CN109307089A - 高频快开止回阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于阀门领域，具体涉及一种高频快开止回阀，该止回阀包括阀体，固定在阀体上的阀座、在阀座上上下移动的阀芯，所述阀体和阀座密封连接，所述阀座内侧面的中部设置有凹槽，凹槽内放置有环形的导向套，导向套与阀座为浮动连接，阀芯在导向套内和阀座内移动。该发明的优点在于：本发明中在阀座内放置导向套，导向套可在凹槽内活动，当阀芯在阀座内运动时，可以降低偏磨的影响，从而避免了阀芯卡阻开关不到位。由于导向套可以在凹槽内微动，即使阀芯密封面轴线与导向部轴线偏离也可以确保阀芯与阀座之间可靠密封。

Description

高频快开止回阀

技术领域

本发明涉及阀门领域，尤其是高频快开止回阀。

背景技术

止回阀这种类型的阀门的作用是只允许介质正向流动，阻止反方向流动。通常止回阀是自动工作的，正向流动时，在流体压力作用下，阀门打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀芯的自重，阀门关闭，从而切断流动。

止回阀主要结构形式有旋启式、升降式、轴流式等，主要技术特点分别为：1、旋启式止回阀包括铰链机构和阀瓣，阀瓣一端通过绕铰链机构铰接，另一端自由地靠在倾斜的阀座表面上。2、升降式止回阀，除了阀瓣可以自由地升降之外，其余部分如同截止阀，流体压力使阀瓣从阀座密封面上抬起，介质回流导致阀瓣回落到阀座上，并切断流动。3、轴流式止回阀，阀瓣启闭运动方向与管道轴线同轴，独特的轴流梭式结构具有流阻小、流量系数大等优点。

当止回阀应用于容积泵进出口时，则要求其应满足高频快开的工况要求，而升降式止回阀是该类阀门的普遍形式。但在生产实践中，该类止回阀经常出现阀芯卡阻、导向磨损严重、开关不到位等问题，急需解决。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，为此，本发明提供一种高频快开止回阀。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

高频快开止回阀，包括阀体，固定在阀体上的阀座、在阀座上上下移动的阀芯，所述阀体和阀座密封连接，所述阀座内侧面的中部设置有凹槽，凹槽内放置有环形的导向套，阀芯在导向套内和阀座内移动。

对阀座的进一步限定，所述凹槽与导向套的外侧壁之间设置有弹性圈，凹槽的下端部设置有限制导向套从凹槽内脱落的挡圈。

对阀芯的限定，所述阀芯包括从上到下依次设置的连接部、与阀座匹配的密封部、与导向套内侧面匹配的导向部，所述连接部与弹簧的一端连接，所述弹簧的另一端与阀体连接。

对阀芯的进一步限定，所述导向部为镂空状，并且导向部的侧壁上设置有不少于3个过液窗口。

对阀芯的进一步限定，所述导向部包括若干根筋板，所有筋板均为弧形面，弧形面到阀芯长度方向上的轴线均相等，若干根筋板的上端部与密封部的底部连接，下端部通过加固件支撑。

对阀芯的进一步限定，所述加固件为中部向四周辐射的辐射状结构，辐射状结构包括与筋板数量相等的辐射杆，每根辐射杆的端部与相应的筋板固定连接，辐射状结构的中心位于阀芯长度方向的轴线上。

对阀芯的进一步限定，所述加固件为环状结构，若干根筋板的下端部固定在环状结构上。

对阀芯和阀座的限定，所述密封部为柱状结构，且柱状结构下端面为阀芯密封面，阀芯密封面为锥状，所述阀座的上端部内侧的锥状面与阀芯密封面匹配。

对阀芯和阀座的进一步限定，所述阀芯的密封面宽度和表面硬度均大于阀座的密封面宽度及表面硬度。

对限位杆和弹簧的限定，所述在阀体上还设置有限制阀芯抽离阀座的限位杆，所述限位杆一端固定在阀体上，另一端伸入弹簧内，限位杆与弹簧同轴设置，从阀座内向上抽离阀芯到最大位置时，限位杆的下端部抵住阀芯的连接部，阀芯底部与阀座的底部平齐。

本发明的优点在于：

(1)本发明中在阀座内放置浮动导向套，这样导向套可在凹槽内活动，当阀芯在阀座内运动时，可以降低偏磨的影响，从而避免了阀芯卡阻开关不到位。由于导向套可以在凹槽内微动，即使阀芯密封部轴线与导向部轴线偏离也可以确保阀芯与阀座之间可靠密封。

(2)凹槽与导向套之间通过弹性圈实现一定的限位，挡圈防止阀芯在导向套内来回运动时，导向套从阀座的凹槽内脱落。

(3)阀芯中部为镂空状，侧壁设置不少于3个过液窗口，这样可以减轻阀芯的重量，有利于适应于高频快开的苛刻工况。当过液窗口数量不小于3个时，这样筋板的数量也不少于3块，这样可以确保阀芯在导向套内运动的稳定性。

(4)本发明中加固件的设置可以提高阀芯结构的稳定性。

(5)限位杆既可以防止弹簧延伸和压缩时的中轴线偏离，并且也起到了限制阀芯运动距离的作用，具体的，可以在受较大的介质推力时防止阀芯脱离阀座。

(6)阀座与导向套是分离式结构，阀座选用较软的材质，便于与阀芯形成硬度差，且在高频冲击工况下，有利于提高抗疲劳冲击的性能；且在温度变化较大的工况时，不同材料的膨胀系数不同，分离浮动式结构设计，可以避免因温差变化造成零件损坏。

附图说明

图1为直通式高频快开止回阀全开时的结构示意图。

图2为直通式高频快开止回阀全关时的结构示意图。

图3为角式高频快开止回阀全开时的结构示意图。

图4为角式高频快开止回阀全关时的结构示意图。

图5为加固件为辐射状结构时阀芯的结构示意图。

图6为加固件为环状结构且过液窗口为直窗状时阀芯的结构示意图。

图7为加固件为环状结构且过液窗口为斜窗状时阀芯的结构示意图。

图中标注符号的含义如下：

1-阀体 11-下阀体 12-上阀体

21-阀座 22-挡圈 23-弹性圈 24-导向套 25-密封垫片

3-阀芯 31-连接部 32-密封部 321-阀芯密封面 33-导向部

331-过液窗口 332-筋板 333-辐射杆 334-环状结构

4-弹簧 5-限位杆

具体实施方式

结合附图对本发明结构和工作过程进行说明。

如图1-4所示，高频快开止回阀，包括阀体1，固定在阀体1上的阀座21、在阀座21上上下移动的阀芯3，阀体1包括上阀体12和下阀体11，阀座21设置在上阀体12和下阀体11形成的阀腔中，下阀体11和阀座21密封连接。上阀体12上设置有限制阀芯3抽离阀座21的限位杆5，限位杆5上套有弹簧4。弹簧4为圆柱螺旋弹簧4，弹簧4一端可以设置在上阀体12的下端面上，还可以设置在靠近上阀体12的下端面处的限位杆5上，另一端固定在阀芯3上。在该实施例中，阀座21与下阀体11通过螺纹固定，且固定处设置有密封垫片25。另外的，还可以通过阀笼将阀座21压在下阀体11上。以下对阀体1、阀座21处结构、阀芯3、弹簧4、限位杆5做详细描述。

阀体1

1.1、阀体1的第一种方案

如图1-2所示，止回阀可以用于直通式止回阀中，可选Globe型或流线型或锻造打孔型。在该方案中，弹簧4和限位杆5均设置在上阀体12的下端面上，阀座21固定于下阀体11内。

1.2、阀体1的第二种方案

如图3-4所示，止回阀还可以用于角式止回阀中。上阀体12和下阀体11通过螺栓连接组成角式阀体1结构，阀座21位于上阀体12和下阀体11之间。

1.3、阀体1的第三种方案

止回阀的阀体结构还可以直接集成于泵体中。

阀座21处结构

阀座21内侧面的中部设置有凹槽，凹槽内放置有环形的导向套24，阀芯3在导向套24内和阀座21内移动。导向套24衬于阀座21内，导向套24与阀座21为大间隙配合。凹槽与导向套24的外侧壁之间设置有弹性圈23，在该实施例中，弹性圈23为O型圈，凹槽的下端部设置有限制导向套24从凹槽内脱落的挡圈22。其中弹性圈23还可以是圆柱形弹簧圈。导向套24材质为高硬度的不锈钢，或淬火或注渗碳化钨，或使用实体碳化钨、陶瓷材质。具体的，圆柱形弹簧圈与弹簧4相比，是一种小直径的圆柱形螺旋弹簧，可以头尾相接组成一个弹簧圈。

阀芯3

所述阀芯3包括从上到下依次设置的连接部31、与阀座21匹配的密封部32、与导向套24内侧面匹配的导向部33，所述连接部31与弹簧4连接。

所述密封部32为柱状结构，且柱状结构下端面为阀芯密封面321，阀芯密封面321为锥状，所述阀座21的上端部内侧的锥状面面与阀芯密封面321匹配。阀芯密封面321和阀座21上端部的形状设置可提高阀座21与阀芯3贴合的宽度，更详细地说，阀芯3上与阀座21接触的面的宽度和硬度均大于阀座21上与阀芯3接触的面的宽度和硬度，从而确保高频快速条件下的长期密封效果。

如图5-7所示，阀芯3的导向部33为镂空状，并且导向部33的侧壁上均设置有3个过液窗口331。所述导向部33包括若干根筋板332，该种方案中，以3根筋板332为例。所有筋板332均为弧形面，弧形面到阀芯3长度方向上的轴线均相等，3根筋板332的上端部与密封部32的底部连接，下端部通过加固件支撑。

导向部33中加固件可以有以下几种方案

2.1、导向部33的第一种方案

如图5所示，所述加固件为中部向四周辐射的辐射状结构，辐射状结构包括3根的辐射杆333，每根辐射杆333的端部与相应的筋板332固定连接，辐射状结构的中心位于阀芯3长度方向的轴线上。辐射状结构和筋板332为一体结构，这样可以提高导向部33的整体强度。

2.2、导向部33的第二种方案

如图6-7所示，所述加固件为环状结构334，3根筋板332的下端部固定在环状结构334上。加固件可以和筋板332为环形柱体，导向部33通过在环形柱体的环形面上切割过液窗口331获得。

在以上两种方案中，其中过液窗口331可以有不同的形状，在此以导向部33的第二种方案为例，如图6所示，过液窗口331为直窗状，如图7所示，过液窗口331为斜窗状。还可以为圆角矩形或其他异形结构。

弹簧4和限位杆5

所述限位杆5一端通过螺纹固定在上阀体12下端面上，另一端伸入弹簧4内，限位杆5与弹簧4同轴设置，从阀座21内向上抽离阀芯3到最大位置时，限位杆5的下端部抵住阀芯3的连接部31，阀芯3底部与阀座21的底部平齐。

工作过程如下：

当介质正向流动时，介质从阀体1入口流入，在介质力的作用下，拖动阀芯3向上运动，压缩弹簧4，直至阀芯3的连接部31靠在限位杆5上，此时，止回阀全开。当介质反向流动时，介质从阀体1的出口流入，在介质力、弹簧4、阀芯自重的共同作用下，推动阀芯3向下运动，直至阀芯密封面321紧贴阀座21上的密封面，此时，止回阀全关，介质流动被截断。

各部件的方案任意选择后匹配，形成多种不同的结构，均属于本发明所披露的整体方案。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.高频快开止回阀，包括阀体(1)，固定在阀体(1)上的阀座(21)、在阀座(21)上上下移动的阀芯(3)，所述阀体(1)和阀座(21)密封连接，其特征在于，所述阀座(21)内侧面的中部设置有凹槽，凹槽内放置有环形的导向套(24)，阀芯(3)在导向套(24)内和阀座(21)内移动。

2.根据权利要求1所述的高频快开止回阀，其特征在于，所述凹槽与导向套(24)的外侧壁之间设置有弹性圈(23)，凹槽的下端部设置有限制导向套(24)从凹槽内脱落的挡圈。

3.根据权利要求1所述的高频快开止回阀，其特征在于，所述阀芯(3)包括从上到下依次设置的连接部(31)、与阀座(21)匹配的密封部(32)、与导向套(24)内侧面匹配的导向部(33)，所述连接部(31)与弹簧(4)的一端连接，所述弹簧(4)的另一端与阀体(1)连接。

4.根据权利要求3所述的高频快开止回阀，其特征在于，所述导向部(33)为镂空状，并且导向部(33)的侧壁上设置有不少于3个过液窗口(331)。

5.根据权利要求4所述的高频快开止回阀，其特征在于，所述导向部(33)包括若干根筋板(332)，所有筋板(332)均为弧形面，弧形面到阀芯(3)长度方向上的轴线均相等，若干根筋板(332)的上端部与密封部(32)的底部连接，下端部通过加固件支撑。

6.根据权利要求5所述的高频快开止回阀，其特征在于，所述加固件为中部向四周辐射的辐射状结构，辐射状结构包括与筋板(332)数量相等的辐射杆(333)，每根辐射杆(333)的端部与相应的筋板(332)固定连接，辐射状结构的中心位于阀芯(3)长度方向的轴线上。

7.根据权利要求5所述的高频快开止回阀，其特征在于，所述加固件为环状结构(334)，若干根筋板(332)的下端部固定在环状结构(334)上。

8.根据权利要求3所述的高频快开止回阀，其特征在于，所述密封部(32)为柱状结构，且柱状结构下端面为阀芯密封面(321)，阀芯密封面(321)为锥状，所述阀座(21)的上端部内侧的锥状密封面与阀芯密封面(321)匹配。

9.根据权利要求1所述的高频快开止回阀，其特征在于，所述阀芯(3)的密封面宽度和表面硬度均大于阀座(21)的密封面宽度和表面硬度。

10.根据权利要求3所述的高频快开止回阀，其特征在于，所述阀体(1)上还设置有限制阀芯(3)抽离阀座(21)的限位杆(5)，所述限位杆(5)一端固定在阀体(1)上，另一端伸入弹簧(4)内，限位杆(5)与弹簧(4)同轴设置，从阀座(21)内向上抽离阀芯(3)到最大位置时，限位杆(5)的下端部抵住阀芯(3)的连接部(31)，阀芯(3)底部与阀座(21)的底部平齐。