CN218207990U - 一种气控背压阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种气控背压阀，涉及阀门技术领域，本申请中的气控背压阀包括阀体；阀体上分别开设有进口和出口，进口和出口之间具有流体通道，阀体内设置有能够封堵流体通道的阀芯；阀体上固连有隔膜盘，隔膜盘内设有膜片，膜片与隔膜盘的内壁之间形成气压腔，隔膜盘上开设有与气压腔相连通的通气孔；阀体内设置有滑动座，阀芯与滑动座之间设置有弹性件；膜片上连接有能够推动滑动座移动的顶杆。本申请中的气控背压阀可以利用PLC等控制器控制电气比例调节阀来进一步控制进入气压腔内的气流，最终对阀芯的移动进行限位和控制，实现背压阀的自动调节作用；其自动化程度高，使用方便、可靠；且可以实现无级调节，背压阀的调节更加精准。

Description

一种气控背压阀

技术领域

本申请涉及阀门技术领域，尤其是涉及一种气控背压阀。

背景技术

背压阀可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。背压阀通常通过内置弹簧的弹力来实现动作：当系统压力比设定压力小时，阀芯在弹簧弹力的作用下堵塞流体通道；当系统压力比设定压力大时，阀芯压缩弹簧，流体通道接通，液体可通过背压阀流通。背压阀的结构同单向阀相似，但开启压力大于单向阀，通常在0.2Mpa到1.6Mpa间。

在管路或是设备容器压力不稳的状态下，背压阀能保持管路所需压力，使泵能正常输出流量。另在泵的出端由于重力或其它作用常会出现虹吸现象，此时背压阀能消减由于虹吸产生的流量及压力的波动。

背压阀通常会设置调压结构，相关技术中的背压阀通常包括阀体、阀盖、阀芯和弹簧机构，弹簧机构的预紧力调整可通过手动调节调压螺杆或者手动调节气室内作用于膜片上的气压来实现，通过手动调节弹簧机构的预紧力来调整弹簧机构对阀芯的弹力，进而改变液体通过背压阀所需要达到的压力值。这种手动调节方式非常不方便，自动化程度低，且控制精度差。

实用新型内容

为了提高背压阀调压的便捷性和精准性，本申请提供一种气控背压阀。

本申请提供的一种气控背压阀采用如下的技术方案：

一种气控背压阀,包括阀体；所述阀体上分别开设有进口和出口，所述进口和出口之间具有流体通道，所述阀体内设置有能够封堵所述流体通道的阀芯；

所述阀体上固连有隔膜盘，所述隔膜盘内设有膜片，所述膜片与所述隔膜盘的内壁之间形成气压腔，所述隔膜盘上开设有与所述气压腔相连通的通气孔；

所述阀体内设置有滑动座，所述阀芯与所述滑动座之间设置有弹性件；所述膜片上连接有能够推动所述滑动座移动的顶杆。

隔膜盘上开设的通气孔用于与气控管路相连接，外部气源通过控管路向气压腔内供气，可调整气压腔内的气压，本申请中与阀体的进口相连接的管路上可设置压力传感器，与通气孔相连通的气控管路上可设置电气比例调节阀，压力传感器和电气比例调节阀均与控制气相连接。通过采用上述技术方案，压力传感器将压力测量信号值传递给PLC等控制器，PLC等控制器通过电气比例调节阀可以控制进入气压腔内的气流，从而控制气压腔内的气压，气压作用在膜片上，使膜片产生对应的形变，从而通过顶杆控制滑动座的移动量，最终对阀芯的移动进行限位，实现背压阀的自动调节作用。

本申请中通过电气自动化控制气流，气压腔内不同的气压值对应液体通过背压阀时所需要的不同压力值，可以实现无级调节。

本申请中利用压力传感器、电气比例调节阀等部件可以实现背压阀的全自动监控和调整，自动化程度高，使用方便，动作精准可靠。

可选的，所述隔膜盘包括顶盘和底盘，所述顶盘的边沿具有相对底盘方向弯折后形成的上环形连接边，所述底盘的边沿具有相对顶盘方向弯折后形成的下环形连接边；所述上环形连接边与所述下环形连接边通过紧固件可拆卸固连，所述膜片被夹持固连在所述顶盘和底盘之间。

通过采用上述技术方案，便于隔膜盘的组装以及膜片的安装，同时也便于顶盘和底盘之间的密封，气压腔的气压更加稳定可靠。

可选的，所述膜片与顶盘之间形成所述气压腔,所述通气孔开设在所述顶盘的中部，所述膜片与所述底盘之间具有让位空腔，所述底盘上开设有气流孔；所述膜片在所述气压腔内的受力面积大于所述阀芯的横截面积。

通过采用上述技术方案，膜片在隔膜盘内具有足够的形变空间，减少干涉和影响，动作更加精准可靠。底盘上开设的气流孔便于膜片形变时，让位空腔内气流自由流通，避免在膜片与底盘之间的让位空腔内形成负压或高压对膜片产生反作用力，从而影响调压精度。本申请中膜片在气压腔内的受力面积与阀芯的横截面积比值可以是5:1、10:1、20:1等等，膜片的受力面积大于阀芯的横截面积，这样利用杠杆效应，气压腔内的小压力就可以控制背压阀中通过的高压液流，利用简单的气泵就能够达到气控要求。

可选的，所述膜片朝向所述底盘的一侧固设有压板，所述顶杆的一端固连在所述压板上，所述顶杆的另一端与所述滑动座相抵靠。

通过采用上述技术方案，膜片的形变作用在压板上，压板与膜片具有较大的接触面积，这样膜片向滑动座传递的形变量更加精准、稳定。

可选的，所述阀体上具有安装凹槽，所述阀体上固连有阀盖，所述阀盖的一端嵌设在所述安装凹槽内，所述底盘固连在所述阀盖的另一端；所述底盘上开设有第一通孔，所述顶杆滑动插设在所述第一通孔内。

通过采用上述技术方案，便于隔膜盘与阀体的组装连接，各部件连接稳定可靠，同时整体结构更加紧凑，顶杆、滑动座等活动部件均封闭在阀体内，减少外界环境的干扰，运行稳定可靠，其防尘防水，减少磨损和锈蚀现象的发生，延长了使用寿命。

可选的，所述压板的一侧面与所述膜片相贴靠，所述压板的另一侧面中部具有连接凸台，所述阀盖上开设有第二通孔且所述连接凸台能够穿过所述第二通孔，所述顶杆的端部固连在所述连接凸台上；所述第一通孔嵌设有轴套，所述顶杆滑动穿设在所述轴套中。

通过采用上述技术方案，提高了顶杆连接和运行的稳定可靠性，轴套可以采用直线轴承等特殊结构，这样能够减少顶杆频繁往复运动带来的磨损。

可选的，所述阀体内固设有固定座，所述滑动座滑动设置在所述固定座内，所述滑动座外周面与所述固定座的内壁之间设有密封圈。

通过采用上述技术方案，滑动座在固定座上下移动，通过设置密封圈，实现动密封，防止背压阀出现漏液现象。

可选的，所述滑动座的一端能够抵靠在所述安装凹槽的槽底面上，所述滑动座的另一端具有凸柱，所述凸柱的端面具有下凹的锥形槽，所述顶杆的端部具有插设在所述锥形槽内的锥形尖端部。

通过采用上述技术方案，顶杆通过锥形尖端部插入滑动座的锥形槽内，便于高效快捷的装配，同时防止顶杆与滑动座相脱离。

可选的，所述阀体内位于安装凹槽槽底开设有阀座腔，所述阀体的阀座腔内固设有阀座，所述阀座中部具有与所述阀体上的出口相连通的中心孔，所述阀座外周面上开设有连通所述阀体上进口与所述阀座内中心孔的进液孔；所述阀座端部位于所述中心孔的开口处固设有环形密封垫，所述阀芯的端部能够插入所述环形密封垫内并封堵所述中心孔的开口。

通过采用上述技术方案，流体从背压阀进口进入，被阀芯阻挡，于是流体对阀芯产生向上的压力。当压力足够大时，弹性件被压缩，流体顶起阀芯形成通道，从背压阀出口流出；若流体压力不够，就会形成憋压，使进口压力上升直到达到额定压力，顶起阀芯形成通路。

可选的，所述滑动座上开设有盲孔且所述盲孔的开口朝向所述阀座，所述滑动座的盲孔开口处固设有螺套，所述螺套上具有朝向盲孔的中心线方向延伸的限位凸缘；所述阀芯的外周面上具有限位环形凸起，所述限位环形凸起的一侧面能够与所述限位凸缘相抵靠，所述弹性件为螺旋弹簧且位于所述盲孔内，所述弹性件的一端与所述限位环形凸起的另一侧面相抵靠。

通过采用上述技术方案，既便于阀芯的装配，有能够有效避免阀芯的脱落，并且整体结构紧凑。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中利用PLC等控制器控制电气比例调节阀可以进一步控制进入气压腔内的气流，从而控制作用在膜片上的气压，使膜片产生对应的形变，最终对阀芯的移动进行限位和控制，实现背压阀的自动调节作用；气压腔内不同的气压值对应液体通过背压阀时所需要的不同压力值，可以实现无级调节，背压阀的调节更加精准。

2.本申请中利用压力传感器、电气比例调节阀等部件可以实现背压阀的全自动监控和调整，自动化程度高，使用方便、可靠。

3.本申请中在底盘上开设的气流孔便于膜片形变时，让位空腔内气流自由流通，避免在膜片与底盘之间的让位空腔内形成负压或高压对膜片产生反作用力，保证了调压精度。

4.本申请中膜片的受力面积大于阀芯的横截面积，这样利用杠杆效应，气压腔内的小压力就可以控制背压阀中通过的高压液流，利用简单的气泵就能够达到气控要求。

附图说明

图1是本申请中气控背压阀的立体结构示意图。

图2是本申请中气控背压阀的剖视结构示意图。

图3是图2中A处的局部放大结构示意图。

图中，100、阀体；101、进口；102、出口；103、流体通道；104、安装凹槽；105、阀座腔；2、阀芯；21、限位环形凸起；3、隔膜盘；31、顶盘；31a、通气孔；31b、上环形连接边；32、底盘；32a、气流孔；32b、下环形连接边；32c、第一通孔；33、气压腔；34、让位空腔；4、膜片；5、滑动座；51、凸柱；51a、锥形槽；52、盲孔；6、弹性件；7、顶杆；71、锥形尖端部；8、压板；81、连接凸台；9、阀盖；91、第二通孔；10、轴套；11、固定座；12、密封圈；13、阀座；13a、中心孔；13b、进液孔；14、螺套；14a、限位凸缘；15、环形密封垫。

具体实施方式

以下结合附图1-附图3，对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，气控背压阀包括阀体100和隔膜盘3；隔膜盘3固连在阀体100上；隔膜盘3包括顶盘31和底盘32，顶盘31的边沿具有相对底盘32方向弯折后形成的上环形连接边31b，底盘32的边沿具有相对顶盘31方向弯折后形成的下环形连接边32b；上环形连接边31b与下环形连接边32b通过紧固件可拆卸固连，该紧固件可以是铆钉，可以螺栓或螺钉，还可以是利用锁扣进行卡接固连。这样便于隔膜盘3的组装以及内部其它部件的安装，同时也便于顶盘31和底盘32之间的密封。

参照图2，阀体100上分别开设有进口101和出口102，进口101和出口102之间具有流体通道103，阀体100内设置有能够封堵流体通道103的阀芯2；隔膜盘3内位于顶盘31和底盘32之间形成空腔，隔膜盘3内设有膜片4，膜片4被夹持固连在顶盘31和底盘32之间，膜片4将隔膜盘3内的空腔分隔为气压腔33何让位空腔34。具体来说，膜片4与顶盘31的内壁之间形成上述气压腔33，膜片4与底盘32的内壁之间形成上述让位空腔34，隔膜盘3的顶盘31中部开设有与气压腔33相连通的通气孔31a，隔膜盘3的底盘32上开设有气流孔32a。

参照图2，阀体100上具有安装凹槽104，阀体100的安装凹槽104内设置有固定座11和滑动座5，固定座11固设在阀体100内，滑动座5滑动设置在固定座11内，阀芯2与滑动座5之间设置有弹性件6；膜片4上连接有能够推动滑动座5移动的顶杆7；滑动座5外周面与固定座11的内壁之间设有密封圈12；滑动座5的一端能够抵靠在安装凹槽104的槽底面上，滑动座5的另一端具有凸柱51，凸柱51的端面具有下凹的锥形槽51a，顶杆7的端部具有插设在锥形槽51a内的锥形尖端部71；顶杆7通过锥形尖端部71插入滑动座5的锥形槽51a内，便于高效快捷的装配，同时防止顶杆7与滑动座5相脱离。膜片4朝向底盘32的一侧固设有压板8，顶杆7的一端固连在压板8上，顶杆7的另一端与滑动座5相抵靠，膜片4的形变作用在压板8上，压板8与膜片4具有较大的接触面积，这样膜片4向滑动座5传递的形变量更加精准、稳定。

参照图2和图3，阀体100上固连有阀盖9，阀盖9的一端嵌设在安装凹槽104内，阀盖9可以与阀体100螺纹连接，即阀盖9的一端外周面上设置外螺纹，阀体100的安装凹槽104内壁上设置与上述外螺纹相配合的内螺纹，两者实现固连，固定座11嵌设安装凹槽104内，通过阀盖9的限位保持其固定不动。阀盖9的另一端与底盘32固连，两者可以焊接，也可以通过螺钉固连；底盘32上开设有第一通孔32c，顶杆7滑动插设在第一通孔32c内；压板8的一侧面与膜片4相贴靠，压板8的另一侧面中部具有连接凸台81，阀盖9上开设有第二通孔91且连接凸台81能够穿过第二通孔91，顶杆7的端部固连在连接凸台81上；第一通孔32c嵌设有轴套10，顶杆7滑动穿设在轴套10中。

参照图3，阀体100内位于安装凹槽104槽底开设有阀座腔105，阀体100的阀座腔105内固设有阀座13，阀座13中部具有与阀体100上的出口102相连通的中心孔13a，阀座13外周面上开设有连通阀体100上进口101与阀座13内中心孔13a的进液孔13b；阀座13端部位于中心孔13a的开口处固设有环形密封垫15，阀芯2的端部能够插入环形密封垫15内并封堵中心孔13a的开口；滑动座5上开设有盲孔52且盲孔52的开口朝向阀座13，滑动座5的盲孔52开口处固设有螺套14，螺套14上具有朝向盲孔52的中心线方向延伸的限位凸缘14a；阀芯2的外周面上具有限位环形凸起21，限位环形凸起21的一侧面能够与限位凸缘14a相抵靠，弹性件6为螺旋弹簧且位于盲孔52内，弹性件6的一端与限位环形凸起21的另一侧面相抵靠。

本具体实施方式的实施原理是：流体从背压阀进口101进入，被阀芯2阻挡，于是流体对阀芯2产生向上的压力。当压力足够大时，弹性件6被压缩，流体顶起阀芯2形成通道，从背压阀出口102流出；若流体压力不够，就会形成憋压，使进口101压力上升直到达到额定压力，顶起阀芯2形成通路。

隔膜盘3上开设的通气孔31a用于与气控管路相连接，外部气源通过控管路向气压腔33内供气，可调整气压腔33内的气压，本申请中与阀体100的进口101相连接的管路上可设置压力传感器，与通气孔31a相连通的气控管路上可设置电气比例调节阀，压力传感器和电气比例调节阀均与控制气相连接。压力传感器将压力测量信号值传递给PLC等控制器，PLC等控制器通过电气比例调节阀可以控制进入气压腔33内的气流，从而控制气压腔33内的气压，气压作用在膜片4上，使膜片4产生对应的形变，从而通过顶杆7控制滑动座5的移动量，最终对阀芯2的移动进行限位，实现背压阀的自动调节作用。

本申请中膜片4在隔膜盘3内具有足够的形变空间，减少干涉和影响，动作更加精准可靠。底盘32上开设的气流孔32a便于膜片4形变时，让位空腔34内气流自由流通，避免在膜片4与底盘32之间的让位空腔34形成负压或高压对膜片4产生反作用力，从而影响调压精度。滑动座5在固定座11上下移动，通过设置密封圈12，实现动密封，防止背压阀出现漏液现象。

本申请中通过电气自动化控制气流，气压腔33内不同的气压值对应液体通过背压阀时所需要的不同压力值，可以实现无级调节。本申请中利用压力传感器、电气比例调节阀等部件可以实现背压阀的全自动监控和调整，自动化程度高，使用方便，动作精准可靠。

本申请中膜片4在气压腔33内的受力面积大于阀芯2的横截面积。本申请中膜片4在气压腔33内的受力面积与阀芯2的横截面积比值可以是5:1、10:1、20:1等等，膜片4的受力面积大于阀芯2的横截面积，这样利用杠杆效应，气压腔33内的小压力就可以控制背压阀中通过的高压液流，利用简单的气泵就能够达到气控要求。

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，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。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 (10)

1.一种气控背压阀,包括阀体(100)；所述阀体(100)上分别开设有进口(101)和出口(102)，所述进口(101)和出口(102)之间具有流体通道(103)，所述阀体(100)内设置有能够封堵所述流体通道(103)的阀芯(2)；

其特征在于，所述阀体(100)上固连有隔膜盘(3)，所述隔膜盘(3)内设有膜片(4)，所述膜片(4)与所述隔膜盘(3)的内壁之间形成气压腔(33)，所述隔膜盘(3)上开设有与所述气压腔(33)相连通的通气孔(31a)；

所述阀体(100)内设置有滑动座(5)，所述阀芯(2)与所述滑动座(5)之间设置有弹性件(6)；所述膜片(4)上连接有能够推动所述滑动座(5)移动的顶杆(7)。

2.根据权利要求1所述的一种气控背压阀，其特征在于，所述隔膜盘(3)包括顶盘(31)和底盘(32)，所述顶盘(31)的边沿具有相对底盘(32)方向弯折后形成的上环形连接边(31b)，所述底盘(32)的边沿具有相对顶盘(31)方向弯折后形成的下环形连接边(32b)；所述上环形连接边(31b)与所述下环形连接边(32b)通过紧固件可拆卸固连，所述膜片(4)被夹持固连在所述顶盘(31)和底盘(32)之间。

3.根据权利要求2所述的一种气控背压阀，其特征在于，所述膜片(4)与顶盘(31)之间形成所述气压腔(33),所述通气孔(31a)开设在所述顶盘(31)的中部，所述膜片(4)与所述底盘(32)之间具有让位空腔(34)，所述底盘(32)上开设有气流孔(32a)；所述膜片(4)在所述气压腔(33)内的受力面积大于所述阀芯(2)的横截面积。

4.根据权利要求2或3所述的一种气控背压阀，其特征在于，所述膜片(4)朝向所述底盘(32)的一侧固设有压板(8)，所述顶杆(7)的一端固连在所述压板(8)上，所述顶杆(7)的另一端与所述滑动座(5)相抵靠。

5.根据权利要求4所述的一种气控背压阀，其特征在于，所述阀体(100)上具有安装凹槽(104)，所述阀体(100)上固连有阀盖(9)，所述阀盖(9)的一端嵌设在所述安装凹槽(104)内，所述底盘(32)固连在所述阀盖(9)的另一端；所述底盘(32)上开设有第一通孔(32c)，所述顶杆(7)滑动插设在所述第一通孔(32c)内。

6.根据权利要求5所述的一种气控背压阀，其特征在于，所述压板(8)的一侧面与所述膜片(4)相贴靠，所述压板(8)的另一侧面中部具有连接凸台(81)，所述阀盖(9)上开设有第二通孔(91)且所述连接凸台(81)能够穿过所述第二通孔(91)，所述顶杆(7)的端部固连在所述连接凸台(81)上；所述第一通孔(32c)嵌设有轴套(10)，所述顶杆(7)滑动穿设在所述轴套(10)中。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种气控背压阀，其特征在于，所述阀体(100)内固设有固定座(11)，所述滑动座(5)滑动设置在所述固定座(11)内，所述滑动座(5)外周面与所述固定座(11)的内壁之间设有密封圈(12)。

8.根据权利要求5所述的一种气控背压阀，其特征在于，所述滑动座(5)的一端能够抵靠在所述安装凹槽(104)的槽底面上，所述滑动座(5)的另一端具有凸柱(51)，所述凸柱(51)的端面具有下凹的锥形槽(51a)，所述顶杆(7)的端部具有插设在所述锥形槽(51a)内的锥形尖端部(71)。

9.根据权利要求5所述的一种气控背压阀，其特征在于，所述阀体(100)内位于安装凹槽(104)槽底开设有阀座腔(105)，所述阀体(100)的阀座腔(105)内固设有阀座(13)，所述阀座(13)中部具有与所述阀体(100)上的出口(102)相连通的中心孔(13a)，所述阀座(13)外周面上开设有连通所述阀体(100)上进口(101)与所述阀座(13)内中心孔(13a)的进液孔(13b)；所述阀座(13)端部位于所述中心孔(13a)的开口处固设有环形密封垫(15)，所述阀芯(2)的端部能够插入所述环形密封垫(15)内并封堵所述中心孔(13a)的开口。

10.根据权利要求9所述的一种气控背压阀，其特征在于，所述滑动座(5)上开设有盲孔(52)且所述盲孔(52)的开口朝向所述阀座(13)，所述滑动座(5)的盲孔(52)开口处固设有螺套(14)，所述螺套(14)上具有朝向盲孔(52)的中心线方向延伸的限位凸缘(14a)；所述阀芯(2)的外周面上具有限位环形凸起(21)，所述限位环形凸起(21)的一侧面能够与所述限位凸缘(14a)相抵靠，所述弹性件(6)为螺旋弹簧且位于所述盲孔(52)内，所述弹性件(6)的一端与所述限位环形凸起(21)的另一侧面相抵靠。

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