CN114413042A - 一种自由配重式溢流阀 - Google Patents

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CN114413042A CN202111497096.3A CN202111497096A CN114413042A CN 114413042 A CN114413042 A CN 114413042A CN 202111497096 A CN202111497096 A CN 202111497096A CN 114413042 A CN114413042 A CN 114413042A
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李正清
刘筱文
王毅
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韩仙虎
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Abstract

本申请涉及真空技术领域，具体而言，涉及一种自由配重式溢流阀，包括阀座、填料、阀芯、弹簧以及阀盖，其中：填料和阀芯均设置在阀座的内部，填料设置在阀芯的下方，填料与阀芯之间设置有弹性压片；弹簧设置在阀芯与阀盖之间。本申请可以在不更换阀体的情况下，通过添加不同填充率的填料实现对溢流阀开启压力的设定，有效降低溢流阀的加工难度，可便捷的实现同一溢流阀在不同压力下开启，此外，在不重新设计溢流阀本体的前提下，通过添加不同数目填料的方式实现同一溢流阀在不同流量规格罗茨泵中的互换性，加工简单、可操作性强。

Description

一种自由配重式溢流阀
技术领域
本申请涉及真空技术领域，具体而言，涉及一种自由配重式溢流阀。
背景技术
罗茨泵是一种双转子的容积式真空泵，在泵腔内，有两个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由于罗茨泵泵腔内无摩擦，转子可以高速转动，一般为1500～3000r/min，而且不必用油润滑，可实现无油清洁抽气的过程，在1～100Pa入口压力范围内具有较大抽速，特别适合大抽速的真空系统中使用，如真空冶炼的排气、真空镀膜设备的预抽、食品、化工、医药、轻纺等行业的真空蒸馏、浓缩、干燥等的工艺过程。
在正常运转时罗茨泵两转子的轴线互相平行，转子由叶轮与轴组合而成，叶轮之间、叶轮与壳体之间具有0.1-0.25mm的微小间隙，避免转子之间以及转子与腔体之间相互接触造成的磕碰。但由于误操作或者罗茨泵出口处的压力过高时，罗茨泵出口的气体不能及时有效的排出，造成转子温度急剧升高，产生的热膨胀效应使转子之间的间隙、甚至转子与罗茨泵腔体之间的间隙被抵消，进而发生磕碰，对罗茨泵造成无法弥补的损伤。因此，当罗茨泵出口的压力升高到最大容许压差时，有必要设置旁通溢流阀使高压气体返流到罗茨泵进口处，及时降低罗茨泵出口处的压力。
目前，常见的溢流阀主要通过理论计算和反复试验，通过加工一定重量的金属阀体，依靠金属阀体的自重在压差的作用下来实现溢流阀的开闭，或者采用翻板阀的原理，通过设置特定压差下的弹簧扭矩打开阀门，在此过程中，需要通过运行过程中进行大量的试验，才能最终确定阀体的配重是否合理，周期长、效率低，此外单个溢流阀只能适用于特定型号的罗茨泵，通用性差。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种自由配重式溢流阀，通过在阀座内添加不同数目的铅丸或者铅丸与不锈钢组成的混合填料，根据罗茨泵的规格和不同应用场景对罗茨泵进出口压差的要求，方便的实现溢流阀在设定压力下的开启。
为了实现上述目的，本申请提供了一种自由配重式溢流阀，包括阀座、填料、阀芯、弹簧以及阀盖，其中：填料和阀芯均设置在阀座的内部，填料设置在阀芯的下方，填料与阀芯之间设置有弹性压片；弹簧设置在阀芯与阀盖之间。
进一步的，阀座通过O型圈与罗茨泵溢流孔底部的密封面固定连接。
进一步的，阀盖套装O型圈后通过螺钉与罗茨泵溢流孔顶部的密封面连接。
进一步的，阀座的底部设置有契型密封槽。
进一步的，阀座的侧面设置有抽气孔。
进一步的，阀座的内部还设置有内螺纹，阀芯整体通过内螺纹固定在阀座内。
进一步的，阀芯的芯柱上设置有外螺纹，芯柱的顶端设置有外六角。
进一步的，弹簧的一端与阀芯芯柱上的外螺纹连接，另一端与阀盖的凹槽连接。
进一步的，填料为铅丸或者铅丸与不锈钢的混合填料。
本发明提供的一种自由配重式溢流阀，具有以下有益效果：
本申请可以在不更换阀体的情况下，通过添加不同填充率的填料实现对溢流阀开启压力的设定，有效降低溢流阀的加工难度，可便捷的实现同一溢流阀在不同压力下开启，此外，在不重新设计溢流阀本体的前提下，通过添加不同数目填料的方式实现同一溢流阀在不同流量规格罗茨泵中的互换性，加工简单、可操作性强。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例提供的自由配重式溢流阀的结构示意图；
图2是根据本申请实施例提供的自由配重式溢流阀的阀盖示意图；
图3是根据本申请实施例提供的自由配重式溢流阀的阀芯示意图；
图4是根据本申请实施例提供的自由配重式溢流阀的阀座示意图；
图5是根据本申请实施例提供的自由配重式溢流阀与罗茨泵的装配示意图；
图中：1-阀座、11-契型密封槽、2-填料、3-弹性压片、4-阀芯、41-外六角、5-弹簧、6-阀盖、7-罗茨泵。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1-5所示，本申请提供了一种自由配重式溢流阀，包括阀座1、填料2、阀芯4、弹簧5以及阀盖6，其中：填料2和阀芯4均设置在阀座1的内部，填料2设置在阀芯4的下方，填料2与阀芯4之间设置有弹性压片3；弹簧5设置在阀芯4与阀盖6之间。
具体的，本申请实施例提供的自由配重式溢流阀主要安装在罗茨泵7的溢流孔处，当罗茨泵7进出口的压差大于弹簧5压紧力和阀座1与阀芯4组合体的自重力之和时，在罗茨泵7出口压力的推动下，阀座1向上移动，此时，阀座1与溢流孔底部的密封失效，罗茨泵7出口处的气体通过阀座1与溢流阀底部的间隙流入罗茨泵7的进口，罗茨泵7出口的压力降低，直至进出口压差小于弹簧5压紧力和阀座1与阀芯4组合体的自重力之和，在弹簧5压紧力和阀座1与阀芯4组合体的自重力作用下，阀座1沿溢流孔下落，并重新压紧于溢流阀底部。当溢流阀的开启压力需要变化或者不符合要求时，打开溢流阀阀盖6，取下弹簧5，借助六角扳手取下阀芯4，添加或者减少填料2的数量，使阀座1的自重增加或者减小，通过阀座1自重的改变重新匹配设定压力，使之满足设定的开启压力。
进一步的，阀座1通过O型圈与罗茨泵7溢流孔底部的密封面固定连接。溢流阀主要设置在罗茨泵7的溢流孔处，阀座1内部包括内筒，阀座1整体通过O型圈与溢流孔的底部密封连接。
进一步的，阀盖6套装O型圈后通过螺钉与罗茨泵7溢流孔顶部的密封面连接。阀盖6优选由304不锈钢通过车削加工而成，包括圆盘型或者正方形的密封面、凹型导向槽以及密封端面组成，阀盖6密封端面设有O型密封槽，套设装入O型圈后，通过螺钉紧固于罗茨泵7溢流孔顶部的密封面。
进一步的，阀座1的底部设置有契型密封槽11。设置契型密封槽11主要为了防止阀座1与溢流孔底部密封面之间的O型密封圈脱落。
进一步的，阀座1的侧面设置有抽气孔。在达到工作压力前，通过抽气孔可有效抽出溢流阀内部的气体，降低工作真空下的放气量。
进一步的，阀座1的内部还设置有内螺纹，阀芯4整体通过内螺纹固定在阀座1内。阀座1内筒设置有螺纹，主要用于和阀芯4进行连接，阀芯4的整体通过内螺纹拧紧固定在阀座1的内筒内，并且可以对弹性压片3形成挤压。
进一步的，阀芯4的芯柱上设置有外螺纹，芯柱的顶端设置有外六角41。阀芯4的芯柱底端设有与弹簧5螺距相等的螺纹槽，芯柱的顶端设有拧紧阀芯4用的外六角41。
进一步的，弹簧5的一端与阀芯4芯柱上的外螺纹连接，另一端与阀盖6的凹槽连接。弹簧5优选为钢琴丝加工而成，一端通过阀芯4的螺纹槽紧扣于阀芯4上，另一端插入阀盖6的凹型导向槽内。
进一步的，填料2为铅丸或者铅丸与不锈钢的混合填料。填料2优选为比重较大的铅丸材料，铅丸的直径设置在3-5mm，铅丸上部设有橡胶制成的弹性垫压，阀芯4通过弹性压片3的形变能够压紧铅丸填料2。
具体的，本申请实施例提供的自由配重式溢流阀使用过程如下，首先设定罗茨泵7溢流阀开启的压力为ΔP，然后根据溢流阀装入罗茨泵7的弹簧5压缩量计算弹簧5的压紧力F，根据溢流阀设计尺寸，计算阀座1与阀芯4的总重量m1，根据下式计算所需填料2的重量m2：
Figure BDA0003399661630000051
式中，S为溢流孔底部密封面处的孔径面积，g为重力加速度。
当罗茨泵7进出口的压差大于ΔP时，在罗茨泵7出口压力的推动下，阀座1向上移动，造成阀座1与溢流孔底部的密封失效，罗茨泵7出口处的气体通过阀座1与溢流阀底部的间隙流入罗茨泵7的进口，罗茨泵7进出口的压差降低，直至进出口的压差小于ΔP，在弹簧5压紧力和阀座1与阀芯4组合体的自重力作用下，阀座1下落，并重新压紧与溢流阀底部。当溢流阀的开启压力需要改变或者不符合要求时，打开溢流阀阀盖6，取下弹簧5，用六角扳手松开阀芯4，向阀座1内添加或者减少填料2，使阀座1的自重增加或者减小，通过自重的改变重新匹配设定压力，使之满足设定要求。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自由配重式溢流阀，其特征在于，包括阀座、填料、阀芯、弹簧以及阀盖，其中：
所述填料和所述阀芯均设置在所述阀座的内部，所述填料设置在所述阀芯的下方，所述填料与所述阀芯之间设置有弹性压片；
所述弹簧设置在所述阀芯与所述阀盖之间。
2.如权利要求1所述的自由配重式溢流阀，其特征在于，所述阀座通过O型圈与罗茨泵溢流孔底部的密封面固定连接。
3.如权利要求1所述的自由配重式溢流阀，其特征在于，所述阀盖套装O型圈后通过螺钉与罗茨泵溢流孔顶部的密封面连接。
4.如权利要求2所述的自由配重式溢流阀，其特征在于，所述阀座的底部设置有契型密封槽。
5.如权利要求4所述的自由配重式溢流阀，其特征在于，所述阀座的侧面设置有抽气孔。
6.如权利要求1所述的自由配重式溢流阀，其特征在于，所述阀座的内部还设置有内螺纹，所述阀芯整体通过内螺纹固定在所述阀座内。
7.如权利要求6所述的自由配重式溢流阀，其特征在于，所述阀芯的芯柱上设置有外螺纹，芯柱的顶端设置有外六角。
8.如权利要求7所述的自由配重式溢流阀，其特征在于，所述弹簧的一端与所述阀芯芯柱上的外螺纹连接，另一端与所述阀盖的凹槽连接。
9.如权利要求1所述的自由配重式溢流阀，其特征在于，所述填料为铅丸或者铅丸与不锈钢的混合填料。
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