CN218178015U - 一种单向阀 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种单向阀，包括阀体部件和阀部件，阀部件包括阀座、阀芯、止挡件，阀座与阀体部件固定连接，阀座具有阀口部，阀口部包括阀口，止挡件与阀座固定连接，止挡件包括阀芯止挡部和导向部，在阀体部件的轴向，阀芯能够相对于导向部轴向移动以关闭阀口或与阀芯止挡部抵接，定义阀口部流通面积为S₁,阀芯的外壁与阀体部件的内周壁之间具有阀节流通道，定义阀节流通道流通面积为S₃；在阀芯与阀芯止挡部抵接时，止挡件具有连通通道，连通通道与阀口和阀节流通道连通，定义连通通道流通面积为S₂，满足S₃≤S₁≤S₂，兼顾CV值与阀体制造成本关系。

Description

一种单向阀

技术领域

本实用新型涉及流体控制技术领域，具体涉及一种单向阀。

背景技术

单向阀主要包括阀体部件、具有阀口的阀座、磁条、阀芯和止挡件，止挡件固定在阀体部件内，阀芯能够在止挡件内相对于阀体部件往复移动以打开或关闭阀口，以控制单向阀内的流体在阀进口与出口之间的通断，如何兼顾CV值与阀体的制造成本的关系，成为本领域技术人员关心的一个技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种单向阀，包括阀体部件和阀部件，所述阀部件包括阀座、阀芯、止挡件，所述阀座与所述阀体部件固定连接，所述阀座具有阀口部，所述阀口部包括阀口，所述止挡件与所述阀座固定连接，所述止挡件包括阀芯止挡部和导向部，在所述阀体部件的轴向，所述阀芯能够相对于所述导向部轴向移动以关闭所述阀口或与所述阀芯止挡部抵接，定义所述阀口的流通面积为S₁,所述阀芯的外壁与所述阀体部件的内周壁之间具有阀节流通道，定义所述阀节流通道的流通面积为S₃；在所述阀芯与所述阀芯止挡部抵接时，所述止挡件具有连通通道，所述连通通道与所述阀口和所述阀节流通道连通，定义所述连通通道的流通面积为S₂，满足S₃≤S₁≤S₂。本申请在CV值一定条件下，能够降低阀体制造成本。

附图说明

图1所示为本申请实施例一的单向阀的结构示意图；

图2所示为图1中第一阀体的结构示意图；

图3所示为图1中第二阀体的结构示意图；

图4A所示为图1中止挡件的立体图；

图4B所示为单向阀全开状态时止挡件与阀芯的配合示意图；

图5所示为图1中阀座的结构示意图；

图6所示为阀口部流通面积的示意图(图中非阴影部分所示)；

图7所示为阀节流流道S₃的流通面积示意图(图中非阴影部分所示)。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示的实施例一的单向阀包括阀体部件1和阀部件2。阀体部件1包括第一阀体11和第二阀体12，第一阀体11和第二阀体12由不锈钢材料制成，第一阀体11和第二阀体21与阀部件2焊接固定。阀部件2可以整体内置于阀体部件1内并与阀体部件1固定连接，即第一阀体11与第二阀体12对接焊。也可以如图1所示那样，第一阀体11和第二阀体12分别焊接在阀部件2上，且在单向阀的周向，阀部件2有部分露出阀体部件1。需要说明的是，单向阀的阀体部件的结构并不限于图1所示，第一阀体11与第二阀体12二者也可整体为一体式结构，即由一个管材或一块板材一次性加工出阀体部件，此时阀部件2整体位于阀体部件1内。

本实施例中，阀部件2包括阀座21、磁性吸引件22、止挡件23、阀芯24、过滤件25，磁性吸引件22、止挡件23、阀芯24、过滤件25位于阀体部件1的内腔。

阀座21具有阀口部210，阀座21与磁性吸引件22可以通过压装过盈配合，也可以通过第三件进行固定连接。

阀芯24能够在止挡件23内沿阀体部件1的轴向滑动以打开或关闭阀口部210的阀口。具体地，阀芯24在流体压力作用下能够克服磁性吸引件22的吸引力离开阀口部210，当流体压力减小后，阀芯24在磁性吸引件22的吸引力作用下能够关闭阀口部210的阀口。

过滤件25与阀座21可以固定连接，也可以限位连接。阀体部件1包括第一流体端口A和第二流体端口B。当阀芯24与阀口部210抵接后，第一流体端口A与第二流体端口B不流通，当阀芯24离开阀口部210后，第一流体端口A与第二流体端口B连通。

本实施例中，阀座21和止挡件23优选的采用不锈钢材料制成，第一阀体11与阀座21激光焊焊接固定，第二阀体12与阀座21也激光焊焊接固定，止挡件23与阀座21激光焊焊接固定，工艺简单，加工效率高且成本低，但不局限于不锈钢材料，亦可采用其它钢材，如20钢、45钢等材料通过熔融焊连接固定。

下面对第一阀体11的结构进行详细说明，如图1及图2所示，第一阀体11包括第一本体段111、与阀座21固定连接的第一连接段112、与第一连接段112和第一本体段111衔接的第一过渡段113。在单向阀周向，即阀体部件1的径向，第一本体段111、第一连接段112及第一过渡段113的横截面为圆环形，第一连接段112的远离第一本体段111的一端与阀座21焊接固定。

第一本体段111为直管状，第一连接段112为直管状，第一本体段111的内径小于第一连接段112的内径，第一本体段111的外径小于第一连接段112的外径。第一过渡段113包括与第一本体段111衔接的第一端1131和与第一连接段112衔接的第二端1132，即第一端1131的内径和外径分别小于第二端1132的内径和外径，具体的，本实施例中，第一过滤段113呈自第一端1131向第二端1132内径逐渐增加设置。定义第一本体段111的内径为d₁,第一连接段112的内径为d₂,满足d₂＞d₁,则第一过渡段113的第一端1131的内径也为d₁,第二端1132的内径也为d₂。

加工第一阀体11时，使用内径为d₁的不锈钢管制成第一本体段111、第一过渡段113及第一连接段112。其中，第一过渡段113及第一连接段112是通过对内径为d₁的不锈钢管进行扩口加工的。在单向阀的轴向，如图2所示，定义第一连接段112的长度为L₂,第一本体段111的长度为L₁，则满足L₁＞L₂。第一过渡段113呈锥状，沿第一过渡段113的延伸方向，定义第一过渡段113的长度为L₃。第一阀体11如此加工而成，相比于背景技术，不用像缩口加工那样退火，也不需要进行酸洗工艺，加工效率高，并且，加工同样结构尺寸的第一阀体11时，本方案能够用比背景技术中内径小的管体加工，因此，材料及工艺成本降低。

进一步地，如图2所示，定义第一本体段111的外径为D₁,定义第一连接段112的外径为D₂,优选的设计满足(D₂-D₁)/D₁≤0.3，如此设置，可以保证第一阀体11加工的可靠性并保证第一阀体11的强度。

第一阀体11与阀座21套设，第一阀体11与阀座21熔融焊固定连接，例如可以通过激光焊、氩弧焊、等离子焊等具体方式焊接固定。

本实施例中，第二阀体12的结构与第一阀体11的结构相同，具体地，如图3所示，第二阀体12包括第二本体段211、与阀座21固定连接的第二连接段212、与第二连接段212和第二本体段211衔接的第二过渡段213。在单向阀周向，即阀体部件1的径向，第二本体段211、第二连接段212及第二过渡段213的横截面为圆环形。第二连接段212的远离第一本体段211的一端与阀座21焊接固定。

第二本体段211为直管状，第二连接段212为直管状，第二本体段211的内径小于第二连接段212的内径，第二过渡段113包括与第二本体段211衔接的第三端2131和与第二连接段212衔接的第四端2132，第三端2131的内径小于第四端2132的内径，具体的，本实施例中，第二过滤段213呈自第三端2131向第四端2132内径逐渐增加设置。定义第二本体段211的内径为d₂₁,第二连接段212的内径为d₂₂,满足d₂₂＞d₂₁,第二过渡段213的第三端2131的内径也为d₂₁,第四端2132的内径为d₂₂。

加工第二阀体12时，使用内径为d₂₁的不锈钢管制成第二本体段211、第二过渡段213及第二连接段212。其中，第二过渡段213及第二连接段212是通过对内径为d₂₁的不锈钢管扩口加工的。在单向阀的轴向，如图3所示，第二连接段212呈直管状，第二连接段212的长度为L₂₂,第二本体段211的长度为L₂₁，L₂₁＞L₂₂。第二过渡段213呈锥状，沿第二过渡段213的延伸方向，第二过渡段213的长度为L₂₃,第二阀体12如此加工而成，相比于背景技术，不用像缩口加工那样退火，加工效率高，并且，加工同样结构尺寸的第二阀体12时，本方案能够用比背景技术中内径小的管材加工，材料及工艺成本降低。

进一步地，如图3所示，定义第二本体段211的外径为D₂₁,定义第二连接段212的外径为D₂₂,优选的设计满足(D₂₂-D₂₁)/D₂₁≤0.3。如此设计，可以保证第二阀体12加工的可靠性并保证第二阀体12的强度。

第二阀体12与阀座21套设，第二阀体12与阀座21熔融焊固定连接，例如可以通过激光焊、氩弧焊、等离子焊等具体方式焊接固定。

本实施例中，第一本体段111的内径d₁与第二本体段211的内径d₂₁相同，第一本体段111的外径D₁与第二本体段211的外径D₂₁相同；第一连接段112的内径d₂与第二连接段212的内径d₂₂相同，第一连接段112的外径D₂与第二连接段212的外径D₂₂相同；沿第一过渡段113的延伸方向，定义第一过渡段113的长度为L₃，沿第二过渡段213的延伸方向，定义第二过渡段213的长度为L₂₃，第一过渡段113的长度L₃与第二过渡段213的长度L₂₃相同，使第一阀体11和第二阀体12同样加工即可，加工方便，通用性强，便于实现零件的标准化。

本申请中，止挡件23与阀座21焊接固定，如图4A、图4B、图5所示，止挡件23由金属板材冲压制成，阀座21包括本体部20，本体部20与第一阀体11及第二阀体12焊接固定。阀座21的远离第一阀体11的一端包括环形凸出部200，环形凸出部200包括前述阀口部210。止挡件23包括圆环形的固定部231、导向部232和阀芯止挡部233，固定部231至少部分位于环形凸出部200的外周，本实施例中，固定部231套设在环形凸出部200的外周，二者首先过盈配合，提高止挡件23与阀座21的同轴度。单向阀的阀芯24能够与阀芯止挡部233抵接，即，在阀芯24远离阀口部210后，阀芯止挡部233能够对阀芯24的行程进行限位。止挡件23由金属板材冲压制成，本实施例中，止挡件23由不锈钢板材冲压而成。止挡件23的固定部231的厚度与导向部232及阀芯止挡部233的厚度相同。固定部231自导向部232的靠近第一流体端口A的一端沿阀座21的轴向向远离阀芯止挡部233的方向延伸，即在单向阀的轴向，固定部231和阀芯止挡部233分别位于导向部233的两侧，固定部231与阀座21的本体部20焊接固定，本实施例中具体为激光焊焊接固定，当然，不限于激光焊。

流体在第一流体端口A和第二流体端口B之间流通时，会流经磁性吸引件22和阀口部210。定义S_1b为阀口部210的阀口面积。定义S_1a为流体自第一流体端口A流向第二流体端口B时磁性吸引件22的过流面积，即磁性吸引件22在阀口部210的阀口的投影面积。例如，当磁性吸引件22为长方体时，其过流面积S_1a为磁性吸引件22的朝向止挡件23的表面中能够与流体接触的部分的面积，由于磁性吸引件22的阻挡，流体在阀口部210的阀口的流通面积S₁(图6中非阴影部分)＝S_1b-S_1a。如图5及图6所示，本实施例中，磁性吸引件22在与阀体部件1的轴向垂直的横截面的投影面的宽度为W,在与阀体部件1的轴向垂直的方向，阀口部210的阀口的直径为R，则满足S_1b＝πR²/4,则满足S₁＝πR²/4-S_1a，可知S_1a≈R*W(其中，“≈”是考虑到如图6所示的小圆弧段)，则满足S₁≈πR²/4-R*W。

如图4A所示，止挡件23的导向部232由至少三个筋条2321组成，各筋条2321的结构及尺寸相同，并在止挡件23的周向等间隔分布。阀芯24位于导向部232的内侧，阀芯24与导向部232间隙滑动配合。为了加工方便，固定部231的内径与导向部232内周壁所围成的圆环的内径相同。

如图4B所示，阀芯止挡部233包括盘部2331和自盘部2331的外周面延伸至导向部232的若干支架2332，支架2332的个数与导向部232的筋条2321的个数相同并一一对应相连，盘部2331及支架2332的厚度与筋条2321的厚度相同，均定义为M。支架2332的宽度与各筋条2331的宽度相同，均定义为N,也即，支架2331与筋条2321的厚度M相同，支架2331与筋条2321的宽度N相同，方便加工,止挡件23具体由厚度为M的不锈钢板材冲压而成。

阀芯24为金属膜片，在单向阀全开状态下，阀芯24与阀芯止挡部233抵接，阀芯24由阀芯止挡部233止挡，流体经连通通道流出止挡件23，其中，如图1及图4A、图4B、图7所示，筋条2321的个数为四个，连通通道指阀芯24与阀芯止挡部233抵接后各筋条2321之间的流通空间形成的各流道2333，阀芯24为圆形金属膜片，阀芯24的外径为R₁，在单向阀全开状态下，阀芯24与固定部231的靠近阀芯止挡部233的端面之间的距离为H,各流道2333的面积之和即为连通通道的流通面积S₂＝πR₁*H-4N*H＝(πR₁-4N)H。自第一流体端口A流入的流体在经阀口部210后由各流道2333流出后再流向第二流体端口B，设计S₁≤S₂，减小流体流通过程中的流阻。

单向阀全开，自各流道2333流出的流体是经第二阀体12的内周壁与止挡件23及阀芯24的外壁之间的阀节流流道后自第二流体端口B流出，在单向阀的横截面方向，即阀体部件1的径向方向，定义阀节流通道流通面积为S₃(图7中非阴影部分)，阀节流通道流通面积S₃即阀芯24的外壁的与第二阀体12的内周壁之间的流通面积，阀节流通道流通面积

且满足S₃≤S₁≤S₂，即阀内的流体在第一流体端口A流向第二流体端口B过程中，其在阀节流道处节流，而不在阀口处节流，使阀满足CV值要求的同时，阀体的径向尺寸不增大，降低阀体的制造成本。

进一步地，满足1≤S₁/S₃≤1.2，如此设计，在阀体不变的条件下，能够获得尽量大的流通能力(即CV值)。

上述实施例中，第一流体端口A和第二流体端口B分别位于第一本体段111和第二本体段211的端部，需要说明的是，根据控制阀与外部管路等的连接需要，例如，当控制阀应用于制冷系统中时，根据制冷系统的管路连接需要，制冷系统的管路可以直接与第一本体段111和第二本体段211连接，也可以是在第一阀体11上还一体通过扩口加工有比第一本体段111的内径大的扩口段来与外部管路等连接，和/或在第二阀体12上还一体通过扩口加工有比第二本体段211的内径大的扩口段来与外部管路等连接，此时，第一流体端口A和第二流体端口B分别设在两个扩口段。

以上仅是本实用新型的具体实施例的说明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种单向阀，其特征在于，包括阀体部件和阀部件，所述阀部件包括阀座、阀芯、止挡件，所述阀座与所述阀体部件固定连接，所述阀座具有阀口部，所述阀口部包括阀口，所述止挡件与所述阀座固定连接，所述止挡件包括阀芯止挡部和导向部，在所述阀体部件的轴向，所述阀芯能够相对于所述导向部轴向移动以关闭所述阀口或与所述阀芯止挡部抵接，

定义所述阀口的流通面积为S₁,所述阀芯的外壁与所述阀体部件的内周壁之间具有阀节流通道，定义所述阀节流通道的流通面积为S₃；在所述阀芯与所述阀芯止挡部抵接时，所述止挡件具有连通通道，所述连通通道与所述阀口和所述阀节流通道连通，定义所述连通通道的流通面积为S₂，满足S₃≤S₁≤S₂。

2.根据权利要求1所述的单向阀，其特征在于，满足1≤S₁/S₃≤1.2。

3.根据权利要求2所述的单向阀，其特征在于，所述止挡件还包括固定部，所述固定部与所述阀座固定连接，所述导向部位于所述固定部与所述阀芯止挡部之间，所述导向部包括至少三个筋条，各所述筋条在所述止挡件的周向均匀分布；所述阀芯与所述阀芯止挡部抵接时，各所述筋条之间的流通空间形成各流道，各流道的流通面积之和为所述连通通道的流通面积S₂。

4.根据权利要求3所述的单向阀，其特征在于，所述止挡件由不锈钢板材冲压制成，各所述筋条为长方形筋条，所述筋条的个数为四个，各所述筋条的宽度为N，各所述筋条和所述阀芯止挡部的厚度为M,所述阀芯为圆形金属膜片，所述阀芯的外径为R₁,定义所述阀口的直径为R,所述阀芯与所述阀芯止挡部抵接时，所述阀芯与所述固定部的靠近所述阀芯止挡部的端面之间的距离为H,则所述连通通道流通面积S₂＝πR₁*H-4N*H＝(πR₁-4N)H。

5.根据权利要求1-4任一项所述的单向阀，其特征在于，所述阀体部件包括第一阀体和第二阀体，所述第一阀体由不锈钢材料制成，所述第二阀体由不锈钢材料制成，所述阀芯为金属膜片；所述阀部件还包括磁性吸引件，所述磁性吸引件与所述阀座固定连接，所述第一阀体包括第一本体段、第一过渡段和第一连接段，所述第一过渡段的第一端与所述第一本体段衔接，所述第一过渡段的第二端与所述第一连接段衔接，所述第一本体段为直管状，所述第一连接段为直管状，所述第一连接段与所述阀座固定连接；在所述阀体部件的径向，所述第一过渡段的横截面为圆形，所述第一过渡段的内径自所述第一端向所述第二端逐渐增大；

定义所述第一本体段的内径为d₁,定义所述第一连接段的内径为d₂,在所述控制阀的轴向，定义所述第一本体段的长度为L₁,定义所述第一连接段的长度为L₂,则满足d₂>d₁，L₁>L₂，定义所述第一本体段的外径为D₁,定义所述第二连接段的外径为D₂,则满足(D₂-D₁)/D₁≤0.3，

所述第二阀体包括第二本体段、第二过渡段和第二连接段，所述第二过渡段的第三端与所述第二本体段衔接，所述第二过渡段的第四端与所述第二连接段衔接，所述第二本体段为直管状，所述第二连接段为直管状，所述第二连接段与所述阀座固定连接；在所述阀体部件的径向，所述第二过渡段的横截面为圆形，所述第二过渡段的内径自所述第三端向所述第四端逐渐增大；

所述阀芯的外壁与所述第二阀体的内周壁之间的流通面积即为所述阀节流通道的流通面积S₃；

定义所述第二本体段的内径为d₂₁,定义所述第二连接段的内径为d₂₂,在所述控制阀的轴向，定义所述第二本体段的长度为L₂₁,定义所述第一连接段的长度为L₂₂,则满足d₂₂>d₂₁，L₂₁>L₂₂，定义所述第二本体段的外径为D₂₁,定义所述第二连接段的外径为D₂₂,则满足(D₂₂-D₂₁)/D₂₁≤0.3，且

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