CN117967851B - 一种防冻阀体及其应用、生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门技术领域，公开了一种防冻阀体及其应用、生产方法，包括：将内支管插入阀体的流道内，对内支管的两端限位，使内支管与流道同轴线布置；其中，内支管的至少一端通过限位组件进行限位；内支管和流道之间形成空间区域，利用封堵管件将流道上的第一通孔以及内支管上的第二通孔与空间区域进行隔离；利用一个限位组件上设有的填充孔向空间区域内填充定量的发泡材料，以形成发泡层。在填充发泡材料时，保证空间区域内各处填充发泡材料的均匀性较好，提升发泡层的保温效果；防止阀体内部的液体发生冻结，保证发泡层与阀体结合的稳定性。

Description

一种防冻阀体及其应用、生产方法

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，更具体地说，本发明涉及一种防冻阀体及其应用、生产方法。

背景技术

阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数（温度、压力和流量）的管路附件；根据其功能，可分为关断阀、止回阀、调节阀等。

介质（例如液体）从阀门内的流道流过，在温度较低的环境下，尤其是在阀门关闭的情况下，流道内残存的液体会受到低温影响而变为固态，体积增大，也就是发生冷冻现象，从而对阀门形成较大的挤压作用，在严重的情况下，阀门可能会出现裂纹而发生泄漏；阀门的使用寿命会降低，使管路整体输送介质的稳定性降低。因此，有必要提出一种防冻阀体及其应用、生产方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种防冻阀体的生产方法，包括：

将内支管插入阀体的流道内，对内支管的两端限位，使内支管与流道同轴线布置；其中，内支管的至少一端通过限位组件进行限位；

内支管和流道之间形成空间区域，利用封堵管件将流道上的第一通孔以及内支管上的第二通孔与空间区域进行隔离；

利用一个限位组件上设有的填充孔向空间区域内填充定量的发泡材料，以形成发泡层。

优选的是，在向空间区域内填充发泡材料之前还包括：

在内支管、限位组件以及封堵管件均与阀体连接好后，对阀体加热至设定温度，并进行保温；

在保温状态下，向空间区域内填充发泡材料。

优选的是，所述封堵管件为设置在内支管外侧壁上的管体，所述管体与第二通孔同轴线设置，且其端部与流道的内壁接触；

或者，所述封堵管件为封堵柱体，其由阀体外部插入，然后依次穿过第一通孔和第二通孔，封堵柱体与阀体连接；所述封堵柱体在插入之前，在其表面喷涂脱模剂。

优选的是，所述阀体的两端均设有限位组件，所述限位组件包括：用于与阀体的端部连接的固定主体，所述固定主体的一侧设有与阀体的端部和内支管的端部接触的封堵板，所述封堵板远离固定主体的一侧设有支撑筒；

在其中一个限位组件的封堵板上设置填充孔，另一个限位组件的封堵板上设置排气孔；

通过所述限位组件对内支管进行限位，包括：预先向封堵板靠近空间区域的一面喷涂脱模剂，将支撑筒对应插入至内支管的内部，使支撑筒对内支管形成弹性支撑，然后将固定主体与阀体进行连接，则内支管限位连接在流道内部。

优选的是，所述支撑筒包括：与封堵板连接的内筒，所述内筒的外侧套设有外筒，所述内筒和外筒之间通过弹性支撑环连接；

所述弹性支撑环与外筒之间设有多个沿周向均匀分布的压力传感器，所述外筒内侧还设有与压力传感器所在方向相对应的振动器，所述压力传感器和振动器均与控制模块通讯连接。

优选的是，在向空间区域内填充定量的发泡材料后，还包括：

通过控制模块获取多个压力传感器检测的压力信息，并依据压力信息判断发泡材料是否符合填充条件；

若不符合，则依据压力信息通过控制模块控制对应的振动器启动，并在设定时间后控制振动器关闭，再次通过控制模块获取压力传感器检测的压力信息，并判断发泡材料是否符合填充条件；

若符合，则表示发泡材料在空间区域内填充均匀，待发泡材料固化后，形成发泡层。

优选的是，依据压力信息判断发泡材料是否符合填充条件，包括：

依据多个压力传感器检测的压力信息，确定外筒受到发泡材料挤压的当前均衡度；

判断当前均衡度是否小于预设均衡度，若是，则发泡材料符合填充条件，若否，则发泡材料不符合填充条件。

优选的是，依据压力信息通过控制模块控制对应的振动器启动，包括：

依据多个压力传感器检测的压力信息，确定其中检测到压力值最大的压力传感器为目标压力传感器，则目标压力传感器所在方向为目标方向；

依据目标方向，确定需要启动的振动器，并通过控制模块控制振动器工作。

一种防冻阀体，采用本发明所述的防冻阀体的生产方法进行生产，包括：阀体和发泡层，所述发泡层设置在阀体的流道内壁上。

一种根据本发明所述的防冻阀体在管路中的应用。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明所述的防冻阀体及其应用、生产方法，能够直接在阀体内形成发泡层，使得发泡层与流道内壁结合的更加紧密，防止长时间使用后，两者脱离，保证使用的稳定性；

利用限位组件能够将内支管限位在阀体内，并且能够保证内支管与流道的轴线重合，这样，在填充发泡材料时，保证空间区域内各处填充发泡材料的均匀性较好；

防止阀体内部的液体发生冻结，具备更好的防冻效果，保证发泡层与阀体结合的稳定性。

本发明所述的防冻阀体及其应用、生产方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的防冻阀体的生产方法的流程图；

图2为本发明所述的防冻阀体的生产方法中封堵管件采用封堵柱体的过程结构示意图；

图3为本发明所述的防冻阀体的生产方法中封堵管件采用内支管上管体的过程结构示意图；

图4为本发明所述的防冻阀体的生产方法中封堵管件采用内支管上管体的结构示意图；

图5为本发明所述的防冻阀体的生产方法中限位组件与内支管连接的结构示意图；

图6为本发明所述的防冻阀体的生产方法中准备向空间区域内填充发泡材料的结构示意图；

图7为本发明所述的防冻阀体的生产方法中发泡层形成于内支管和流道之间的结构示意图；

图8为本发明所述的防冻阀体的生产方法中限位组件的结构示意图；

图9为本发明所述的防冻阀体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-图3所示，本发明提供了一种防冻阀体的生产方法，包括：

将内支管3插入阀体1的流道内，对内支管3的两端限位，使内支管3与流道同轴线布置；其中，内支管3的至少一端通过限位组件4进行限位；

内支管3和流道之间形成空间区域5，利用封堵管件将流道上的第一通孔110以及内支管3上的第二通孔310与空间区域5进行隔离；

利用一个限位组件4上设有的填充孔421向空间区域5内填充定量的发泡材料，以形成发泡层2。

其中，发泡材料可采用熔融状态的发泡塑料，形成的发泡层2具备保温效果，在低温环境中使用时，能够降低流道内液体冷冻的概率，并且，尽管液体冷冻时，发泡层2具备一定弹性，能够为冷冻膨胀提供一定的空间，防止阀体1出现裂纹；

通过上述方法，能够直接在阀体1内形成发泡层2，使得发泡层2与流道内壁结合的更加紧密，防止长时间使用后，两者脱离，保证使用的稳定性；

利用限位组件4能够将内支管3限位在阀体1内，并且能够保证内支管3与流道的轴线重合，这样，在填充发泡材料时，保证空间区域5内各处填充发泡材料的均匀性较好；若是发泡材料填充的均匀性较差时，则形成的发泡层2局部区域会过薄，从而导致局部区域的保温效果差；

因此，本发明的设计，能够防止阀体1内部的液体发生冻结，具备更好的防冻效果，保证发泡层2与阀体1结合的稳定性。

当然，也可以依据流道内的形状和尺寸单独制作发泡层2，然后再将其粘结在流道内，这种方法需要严格控制发泡层2的尺寸。

进一步地，在本发明的生产方法中，所述内支管3插入阀体1的流道内之前，选择性的在内支管3的外表面喷涂脱模剂；

在内支管3的外表面喷涂脱模剂时，发泡层2形成之后，将内支管3取出；则制备形成的防冻阀体结构如图9所示，无内支管3；

在内支管3的外表面未喷涂脱模剂时，发泡层2形成之后，发泡层2分别与流道内壁和内支管3外壁紧密连接；则制备形成的防冻阀体如图7所示，内支管3保留。

在一个实施例中，在向空间区域5内填充发泡材料之前还包括：

在内支管3、限位组件4以及封堵管件均与阀体1连接好后，对阀体1加热至设定温度，并进行保温；

在保温状态下，向空间区域5内填充发泡材料。

由于填充发泡材料时，其容易发生固化而影响其流动性，所以，在向空间区域5内填充发泡材料时，需要保证空间区域5内的温度在设定温度，设定温度即保证发泡材料具备流动性的温度，从而保证发泡材料填充的顺利进行。

如图2-图4所示，在一个实施例中，所述封堵管件为设置在内支管3外侧壁上的管体320，所述管体320与第二通孔310同轴线设置，且其端部与流道的内壁接触；

或者，所述封堵管件为封堵柱体6，其由阀体1外部插入，然后依次穿过第一通孔110和第二通孔310，封堵柱体6与阀体1连接；所述封堵柱体6在插入之前，在其表面喷涂脱模剂。

由于阀体1上设有多个第一通孔110（阀体1的进水孔和出水孔等），在形成发泡层2后，内支管3若是保留时，内支管3上需要预先设置与第一通孔110对应的第二通孔310，所以在进行发泡材料的填充时，需要防止发泡材料将第一通孔110和第二通孔310的连通处封闭；

所以，在本实施例中提供了两种方式，第一种是采用封堵柱体6，如图2所示，封堵柱体6上可开设螺纹孔，然后利用阀体1上原本设置的孔，通过螺钉将封堵柱体6与阀体1进行连接，或者，在进行填充时，阀体1需要固定在工作台上，封堵柱体6可通过第一电动伸缩组件设置在工作台的一侧，这样，直接通过电动伸缩组件来保证封堵柱体6的位置的稳定性；

第二种是，采用内支管3上的管体320，如图3和图4所示，管体320的端部能够与流道内壁接触，这样在填充发泡材料时，管体320能够阻挡发泡材料进入指第一通孔110和第二通孔310内；并且，这种情况下，在发泡层2形成后，不需要拆除内支管3，管体320能够增加两者连接的稳固性。

如图5和图6所示，在一个实施例中，所述阀体1的两端均设有限位组件4，所述限位组件4包括：用于与阀体1的端部连接的固定主体410，所述固定主体410的一侧设有与阀体1的端部和内支管3的端部接触的封堵板420，所述封堵板420远离固定主体410的一侧设有支撑筒430；

在其中一个限位组件4的封堵板420上设置填充孔421，另一个限位组件4的封堵板420上设置排气孔422；

通过所述限位组件4对内支管3进行限位，包括：预先向封堵板420靠近空间区域5的一面喷涂脱模剂，将支撑筒430对应插入至内支管3的内部，使支撑筒430对内支管3形成弹性支撑，然后将固定主体410与阀体1进行连接，则内支管3限位连接在流道内部。

限位组件4通过固定主体410能够与阀体1的端部进行限位，具体的是在固定主体410上开设螺纹孔，而利用阀体1端部原本具备的孔使两者通过螺钉连接；当然，限位组件4也可通过第二电动伸缩组件设置在工作台上，在阀体1定位固定在工作台上后，利用限位组件4将内支管3限位在阀体1内，限位组件4的位置通过第二电动伸缩组件进行固定，从而保证连接的稳定性；

在进行发泡材料填充过程中，利用压力将发泡材料从填充孔421充入空间区域5，然后，空间区域5内的空气从排气孔422排出，保证填充过程的顺利进行。

通过支撑筒430的弹性支撑，能够对内支管3的径向起到限位作用，保证内支管3与流道的轴线重合，通过封堵板420能够对空间区域5进行封堵，防止发泡材料流出；

由于限位组件4在发泡层2形成后，需要拆卸下来，所以，将其与发泡层2接触的表面均喷涂上脱模剂，这样便于两者的脱离。

在一个实施例中，所述支撑筒430包括：与封堵板420连接的内筒431，所述内筒431的外侧套设有外筒432，所述内筒431和外筒432之间通过弹性支撑环433连接；

所述弹性支撑环433与外筒432之间设有多个沿周向均匀分布的压力传感器，所述外筒432内侧还设有与压力传感器所在方向相对应的振动器，所述压力传感器和振动器均与控制模块通讯连接。其中，控制模块可采用远程控制。

由于发泡材料填充时，其流动具有不规则性，为了进一步监测发泡层2的形成过程，检测发泡材料填充的情况，设置了用于检测外筒432受力情况的压力传感器和用于平衡填充均匀性的振动器，这样，若是某一处的发泡材料流动性较差会堆积从而对内支管3的某个方向形成挤压，则内支管3会对外筒432形成挤压，外筒432受到挤压后，压力传感器便会检测到压力的变化，从而能够获知发泡材料的填充情况；

振动器在工作时能够对外筒432形成振动作用，从而使得内支管3产生振动，这样能够对流动性较差的发泡材料形成扰动，从而使得空间区域5各处的发泡材料厚度的均匀性较好，避免形成的发泡层2局部区域过薄而影响防冻效果。

如图8所示，进一步地，所述弹性支撑环433包括：依次连接的锥形环体4331、圆柱形环体4332以及环形板体4333，所述锥形环体4331直径小的一端与内筒431的外侧壁连接，且其直径大的一端与圆柱形环体4332的一端连接，所述圆柱形环体4332的另一端与环形板体4333连接，所述环形板体4333的外环侧与外筒432的内壁连接；所述压力传感器设置在圆柱形环体4332的外侧壁和外筒432的内侧壁之间。

在发泡材料填充过程中，如果某一处出现发泡材料堆积对内支管3形成挤压时，则内支管3会在某一方向上对外筒432形成挤压，从而使得外筒432对弹性支撑环433形成挤压，则外筒432与圆柱形环体4332之间的空间被压缩，即压力传感器能够感知压力变大，在发泡材料形成的挤压作用力小于弹性支撑环433的弹性恢复作用力时，能够在弹性支撑环433的弹性恢复作用下使外筒432恢复，从而保证在填充过程中，内支管3与流道的轴线重合；而在形成的挤压作用力大于弹性支撑环433的弹性恢复作用力时，需要借助振动器来实现发泡材料填充的均匀性。

具体的是，在向空间区域5内填充定量的发泡材料后，还包括：

通过控制模块获取多个压力传感器检测的压力信息，并依据压力信息判断发泡材料是否符合填充条件；

若不符合，则依据压力信息通过控制模块控制对应的振动器启动，并在设定时间后控制振动器关闭，再次通过控制模块获取压力传感器检测的压力信息，并判断发泡材料是否符合填充条件；

若符合，则表示发泡材料在空间区域5内填充均匀，待发泡材料固化后，形成发泡层2。

通过上述方法，能够准确的判断出发泡材料定量填充之后的情况，能够获知是否在局部区域出现堆积，而导致其它区域发泡材料填充量较少，并且，通过对应方向上的振动器启动，能够以最快的速度使振动作用于堆积处，使得在填充完成后能够对发泡材料产生扰动，提升填充的均匀性；而在填充均匀的情况下，则不需要进行振动扰动；

需要说明的是，振动器工作时的振动幅度、振动频率以及设定时间均为预先设定的，需要满足振动作用对发泡材料中气泡的影响降到最低。

进一步地，依据压力信息判断发泡材料是否符合填充条件，包括：

依据多个压力传感器检测的压力信息，确定外筒432受到发泡材料挤压的当前均衡度；

判断当前均衡度是否小于预设均衡度，若是，则发泡材料符合填充条件，若否，则发泡材料不符合填充条件。

多个压力传感器检测的压力信息即为多个压力值，通过多个压力值来计算外筒432受到发泡材料挤压的当前均衡度，具体的计算方式为：

假设压力传感器的数量为n，依据多个压力值的平均值，获得每个压力值与平均值的差值，然后计算多个差值的和与n-1的比值，则比值的平方根即为当前均衡度。

当前均衡度越小，则表明发泡材料的填充效果越好，形成的发泡层2的保温防冻效果越好，预设均衡度即为判断标准，所以，在当前均衡度小于预设均衡度时，发泡材料符合填充条件。

进一步地，依据压力信息通过控制模块控制对应的振动器启动，包括：

依据多个压力传感器检测的压力信息，确定其中检测到压力值最大的压力传感器为目标压力传感器，则目标压力传感器所在方向为目标方向；

依据目标方向，确定需要启动的振动器，并通过控制模块控制振动器工作。

振动器的设置位置与压力传感器的位置相对应，例如，在周向上均匀布置有四个压力传感器，四个压力传感器分别位于前后左右四个方向，则振动器设置为两个，分别布置在前（或后）和左（或右）方向上，若是前方的压力传感器检测到的压力值最大，则需要启动位于前方（或后方）的振动器，能够尽快对发泡材料形成扰动，保证形成发泡层2的均匀性。

如图7和图9所示，一种防冻阀体，采用本发明所述的防冻阀体的生产方法进行生产，包括：阀体1和发泡层2，所述发泡层2设置在阀体1的流道内壁上。

图7为保留内支管3而形成的防冻阀体，图9为拆除内支管3而形成的防冻阀体；采用本发明所述的防冻阀体的生产方法制备出的防冻阀体，其形成的发泡层2与阀体1结合紧密，且发泡层2的均匀性较好，使得其具备更好的保温防冻效果。

一种根据本发明所述的防冻阀体在管路中的应用。

采用本发明所述的防冻阀体的管路，具有较好的防冻效果，降低管路中阀门出现泄漏的概率，能够保证在低温环境中输送介质的稳定性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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装置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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种防冻阀体的生产方法，其特征在于，包括：

将内支管（3）插入阀体（1）的流道内，对内支管（3）的两端限位，使内支管（3）与流道同轴线布置；其中，内支管（3）的至少一端通过限位组件（4）进行限位；

内支管（3）和流道之间形成空间区域（5），利用封堵管件将流道上的第一通孔（110）以及内支管（3）上的第二通孔（310）与空间区域（5）进行隔离；

利用一个限位组件（4）上设有的填充孔（421）向空间区域（5）内填充定量的发泡材料，以形成发泡层（2）；

所述阀体（1）的两端均设有限位组件（4），所述限位组件（4）包括：用于与阀体（1）的端部连接的固定主体（410），所述固定主体（410）的一侧设有与阀体（1）的端部和内支管（3）的端部接触的封堵板（420），所述封堵板（420）远离固定主体（410）的一侧设有支撑筒（430）；

在其中一个限位组件（4）的封堵板（420）上设置填充孔（421），另一个限位组件（4）的封堵板（420）上设置排气孔（422）；

通过所述限位组件（4）对内支管（3）进行限位，包括：预先向封堵板（420）靠近空间区域（5）的一面喷涂脱模剂，将支撑筒（430）对应插入至内支管（3）的内部，使支撑筒（430）对内支管（3）形成弹性支撑，然后将固定主体（410）与阀体（1）进行连接，则内支管（3）限位连接在流道内部；

所述支撑筒（430）包括：与封堵板（420）连接的内筒（431），所述内筒（431）的外侧套设有外筒（432），所述内筒（431）和外筒（432）之间通过弹性支撑环（433）连接；

所述弹性支撑环（433）与外筒（432）之间设有多个沿周向均匀分布的压力传感器，所述外筒（432）内侧还设有与压力传感器所在方向相对应的振动器，所述压力传感器和振动器均与控制模块通讯连接。

2.根据权利要求1所述的防冻阀体的生产方法，其特征在于，在向空间区域（5）内填充发泡材料之前还包括：

在内支管（3）、限位组件（4）以及封堵管件均与阀体（1）连接好后，对阀体（1）加热至设定温度，并进行保温；

在保温状态下，向空间区域（5）内填充发泡材料。

3.根据权利要求1所述的防冻阀体的生产方法，其特征在于，所述封堵管件为设置在内支管（3）外侧壁上的管体（320），所述管体（320）与第二通孔（310）同轴线设置，且其端部与流道的内壁接触；

或者，所述封堵管件为封堵柱体（6），其由阀体（1）外部插入，然后依次穿过第一通孔（110）和第二通孔（310），封堵柱体（6）与阀体（1）连接；所述封堵柱体（6）在插入之前，在其表面喷涂脱模剂。

4.根据权利要求1所述的防冻阀体的生产方法，其特征在于，在向空间区域（5）内填充定量的发泡材料后，还包括：

通过控制模块获取多个压力传感器检测的压力信息，并依据压力信息判断发泡材料是否符合填充条件；

若不符合，则依据压力信息通过控制模块控制对应的振动器启动，并在设定时间后控制振动器关闭，再次通过控制模块获取压力传感器检测的压力信息，并判断发泡材料是否符合填充条件；

若符合，则表示发泡材料在空间区域（5）内填充均匀，待发泡材料固化后，形成发泡层（2）。

5.根据权利要求4所述的防冻阀体的生产方法，其特征在于，依据压力信息判断发泡材料是否符合填充条件，包括：

依据多个压力传感器检测的压力信息，确定外筒（432）受到发泡材料挤压的当前均衡度；

判断当前均衡度是否小于预设均衡度，若是，则发泡材料符合填充条件，若否，则发泡材料不符合填充条件。

6.根据权利要求4所述的防冻阀体的生产方法，其特征在于，依据压力信息通过控制模块控制对应的振动器启动，包括：

依据多个压力传感器检测的压力信息，确定其中检测到压力值最大的压力传感器为目标压力传感器，则目标压力传感器所在方向为目标方向；

依据目标方向，确定需要启动的振动器，并通过控制模块控制振动器工作。

7.一种防冻阀体，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的防冻阀体的生产方法进行生产，包括：阀体（1）和发泡层（2），所述发泡层（2）设置在阀体（1）的流道内壁上。

8.一种根据权利要求7所述的防冻阀体在管路中的应用。