專利名稱：往復(fù)泵用阻尼式吸入閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種閥門，尤其是一種往復(fù)泵上用的吸入閥。
吸入閥是往復(fù)泵的易損部件。現(xiàn)有的往復(fù)泵用吸入閥的閥芯在閥蓋與閥座之間的運(yùn)動使吸入閥在很短的時間內(nèi)打開和關(guān)閉，其運(yùn)動部件閥芯產(chǎn)生很大的沖擊速度和沖擊力，撞擊閥座、閥蓋等部件而對其造成較大磨損，且通常在泵體附近的噪音較高，達(dá)到85分貝以上。所以，一般情況下吸入閥的使用壽命都較低。為了延長吸入閥的使用壽命和擴(kuò)展往復(fù)式機(jī)械的使用范圍，現(xiàn)在一般采用提高閥座、閥蓋等接觸部件(摩擦副)的材料機(jī)械性能(堆焊硬質(zhì)合金，噴涂耐磨材料，進(jìn)行熱處理等)的方法。顯然，這些方法是被動的。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述的不足，而提供一種磨損小、噪音低、使用壽命長的往復(fù)泵用阻尼式吸入閥。
本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種往復(fù)泵用阻尼式吸入閥，包括閥蓋、彈簧、導(dǎo)向罩、閥芯、閥座，其特征在于具實(shí)心體的閥蓋延伸至導(dǎo)向罩處，并與導(dǎo)向罩相接觸，以在閥芯的內(nèi)表面與所述的閥蓋、導(dǎo)向罩之間形成一空腔，且在與所述的空腔相接觸的實(shí)心體的那部分閥蓋中有一能使液體流通的節(jié)流孔。
本實(shí)用新型利用流體力學(xué)原理，當(dāng)閥芯在打開或關(guān)閉過程中，液體高速流經(jīng)節(jié)流孔時，由于節(jié)流效應(yīng)將產(chǎn)生水力損失，使所述的空腔內(nèi)壓力與原液體吸入壓力不相等，從而產(chǎn)生一個和閥芯運(yùn)動方向相反的力即阻尼力。該阻尼力能使閥芯在打開或關(guān)閉的后半程產(chǎn)生負(fù)加速度，降低了閥芯打開或關(guān)閉時的沖擊速度和沖擊力，減輕了對閥座、閥蓋等部件的磨損。因此，該吸入閥具有磨損小、噪音低、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。而這個阻尼力在閥門全開或全閉后會自動消失，并不影響該閥和往復(fù)泵的正常運(yùn)行。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。



圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖及打開過程工作原理示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖及關(guān)閉過程工作原理示意圖。
圖3為公知往復(fù)泵用吸入閥的結(jié)構(gòu)示意圖及打開過程工作原理示意圖。
參照
圖1可知本實(shí)用新型往復(fù)泵用阻尼式吸入閥，由閥蓋1、彈簧2、導(dǎo)向罩4、閥芯5、閥座6構(gòu)成。公知的往復(fù)泵用吸入閥的閥蓋1與導(dǎo)向罩4之間有一開口8，使一部分液體從該開口8中流通(參見圖3)。本實(shí)用新型是將具實(shí)心體的閥蓋1延伸至導(dǎo)向罩4處，并與導(dǎo)向罩4相接觸(或者將導(dǎo)向罩4向具實(shí)心體的閥蓋1延伸，并與其相接觸)，封閉上述的開口8，以在閥芯5的內(nèi)表面與所述的閥蓋、導(dǎo)向罩之間形成一空腔3，且在與所述的空腔3相接觸的實(shí)心體的那部分閥蓋中有一能使液體流通的節(jié)流孔7(節(jié)流孔的形狀是任意的)。這樣，一部分液體將從節(jié)流孔7中流通。當(dāng)然，也可以在與所述的空腔3相接觸的實(shí)心體的那部分導(dǎo)向罩中開設(shè)一能使液體流通的節(jié)流孔，電能達(dá)到同樣的效果。
在閥芯打開的過程中，液體的流向如
圖1箭頭X所示，運(yùn)動部件閥芯進(jìn)行如
圖1箭頭Y所示方向的直線運(yùn)動。其所受到的力有(A)升力；由于液體在流經(jīng)閥芯和閥座的縫隙時，速度的大小和方向發(fā)生了改變，有動量定理知將對閥芯產(chǎn)生一個升力；(B)彈簧力；(C)重力；(D)慣性力。在這四個力的作用下，閥芯將以較大的加速度向閥蓋方向運(yùn)動。由連續(xù)運(yùn)動方程和伯努利方程，所述的空腔3中的液體高速流經(jīng)節(jié)流孔時，由于節(jié)流效應(yīng)將產(chǎn)生水力損失，使空腔3的壓力P3高于吸入壓力Ps，由此產(chǎn)生一個和閥芯運(yùn)動方向相反的力即阻尼力。以下通過數(shù)學(xué)式來進(jìn)行分析。由于節(jié)流效應(yīng)產(chǎn)生的損失(包括局部水力損失和沿程水力損失，其中沿程水力損失與節(jié)流孔的長度L成正比)，空腔3的壓力P3與吸入壓力Ps的壓差ΔP和閥芯速度存在下列關(guān)系ΔP＝P3-Ps＝(∑ξ)V2，ξ為阻力系數(shù)(與節(jié)流孔的長度L有關(guān))，V為液體流經(jīng)節(jié)流孔時的速度。
由連續(xù)流動方程可得到 ，Vp為閥芯的運(yùn)動速度，dk為節(jié)流孔的當(dāng)量水力直徑，Dp為受力面的直徑，n為節(jié)流孔的個數(shù)。
由此有ΔP=Σ(ξ)(Dpdk)4(1n)2Vp2-------(1)]]>式(1)表明，空腔3的壓力P3與吸入壓力Ps的壓差ΔP和節(jié)流孔的當(dāng)量水力直徑、節(jié)流孔的個數(shù)、節(jié)流孔長度有關(guān)，并和閥芯運(yùn)動速度的平方成正比。當(dāng)dk值越小時，空腔的壓力P3越大，與吸入壓力Ps的壓差ΔP越大，產(chǎn)生的阻尼力也就越大。當(dāng)Vp、Dp保持不變時，可以通過調(diào)整節(jié)流孔的直徑、個數(shù)和長度，產(chǎn)生合適的阻尼力是完全可能的。當(dāng)閥芯到達(dá)全開位置時，其運(yùn)動速度為0，壓差ΔP也就為0，故阻尼力消失，并不影響該閥和往復(fù)泵的正常運(yùn)行。
在閥芯關(guān)閉過程中(閥芯向閥座方向運(yùn)動)，其工作原理和各種力的形式與打開過程完全類似，而空腔中的壓力小于吸入壓力，其阻尼力和升力的方向與打開過程相反，具體情況可參見圖2，這里就不再進(jìn)行一一說明。又根據(jù)牛頓運(yùn)動定律mpdVpdt=Fh-ΔPApv-Fs-mpg-----(2)]]>式(2)中Fh為流體流動產(chǎn)生的升力，F(xiàn)s為彈簧力，mp為閥芯的質(zhì)量，Apv為受壓面積。
選取不同幾何參數(shù)組合，可以用四階Rounge-Kutta數(shù)值方法對方程(2)進(jìn)行求解，求得閥芯到達(dá)閥蓋的最大位移的速度及回落到閥座時的關(guān)閉速度，來控制沖擊力和噪音。
綜上所述，采用本實(shí)用新型可以減輕閥芯對閥座、閥蓋等部件的磨損，從而降低了噪音，延長了該吸入閥的使用壽命，提高了往復(fù)式機(jī)械的可靠性。還可以通過調(diào)節(jié)彈簧力來縮短閥門關(guān)閉的時間來提高泵的容積效率。
權(quán)利要求1.一種往復(fù)泵用阻尼式吸入閥，包括閥蓋(1)、彈簧(2)、導(dǎo)向罩(4)、閥芯(5)、閥座(6)，其特征在于具實(shí)心體的閥蓋(1)延伸至導(dǎo)向罩(4)處，并與導(dǎo)向罩(4)相接觸，以在閥芯(5)的內(nèi)表面與所述的閥蓋(1)、導(dǎo)向罩(4)之間形成一空腔(3)，且在與所述的空腔(3)相接觸的實(shí)心體的那部分閥蓋中有一能使液體流通的節(jié)流孔(7)。
專利摘要一種往復(fù)泵用阻尼式吸入閥,其特征在于:具實(shí)心體的閥蓋1延伸至導(dǎo)向罩4處,并與導(dǎo)向罩4相接觸,以在閥芯的內(nèi)表面與所述的閥蓋、導(dǎo)向罩之間形成一空腔3,且在與所述的空腔相接觸的實(shí)心體的那部分閥蓋上有一能使液體流通的節(jié)流孔7。閥芯在打開或關(guān)閉過程中,液體高速流經(jīng)節(jié)流孔時,由于節(jié)流效應(yīng)將產(chǎn)生水力損失,使空腔內(nèi)壓力與原液體吸入壓力不相等,從而產(chǎn)生一個和閥芯運(yùn)動方向相反的力即阻尼力,這就降低了閥芯的沖擊力,減輕了閥芯對閥座、閥蓋等部件的磨損。因此,該閥具有磨損小、噪音低、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F04B53/10GK2400605SQ9925240
公開日2000年10月11日 申請日期1999年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月28日
發(fā)明者班耀濤 申請人:浙江科爾泵業(yè)股份有限公司