CN218152499U - 一种具有v型回位自适应密封结构的单向阀 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及单向阀技术领域,尤其是涉及一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,包括阀体、阀芯和回位弹簧,所述阀体内具有供介质流通的腔室,腔室内壳体设置有阀座;所述阀芯包括与阀体内侧壁贴靠的滑移芯杆和卡于阀座上的阀芯端面;所述回位弹簧设置在阀芯端面与腔室内壁之间;所述阀座与所述阀芯的相对端面之间形成V型阀座密封结构;所述阀芯上套设有位于V型阀座密封结构处的阀座密封圈。本申请通过在阀芯、阀座之间设计V型密封结构,实现了阀芯回位后的阀座密封圈自适应密封,可以达到很高的密封性能,且多次运动后回位即使发生偏转或偏斜,也能实现可靠的密封,大大提高了满足高密封要求下的使用寿命。

Description

一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀
技术领域
本申请涉及单向阀技术领域,尤其是涉及一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀。
背景技术
单向阀在能源、汽车、自动化、航空航天等领域有十分广泛的应用,主要用于介质单向流动的管道上,是一种只允许流体工质沿着一个方向流动的阀门。其启闭件靠介质流动的力量自行开启或关闭,当单向阀上游压力高于下游压力一定值时自动开启,当下游压力高于上游压力一定值时自动关闭,可以有效地防止介质倒流。单向阀属于自动阀类,按结构划分一般可分为升降式、旋启式和直通式,按密封结构形式一般可分为球面密封、锥面密封和平面密封。相对于其他种类的阀门,单向阀的结构一般比较简单,但在使用中对密封性能和寿命要求较高。
目前,已经应用的单向阀种类较多,主要有锥面密封结构的单向阀,平面密封结构的单向阀,现有单向阀产品的存在以下问题:1.低压下密封性能不高。2.制造成本较高。3.无自适应密封结构,高密封要求下的使用寿命不高。
实用新型内容
为了解决现有单向阀产品密封性能不足、无自适应密封结构导致多次动作后漏率明显增加和制造成本较高的问题,本申请提供一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀。
采用如下的技术方案:
一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,包括阀体、阀芯和回位弹簧,所述阀芯和回位弹簧均位于阀体内部;
所述阀体内具有供介质流通的腔室,腔室内壳体上设置有凸台,即阀座;所述阀芯包括与阀体内侧壁贴靠的滑移芯杆和卡于阀座上的阀芯端面;
所述回位弹簧设置在阀芯端面与腔室内壁之间,所述回位弹簧的伸缩方向与介质流通方向平行;
所述阀座与所述阀芯的相对端面之间形成V型阀座密封结构;
所述阀芯上套设有位于V型阀座密封结构处的阀座密封圈。
通过采用上述技术方案,当阀门开启时,阀芯与阀座脱离接触,阀座密封圈跟随阀芯同时运动,当阀门关闭时,阀芯回位到阀座,阀座密封圈也跟随阀芯回位,落座过程中阀座密封圈对V型阀座密封结构形成密封。
可选的,所述腔室内安装有贴合滑移芯杆外侧的阀体阻尼圈。
通过采用上述技术方案,阀体阻尼圈能够在阀门启闭运动时,起到防止阀芯颤振的摩擦阻尼作用。
可选的,所述阀体包括左阀体和螺纹连接在左阀体右端的右阀体。
通过采用上述技术方案,采用分体式结构,便于拆卸维修。
可选的,所述右阀体与左阀体的螺纹连接段之间设置有阀体密封圈。
通过采用上述技术方案,阀体密封圈能够提高左阀体和右阀体装配后的紧密度。
可选的,所述左阀体的左端口为介质入口,所述右阀体的右端为介质出口;
所述阀芯的滑移芯杆与左阀体的圆柱形左腔室形成滑动导向配合。
可选的,所述右阀体的右腔室开设有大于阀芯端面直径的行程槽。
通过采用上述技术方案,在受到介质压力时,所述阀芯的滑移芯杆可在左腔室内部滑移,阀芯端面可在右腔室滑移。
可选的,所述滑移芯杆中部开设有介质通孔。
可选的,所述右阀体的右腔室内固定设置有限位阀芯滑动行程的挡杆,所述挡杆上开设有连通行程槽与右腔室的通孔。
可选的,所述回位弹簧的一端连接阀芯端面,其另一端连接挡杆。
通过采用上述技术方案,挡杆的作用是限制阀芯滑动的位置,避免滑移芯杆从左腔室滑离脱落,发生无法回位的问题。单向阀上游(入口侧)的介质压力高于下游(出口侧)一定值时,介质压差作用在阀芯上,推动阀芯克服弹簧力往右运动,弹簧进一步被压缩,阀门打开,实现介质从入口侧可以流通到出口侧;单向阀上游(入口侧)的介质压力下降至一定值时,阀芯在回位弹簧的弹簧力作用下往左运动,阀门关闭。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
本申请设计了一种具有V型回位自适应密封结构的高密封性能单向阀,通过在阀芯、阀座之间设计V型密封结构,实现了阀芯回位后的阀座密封圈自适应密封,可以达到很高的密封性能,且多次运动后回位即使发生偏转或偏斜,也能实现可靠的密封,大大提高了满足高密封要求下的使用寿命。且阀芯、阀座和阀座密封圈均为分体式结构,均为单独加工,一次装配即可,无须使用将金属与非金属结合为一体的滚边或者热压工艺,大大简化了工艺过程,降低了制造成本。
附图说明
图1是现有锥面密封单向阀的基本结构原理图;
图2是现有平面密封单向阀的基本结构原理图;
图3是本申请的结构原理示意图;
图4是本申请单向阀关闭状态示意图;
图5是本申请单向阀开启状态示意图;
图6是本申请单向阀阀芯对中状态示意图;
图7是本申请单向阀阀芯偏转状态示意图。
附图标记说明:1右阀体、2左阀体、3阀芯、4回位弹簧、5阀体阻尼圈、6阀座密封圈、7阀体密封圈、8介质入口、9介质出口。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。
参见图1,一种锥面密封结构的单向阀,阀芯为金属骨架与塑料块滚压一体的结构。参见图2为一种平面密封结构的单向阀,阀芯为金属骨架与塑料块热压一体的结构。当右侧(即上游)流体压力高于左侧(即下游)压力一定值时,压差作用力推动阀芯压缩弹簧往左运动,阀门打开。当右侧(即上游)流体压力低于左侧(即下游)压力时,阀芯在压缩弹簧的作用力下往右运动,阀门关闭,阀芯的塑料块与阀座贴合,实现密封。
这两种单向阀主要缺点有:
1.低压下密封性能不高,一般最高仅可达到10-3Pa.m3/s的量级;
2.制造成本较高。为实现较好的密封性能,应使用软密封结构,无论是采用塑料块与金属骨架滚压一体式结构还是热压一体式结构,都需要较为复杂的工艺过程,且对阀座的尺寸加工精度和形位公差要求较高,制造成本较高;
3.无自适应密封结构,高密封要求下的使用寿命不高。随着工作次数的增加和导向部位的磨损,阀芯的回位会出现偏差,平面密封结构无法实现自适应密封调整,回位偏差后阀座和阀芯贴合变差,密封性能会明显下降。
参见图3,本实施例提供一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,包括阀体、阀芯3和回位弹簧4,所述阀芯3和回位弹簧4均位于阀体内部;
所述阀体内具有供介质流通的腔室,腔室内壳体上设置有凸台,即阀座;所述阀芯3包括与阀体内侧壁贴靠的滑移芯杆和卡于阀座上的阀芯端面;
所述回位弹簧4设置在阀芯端面与腔室内壁之间;
所述阀座与所述阀芯端面的相对端面之间形成V型阀座密封结构;
所述阀芯3上套设有位于V型阀座密封结构处的阀座密封圈6。
具体的,所述阀座和所述阀芯端面相对的两个端面至少一个面是斜面,阀芯端面与阀座端面之间形成角度大于0度且小于90度的V型阀座密封结构,在阀芯端面贴靠时,阀座密封圈6与V型阀座密封结构更加紧密,密封效果更佳。
本实施例,参加图5,当阀门开启时,阀芯3与阀座(阀座)脱离接触,阀座密封圈6跟随阀芯3同时运动,参见图4,当阀门关闭时,阀芯3回位到阀座(阀座),阀座密封圈6也跟随阀芯3回位,落座过程中阀座密封圈6对V型阀座密封结构形成密封,可以发挥自适应的作用。参见图6,无论阀芯3是处于理想的对中状态,参见图7,还是发生了偏转或偏斜,阀座密封圈6都可以提供柔性补偿,保证整个的密封面接触部位有均匀的密封比压。
进一步的,所述腔室内安装有贴合滑移芯杆外侧的阀体阻尼圈5。
阀体阻尼圈5能够在阀门启闭运动时,起到防止阀芯颤振的摩擦阻尼作用。在阀门启闭过程中确保滑移芯杆平稳滑移,避免过快滑移或多次滑移造成腔室内壁划伤的情况。
进一步的,所述阀体包括左阀体2和螺纹连接在左阀体2右端的右阀体1。
采用分体式结构,便于拆卸维修;阀芯3,左阀体2、右阀体1和阀座密封圈6均为单独加工,一次装配即可,无须使用将金属与非金属结合为一体的滚边或者热压工艺,大大简化了工艺过程,降低了制造成本。
所述右阀体1与左阀体2的螺纹连接段之间设置有阀体密封圈7。阀体密封圈7能够提高左阀体2和右阀体1装配后的紧密度,确保阀体的腔室的密封性。
所述左阀体2的左端口为介质入口8,所述右阀体1的右端为介质出口9;
所述阀芯3的滑移芯杆与左阀体2的圆柱形左腔室形成滑动导向配合。
所述右阀体1的右腔室开设有大于阀芯端面直径的行程槽。
所述阀芯3的滑移芯杆可在左腔室内部滑移,阀芯端面可在右腔室滑移,即左腔室和右腔室配合提供了阀芯3可运动的行程。
所述滑移芯杆中部开设有出液通孔。
所述右阀体1的右腔室内固定设置有限位阀芯3滑动行程的挡杆,所述挡杆上开设有连通行程槽与右腔室的通孔。
所述回位弹簧4的一端连接阀芯端面,其另一端连接挡杆。
挡杆的作用是限制阀芯滑动的位置,避免滑移芯杆从左腔室滑离脱落,发生无法回位的问题。参见图5,单向阀上游(入口侧)的介质压力高于下游(出口侧)一定值时,介质压差作用在阀芯上,推动阀芯克服回位弹簧4的弹簧力往右运动,回位弹簧4进一步被压缩,滑移芯杆中部的出液通孔从左腔室滑移到右腔室内,由于右腔室的孔径大于滑移芯杆的直径,阀门打开,介质从出液通孔流到右腔室的行程槽中,再通过挡杆上的通孔流出,实现介质从入口侧可以流通到出口侧;参见图4,单向阀上游(入口侧)的介质压力下降至一定值时,阀芯在回位弹簧4的弹簧力作用下往左运动,滑移芯杆中部的出液通孔从右腔室滑移到左腔室内,左腔室内壁贴合滑移芯杆,阻挡介质从出液通孔流出,阀门关闭。
本实施例通过在阀芯、阀座之间设计V型密封结构,实现了阀芯回位后的阀座密封圈自适应密封,可以达到很高的密封性能,单向阀结构在适用压力范围内的密封性能可达到10-7Pa.m3/s的量级,普通产品一般最高仅可达到10-3Pa.m3/s。多次运动后回位即使发生偏转或偏斜,也能实现可靠的密封,在满足高密封性能的要求下,使用寿命可达3000次以上,使用期间密封性能不会发生明显降低。相对使用软密封结构的滚压式或热压式阀芯产品,制造成本可降低约30%。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,其特征在于:包括阀体、阀芯(3)和回位弹簧(4),所述阀芯(3)和回位弹簧(4)均位于阀体内部;
所述阀体内具有供介质流通的腔室,腔室内壳体上设置有阀座;所述阀芯(3)包括与阀体内侧壁贴靠的滑移芯杆和卡于阀座上的阀芯端面;
所述回位弹簧(4)设置在阀芯端面与腔室内壁之间;
所述阀座与所述阀芯的相对端面之间形成V型阀座密封结构;
所述阀芯(3)上套设有位于V型阀座密封结构处的阀座密封圈(6)。
2.根据权利要求1所述的一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,其特征在于:所述腔室内安装有贴合滑移芯杆外侧的阀体阻尼圈(5)。
3.根据权利要求1所述的一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,其特征在于:所述阀体包括左阀体(2)和螺纹连接在左阀体(2)右端的右阀体(1)。
4.根据权利要求3所述的一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,其特征在于:所述右阀体(1)与左阀体(2)的螺纹连接段之间设置有阀体密封圈(7)。
5.根据权利要求3所述的一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,其特征在于:所述左阀体(2)的左端口为介质入口(8),所述右阀体(1)的右端为介质出口(9);
所述阀芯(3)的滑移芯杆与左阀体(2)的圆柱形左腔室形成滑动导向配合。
6.根据权利要求5所述的一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,其特征在于:所述右阀体(1)的右腔室开设有大于阀芯端面直径的行程槽。
7.根据权利要求6所述的一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,其特征在于:所述滑移芯杆中部开设有介质通孔。
8.根据权利要求7所述的一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,其特征在于:所述右阀体(1)的右腔室内固定设置有限位阀芯(3)滑动行程的挡杆,所述挡杆上开设有连通行程槽与右腔室的通孔。
9.根据权利要求8所述的一种具有V型回位自适应密封结构的单向阀,其特征在于:所述回位弹簧(4)的一端连接阀芯端面,其另一端连接挡杆。
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