CN217056432U - 气动隔膜阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气动隔膜阀，包括阀体、隔膜件和驱动装置，所述阀体设有流体通道，隔膜件可在将流体通道隔断和连通的位置之间运动，驱动装置用于驱动隔膜件做所述运动，驱动装置包括壳体、密封隔板和顶杆，顶杆的下端伸出壳体与隔膜件相连，顶杆与壳体的配合面密封；密封隔板与壳体的内周壁密封配合，并将壳体内部空间密封分隔成位于密封隔板下方的密封控制腔和位于密封隔板上方的压迫腔；压迫腔内设有氮气弹簧，氮气弹簧用于提供驱使密封隔板带动顶杆下行并驱动隔膜件隔断流体通道的可变作用力，壳体还设有通连外部高压气源和控制腔的气道，经气道往控制腔输入大于预定值的高压气体后，可驱使密封隔板上行以使气体通道连通。

Description

气动隔膜阀

技术领域

本实用新型涉及隔膜阀领域，特别涉及一种气动隔膜阀。

背景技术

气动隔膜阀是一种特殊形式的截断阀，出现于20世纪20年代。它的启闭件是一块用软质材料制成的隔膜，把阀体内腔与阀盖内腔及驱动部件隔开，故称气动隔膜阀。气动隔膜阀最突出特点是隔膜把下部阀体内腔与上部阀盖内腔隔开，使位于隔膜上方的顶杆、阀瓣等零件不受介质腐蚀，省去了填料密封结构，且不会产生介质外漏。

现有的气动隔膜阀一般包括体阀体、阀盖、隔膜件以及驱动装置，阀体和阀盖之间围成流体通道，隔膜件设于流体通道处，并可在驱动装置的驱动下运动以控制所述流体通道的连通与隔断（或称断开），从而实现流量控制，现有的气动隔膜阀虽然基本满足使用需求。但尚有不足之处，例如其驱动装置使用传统的金属弹簧作为迫压件，为驱动隔膜件隔断流体通道提供可变作用力，而由于弹簧金属的材质特性影响，长时间的使用过程中，金属弹簧在荷载的作用下长期反复伸缩变形，容易出现弹簧疲劳，并导致弹簧弹力降低，影响气动隔膜阀的流量控制精度；严重时还可能导致金属弹簧的出现断裂或失效，从而导致气动隔膜阀无法正常工作，并增加使用和维护成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种具有气动隔膜阀，旨在提高流量控制精度以及保证气动隔膜阀的工作稳定性，同时降低使用和维护成本。

为实现上述目的，本实用新型提出一种气动隔膜阀，包括：

阀体，所述阀体设有流体通道；

隔膜件，所述隔膜件可在将流体通道隔断和连通的位置之间运动；以及

驱动装置，所述驱动装置用于驱动隔膜件做所述运动，包括中空的壳体、可上下滑动设于壳体内的密封隔板、从密封隔板延伸出的顶杆，所述顶杆的下端伸出壳体并直接或者通过设于其下端的承力件与隔膜件相连或者相抵，顶杆与壳体的配合面密封；所述密封隔板与壳体的内周壁密封配合，并将壳体内部空间密封分隔成位于密封隔板下方的密封控制腔和位于密封隔板上方的压迫腔；所述压迫腔内设有氮气弹簧，所述氮气弹簧用于提供驱使密封隔板带动顶杆下行并驱动隔膜件隔断流体通道的可变作用力，壳体还设有用于通连外部高压气源和控制腔的气道，经气道往控制腔输入大于预定值的高压气体后，驱使密封隔板上行以使气体通道连通。

本实用新型技术方案中的驱动装置以利用高压氮气为工作介质的氮气弹簧作为压迫件，该氮气弹簧具有体积小、弹力大、行程长、工作平稳、制造精密、使用寿命长（一般可达一百万次伸缩）、弹力曲线平缓、以及不需要预紧等优点。可以长时间精确、稳定地控制顶杆的运动，从而与高压气体配合更为准确地控制隔膜件的运动，并能更为准确以及稳定地控制流体通道的连通和隔断，且氮气弹簧于壳体内的安装更方便，使用寿命长，有效提高了气动隔膜阀的稳定性以及流量控制精度。

附图说明

图1为本实用新型剖视图；

图2为氮气弹簧的处于活塞杆收缩状态的示意图（部分部件相连接）。

图中，1为阀体，11为流体通道，2为隔膜件，3为驱动装置，31为壳体，32为密封隔板，33为顶杆，34为承力件，35为控制腔，36为压迫腔，4为气道，5为氮气弹簧，51为缸筒，52为导向套，53为活塞杆，61为导向板，62为限位槽，7为触发部，311为上壳，312为下壳，91为过孔，92为定位孔，93为销钉。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1至图2所示，该气动隔膜阀，包括阀体1、隔膜件2和驱动装置3，所述阀体1设有流体通道11；所述隔膜件2可在将流体通道11隔断和连通的位置之间运动；所述驱动装置3用于驱动隔膜件2做所述运动（即驱动隔膜件2在使流体通道11隔断和连通的位置之间运动），驱动装置包括中空的壳体31、可上下滑动设于壳体31内的密封隔板32、从密封隔板32延伸出的顶杆33，所述顶杆33的下端伸出壳体31并直接或者通过设于其下端的承力件34与隔膜件2相连或者相抵，顶杆33与壳体31的配合面密封；所述密封隔板32与壳体31的内周壁密封配合，并将壳体31内部空间密封分隔成位于密封隔板32下方的密封控制腔35和位于密封隔板32上方的压迫腔36；所述压迫腔36内设有氮气弹簧5（或称氮气缸或氮缸），所述氮气弹簧5用于提供驱使密封隔板32带动顶杆33下行并驱动隔膜件2隔断流体通道11的可变作用力，壳体31还设有用于通连外部高压气源和控制腔35的气道4，经气道4往控制腔35输入大于预定值的高压气体后，驱使密封隔板32上行以使气体通道连通。本实用新型气动隔膜阀的驱动装置3以利用高压氮气为工作介质的氮气弹簧5作为压迫件，该氮气弹簧5具有体积小、弹力大、行程长、工作平稳、制造精密、使用寿命长（一般可达一百万次伸缩）、弹力曲线平缓、以及不需要预紧等优点。可以长时间精确、稳定地控制顶杆33的运动，从而与高压气体配合更为准确地控制隔膜件2的运动，并能更为准确以及稳定地控制流体通道11的连通和隔断，且氮气弹簧5于壳体31内的安装更方便，使用寿命长，有效提高了气动隔膜阀的稳定性以及流量控制精度。

在本实用新型实施例中，所述氮气弹簧5包括设于压迫腔36内的缸筒51、插装固设于缸筒51开口处的导向套52、以及活动插装于导向套52的活塞杆53，所述活塞杆53和顶杆33或者密封隔板32相连，所述缸筒51内填充有高压氮气。当控制腔35内未输入高压气体中者高压气体的压力值小于预定值时，所述活塞杆53在高压氮气的压力作用下，向下驱使顶杆33将隔膜件2顶至将流体通道11隔断的位置，而往控制腔35输入压力大于预定值的高压气体后，高压气体驱使隔膜件2克服高压氮气的压力作用，向上驱使隔膜件2向将流体通道11连通的位置运动并使活塞杆53上行收缩。

在本实用新型实施例中，所述活塞杆53与顶杆33可以为一体式结构，也可以为分体式结构。为分体式结构时，所述活塞杆53直接或者通过联轴件与顶杆33固连，优选通过螺栓（如双头螺栓）或者直接成型内外螺纹旋接配合等可拆卸连接形式固连，以方便拆装。

在本实用新型实施例中，所述联轴件为导向板61，所述导向板61的边缘与壳体31的内壁滑动配合。对活塞杆53的伸缩进行导向，避免活塞杆53在缩伸过程受切向力作用而产生径向偏移，从而提高活塞杆53的伸缩运动精度、稳定性以及使用寿命。

在本实用新型实施例中，壳体31包括固定设于阀体1顶部的下壳312以及安装于下壳312的上壳311。示例性地，所述上壳311的下端设有外螺纹（未图示），下壳312的上端设有与所述外螺纹配合的内螺纹，上壳311与下壳312通过外螺纹和内螺纹的配合可拆卸旋接固定。

在本实用新型实施例中，下壳312和上壳311分别成型过孔91和定位孔92，当上壳311和下壳312装配到位时，过孔91和定位孔92相对，另有销钉93伸入过孔91后卡于定位孔92内，防止上壳311和下壳312出现相对的松动旋转，从而可以保证上壳311和下壳312装配后的连接稳定性，并提高隔膜阀的使用稳定性。为提高定位孔92和过孔91的配合精度，过孔91和定位孔92可在上壳311和下壳312装配到位后再加工成型。

具体地，所述壳体31的顶壁（也即上盖的顶壁）设有限位槽62，所述缸筒51的上端嵌设于限位槽62中，对缸筒51进行定位，活塞杆53的下端直接或者间接与密封隔板32相连。

进一步地，所述活塞杆53有向上依次伸出缸筒51和壳体31的触发部7，该触发部7随活塞杆53上下运动时可触发外部的限位开关，且触发部7与缸筒51结合处密封（例如在结合处设置密封圈等），以防止缸筒51内的高压氮气外漏。作为优选地，触发部7的上端与壳体31的结合处也可密封处理。

在本实用新型实施例中，所述隔膜件2和顶杆33之间设有承力件34，所述承力件34由硬质材料（如工程塑料或者金属等材料，优选硬质塑料）制成。隔膜件2的至少中部由可弹性变形的材料（如橡胶）制成，活塞杆53带动承力件34下行过程中，可对隔膜件2的中部施加形变的压力，从而迫使隔膜件2形变并将流体通道11隔断，而活塞杆53上行后，隔膜件2则可弹性复位，并使流体通道11连通。

在本实用新型实施例中，所述承力件34的下端面呈弧形状，适配流体通道11的形状，使隔膜件2受力更均匀。

具体地，所述缸筒51远离所述开口的一端设有通连外界和缸筒51内部的气孔，所述气孔安装有气阀，用于往缸筒51内部填充所需压力的高压氮气。

气道4可以为一个或两个，需要连通流体通道11时，经气道4往控制腔35输入大于预定值的高压气体，而需要隔断流体通道11时，则可经气道4将控制腔35内的高压气体排出或降至低于预定值。

可以理解地，密封隔板32为现有技术，这里不对其具体结构进行赘述，密封隔板32的边缘有密封胶圈（未图示），将密封隔板32与壳体内壁的间隔密封，密封胶圈的截面可以为O型或者凹字型等形状，为凹字型时，可与壳体的内壁形成双层密封，密封效果较佳。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.气动隔膜阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体设有流体通道；

隔膜件，所述隔膜件可在将流体通道隔断和连通的位置之间运动；以及

驱动装置，所述驱动装置用于驱动隔膜件做所述运动，包括中空的壳体、可上下滑动设于壳体内的密封隔板、从密封隔板延伸出的顶杆，所述顶杆的下端伸出壳体并直接或者通过设于其下端的承力件与隔膜件相连或者相抵，顶杆与壳体的配合面密封；所述密封隔板与壳体的内周壁密封配合，并将壳体内部空间密封分隔成位于密封隔板下方的密封控制腔和位于密封隔板上方的压迫腔；所述压迫腔内设有氮气弹簧，所述氮气弹簧用于提供驱使密封隔板带动顶杆下行并驱动隔膜件隔断流体通道的可变作用力，壳体还设有用于通连外部高压气源和控制腔的气道，经气道往控制腔输入大于预定值的高压气体后，可驱使密封隔板上行以使气体通道连通。

2.如权利要求1所述的气动隔膜阀，其特征在于：阀体顶面设有连通流体通道的控制口，隔膜件设于控制口处，所述壳体固定于阀体顶部并将隔膜件的边缘密封紧抵于阀体顶面，将所述控制口封闭。

3.如权利要求1所述的气动隔膜阀，其特征在于：氮气弹簧包括设于压迫腔内的缸筒、插装固设于缸筒开口处的导向套、以及活动插装于导向套的活塞杆，所述活塞杆和顶杆或者密封隔板相连，所述缸筒内填充有高压氮气。

4.如权利要求3所述的气动隔膜阀，其特征在于：所述活塞杆与顶杆为一体式结构或者为分体式结构；为分体式结构时，所述活塞杆直接或者通过联轴件与顶杆固连。

5.如权利要求4所述的气动隔膜阀，其特征在于：联轴件为导向板，所述导向板的边缘与壳体的内壁滑动配合。

6.如权利要求3所述的气动隔膜阀，其特征在于：所述壳体的顶壁设有限位槽，所述缸筒的上端嵌设于限位槽中。

7.如权利要求3所述的气动隔膜阀，其特征在于：活塞杆有向上依次伸出缸筒和壳体的触发部，且触发部与缸筒结合处密封。

8.如权利要求3所述的气动隔膜阀，其特征在于：隔膜件和顶杆之间设有承力件，所述承力件由硬质材料制成，隔膜件的至少中部由可弹性变形的材料制成，活塞杆带动承力件下行过程中，可对隔膜件的中部施加形变的压力，迫使隔膜件形变并将流体通道隔断。

9.如权利要求8所述的气动隔膜阀，其特征在于：所述承力件的下端面呈弧形状。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的气动隔膜阀，其特征在于：壳体包括固定设于阀体顶部的下壳以及安装于下壳的上壳，下壳的上端与上壳的下端分别设有相互配合的外螺纹和内螺纹，上壳与下壳通过外螺纹和内螺纹的配合可拆卸旋接固定，下壳和上壳分别成型过孔和定位孔，当上壳和下壳装配到位时，过孔和定位孔相对，另有销钉伸入过孔后卡于定位孔内。

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