组合膜片接触连接；顶块的第二端轴向方向上设置有斜面，滑块轴向方向上设置有斜面，顶块的斜面与滑块的斜面斜面传动配合；

滑块；滑块可轴向滑动的安装在凹槽内，顶块的第二端与滑块斜面传动配合，滑块上设置有外螺纹；滑块上表面有圆柱段和外螺纹段，下表面设置有斜面段和平面段，两侧面为平面；滑块通过下表面放置在阀盖的凹槽内部，其下表面平面段和两侧面与阀盖的矩形凹槽的三个平面形成滑动副，滑块一端斜面与顶块斜面构成斜面传动副；

组合膜片；组合膜片设置在顶块和沉孔之间，且组合膜片封堵沉孔的开口设置；

驱动螺母；驱动螺母上设置有内螺纹，驱动螺母的内螺纹与滑块的外螺纹螺纹配合；

阀头；阀头置于沉孔内；

弹性件；弹性件置于沉孔内，弹性件的第一端与沉孔底部连接，弹性件的第二端与阀头连接；开阀时，组合膜片为常态，在弹性件的弹力作用下，阀头的第一端与组合膜片接触，阀头的第二端与中心阀孔脱开；关阀时，组合膜片下凸变形，组合膜片下压阀头，阀头压缩弹性件，阀头的第二端下移并封堵中心阀孔。

2.根据权利要求1所述的一种轴向驱动式全金属膜片阀，其特征在于，全金属膜片阀还包括限位螺母，在阀体的第一端上设置有阀体外螺纹，限位螺母上设置有内螺纹，阀体与限位螺母螺纹配合，限位螺母的一端与驱动螺母的第一端限位配合，驱动螺母的第二端与阀盖一端面限位配合。

3.根据权利要求2所述的一种轴向驱动式全金属膜片阀，其特征在于，全金属膜片阀还包括防松键、锁紧螺母，在驱动螺母的第一端上设置有至少一个的键槽，对应地防松键上设置有至少一个的锁紧键，锁紧键插入键槽内安装，限位螺母上设置有外螺纹，锁紧螺母上设置有内螺纹，限位螺母与锁紧螺母螺纹配合，锁紧螺母的端面与防松键抵紧连接。

4.根据权利要求1所述的一种轴向驱动式全金属膜片阀，其特征在于，阀头的第二端形成为球面凸起，中心阀孔形成为锥面。

5.根据权利要求1所述的一种轴向驱动式全金属膜片阀，其特征在于，阀体的中心阀孔处为柔性材料制成。

6.根据权利要求5所述的一种轴向驱动式全金属膜片阀，其特征在于，阀体的中心阀孔处镀设有金层。

7.根据权利要求1所述的一种轴向驱动式全金属膜片阀，其特征在于，组合膜片包括多层金属膜片，金属膜片包括软金属膜片和硬金属膜片，软金属膜片和硬金属膜片交替设置，组合膜片的两个最外层均为硬金属膜片。

8.根据权利要求1所述的一种轴向驱动式全金属膜片阀，其特征在于，驱动螺母形成为圆环柱状结构，驱动螺母设置在阀体、阀盖、滑块外部。

9.根据权利要求1所述的一种轴向驱动式全金属膜片阀，其特征在于，弹性件为碟簧，弹性件套装在阀头外壁上，阀头的第一端侧面设置有环状凸起，弹性件的第二端与环状凸起接触。

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