CN115076422A - 一种止回阀 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及阀门技术领域，特别涉及一种止回阀。该止回阀包括：第一阀体，具有第一腔室，所述第一腔室内设置有第一球面；第二阀体，具有第二腔室，所述第二阀体的一端与所述第一阀体的一端连接；阀瓣，设置于所述第一腔室和所述第二腔室之间，所述阀瓣上设置有第二球面和第三腔室；弹簧，设置于所述第三腔室和所述第二腔室之间；通过所述弹簧带动所述第二球面与所述第一球面配合形成密封面，以防止介质从所述第二阀体的一端流入所述第一阀体的一端。本申请提供的止回阀在低温环境下具有较好的密封效果。

Description

一种止回阀

技术领域

本发明实施例涉及阀门技术领域，特别涉及一种止回阀。

背景技术

止回阀也称单向阀，被广泛应用到各种工业管道中，用于防止介质逆流。

相关技术中，止回阀多采用平面式的密封结构，并在阀体和阀瓣之间设置平面密封垫，该密封结构在常温管道上具有良好的密封效果，但是在低温领域，尤其是当温度到达80K以下时，由于材料的冷缩变形，阀体和阀瓣的冷缩量不一致，配合面容易错位，密封垫难以达到较好的密封效果。

因此，目前亟待需要一种止回阀来提高低温环境下的密封效果。

发明内容

本发明实施例提供了一种止回阀，该止回阀在超低温环境下具有较好的密封效果。

本发明实施例提供了一种止回阀，包括：

第一阀体，具有第一腔室，所述第一腔室内设置有第一球面；

第二阀体，具有第二腔室，所述第二阀体的一端与所述第一阀体的一端连接；

阀瓣，设置于所述第一腔室和所述第二腔室之间，所述阀瓣上设置有第二球面和第三腔室；

弹簧，设置于所述第三腔室和所述第二腔室之间；

通过所述弹簧带动所述第二球面与所述第一球面配合形成密封面，以防止介质从所述第二阀体的一端流入所述第一阀体的一端。

在一种可能的设计中，所述第二球面远离所述第二阀体的一端为锥面，所述锥面用于引导介质的流向。

在一种可能的设计中，所述阀瓣远离所述第一阀体的一端设置有多个限位条，所述多个限位条与所述第一腔室的内壁相配合，以防止所述阀瓣产生径向位移。

在一种可能的设计中，所述第三腔室靠近所述第一阀体的一端设置有螺纹孔。

在一种可能的设计中，所述第二阀体上设置有限位环，所述限位环靠近所述第一阀体的一端的端面的内径小于所述限位条的外径，通过所述限位环限制所述阀瓣压缩所述弹簧时的位置。

在一种可能的设计中，所述限位环的内部设置有圆锥形的坡面，所述坡面用于对流动的介质进行导向。

在一种可能的设计中，所述限位环远离所述第一阀体的一端设置有安装槽，所述安装槽用于卡接所述弹簧。

在一种可能的设计中，所述限位环靠近所述第一阀体的一端设置有限位柱，所述限位柱设置于两个所述限位条之间，用于防止所述阀瓣转动。

在一种可能的设计中，所述阀瓣的材质为超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯或聚酰亚胺或聚三氟氯乙烯或酰亚胺。

在一种可能的设计中，还包括螺纹杆，所述螺纹杆与所述螺纹孔配合，通过牵引所述螺纹杆，使所述阀瓣远离所述第一阀体。

本申请提供了一种止回阀，包括第一阀体、第二阀体、阀瓣和弹簧，第一阀体和第二阀体分别具有第一腔室和第二腔室，阀瓣设置于第一腔室和第二腔室之间。通过在第一腔室内设置第一球面以及在阀瓣上设置第二球面，当止回阀处于低温环境时，第一阀体和阀瓣预冷收缩，第一球面和第二球面也随之收缩，但由于球面具有自导向的作用，因此，即使阀瓣的位置偏移，也能沿着球面自动纠正。具体地，当第二球面的收缩量大于第一球面的收缩量时，弹簧推动第二球面向第一球面的方向移动，直至第一球面与第二球面稳定接触形成密封面；当第二球面的收缩量小于第一球面的收缩量时，第一球面挤压第二球面，第二球面通过压缩该弹簧向第二阀体的方向移动，直至第一球面与第二球面稳定接触形成密封面。也就是说，由于球面的任何位置的截面都是圆形的，因此，不论第一阀体和阀瓣的收缩量如何变化，都可以通过压缩或拉伸弹簧，使第一球面与第二球面相互配合至少形成一条圆线的密封面，以防止介质从所述第二阀体的一端流入所述第一阀体的一端。由此可见，该申请提供的止回阀在低温环境下具有较好的密封效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种止回阀的剖面示意图；

图2是本发明实施例提供的一种止回阀的立体组装示意图；

图3是本发明实施例提供的第一阀体的剖面示意图；

图4是本发明实施例提供的阀瓣的剖面示意图；

图5是本发明实施例提供的阀瓣的立体示意图；

图6是本发明实施例提供的第二阀体的剖面示意图；

图7是本发明实施例提供的第二阀体的立体示意图；

图8是本发明实施例提供的阀瓣处于开启状态时的示意图；

图9是本发明实施例提供的螺纹杆处于工作状态时的示意图。

附图标记：

1-第一阀体；

11-第一腔室；

12-第一球面；

2-第二阀体；

21-第二腔室；

22-限位环；

23-坡面；

24-安装槽；

25-限位柱；

3-阀瓣；

31-第二球面；

32-第三腔室；

33-锥面；

34-限位条；

35-螺纹孔；

4-弹簧；

5-螺纹杆；

51-销子；

52-销孔。

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，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

如前所述，在低温领域，现有止回阀的密封效果较差。

为了解决这一问题，发明人提出可以采用球面密封面，以克服阀体和阀瓣收缩量不一致导致的密封较差的问题。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例提供了一种止回阀，该止回阀包括：

第一阀体1，具有第一腔室11，第一腔室11内设置有第一球面12；

第二阀体2，具有第二腔室21，第二阀体2的一端与第一阀体1的一端连接；

阀瓣3，设置于第一腔室11和第二腔室21之间，阀瓣3上设置有第二球面31和第三腔室32；

弹簧4，设置于第三腔室32和第二腔室21之间；

通过压缩或拉伸弹簧4，使第一球面12与第二球面31相互配合形成密封面，以防止介质从第二阀体2的一端流入第一阀体1的一端。

本申请通过在第一腔室11内设置第一球面12以及在阀瓣3上设置第二球面31，当止回阀处于低温环境时，第一阀体1和阀瓣3预冷收缩，第一球面12和第二球面31也随之收缩，但由于球面具有自导向的作用，因此，即使阀瓣3的位置偏移，也能沿着球面自动纠正。具体地，当第二球面31的收缩量大于第一球面12的收缩量时，弹簧4推动第二球面31向第一球面12的方向移动，直至第一球面12与第二球面31稳定接触形成密封面；当第二球面31的收缩量小于第一球面12的收缩量时，第一球面12挤压第二球面31，第二球面31通过压缩该弹簧4向第二阀体2的方向移动，直至第一球面12与第二球面31稳定接触形成密封面。也就是说，由于球面的任何位置的截面都是圆形的，因此，不论第一阀体1和阀瓣3的收缩量如何变化，都可以通过压缩或拉伸弹簧4，使第一球面12与第二球面31相互配合至少形成一条圆线的密封面，以防止介质从第二阀体2的一端流入第一阀体1的一端。由此可见，该申请提供的止回阀在低温环境下具有较好的密封效果。

需要说明的是，该申请中提及的低温环境包括所有能够使第一阀体1、第二阀体2和阀瓣3产生变形的环境，尤其是温度低于80K到的超低温环境，该止回阀同样具有较好的密封效果。

此外，第一阀体1和第二阀体2的材质可以是不锈钢或其它具有一定强度的金属，本申请不做具体限定。另外，第一阀体1和第二阀体2与外部设备(包括管道或其它容器接口)的连接方式优选焊接，如此不会由于第一阀体1和第二阀体2与外部设备的收缩量不一致导致介质泄漏到外部环境中，当然，用户也可以选用螺纹连接，当选用螺纹连接时，第一阀体1和第二阀体2与外部设备的连接处还应设置螺纹。

如图4和图5所示，在一些实施方式中，第二球面31远离第二阀体2的一端为锥面33，锥面33用于引导介质的流向。

在该实例中，阀瓣3整体呈尖椎形，尖椎形使介质的流动更顺畅，减小流动阻力，降低压力损失。当然，第二球面31远离第二阀体2的一端也可以是平面，但是平面会增大介质流动的阻力，本申请不对端面的形状做具体限定。

如图4和图5所示，在一些实施方式中，阀瓣3远离第一阀体1的一端设置有多个限位条34，多个限位条34与第一腔室11的内壁相配合，以防止阀瓣3产生径向位移。

在该实施例中，限位条34的直径可以等于或者略小于第一腔室11的内径，使阀瓣3在第一腔室11内能够沿着轴向进行滑动，而不会发生较大的径向偏移，从而保证阀瓣3的第二球面31与第一阀体1的第一球面12能够良好配合。当弹簧4被压缩时，介质可以在限位条34之间的空隙内流动。此外，限位条34可以是4个，4个限位条34均匀分布于阀瓣3的四周，当然，也可以是其它数量，只要保证阀瓣3有较高的稳定性即可，本申请不做具体限定。

如图4所示，在一些实施方式中，第三腔室32靠近第一阀体1的一端设置有螺纹孔35。

如图6所示，在一些实施方式中，第二阀体2上设置有限位环22，限位环22靠近第一阀体1的一端的端面的内径小于限位条34的外径，通过限位环22限制阀瓣3压缩弹簧4时的位置。如图8所示，为止回阀开启时的状态，从图中可以看出，介质推动阀瓣3移动，压缩弹簧4，最终阀瓣3与第二阀体2的限位环22接触，弹簧4不能被继续压缩。在该实施例中，通过设置限位环22，当止回阀突然开启时，介质不会对阀瓣3和弹簧4产生过大的冲击，能够延长止回阀的使用寿命。

如图6所示，在一些实施方式中，限位环22的内部设置有圆锥形的坡面23，坡面23用于对流动的介质进行导向，以减小介质流动过程中的阻力，降低压力损失。当然，坡面23也可以是其它形状，本申请不做具体限定。

如图6所示，在一些实施方式中，限位环22远离第一阀体1的一端设置有安装槽24，安装槽24用于卡接弹簧4，以使弹簧4不会在工作过程中产生移位。

如图6和图7所示，在一些实施方式中，限位环22靠近第一阀体1的一端设置有限位柱25，限位柱25设置于两个限位条34之间，用于防止阀瓣3转动。

在一些实施方式中，阀瓣3的材质为超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯或聚酰亚胺或聚三氟氯乙烯或酰亚胺。这五种材料均具有自润滑的特性，相对于金属材质，摩擦系数更小，滑动阻力更小，且更耐磨，不容易产生摩擦碎屑，故障率低，使用寿命更长。并且这五种材料的密度相对金属而言小很多，阀瓣3的质量更轻，因此可以选择刚度系数较小的弹簧4即可推动阀瓣3来使该止回阀形成密封。进一步地，因为弹簧4刚度系数小，更小的压差就可以推动弹簧4压缩来使该止回阀打开，所以该止回阀的开启压力会更小，应用的压力范围更宽，这在一些对压差敏感的应用场景中尤为合适。当然，用户也可以选择其它耐低温的非金属材料或金属材料，本申请不做具体限定。

在一些实施方式中，还包括螺纹杆5，该螺纹杆5与螺纹孔35配合，通过牵引螺纹杆5，使阀瓣3远离第一阀体1。

如前所述，第一阀体1和第二阀体2与外部设备(包括管道或其它容器接口)的连接方式优选焊接。但由于阀瓣3采用聚四氟乙烯或高分子聚乙烯，而这两种材料不耐高温，因此，若不采取措施，在焊接的过程中，容易损坏阀瓣3。针对这一问题，发明人提出如下措施：

1)将阀瓣3和弹簧4安装到第一阀体1和第二阀体2之间后，将第一阀体1和第二阀体2进行焊接。焊接时弹簧4处于弹起状态，虽然阀瓣3距离焊接点位置较远，但仍需要在焊接时对第一阀体1持续降温，并尽量降低焊接速度，避免太多热量传导到阀瓣3位置，损坏阀瓣3。

2)在止回阀的使用安装阶段，在第一阀体1与外部设备接口焊接时，因为阀瓣3与第一阀体1相接触，其传热距离非常近，即使采用降温等措施依然难以避免损坏阀瓣3，所以需要使用螺纹杆5将阀瓣3拉出。

具体地，如图9所示，将螺纹杆5的螺纹端旋入阀瓣3的螺纹孔35，拉动螺纹杆5使弹簧4压缩，从而使阀瓣3离开第一阀体1的第一球面12。此时外部设备接口和第一阀体1的焊接点与阀瓣3的传热距离增长，能够较为安全的进行焊接。

此外，由于第二阀体2上设置有限位柱25，该限位柱25处于阀瓣3的限位条34之间，可以限制阀瓣3的转动，使螺纹杆5旋入或旋出螺纹孔35的操作能够完成。

如图9所示，在一些实施方式中，螺纹杆5上还设置有销子51和销孔52，当拉动螺纹杆5使阀瓣3与第二阀体2抵接时，将销子51插入销孔52，即可固定住螺纹杆5，以防止阀瓣3弹回至关闭状态。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种止回阀，其特征在于，包括：

第一阀体(1)，具有第一腔室(11)，所述第一腔室(11)内设置有第一球面(12)；

第二阀体(2)，具有第二腔室(21)，所述第二阀体(2)的一端与所述第一阀体(1)的一端连接；

阀瓣(3)，设置于所述第一腔室(11)和所述第二腔室(21)之间，所述阀瓣(3)上设置有第二球面(31)和第三腔室(32)；

弹簧(4)，设置于所述第三腔室(32)和所述第二腔室(21)之间；

通过压缩或拉伸所述弹簧(4)，使所述第一球面(12)与所述第二球面(31)相互配合形成密封面，以防止介质从所述第二阀体(2)的一端流入所述第一阀体(1)的一端。

2.根据权利要求1所述的止回阀，其特征在于，所述第二球面(31)远离所述第二阀体(2)的一端为锥面(33)，所述锥面(33)用于引导介质的流向。

3.根据权利要求1所述的止回阀，其特征在于，所述阀瓣(3)远离所述第一阀体(1)的一端设置有多个限位条(34)，所述多个限位条(34)与所述第一腔室(11)的内壁相配合，以防止所述阀瓣(3)产生径向位移。

4.根据权利要求1所述的止回阀，其特征在于，所述第三腔室(32)靠近所述第一阀体(1)的一端设置有螺纹孔(35)。

5.根据权利要求3所述的止回阀，其特征在于，所述第二阀体(2)上设置有限位环(22)，所述限位环(22)靠近所述第一阀体(1)的一端的端面的内径小于所述限位条(34)的外径，通过所述限位环(22)限制所述阀瓣(3)压缩所述弹簧(4)时的位置。

6.根据权利要求5所述的止回阀，其特征在于，所述限位环(22)的内部设置有圆锥形的坡面(23)，所述坡面(23)用于对流动的介质进行导向。

7.根据权利要求5所述的止回阀，其特征在于，所述限位环(22)远离所述第一阀体(1)的一端设置有安装槽(24)，所述安装槽(24)用于卡接所述弹簧(4)。

8.根据权利要求5所述的止回阀，其特征在于，所述限位环(22)靠近所述第一阀体(1)的一端设置有限位柱(25)，所述限位柱(25)设置于两个所述限位条(34)之间，用于防止所述阀瓣(3)转动。

9.根据权利要求1-8任一项所述的止回阀，其特征在于，所述阀瓣(3)的材质为超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯或聚酰亚胺或聚三氟氯乙烯或酰亚胺。

10.根据权利要求4所述的止回阀，其特征在于，还包括螺纹杆(5)，所述螺纹杆(5)与所述螺纹孔(35)配合，通过牵引所述螺纹杆(5)，使所述阀瓣(3)远离所述第一阀体(1)。

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