CN114776851A - 用于液储系统的自封闭式泄压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于液储系统的自封闭式泄压阀，包括阀体、阀芯和动力组件，所述阀体套设于阀芯，且在阀体和阀芯之间形成进气口，所述阀体上具有出气口，所述阀芯上具有将进气口和出气口连通的泄压通道；所述泄压通道内设有通过动力件Ⅰ将泄压通道封堵或打开的阀针，泄压通道封堵时所述动力件Ⅰ具有将阀针密封于泄压通道的支撑力，泄压通道打开时所述动力件Ⅰ具有将阀针复位于泄压通道的回复力；所述动力组件包括通过动力件Ⅱ设置于阀体和/或阀芯上的驱动件，所述驱动件用于调节阀芯和阀体的位置关系，以使得调节进气口的闭合或打开，进气口打开时所述动力件Ⅱ具有使进气口闭合的预紧力，进气口由打开状态调整至闭合状态的过程中，所述动力件Ⅱ的预紧力作为使进气口闭合的初始动力，进气口闭合时所述动力件Ⅱ具有使进气口打开的预张力，所述动力件Ⅱ的预张力作为使进气口打开的初始动力。

Description

用于液储系统的自封闭式泄压阀
技术领域
本发明涉及液体储存防护技术领域，具体涉及一种用于液储系统的自封闭式泄压阀。
背景技术
排气阀是储油罐、水箱、液压油箱等密闭式液体容器上的重要配件，用于排出密闭容器内部多余的空气，防止气压过高；排气阀一般采用直动式单向阀结构，需要安装在密闭容器或管道设备的顶部；一般情况下，此类容器设备姿态是固定的，排气阀阀芯只与容器内气体接触；当设备容器发生较大角度倾覆时，密闭容器内液体会直接作用在排气阀的阀芯上，可顶开弹簧，造成外泄漏。
因此，为解决以上问题，需要一种用于液储系统的自封闭式泄压阀，能够防止液体泄漏，提高安全性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供用于液储系统的自封闭式泄压阀，能够防止液体泄漏，提高安全性。
本发明的用于液储系统的自封闭式泄压阀，包括阀体、阀芯和动力组件，所述阀体套设于阀芯，且在阀体和阀芯之间形成进气口，所述阀体上具有出气口，所述阀芯上具有将进气口和出气口连通的泄压通道；所述泄压通道内设有通过动力件Ⅰ将泄压通道封堵或打开的阀针，泄压通道封堵时所述动力件Ⅰ具有将阀针密封于泄压通道的支撑力，泄压通道打开时所述动力件Ⅰ具有将阀针复位于泄压通道的回复力；所述动力组件包括通过动力件Ⅱ设置于阀体和/或阀芯上的驱动件，所述驱动件用于调节阀芯和阀体的位置关系，以使得调节进气口的闭合或打开，进气口打开时所述动力件Ⅱ具有使进气口闭合的预紧力，进气口由打开状态调整至闭合状态的过程中，所述动力件Ⅱ的预紧力作为使进气口闭合的初始动力，进气口闭合时所述动力件Ⅱ具有使进气口打开的预张力，所述动力件Ⅱ的预张力作为使进气口打开的初始动力。
进一步，进气口打开时所述驱动件具有克服动力件Ⅱ预紧力使进气口打开的驱动力Ⅰ，进气口闭合时所述驱动件具有克服动力件Ⅱ预张力使进气口闭合的驱动力Ⅱ；所述驱动件与阀芯连接，进气口打开时所述驱动件具有位于预设位置的重心Ⅰ，进气口闭合时所述驱动件的重心Ⅰ偏离于预设位置。
进一步，所述驱动件为与阀芯柔性连接的球体，所述阀体以与阀芯同轴的方式套设于阀芯，进气口打开时球体的重心位于阀芯的轴线上，且所述驱动力Ⅰ为对阀芯的压力；所述球体的重心偏离于预设位置时带动阀芯发生移位，所述驱动力Ⅱ为对阀芯的拉力，使得阀芯和阀体的位置关系发生变化将进气口关闭。
进一步，所述阀体上连接有用于对球体导向和限位的球壳，所述球体设置在球壳内并与阀芯柔性连接。
进一步，所述阀体沿轴向的底部呈由上至下口径逐渐增大的喇叭状，所述阀芯沿轴向的底部呈与喇叭状坡面斜度相同的锥台状，所述阀芯沿轴向的底部外壁和阀体沿轴向的底部内壁之间形成进气口，以使得所述进气口沿轴向呈由下至上口径逐渐缩小的环状锥台。
进一步，所述出气口位于进气口轴向的顶部开设于阀体，所述阀体上具有位于进气口和出气口之间的密封部，所述密封部由阀体的内壁向内呈环状凸出形成，所述阀芯穿设并滑动的与密封部连接。
进一步，所述阀芯的外壁向外呈环状凸出形成凸缘，所述凸缘滑动的设置于阀体，且所述凸缘沿轴向位于密封部的顶部；所述动力件Ⅱ为套设于阀芯的外壁并被限位在凸缘和密封部之间的外弹簧。
进一步，所述泄压通道由沿径向与进气口连通的进气通道、沿径向与出气口连通的出气通道和沿轴向将进气通道和出气通道连通的中间通道构成，所述动力件Ⅰ为设置于中间通道内的内弹簧，所述阀针位于内弹簧底部将进气通道封闭或打开。
进一步，所述阀芯沿轴向的底部外壁和阀体沿轴向的底部内壁之间还设有密封圈，所述密封圈呈与进气口同轴心的环状。
进一步，所述进气通道为沿径向均匀设置的多个，所述出气通道为沿径向均匀设置的多个。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种用于液储系统的自封闭式泄压阀，阀芯和阀体的配合为嵌套结构，在防泄漏的阀芯内安装排气单向阀，两者功能上串联，阀芯开启后，具有排气功能的单向阀构造才会与液储容器内部接通，相比现有的排气阀，该结构集成了防泄漏和排气功能，在正常排气泄压的基础上，通过金属球的重力实现不同姿态下阀芯的开启与闭合，其结构简单、成本低、性能可靠，可满足正常姿态下密闭液储容器的安全排气。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明正常姿态下的结构示意图(出气口位于进气口的顶部)；
图2为本发明倾覆姿态下的结构示意图(出气口位于进气口的底部)。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，如图所示，本方案所述的轴向指代阀芯2的轴向，所述的径向指代阀芯2的径向，所述的内指代靠近中心轴线方向，所述的外即为远离中心轴线方向，在此不再赘述；本实施例中的用于液储系统的自封闭式泄压阀包括阀体1、阀芯2和动力组件，所述的液储系统可以是液储容器也可为液储系统中的其中一个单元或者是液储容器中的部分构造，本实施例以液储容器为例，在液储容器上设有自封闭式泄压阀，所述阀体1套设于阀芯2，且在阀体1和阀芯2之间形成进气口3，所述阀体1上具有出气口4，所述阀芯2上具有将进气口3和出气口4连通的泄压通道；所述泄压通道内设有通过动力件Ⅰ5将泄压通道封堵或打开的阀针6，泄压通道封堵时所述动力件Ⅰ5具有将阀针6密封于泄压通道的支撑力，泄压通道打开时所述动力件Ⅰ5具有将阀针6复位于泄压通道的回复力；所述动力组件包括通过动力件Ⅱ7设置于阀体1和/或阀芯2上的驱动件8，所述的和/或含义即为，驱动件8即可单独连接于阀体1或阀芯2，也可同时连接于阀体1和阀芯2，在此不再赘述；所述驱动件8用于调节阀芯2和阀体1的位置关系，以使得调节进气口3的闭合或打开，进气口3打开时所述动力件Ⅱ7具有使进气口3闭合的预紧力，进气口3由打开状态调整至闭合状态的过程中，所述动力件Ⅱ7的预紧力作为使进气口3闭合的初始动力，进气口3闭合时所述动力件Ⅱ7具有使进气口3打开的预张力，所述动力件Ⅱ7的预张力作为使进气口3打开的初始动力。
如图所示的，本方案中用于液储系统的自封闭式泄压阀由外套于阀芯2的阀体1和动力组件构成，本方案中所述的套设即为沿阀芯2的轴向套设，实际上其也可以是弯折状态的套设或是盘旋状态的套设等构造，均能实现阀体1和阀芯2的套设连接的作用，在此不再赘述。
本实施例中，其中阀体1和阀芯2之间形成进气口3，更进一步的，所述阀芯2沿轴向的底部外壁和阀体1沿轴向的底部内壁之间形成进气口3，更为具体的，所述阀体1沿轴向的底部呈由上至下口径逐渐增大的喇叭状，所述阀芯2沿轴向的底部呈与喇叭状坡面斜度相同的锥台状，以使得所述进气口3沿轴向呈由下至上口径逐渐缩小的环状锥台；所述进气口3形成于阀芯2的底部，使得更能便捷的对液储容器中的气体进行泄压，其设置位置还可位于阀芯2的中部或是侧壁等其他位置，保证进气口3形成在阀体1和阀芯2之间且与液储容器的内腔连通即可，本方案所述阀体1沿轴向套设于阀芯2，且阀体1与液储容器固定形成整体，所述阀体1呈管状套设在柱状的阀芯2上，实际使用时可根据使用情况设置阀芯2和阀体1的预设位置，在此不再赘述，阀芯2和阀体1二者的轴心与形成的环状锥台构造的进气口3的轴心位于同一轴线上，有利于提高阀芯2和阀体1的定位准确性，使得阀芯2与阀体1的轴向相对位置发生变化时，调节进气口3的口径大小使得进气口3处于打开或闭合的状态，并且该调节方式使得进气口3的口径变化是均匀的逐渐增大或逐渐减小，进气孔呈轴向的环状使得液储容器的出气更加均匀，对阀芯2和阀体1的相对位置调节也能更为平稳和均匀的控制；阀芯2和阀体1配合将进气口3封堵的方式为沿径向的线接触封堵，利于均匀平稳的平衡外界环境与液储容器内腔的气压，更进一步的，环状锥台构造的进气口3还使得在气压不平稳时可在与进气口3线性接触的任一点将液储容器内腔与外界环境相连通，实现平衡气压的功能；同时所述进气孔的结构不做限制，保证可控制液储容器内腔与外界环境连通情况即可，在此不再赘述。
本实施例中，所述阀芯2沿轴向的底部外壁和阀体1沿轴向的底部内壁之间还设有密封圈16，所述密封圈16呈与进气口3同轴心的环状，且密封圈16由弹性胶质材料构成，以使得保证阀体1和阀芯2之间的紧密配合，更进一步的起到防止液储容器内部液体泄漏的作用。
本实施例中，所述出气口4位于进气口3轴向的顶部开设于阀体1，所述阀体1上具有位于进气口3和出气口4之间的密封部17，所述密封部17由阀体1的内壁向内呈环状凸出形成，所述阀芯2穿设并滑动的与密封部17连接，且密封部17将进气口3和出气口4密封的分隔，使得进气口3和出气口4通过位于阀芯2上泄压通道连通，所述泄压通道有且仅有一条，所述泄压通道沿轴向开设于阀芯2中部，且泄压通道的轴心与阀芯2的轴心位于同一轴线，起到均衡出气口4出气压力的作用，同时保证阀芯2的运动稳定性，所述密封部17起到密封作用的同时还套设于阀芯2具备对阀芯2沿轴向运动的导向作用，使得阀芯2可以按照既定的运动轨迹运动，也就是轴向运动，实现进气口3的开闭。
本实施例中，所述泄压通道由沿径向与进气口3连通的进气通道12、沿径向与出气口4连通的出气通道13和沿轴向将进气通道12和出气通道13连通的中间通道14构成；如图所示的，出气口4垂直于轴向开设于阀体1，且出气口4为分设于阀芯2中心轴线两侧且相对布置的两个，所述出气口4的数量和设置形式以及设置位置可根据实际情况选择，具备将液储容器腔室的压力排出的功能即可，在此不再赘述；所述进气通道12位于密封部17和进气口3之间的将进气口3和中间通道14连通，所述出气通道13位于密封部17和出气口4之间的将出气口4和中间通道14连通，所述进气通道12为沿径向均匀设置的多个，所述出气通道13为沿径向均匀设置的多个，均匀布置的进气通道12和出气通道13，使得通过泄压通道的交换气体可均匀平稳的排出，提高泄气的安全性，本方案仅展示了两条垂直于轴向开设于阀芯2的进气通道12和两条垂直于轴向开设于阀芯2的出气通道13，两条进气通道12分别对应设置于阀芯2中心轴线两侧，两条出气通道13分别对应设置于阀芯2中心轴线两侧，所述进气通道12和出气通道13的数量和设置形式以及设置位置可根据实际情况选择，具备通过中间通道14连通的效果以及将气体排出的功能即可，在此不再赘述。
本实施例中，所述阀针6通过动力件Ⅰ5设置在中间通道14内，如图所示的，所述中间通道14沿轴向由上至下开设形成于阀芯2的中部，进气通道12连通于中间通道14的底部，出气通道13连通于中间通道14的顶部，且中间通道14的顶部通过堵头10封闭，所述堵头10呈径向尺寸由上至下缩小的阶梯轴状，所述动力件Ⅰ5为设置于中间通道14内的内弹簧，所述阀针6位于内弹簧底部将进气通道12封闭或打开，所述阀针6呈球状，所述内弹簧套设于阶梯轴的小径段，且抵紧在阶梯轴的大径段和阀针6之间，所述中间通道14的底部具有限位孔15，所述阀针6通过内弹簧可开闭的与限位孔15连接，所述限位孔15形成于中通道底部的中部，且限位孔15的孔径小于球状阀针6的直径，以使得阀针6可完全的将限位孔15封堵，所述进气通道12通过限位孔15与中间通道14连通。
本实施例中，所述阀体1套设于阀芯2，出气口4和进气口3通过泄压通道连通，并在泄压通道内设有通过动力件Ⅰ5将泄压通道封堵或打开的阀针6，以使得形成单向阀的构造，泄压通道封堵时所述动力件Ⅰ5具有将阀针6密封于泄压通道的支撑力，泄压通道打开时所述动力件Ⅰ5具有将阀针6复位于泄压通道的回复力；通过液储容器内部压力控制阀针6的打开和关闭，实现机械式自调节泄压，实际使用时还可利用检测元件和电控元件的结合实现对阀针6的精准控制，提高液储容器的密封性和使用安全性，防止液体泄漏，在此不再赘述。
本实施例中，所述动力组件由驱动件8和动力件Ⅱ7构成，所述阀芯2的外壁向外呈环状凸出形成凸缘11，所述凸缘11通过动力件Ⅱ7滑动的设置于阀体1，且所述凸缘11沿轴向位于密封部17的顶部；所述动力件Ⅱ7为套设于阀芯2的外壁并被限位在凸缘11和密封部17之间的外弹簧，如图所示，凸缘11由阀芯2的顶部外壁呈环状向外凸出形成，且阀体1的内壁形成对凸缘11的导向和限位，进一步加强阀体1和阀芯2的对心性，外弹簧套设于阀芯2且外弹簧的轴向两端分别抵紧在凸缘11和密封部17上，所述驱动件8为与阀芯2柔性连接的球体，所述阀体1以与阀芯2同轴的方式套设于阀芯2，进气口3打开时球体的重心位于阀芯2的轴线上，且所述驱动力Ⅰ为对阀芯2的压力；所述球体的重心偏离于预设位置时带动阀芯2发生移位，所述驱动力Ⅱ为对阀芯2的拉力，使得阀芯2和阀体1的位置关系发生变化将进气口3关闭，所述阀体1上连接有用于对球体导向和限位的球壳9，所述球体设置在球壳9内并与阀芯2柔性连接；如图1所示的即为正常姿态下本方案的结构示意图，球体的重心与阀体1和阀芯2的轴心重合于同一轴线，且球体将阀芯2压入至阀体1内，使得阀芯2和阀体1之间存有进气口3，此时即由形成单向阀构造的阀体1、阀芯2、出气口4、进气口3、泄压通道、动力件Ⅰ5和阀针6，作为自泄压的阀使用，当液储容器内部的压力过大时即可克服动力件Ⅰ5对阀针6的压力实现泄压，泄压完成后动力件Ⅰ5使阀针6复位将液储容器封闭，实现正常状态下的机械式自封闭构造；如图2所示的即为倾覆姿态下本方案的结构示意图，所述的倾覆姿态还包括球体重心偏离正常状态下预设位置的倾覆，在倾覆姿态的情况下，形成单向阀构造的结构即失效，此时阀芯2即通过动力件Ⅱ7和驱动件8形成防泄漏的构造，倾覆姿态下，球体的重心发生偏移，由于其与阀芯2为柔性连接，阀芯2又可滑动的设置于阀体1，使得球体的重量克服阀芯2与阀体1间的摩擦力，将阀芯2拉动，使得阀芯2和阀体1的相对位置发生变化，阀芯2拉动后即将形成于阀芯2和阀体1之间的进气口3封堵，以使得液储容器形成密闭的容器，防止液体的泄漏，起到自封闭的效果，所述球壳9固定于阀体1，所述球壳9即起到对球体的导向和限位的作用，提高装置使用的安全性和美观性，球壳9的内壁即为与球体配合的球面，使得球体可更快速的将阀芯2拉动，由于所述阀体1沿轴向的底部呈由上至下口径逐渐增大的喇叭状，所述阀芯2沿轴向的底部呈与喇叭状坡面斜度相同的锥台状，二者斜度相同，使得阀芯2被拉动时配合密封圈16的使用可完全的将进气口3封堵，防止液储容器中的液体泄漏；所述动力件Ⅱ7的设置可为球体的运动提供预载力，能够加快球体的运动，加快对进气口3封堵或打开的完成速度，所述柔性件为连接于堵头10中部和球体中部的柔性绳18，以提高球体的对心性，保证正常姿态下对阀芯2的压力和倾覆状态重心偏移对阀芯2拉力，提高整体构造使用的安全性和稳定性。
本实施例中，进气口3打开时所述驱动件8具有克服动力件Ⅱ7预紧力使进气口3打开的驱动力Ⅰ，进气口3闭合时所述驱动件8具有克服动力件Ⅱ7预张力使进气口3闭合的驱动力Ⅱ；所述驱动件8与阀芯2连接，进气口3打开时所述驱动件8具有位于预设位置的重心Ⅰ，进气口3闭合时所述驱动件8的重心Ⅰ偏离于预设位置。所述的预设位置即为正常姿态下球体的设置位置，此时所述的动力件Ⅱ的重心位于阀芯的中心轴线上，所述的偏离于预设位置即为液储容器发生倾覆状态时的偏离。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于液储系统的自封闭式泄压阀，其特征在于：包括阀体、阀芯和动力组件，所述阀体套设于阀芯，且在阀体和阀芯之间形成进气口，所述阀体上具有出气口，所述阀芯上具有将进气口和出气口连通的泄压通道；所述泄压通道内设有通过动力件Ⅰ将泄压通道封堵或打开的阀针，泄压通道封堵时所述动力件Ⅰ具有将阀针密封于泄压通道的支撑力，泄压通道打开时所述动力件Ⅰ具有将阀针复位于泄压通道的回复力；所述动力组件包括通过动力件Ⅱ设置于阀体和/或阀芯上的驱动件，所述驱动件用于调节阀芯和阀体的位置关系，以使得调节进气口的闭合或打开，进气口打开时所述动力件Ⅱ具有使进气口闭合的预紧力，进气口由打开状态调整至闭合状态的过程中，所述动力件Ⅱ的预紧力作为使进气口闭合的初始动力，进气口闭合时所述动力件Ⅱ具有使进气口打开的预张力，所述动力件Ⅱ的预张力作为使进气口打开的初始动力。
2.根据权利要求1所述的用于液储系统的自封闭式泄压阀，其特征在于：进气口打开时所述驱动件具有克服动力件Ⅱ预紧力使进气口打开的驱动力Ⅰ，进气口闭合时所述驱动件具有克服动力件Ⅱ预张力使进气口闭合的驱动力Ⅱ；所述驱动件与阀芯连接，进气口打开时所述驱动件具有位于预设位置的重心Ⅰ，进气口闭合时所述驱动件的重心Ⅰ偏离于预设位置。
3.根据权利要求2所述的用于液储系统的自封闭式泄压阀，其特征在于：所述驱动件为与阀芯柔性连接的球体，所述阀体以与阀芯同轴的方式套设于阀芯，进气口打开时球体的重心位于阀芯的轴线上，且所述驱动力Ⅰ为对阀芯的压力；所述球体的重心偏离于预设位置时带动阀芯发生移位，所述驱动力Ⅱ为对阀芯的拉力，使得阀芯和阀体的位置关系发生变化将进气口关闭。
4.根据权利要求3所述的用于液储系统的自封闭式泄压阀，其特征在于：所述阀体上连接有用于对球体导向和限位的球壳，所述球体设置在球壳内并与阀芯柔性连接。
5.根据权利要求4所述的用于液储系统的自封闭式泄压阀，其特征在于：所述阀体沿轴向的底部呈由上至下口径逐渐增大的喇叭状，所述阀芯沿轴向的底部呈与喇叭状坡面斜度相同的锥台状，所述阀芯沿轴向的底部外壁和阀体沿轴向的底部内壁之间形成进气口，以使得所述进气口沿轴向呈由下至上口径逐渐缩小的环状锥台。
6.根据权利要求5所述的用于液储系统的自封闭式泄压阀，其特征在于：所述出气口位于进气口轴向的顶部开设于阀体，所述阀体上具有位于进气口和出气口之间的密封部，所述密封部由阀体的内壁向内呈环状凸出形成，所述阀芯穿设并滑动的与密封部连接。
7.根据权利要求6所述的用于液储系统的自封闭式泄压阀，其特征在于：所述阀芯的外壁向外呈环状凸出形成凸缘，所述凸缘滑动的设置于阀体，且所述凸缘沿轴向位于密封部的顶部；所述动力件Ⅱ为套设于阀芯的外壁并被限位在凸缘和密封部之间的外弹簧。
8.根据权利要求7所述的用于液储系统的自封闭式泄压阀，其特征在于：所述泄压通道由沿径向与进气口连通的进气通道、沿径向与出气口连通的出气通道和沿轴向将进气通道和出气通道连通的中间通道构成，所述动力件Ⅰ为设置于中间通道内的内弹簧，所述阀针位于内弹簧底部将进气通道封闭或打开。
9.根据权利要求8所述的用于液储系统的自封闭式泄压阀，其特征在于：所述阀芯沿轴向的底部外壁和阀体沿轴向的底部内壁之间还设有密封圈，所述密封圈呈与进气口同轴心的环状。
10.根据权利要求9所述的用于液储系统的自封闭式泄压阀，其特征在于：所述进气通道为沿径向均匀设置的多个，所述出气通道为沿径向均匀设置的多个。
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