CN209622072U - 针形截止阀及具有该针形截止阀的高压液体压力校验器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种针形截止阀及具有该针形截止阀的高压液体压力校验器，属于压力仪器仪表校验技术领域，所述针形截止阀包括阀芯、阀针、螺母柱和截止阀密封结构，阀芯前端伸入一回液阀座中并与回液阀座固定，阀针的V形头部伸入阀芯的腔体内，中部穿过螺母柱的腔体，且与螺母柱的侧壁内侧螺纹连接，螺母柱安装在阀芯的后端腔体内，螺母柱端部与阀芯后端的端部形成槽型嵌套结构。本实用新型针形截止阀的阀芯与螺母柱之间以槽型嵌套结构进行安装，防止阀针运动过程中螺母柱与阀芯之间发生相对转动，从而防止阀针出现打滑现象；第一O形圈和复合材料密封环形成组合密封结构，该结构简单，稳定性好，密封可靠。

Description

针形截止阀及具有该针形截止阀的高压液体压力校验器

技术领域

本实用新型属于压力仪器仪表校验技术领域，涉及液体压力校验器及密封结构，具体涉及一种针形截止阀及具有该针形截止阀的高压液体压力校验器。

背景技术

目前市场上的高压液体压力校验器的液体管路中，为实现压力校验功能，一般通过造压泵、增压机构、截止阀等与液体管路连通，一般采用采用截止阀实现液压管路中吸液、回液、液体管路通断等功能，截止阀用于截断高压和低压管路，其密封效果的好坏也是设备能否正常工作的关键点。

现有的针形截止阀，密封面是金属与金属之间的硬接触，密封关断过程中，阀针与阀芯的滑动摩擦以及接触面接触应力的变大，密封面间会产生一定的擦伤，当旋转手柄产生的密封力不足以填平磨损而造成的密封面泄漏通道时，会产生密封失效，针形截止阀使用寿命结束。

另外，用于流路关断功能的针形截止阀，完全依赖于操作者的习惯，大多情况下，操作者仅凭经验来施加密封扭矩，往往施加了过量的密封力，长时间使用，可能会造成手柄的旋转结构出现打滑现象，从而造成密封失效。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种针形截止阀，该针形截止阀工作稳定可靠，密封效果好，能够承受高压。

本实用新型的上述目的是由以下解决方案来实现的：

一种针形截止阀，包括阀芯(51)、阀针(52)和螺母柱(55)，阀芯(51)前端伸入一回液阀座(530)中并与回液阀座(530)固定，阀针(52)的V形头部(521)伸入阀芯(51)的腔体内；螺母柱(55)为中空的柱体结构，安装在阀芯(51)的后端腔体内，螺母柱(55)端部与阀芯(51)后端的端部形成槽型嵌套结构；阀针(52)中部穿过螺母柱(55)的腔体，且与螺母柱(55)的侧壁内侧螺纹连接。

上述针形截止阀中，所述阀芯(51)腔体出口处的侧壁端部对称开设有切槽(513)；

所述螺母柱(55)其外侧壁纵向对称设有平切面(552)，螺母柱(55)未设平切面的两侧端部各向外延伸一弧形凸起(551)，弧形凸起(551)的边缘与阀芯(51)的侧壁外部边缘形状和尺寸一致；

螺母柱(55)的弧形凸起(551)嵌入阀芯(51)后端的切槽(513)中。

上述针形截止阀还包括一截止阀密封结构，该截止阀密封结构安装在阀芯(51)内侧壁与螺母柱(55)端面所形成的槽内。

上述针形截止阀中，所述阀芯(51)后端的腔体内侧壁设有两级台阶，即靠近腔体出口的外台阶(511)和靠近腔体入口的内台阶(512)，外台阶的侧壁内径大于内台阶的侧壁内径；所述截止阀密封结构包括从阀芯(51)的内台阶(512)至螺母柱(55)的端部依次设置的导向前轴套二(53)、第一O形圈(59)、复合材料密封环(58)和导向后轴套二(54)，阀芯(51)安装螺母柱(55)的一端外侧壁端部设有螺纹，一锁紧螺母(57)与阀芯(51)螺纹连接，使螺母柱(55)、导向前轴套二(53)、第一O形圈(59)、复合材料密封环(58)和导向后轴套二(54)挤压锁紧。

上述针形截止阀中，所述回液阀座(530)内设置有与所述阀芯(51)内腔相连通的第一连接管路(5301)和第二连接管路(5302)；

所述阀芯(51)前端的腔体内径缩小形成腔体入口，腔体入口与第一连接管路(5301)相连通，腔体入口处安装有金属密封垫二(56)；

阀芯(51)前端设有与第二连接管路(5302)、阀芯(51)腔体相连通的通孔，该通孔与阀芯(51)的腔体入口不连通。

上述针形截止阀中，所述阀芯(51)与回液阀座(530)螺纹连接，阀芯(51)前端外侧设有凹槽，一挡圈(510)和一第二O形圈(520)置于该凹槽中形成阀芯(51)和回液阀座(530)之间的密封结构。

本实用新型还提供一种具有上述针形截止阀的高压液体压力校验器，包括底板(1)、存储液体介质的储液杯(3)、与储液杯(3)通过管路连通的预压泵(4)、设置在底板(1)下面的液体管路、与液体管路相连通的增压机构(2)和压力仪表连接头(7)，其特征在于，所述液体管路包括高压管路(8)和低压管路(9)，低压管路(9)包括连通储液杯(3)的出液口与预压泵(4)的吸液口的吸液管路(92)以及连通高压管路(8)与储液杯(3)的腔体的回液管路(91)，吸液管路(92)与高压管路(8)之间设置有预压截止阀(41)，高压管路(8)与回液管路(91)之间设置有回液截止阀(5)，预压截止阀(41)和回液截止阀(5)均为上述针形截止阀。

上述高压液体压力校验器中，所述回液截止阀(5)的第一连接管路(5301)与高压管路(8)相连通，第二连接管路(5302)与回液管路(91)相连通。

上述高压液体压力校验器中，所述预压截止阀(41)的第一连接管路(5301)与高压管路(8)相连通，第二连接管路(5302)与预压泵(4)的出液口相连通。

本实用新型由于采取以上设计，具有如下技术效果：

(1)本实用新型针形截止阀的阀芯与螺母柱之间以槽型嵌套结构进行安装，防止阀针运动过程中螺母柱与阀芯之间发生相对转动，从而防止阀针出现打滑现象；

(2)金属密封垫二安装在阀芯的前端腔体入口处，阀针的V形头部移动至阀芯的腔体入口时，阀针的V形头部与金属密封垫二配合将阀芯的腔体入口与阀芯的腔体内部隔开，使得与阀芯的腔体入口相连通的第一连接管路和与阀芯的腔体内部相连通的第二连接管路完全隔断，从而使高压管路和低压管路可靠断开；并且金属密封垫二可拆卸，更换方便，提高该密封结构的密封效果和使用寿命；

(3)第一O形圈和复合材料密封环形成组合密封结构，该结构简单，稳定性好，密封可靠。

附图说明

图1是本实用新型高压液体压力校验器的立体结构示意图；

图2是本实用新型高压液体压力校验器的底部管路示意图；

图3是本实用新型高压液体压力校验器的俯视图；

图4是沿图3中A-A向截取的局部截面图；

图5是图4中区域D的局部放大图；

图6是沿图3中B-B向截取的局部截面图；

图7是沿图3中C-C向截取的局部截面图；

图8是沿图6中E-E向截取的局部截面图；

图9是阀芯与螺母柱的配合关系示意图；

图10是阀芯的腔体内部结构示意图。

主要标号：

1-底板；

2-增压机构，21-活塞杆，22-预紧螺母，23-活塞缸，24-导向后轴套一，25-第一密封垫，26-导向前轴套一，27-第二密封垫，28-增压手轮；

3-储液杯，31-注液口，32-排液接头；

4-预压泵，41-预压截止阀；

5-回液截止阀，51-阀芯，511-外台阶，512-内台阶，513-切槽；52-阀针，521-V形头部；53-导向前轴套二，54-导向后轴套二，55-螺母柱，551-弧形凸起，552-平切面；56-金属密封垫二，57-锁紧螺母，58-复合材料密封环，59-第一O形圈，510-挡圈，520-第二O形圈，530-回液阀座，5301-第一连接管路，5302-第二连接管路；

6-地脚；7-压力仪表连接头；

8-高压管路，81-第一高压管路，82-第二高压管路，83-第三高压管路，84-第四高压管路；

9-低压管路，91-回液管路，92-吸液管路。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型针形截止阀及具有该针形截止阀的高压液体压力校验器进行详细描述。

图1至图3为本实用新型高压液体压力校验器的一种实施方式，该高压液体压力校验器包括底板1、存储液体介质的储液杯3、与储液杯3通过管路连通的预压泵4、设置在底板1下面的液体管路、与液体管路相连通的增压机构2和压力仪表连接头7以及用于稳定支撑底板1的地脚6，预压泵4将来自储液杯3的液体介质预压至一定的压力值，再经增压机构2将液体管路中的液体介质增压至所需的压力值，从而为连接至压力仪表连接头7上的待校验压力仪表提供所需的液体压力，其中：

储液杯3固定于底板1上，其顶部设置一注液口31，液体介质可以通过该注液口31注入储液杯3的腔体内，注液口31通过一密封盖塞紧，工作时，旋松密封盖，保持储液杯3与大气相通，防止储液杯3腔体内被抽成负压而造成储液杯3的损坏；运输时，旋紧密封盖，防止介质溢出。储液杯3底部一侧设置一排液接头32，排液接头32用于排出废液。

如图2和图7所示，液体管路包括高压管路8和低压管路9，高压管路8包括依次连通的第一高压管路81、第二高压管路82、第三高压管路83和第四高压管路84，低压管路9包括回液管路91和吸液管路92。预压泵4设置有吸液口和出液口，吸液管路92连通储液杯3的出液口和预压泵4的吸液口，储液杯3中的液体介质可通过吸液管路92进入预压泵4的腔体中，预压泵4的腔体与其出液口之间设置有预压截止阀41，预压泵4腔体中增压后的液体介质通过预压截止阀41和预压泵4的出液口，进入第一高压管路81。

工作时，预压截止阀41开启时，吸液管路92通过预压泵4和第一高压管路81相连通，经预压泵4加压后的液体介质进入第一高压管路81；预压截止阀41关闭时，第一高压管路81与预压泵4的腔体断开，从而避免经增压机构2增压后的高压液体介质对预压泵4造成损坏。

回液管路91位于第四高压管路84和储液杯3之间，用于连通第四高压管路84和储液杯3的腔体，将液体介质回流入储液杯3的腔体内。如图6、图8所示，第四高压管路84和回液管路91之间设置一回液截止阀5，回液截止阀5安装在底板1上设置的回液阀座530中，该回液阀座530内设置有与回液截止阀5的阀芯51内腔相连通的第一连接管路5301和第二连接管路5302，第一连接管路5301与第四高压管路84相连通，第二连接管路5302与回液管路91相连通。工作时，回液截止阀5开启时，第一连接管路5301和第二连接管路5302相连通，从而使第四高压管路84和回液管路91相连通，液体介质可经第四高压管路84、回液截止阀5、回液管路91回到储液杯3的腔体内；回液截止阀5关闭时，第一连接管路5301和第二连接管路5302被断开，使得第四高压管路84和回液管路91也断开

本实用新型高压液体压力校验器的液体管路中，预压截止阀41和回液截止阀5均用于控制高压管路8与低压管路9之间的通断，截止阀单侧受高压液体的作用，可以采用常见的通用截止阀来实现上述功能。但因截止阀内壁液体压差大，受冲击力大，易发生液体泄漏，导致密封失效。为此，本实用新型提供一种结构简单、稳定性好、耐高压的针形截止阀，由于回液截止阀5与预压截止阀41的结构和工作原理均相同，下面以回液截止阀5为例描述针形截止阀。

图8至图10所示的实施例中，回液截止阀5为针形截止阀，包括阀芯51、阀针52、螺母柱55、截止阀密封结构和锁紧螺母57，其中：

阀芯51为中空的柱体结构，阀芯51前端(伸入回液阀座530的一端)的腔体内径缩小形成腔体入口，腔体入口与第一连接管路相连通，阀芯51前端的腔体入口安装有金属密封垫二56，用于将阀芯51前端腔体入口和回液阀座530密封；阀芯51前端设有与第二连接管路、阀芯51腔体相连通的通孔，该通孔与阀芯51的腔体入口不连通；阀芯51的前端伸入回液阀座530中并与回液阀座530螺纹连接，阀芯51前端外侧设有凹槽，挡圈510和第二O形圈520置于该凹槽中，挡圈510和第二O形圈520弹性挤压回液阀座530，将阀芯51和回液阀座530二者之间可靠密封。阀芯51后端(伸出回液阀座530的一端)的腔体内侧壁设有两级台阶，即靠近腔体出口的外台阶511和靠近腔体入口的内台阶512，外台阶的侧壁内径大于内台阶的侧壁内径，且阀芯51腔体出口处的侧壁端部对称开设有切槽513。

螺母柱55为中空的柱体结构，其外侧壁纵向对称设有平切面552，螺母柱55未设平切面的两侧端部各向外延伸一弧形凸起551，弧形凸起551的边缘与阀芯51的侧壁外部边缘形状和尺寸一致，螺母柱55安装在阀芯51的后端腔体内，即螺母柱55的前端部伸入至阀芯51的腔体内，螺母柱55的弧形凸起嵌入阀芯51后端的切槽513中，二者形成槽型嵌套结构，该结构能够防止阀芯51与螺母柱55之间发生相对转动。

螺母柱55端部与阀芯51的内台阶512之间形成的槽用于安装截止阀密封结构，该截止阀密封结构包括从阀芯51的内台阶512至螺母柱55的端部依次安装的导向前轴套二53、第一O形圈59、复合材料密封环58和导向后轴套二54，阀芯51安装螺母柱55的一端外侧壁端部设有螺纹，锁紧螺母57与阀芯51螺纹连接。锁紧螺母57未旋紧时，螺母柱55的弧形凸起551下侧面与阀芯51的切槽513底部、螺母柱55的前端部与阀芯51的外台阶511之间均有缝隙，且螺母柱55的前端部与导向后轴套二54接触；锁紧螺母57旋紧后，螺母柱55的前端部挤压导向后轴套二54直到与阀芯51的外台阶511接触，从而将螺母柱55、导向前轴套二53、第一O形圈59、复合材料密封环58和导向后轴套二54挤压锁紧，进而使得第一O形圈59和复合材料密封环58发生弹性形变，挤压密封，不易脱出。

阀针52设有外径大于阀芯51的腔体入口内径的V形头部521，V形头部521伸入阀芯51的腔体内，阀针52中部穿过螺母柱55的腔体，且与螺母柱55的侧壁内侧螺纹连接，阀针52尾部伸出螺母柱55并连接一手轮，旋转手轮可带动阀针52的V形头部进入或远离阀芯51的腔体入口，当V形头部521进入阀芯51的腔体入口时，V形头部521与安装在阀芯51的腔体入口处的金属密封垫二56紧密接触，将阀芯51的腔体与阀芯51的腔体入口隔离开，使得第一连接管路和第二连接管路断开，当V形头部521远离阀芯51的腔体入口时，第一连接管路和第二连接管路均与阀芯51的腔体相连通。

上述针形截止阀的阀芯51与螺母柱55之间以槽型嵌套结构进行安装，防止阀针52运动过程中螺母柱55与阀芯51之间发生相对转动，从而防止阀针52出现打滑现象；金属密封垫二56安装在阀芯51的前端腔体入口处，阀针52的V形头部521移动至阀芯51的腔体入口时，阀针52的V形头部与金属密封垫二56配合将阀芯51的腔体入口与阀芯51的腔体内部隔开，使得与阀芯51的腔体入口相连通的第一连接管路5301和与阀芯51的腔体内部相连通的第二连接管路5302完全隔断，从而使第四高压管路84和回液管路91可靠断开；并且金属密封垫二56可拆卸，更换方便；第一O形圈59和复合材料密封环58形成组合密封结构，该结构简单，稳定性好，密封可靠。

如图3和图4所示，增压结构2用于对高压管路8内的液体压力进行微调，该实施例中，增压机构2通过活塞结构实现增压功能，包括活塞缸23、内置于活塞缸23内的活塞杆21、安装于活塞缸23内侧壁的活塞密封结构以及伸出活塞缸23的增压手轮28，增加机构2通过转动增压手轮28带动活塞杆21作用于活塞缸23腔体内的液体介质，从而对高压管路8内的液体介质加压或解压。

在另一实施例中，活塞密封结构也可以安装在活塞杆21的外侧壁，该结构及其工作原理与安装在活塞缸23的腔体内侧壁的活塞密封结构基本相同，以下对安装在活塞缸23内侧壁的活塞密封结构进行描述。

如图5所示，活塞密封结构包括设置在活塞缸23的腔体内侧壁第一环形凹槽、第二环形凹槽以及与第一环形凹槽的凹槽底部螺纹连接的预紧螺母22，第二环形凹槽紧邻第一环形凹槽且与第一环形凹槽相连通，第二环形凹槽的槽深小于第一环形凹槽；活塞密封结构还包括依次设置在第二环形凹槽上且置于所述预紧螺母22的端面与第二环形凹槽的侧壁所形成的空间内的导向前轴套一26、密封套件、导向后轴套一24。预紧螺母22一端紧压导向后轴套一24，其提供的预紧力将导向前轴套一26压紧在第二环形凹槽的侧壁上，从而使密封套件发生弹性形变，活塞缸23与活塞杆21之间充分密封，使得位于活塞缸23的腔体内的液体介质不会发生泄漏。

所述密封套件包括至少一组第一密封垫(25)与第二密封垫(27)形成的组合密封结构，其中，第一密封垫25为金属材料，所述第二密封垫27为复合弹性材料。图5所示的实施例中，该密封套件设置有两组，使得活塞缸23腔体内的压力更有效的转化为活塞密封结构所需的轴向预紧力；在一定压力范围内，活塞缸23的腔体内压力越高，活塞密封结构的密封效果越好。

在一个实施例中，第二密封垫27与第一密封垫25的结合面采用轴向V型槽配合结构，即第二密封垫27的结合面沿活塞缸23的轴向设置有V形槽，第一密封垫25的结合面设置有与该V形槽相匹配的V形凸起，或者第一密封垫25的结合面沿活塞缸23的轴向设置有V形槽，第二密封垫27的结合面设置有与该V形槽相匹配的V形凸起，二者通过过盈配合方式进行配合，以实现活塞缸23和活塞杆21之间的密封。

上述活塞密封结构采用硬密封和软密封相结合的方式，使得内部液体压力转化为活塞密封结构的轴向预紧力，能够承受更大的液体压力；硬密封和软密封的结合面采用用轴向V型槽式配合结构，密封效果更好；采用多组硬密封和软密封配合使用，使得活塞缸23腔体内的压力更有效的转化为活塞密封结构所需的轴向预紧力，能够补偿活塞密封结构在活塞杆21运动过程所受的磨损，提高该密封结构的使用寿命。

以上各部件按照上述连接关系组装形成本实用新型的高压液体压力校验器，该校验器通过预压泵4将来自储液杯3的液体介质预压至一定的压力值，再经增压机构2将液体管路中的液体介质增压至所需的压力值，从而为连接至压力仪表连接头7上的待校验压力仪表提供所需的液体压力，增压机构2中采用硬密封和软密封相结合的活塞密封结构，能够承受更大的液体压力，密封效果好；为控制液体管路的通断，从而实现液体压力的稳定控制，在液体管路中设置预压截止阀41和回液截止阀5，截止阀均为上述针形截止阀结构，且均采用上述截止阀密封结构，保证了截止阀工作可靠性，提高了该校验器的使用寿命。

本领域技术人员应当理解，这些实施例或实施方式仅用于说明本实用新型而不限制本实用新型的范围，对本实用新型所做的各种等价变型和修改均属于本实用新型公开内容。

Claims (9)

1.一种针形截止阀，包括阀芯(51)和阀针(52)，阀芯(51)前端伸入一回液阀座(530)中并与回液阀座(530)固定，阀针(52)的V形头部(521)伸入阀芯(51)的腔体内，其特征在于，所述针形截止阀还包括一螺母柱(55)，螺母柱(55)为中空的柱体结构，安装在阀芯(51)的后端腔体内，螺母柱(55)端部与阀芯(51)后端的端部形成槽型嵌套结构；阀针(52)中部穿过螺母柱(55)的腔体，且与螺母柱(55)的侧壁内侧螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的针形截止阀，其特征在于，

所述阀芯(51)腔体出口处的侧壁端部对称开设有切槽(513)；

所述螺母柱(55)其外侧壁纵向对称设有平切面(552)，螺母柱(55)未设平切面的两侧端部各向外延伸一弧形凸起(551)，弧形凸起(551)的边缘与阀芯(51)的侧壁外部边缘形状和尺寸一致；

螺母柱(55)的弧形凸起(551)嵌入阀芯(51)后端的切槽(513)中。

3.根据权利要求1或2所述的针形截止阀，其特征在于，还包括一截止阀密封结构，该截止阀密封结构安装在阀芯(51)内侧壁与螺母柱(55)端面所形成的槽内。

4.根据权利要求3所述的针形截止阀，其特征在于，所述阀芯(51)后端的腔体内侧壁设有两级台阶，即靠近腔体出口的外台阶(511)和靠近腔体入口的内台阶(512)，外台阶的侧壁内径大于内台阶的侧壁内径；所述截止阀密封结构包括从阀芯(51)的内台阶(512)至螺母柱(55)的端部依次设置的导向前轴套二(53)、第一O形圈(59)、复合材料密封环(58)和导向后轴套二(54)，阀芯(51)安装螺母柱(55)的一端外侧壁端部设有螺纹，一锁紧螺母(57)与阀芯(51)螺纹连接，使螺母柱(55)、导向前轴套二(53)、第一O形圈(59)、复合材料密封环(58)和导向后轴套二(54)挤压锁紧。

5.根据权利要求4所述的针形截止阀，其特征在于，

所述回液阀座(530)内设置有与所述阀芯(51)内腔相连通的第一连接管路(5301)和第二连接管路(5302)；

所述阀芯(51)前端的腔体内径缩小形成腔体入口，腔体入口与第一连接管路(5301)相连通，腔体入口处安装有金属密封垫二(56)；

阀芯(51)前端设有与第二连接管路(5302)、阀芯(51)腔体相连通的通孔，该通孔与阀芯(51)的腔体入口不连通。

6.根据权利要求1所述的针形截止阀，其特征在于，所述阀芯(51)与回液阀座(530)螺纹连接，阀芯(51)前端外侧设有凹槽，一挡圈(510)和一第二O形圈(520)置于该凹槽中形成阀芯(51)和回液阀座(530)之间的密封结构。

7.一种高压液体压力校验器，包括底板(1)、存储液体介质的储液杯(3)、与储液杯(3)通过管路连通的预压泵(4)、设置在底板(1)下面的液体管路、与液体管路相连通的增压机构(2)和压力仪表连接头(7)，其特征在于，所述液体管路包括高压管路(8)和低压管路(9)，低压管路(9)包括连通储液杯(3)的出液口与预压泵(4)的吸液口的吸液管路(92)以及连通高压管路(8)与储液杯(3)的腔体的回液管路(91)，吸液管路(92)与高压管路(8)之间设置有预压截止阀(41)，高压管路(8)与回液管路(91)之间设置有回液截止阀(5)，预压截止阀(41)和回液截止阀(5)均为权利要求1至6任一项所述的针形截止阀。

8.根据权利要求7所述的高压液体压力校验器，其特征在于，所述回液截止阀(5)的第一连接管路(5301)与高压管路(8)相连通，第二连接管路(5302)与回液管路(91)相连通。

9.根据权利要求7或8所述的高压液体压力校验器，其特征在于，所述预压截止阀(41)的第一连接管路(5301)与高压管路(8)相连通，第二连接管路(5302)与预压泵(4)的出液口相连通。