CN105822539A - 一种往复泵用组合式进出口单向阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种往复泵用组合式进出口单向阀，包含阀杆，套设在阀杆外的阀座、进液阀芯和排液阀芯；进液阀芯设置在阀座一侧，并且阀座与进液阀芯接触的面为进液阀阀面；排液阀芯设置在阀座另一侧，并且阀座与排液阀芯接触的面为排液阀阀面；阀座内设有互相不连通的进液流道和排液流道，阀座的进液阀阀面上设置有与进液流道连通的进液口，阀座的排液阀阀面上设有与排液流道连通的排液口，其特征在于：进液阀芯与阀座的接触阀面和排液阀芯与阀座的接触阀面中至少有一个接触阀面呈V形锥阀面或球面形锥阀面，相应地，阀座上的进液阀阀面和排液阀阀面中至少有一个阀面为V形锥阀面或球面形锥阀面。本发明体积小、泵效高、能有效降低阀隙流速。

Description

一种往复泵用组合式进出口单向阀
技术领域
本发明涉及一种单向阀，特别是涉及一种往复泵用组合式进出口单向阀。
背景技术
往复式柱塞泵主要构成部分为动力端、液力端、动力源三个主体形成一个总成为往复式柱塞泵。动力端主要零件为曲轴、机身、连杆、十字头、联接杆。液力端主要零件为泵体、函体、柱塞、填料、导向套、进排液阀组、进液集水器、排液组件。动力源为电动机(柴油机)、减速机(传动带轮、传动带)、护罩、底座等组成。往复式柱塞泵为容积式泵，具有压力高、流量小、效率高。在相同功率情况下压力高、流量小，反之流量大、压力小，动力机构基本相似，液力机构变化较大，不同介质不同压力、不同效率就有不同的阀组结构，不同的液力端布置，不同的流量不同的阀隙流速。对于往复式柱塞泵的优化设计主要应属阀组、液力端。常规设计的阀组为单导向、双导向、平板阀、锥形阀、爪阀、球阀、柱体阀、刀形阀等等不同形状阀，但均有相同的流体流向，通常称为单向流道阀，这种阀组的阀隙流速一般都较高，由于阀隙流速是阀工作的主要指标，所以在设计中阀的外形、尺寸由于阀隙流速受局限都较大，也就造成整个液力端外形尺寸大、耗料多。所以优化液力端首先应从阀组着手，阀组的流向选择是降低阀隙流速的主要途径，为此开发一种低阀隙流速的阀组是提高泵效，优化液力端设计达到高效节能的必须途径之一。
传统往复泵用进出口单向阀采用单流道或双流道设计，阀的开启高度和阀隙流速均有限制。随着往复泵的大型化，阀的流量越来越大，采用单流道或双流道设计，阀的结构尺寸大，阀的升程高，且阀芯质量重，阀隙流速大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是设计一种体积小、泵效高、能有效降低阀隙流速的柱塞泵阀组。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种往复泵用组合式进出口单向阀，包含阀杆，套设在阀杆外的阀座、进液阀芯和排液阀芯；所述进液阀芯设置在阀座一侧，并且阀座与进液阀芯接触的阀面为进液阀阀面；所述排液阀芯设置在阀座另一侧，并且阀座与排液阀芯接触的阀面为排液阀阀面；阀座内设有互相不连通的进液流道和排液流道，阀座的进液阀阀面上设置有与进液流道连通的进液口，阀座的排液阀阀面上设有与排液流道连通的排液口，其特征在于：所述进液阀芯与阀座的接触阀面和排液阀芯与阀座的接触阀面中至少有一个接触阀面呈V形锥阀面或球面形锥阀面，相应地，阀座上的进液阀阀面和排液阀阀面中至少有一个阀面为V形锥阀面或球面形锥阀面。
作为较好的一种方案，所述进液阀芯与阀座接触阀面和排液阀芯与阀座的接触阀面均呈V形锥阀面或球形锥阀面，相应地，阀座上的进液阀阀面和排液阀阀面均呈V形锥阀面或球面形锥阀面。
作为另外一种实现方案，所述进液阀芯与阀座的接触阀面呈V形锥阀面或球形锥阀面，所述排液阀芯与阀座的接触阀面呈平板阀面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈V形锥阀面或球形锥阀面，阀座上的排液阀阀面呈平板阀面。
作为另外一种实现方案，所述进液阀芯与阀座接触阀面呈平板阀面，所述排液阀芯与阀座接触阀面呈V形锥阀面或球形锥阀面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈平板阀面，阀座上的排液阀阀面呈V形锥阀面或球形锥阀面。
较好的，所述进液阀芯和排液阀芯均采用中空环状结构。
作为改进，所述阀座内设置N个互不连通的进液流道，相应地，进液阀阀面上也设有N个进液口；所述阀座内设置M个互不连通的排液流道，相应地，排液阀阀面上也设有M个排液口，M和N均为大于等于2的自然数。
再改进，所述阀杆外还套有进液阀套、排液阀套、进液弹簧和排液弹簧，进液阀套设置在阀座一侧，排液阀套设置在阀座另一侧，且进液阀芯活动套设在进液阀套外，排液阀芯活动套设在排液阀套外，进液弹簧套设在进液阀芯和进液阀套外，进液弹簧的一端与进液阀芯相抵，进液弹簧的另一端与进液阀套相抵，排液弹簧套设在排液阀芯和排液阀套外，排液弹簧的一端与排液阀芯相抵，排液弹簧的另一端与排液阀套相抵。
再改进，所述进液阀套内设有进入流道，所述排液阀套内设有排出流道。
再改进，所述进液阀芯和排液阀芯上均设有过流流道。
再改进，所述阀座与阀杆之间设有密封件。
与现有技术相比，本发明的优点在于：阀座上的进液阀阀面和排液阀阀面中至少有一个阀面为V形锥阀面或球面形锥阀面，V形锥阀面或球面形锥阀面的设计，即可增加过流面积，减少水力损失，又可减少进口单向阀或/和出口单向阀的开启高度，减少单向阀开启或关闭的滞后角，降低回流容积损失，提高泵的容积效率；同时，还可降低单向阀开启或关闭的速度，减少冲击力，降低噪声，同时，该结构设计，可使整个阀组的轴向尺寸变短，即可降低液缸体高度、节约用材，又可改善进出口流道过流。
附图说明
图1为本发明实施例一中往复泵用组合式进出口单向阀的结构示意图；
图2为本发明实施例二中往复泵用组合式进出口单向阀的结构示意图；
图3为本发明实施例三中往复泵用组合式进出口单向阀的结构示意图；
图4为本发明实施例四中往复泵用组合式进出口单向阀的结构示意图；
图5为本发明实施例五中往复泵用组合式进出口单向阀的结构示意图；
图6为本发明实施例六中往复泵用组合式进出口单向阀的结构示意图；
图7为本发明实施例七中往复泵用组合式进出口单向阀的结构示意图；
图8为本发明实施例八中往复泵用组合式进出口单向阀的结构示意图；
图9为本发明实施例九中往复泵用组合式进出口单向阀的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一
如图1所示的往复泵用组合式进出口单向阀，包含阀杆1、进液阀套2、排液阀套9、进液弹簧3、排液弹簧8、进液阀芯4、排液阀芯7、阀座5、密封件6和螺母10。其中进液阀芯4和排液阀芯7均为中空环状V形结构，即：进液阀芯4和排液阀芯7中部具有用于套设阀杆1的管状套臂，进液阀芯4和排液阀芯7均设有与管状套臂连接成V形的阀面接触臂；进液阀芯4可滑动地套在所述进液阀套2上，排液阀芯7可滑动地套在所述排液阀套9上，进液阀套2和排液阀套9均套设在阀杆外，且分别设置在阀座5的两侧，进液弹簧3套设在进液阀芯4和进液阀套2外，进液弹簧3的一端与进液阀芯4相抵，进液弹簧3的另一端与进液阀套2相抵，排液弹簧8套设在排液阀芯7和排液阀套9外，排液弹簧8的一端与排液阀芯7相抵，排液弹簧8的另一端与排液阀套9相抵。进液弹簧3和排液弹簧8分别使进液阀芯4和排液阀芯7与阀座5实现紧密密封。所述进液阀套2、排液阀套9和阀座5安装套设在阀杆1外，并用螺母10紧固。所述进液阀套2内设有进入流道21，所述排液阀套9内设有排出流道91；进液阀套2和排液阀套9兼有导向、进出介质和升程限制器作用。所述进液阀芯4和排液阀芯7上分别设有过流流道41、71。所述阀座5与阀杆之间设有密封件6，隔离进出口阀。阀座与进液阀芯接触的面为进液阀阀面，阀座与排液阀芯接触的面为排液阀阀面；所述阀座5与进液阀芯4之间、阀座5与排液阀芯7之间均采用圆形锥阀面接触，即：所述进液阀芯与阀座接触阀面和排液阀芯与阀座的接触阀面均呈V形锥阀面，相应地，阀座上的进液阀阀面和排液阀阀面均呈V形锥阀面。所述阀座内设置N个互不连通的进液流道，相应地，进液阀阀面上也设有N个进液口；所述阀座内设置M个互不连通的排液流道，相应地，排液阀阀面上也设有M个排液口，M和N均为大于等于2的自然数。
由于阀座5与进液阀芯4之间、阀座5与排液阀芯7之间均采用圆形锥阀面接触，即可增加过流面积，减少水力损失；又可减少进出口单向阀开启高度，减少单向阀开启或关闭的滞后角，降低回流容积损失，提高泵的容积效率；同时，还可降低单向阀开启或关闭的速度，减少冲击力，降低噪声；在进液阀阀面上设置N个互不连通的进液口，在排液阀阀面上设置M个互不连通的排液口，能有效增加过流面积，减少水力损失；阀座内设置多个进液流道和排液流道，同一阀座具有多个进液流道和排液流道，其均为独立密封，互不干涉；使单向阀工作时，能确保N个进液流道或M个排液流量同步开启或关闭，无干涉；且整个阀组轴向尺寸短，即可降低液缸体高度、节约用材；又可改善进出口流道过流。
本发明中的往复泵用组合式进出口单向阀随着活塞的往复运动不断的吸排介质；将活塞在液缸中压排液体的方向定义为向前，相反方向定义为向后；当活塞向前运动时，进口单向阀关闭，在活塞密封作用下，液缸内液体压力升高，排液阀芯7克服排液弹簧8的压力，与阀座5脱离，出口单向阀开启，通过排出流道A、B将液缸内介质增压排出；当活塞向后运动时，出口单向阀关闭，在活塞密封作用下，容积增大，形成真空，进液阀芯4克服进液弹簧3的压力，与阀座5脱离，进口单向阀开启，通过进液流道C、D介质被吸入液缸内。
实施例二
与实施例一不同的是，所述进液阀芯4与阀座5接触阀面和排液阀芯7与阀座5的接触阀面均呈球形锥阀面，相应地，阀座5上的进液阀阀面和排液阀阀面均呈球形锥阀面，从而使所述阀座5与进液阀芯4之间、阀座5与排液阀芯7形成圆形锥阀面接触。参见图2所示。
实施例三
与实施例一不同的是，所述排液阀芯7采用L型结构；所述进液阀芯4与阀座5的接触阀面呈V形锥阀面，所述排液阀芯7与阀座5的接触阀面呈平面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈V形锥阀面，阀座5上的排液阀阀面呈平面。参见图3所示。
实施例四
与实施例一不同的是，所述排液阀芯7采用L型结构；所述进液阀芯4与阀座5的接触阀面呈球形锥阀面，所述排液阀芯7与阀座5的接触阀面呈平面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈球形锥阀面，阀座5上的排液阀阀面呈平面。参见图4所示。
实施例五
与实施例一不同的是，所述进液阀芯4与阀座5的接触阀面呈V形锥阀面，所述排液阀芯7与阀座5的接触阀面呈球形锥阀面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈V形锥阀面，阀座5上的排液阀阀面呈球形锥阀面。参见图5所示
实施例六
与实施例一不同的是，所述进液阀芯4与阀座5的接触阀面呈球形锥阀面，所述排液阀芯7与阀座5的接触阀面呈V形锥阀面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈球形锥阀面，阀座5上的排液阀阀面呈V形锥阀面。参见图6所示。
实施例七
与实施例一不同的是，所述排液阀芯7采用中空圆锥形结构；并且，所述进液阀芯4与阀座5的接触阀面呈V形锥阀面，所述排液阀芯7与阀座5的接触阀面呈球形锥阀面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈V形锥阀面，阀座5上的排液阀阀面呈呈球形锥阀面。参见图7所示。
实施例八
与实施例一不同的是，所述进液阀芯4采用L型结构；所述进液阀芯4与阀座5的接触阀面呈平面，所述排液阀芯7与阀座5的接触阀面呈V形锥阀面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈平面，阀座5上的排液阀阀面呈V形锥阀面。参见图8所示。
实施例九
与实施例一不同的是，所述进液阀芯4采用L型结构；所述进液阀芯4与阀座5的接触阀面呈平面，所述排液阀芯7与阀座5的接触阀面呈球形锥阀面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈平面，阀座5上的排液阀阀面呈球形锥阀面。参见图9所示。

Claims (10)

1.一种往复泵用组合式进出口单向阀，包含阀杆，套设在阀杆外的阀座、进液阀芯和排液阀芯；所述进液阀芯设置在阀座一侧，并且阀座与进液阀芯接触的面为进液阀阀面；所述排液阀芯设置在阀座另一侧，并且阀座与排液阀芯接触的面为排液阀阀面；阀座内设有互相不连通的进液流道和排液流道，阀座的进液阀阀面上设置有与进液流道连通的进液口，阀座的排液阀阀面上设有与排液流道连通的排液口，其特征在于：所述进液阀芯与阀座的接触阀面和排液阀芯与阀座的接触阀面中至少有一个接触阀面呈V形锥阀面或球面形锥阀面，相应地，阀座上的进液阀阀面和排液阀阀面中至少有一个阀面为V形锥阀面或球面形锥阀面。
2.根据权利要求1所述的往复泵用组合式进出口单向阀，其特征在于：所述进液阀芯与阀座接触阀面和排液阀芯与阀座的接触阀面均呈V形锥阀面或球形锥阀面，相应地，阀座上的进液阀阀面和排液阀阀面均呈V形锥阀面或球面形锥阀面。
3.根据权利要求1所述的往复泵用组合式进出口单向阀，其特征在于：所述进液阀芯与阀座的接触阀面呈V形锥阀面或球形锥阀面，所述排液阀芯与阀座的接触阀面呈平面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈V形锥阀面或球形锥阀面，阀座上的排液阀阀面呈平板阀阀面。
4.根据权利要求1所述的往复泵用组合式进出口单向阀，其特征在于：所述进液阀芯与阀座接触阀面呈平面，所述排液阀芯与阀座接触阀面呈V形锥阀面或球形锥阀面；相应地，阀座上的进液阀阀面呈平面，阀座上的排液阀阀面呈V形锥阀面或球形锥阀面。
5.根据权利要求2或3或4所述的往复泵用组合式进出口单向阀，其特征在于：所述进液阀芯和排液阀芯均采用中空环状结构。
6.根据权利要求1所述的往复泵用组合式进出口单向阀，其特征在于：所述阀座内设置N个互不连通的进液流道，相应地，进液阀阀面上也设有N个进液口；所述阀座内设置M个互不连通的排液流道，相应地，排液阀阀面上也设有M个排液口，M和N均为大于等于2的自然数。
7.根据权利要求1所述的往复泵用组合式进出口单向阀，其特征在于：所述阀杆外还套有进液阀套、排液阀套、进液弹簧和排液弹簧，进液阀套设置在阀座一侧，排液阀套设置在阀座另一侧，且进液阀芯活动套设在进液阀套外，排液阀芯活动套设在排液阀套外，进液弹簧套设在进液阀芯和进液阀套外，进液弹簧的一端与进液阀芯相抵，进液弹簧的另一端与进液阀套相抵，排液弹簧套设在排液阀芯和排液阀套外，排液弹簧的一端与排液阀芯相抵，排液弹簧的另一端与排液阀套相抵。
8.根据权利要求7所述的往复泵用组合式进出口单向阀，其特征在于：所述进液阀套内设有进入流道，所述排液阀套内设有排出流道。
9.根据权利要求1所述的往复泵用组合式进出口单向阀，其特征在于：所述进液阀芯和排液阀芯上均设有过流流道。
10.根据权利要求1所述的往复泵用组合式进出口单向阀，其特征在于：所述阀座与阀杆之间设有密封件。
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