專利名稱：?jiǎn)蜗蛳迚洪y的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥，具體地說是一種單向限壓閥。
背景技術(shù)：
單向限壓閥廣泛應(yīng)用于紡織、制藥、化工、石油、壓縮機(jī)制造等行業(yè)，對(duì)管路氣體最低壓力有要求的設(shè)施均可使用。單向限壓閥的主要作用就是控制管路氣體的最小壓力并具有單向功能。當(dāng)單向限壓閥進(jìn)口受壓大于設(shè)定壓力(或限定壓力)時(shí)，該閥即自動(dòng)開啟，壓力氣體通過該閥進(jìn)入下一管路系統(tǒng)；當(dāng)單向限壓閥出口壓力大于進(jìn)口壓力時(shí)，單向限壓閥能迅速地處于關(guān)閉狀態(tài)，阻斷氣體倒流。如圖1所示，為目前市場(chǎng)上較常見的一種單向限壓閥，屬機(jī)械式控制結(jié)構(gòu)，其主要包括閥體1及閥蓋14，閥體1內(nèi)部設(shè)置有閥腔，閥體1上開有與閥腔相連通的進(jìn)口 21及出口 18，閥腔內(nèi)設(shè)置有與進(jìn)口 21相匹配的閥芯3，閥芯3與由活塞7、彈簧8及閥蓋14組成的限壓機(jī)構(gòu)相連。該閥的工作原理是壓力氣體作用于該閥芯3上，閥芯3接受來自于彈簧8 通過活塞7的壓力，當(dāng)進(jìn)口 21作用于閥芯3上的壓力大于彈簧8的作用力時(shí)，閥芯3隨活塞7順不平衡腔15向彈簧8的壓縮方向移動(dòng)，打開進(jìn)口 21與出口 18之間的通道，氣體由進(jìn)口 21流入出口 18。其工作過程是氣體壓力對(duì)彈簧8的作用力的運(yùn)動(dòng)過程。在這運(yùn)動(dòng)過程中，閥芯3初開到全部打開所需要的壓力為進(jìn)口 21壓力克服彈簧力時(shí)的壓力。這種單向限壓閥的缺點(diǎn)是由于彈簧力會(huì)隨著彈簧8的壓縮而不斷增加，故閥芯3 要達(dá)到全部打開時(shí)，進(jìn)口 21壓力就必須不斷地增加，這就造成了閥芯3初開和全開時(shí)的壓力差會(huì)越來越大。要讓其壓力差縮小，在受壓面積不變的情況下只有減小彈簧8的剛度，增加彈簧8的有效圈數(shù)，為不影響閥芯3的行程，也只有增加彈簧8的長(zhǎng)度來解決。這樣做如果閥的通徑增大(特別到了通徑40以上)，閥的體積將會(huì)做得越來越大，在應(yīng)用于某些地方就會(huì)影響到整機(jī)的體積大小，生產(chǎn)成本呈幾何形上升，成為浪費(fèi)資源的瓶頸，也增加了自身的制造成本。并且對(duì)于大通徑的閥來說，這種通過減小彈簧剛度來縮小壓力差的辦法只能做到微量的縮小壓差，因?yàn)閺椈傻奶匦允菬o法改變的。另外，完全由彈簧力來克服氣體壓力的單向限壓閥，特別是大通徑的單向限壓閥，由于彈簧力會(huì)做得很大，必須對(duì)彈簧力的釋放采取一定的安全措施，以避免彈簧力的不安全釋放。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述問題，提供一種彈簧尺寸小、壓差小、閥體體積小的單向限壓閥。按照本發(fā)明的技術(shù)方案一種單向限壓閥，包括閥體及閥蓋；所述閥體內(nèi)部設(shè)置有閥腔，所述閥體上開有與所述閥腔相連通的進(jìn)口及出口，所述閥腔內(nèi)設(shè)置有可打開及關(guān)閉所述進(jìn)口的閥芯；所述閥蓋內(nèi)設(shè)置有與大氣相通的不平衡腔，所述不平衡腔內(nèi)滑動(dòng)配合有活塞，所述活塞內(nèi)設(shè)置有閥桿腔，所述閥芯的閥桿滑動(dòng)配合在所述閥桿腔內(nèi)，所述活塞與所述閥蓋之間設(shè)置有彈簧；所述閥蓋內(nèi)設(shè)置有壓力平衡腔，所述壓力平衡腔的橫截面積等于所述進(jìn)口面積減去所述不平衡腔的橫截面積，所述活塞上設(shè)置有滑動(dòng)配合在所述壓力平
3衡腔內(nèi)的碟環(huán)，所述閥芯內(nèi)開有與所述壓力平衡腔相通的壓力平衡通道，所述壓力平衡通道中設(shè)置有單向密封球。所述閥芯與所述進(jìn)口之間設(shè)置有閥芯密封件。所述活塞與所述不平衡腔之間設(shè)置有氣腔密封件。所述碟環(huán)與所述壓力平衡腔之間設(shè)置有平衡腔密封件。所述閥蓋與所述閥體之間螺紋連接或法蘭連接，在其接合處設(shè)置有閥體密封件。所述彈簧位于所述壓力平衡腔內(nèi)，所述彈簧的一端抵靠在所述碟環(huán)上，其另一端抵靠在所述閥蓋上。所述彈簧位于所述不平衡腔內(nèi)，所述彈簧的一端抵靠在所述活塞的端面上，其另一端抵靠在所述閥蓋上。所述活塞內(nèi)設(shè)置有軸套，所述閥芯的閥桿滑動(dòng)配合在所述軸套內(nèi)。所述閥芯的閥桿的外端設(shè)置有導(dǎo)向環(huán)，所述導(dǎo)向環(huán)滑動(dòng)配合在所述閥桿腔內(nèi)。所述閥體上設(shè)置有與所述進(jìn)口相通的進(jìn)口壓力測(cè)試孔，以及與所述閥腔相通的出口壓力測(cè)試孔。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明采用動(dòng)態(tài)平衡原理法則，在閥蓋內(nèi)設(shè)置有壓力平衡腔，由壓力平衡腔來承受大部分進(jìn)口壓力，彈簧只承受不平衡腔所受的很小一部分力，因此，彈簧剛度可以很小，彈簧的設(shè)計(jì)尺寸就會(huì)非常的小巧；在閥芯初開與閥芯全開時(shí)的相對(duì)壓力差就會(huì)降低，從而整個(gè)單向限壓閥的設(shè)計(jì)體積也會(huì)非常小巧，既降低了成本，又在性能上提高了一大步，使用時(shí)也不用擔(dān)心彈力釋放帶來的不安全因素。
圖1為現(xiàn)有的單向限壓閥的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說明。圖1、圖2中，包括閥體1、閥芯密封件2、閥芯3、軸套4、平衡腔密封件5、螺栓6、活塞7、彈簧8、單向密封球9、導(dǎo)向環(huán)10、螺栓11、氣腔密封件12、閥體密封件13、閥蓋14、不平衡腔15、閥桿腔16、壓力平衡腔17、出口 18、閥腔19、出口壓力測(cè)試孔20、進(jìn)口 21、壓力平衡通道22、進(jìn)口壓力測(cè)試孔23、螺栓M、碟環(huán)25等。如圖2所示，本發(fā)明是一種單向限壓閥，包括閥體1及閥蓋14，閥蓋14與閥體1之間的連接可根據(jù)單向限壓閥的大小采用螺紋連接或者法蘭連接等多種型式，并且在其接合處設(shè)置有閥體密封件13。閥體1內(nèi)部設(shè)置有閥腔19，在閥體1上開有與閥腔19相連通的進(jìn)口 21及出口 18， 進(jìn)口 21與出口 18的連接方式也可根據(jù)系統(tǒng)需要選用法蘭形式或者螺紋形式。閥腔19內(nèi)設(shè)置有可打開及關(guān)閉進(jìn)口 21的閥芯3，閥芯3與進(jìn)口 21之間設(shè)置有閥芯密封件2。閥體1上還設(shè)置有與進(jìn)口 21相通的進(jìn)口壓力測(cè)試孔23，以及與閥腔19相通的出口壓力測(cè)試孔20。進(jìn)口壓力測(cè)試孔23及出口壓力測(cè)試孔20用于連接傳遞單向限壓閥進(jìn)口 21和出口 18間兩部位的壓力數(shù)值，不用時(shí)分別用螺栓M及螺栓6密封。
閥蓋14為一中空體，閥蓋14內(nèi)設(shè)置有與大氣相通的不平衡腔15，不平衡腔15內(nèi)滑動(dòng)配合有活塞7，活塞7與不平衡腔15之間設(shè)置有氣腔密封件12?；钊?內(nèi)設(shè)置有閥桿腔16，閥芯3的閥桿滑動(dòng)配合在閥桿腔16內(nèi)。閥芯3的閥桿的外端還可以設(shè)置有導(dǎo)向環(huán)10，導(dǎo)向環(huán)10滑動(dòng)配合在閥桿腔16內(nèi)。 活塞7內(nèi)還可以設(shè)置有無油軸套4，閥芯3的閥桿滑動(dòng)配合在軸套4內(nèi)。無油軸套4和導(dǎo)向環(huán)10的作用是減少閥芯3運(yùn)動(dòng)的磨擦力及增加閥芯3與活塞7間磨擦的耐久性及運(yùn)動(dòng)過程中的垂直持久性能，同時(shí)，如果選用材料適當(dāng)(耐磨性良好)，也可去除無油軸套4和導(dǎo)向環(huán)10。本發(fā)明在閥蓋14內(nèi)設(shè)置有壓力平衡腔17，壓力平衡腔17的橫截面積=進(jìn)口 21面積-不平衡腔15的橫截面積；在活塞7上設(shè)置有滑動(dòng)配合在壓力平衡腔17內(nèi)的碟環(huán)25， 碟環(huán)25與壓力平衡腔17之間設(shè)置有平衡腔密封件5 ；在閥芯3內(nèi)開有與壓力平衡腔17相通的壓力平衡通道22，壓力平衡通道22中設(shè)置有單向密封球9?；钊?與閥蓋14之間設(shè)置有彈簧8。彈簧8的安裝有以下兩種方式一種是彈簧 8位于壓力平衡腔17內(nèi)，彈簧8的一端抵靠在碟環(huán)25上，其另一端抵靠在閥蓋14上；另一種是彈簧8位于不平衡腔15內(nèi)，彈簧8的一端抵靠在活塞7的端面上，其另一端抵靠在閥蓋14上。彈簧8的兩種安裝方式中，第一種方式效果最好。本發(fā)明的工作原理是采用動(dòng)態(tài)平衡原理法則，利用氣體的作用力與反作用力，應(yīng)順氣體自身的壓力變化而變化，針對(duì)受壓于彈簧8的活塞7部分，改造為壓力平衡腔17，由壓力平衡腔17來承受大部分力，彈簧8只承受剩余不平衡腔15面積的很小一部分力，壓力平衡腔17的作用力才是主要作用力。壓力平衡腔17內(nèi)的壓力在單向密封球9打開的時(shí)候是隨著進(jìn)口 21的壓力變化而變化的，也就是與進(jìn)口 21的壓力保持正比例關(guān)系，隨著進(jìn)口 21 的壓力升高而升高，降低而降低。這樣就形成了對(duì)閥芯3的作用力與反作用力的平衡關(guān)系， 使兩方面的力相互抵消，彈簧力只需克服中心部分不平衡腔15面積的力，不平衡腔15的橫截面積+壓力平衡腔17的橫截面積=進(jìn)口 21面積，不平衡腔15的面積可以做得非常小， 因此，彈簧力的需求就會(huì)很小，彈簧8剛度也可以做得很小，彈簧8的設(shè)計(jì)尺寸就會(huì)非常的小巧。在閥芯3初開與閥芯3全開時(shí)的相對(duì)壓力差就會(huì)降低，從而整個(gè)單向限壓閥的設(shè)計(jì)體積也會(huì)非常小巧，既降低了成本，又在性能上提高了一大步，使用時(shí)也不用擔(dān)心彈力釋放帶來的不安全因素，讓使用單向限壓閥的機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加合理。本發(fā)明的工作過程如下壓力氣體由進(jìn)口 21處作用于單向限壓閥閥芯3上，一部分壓力氣體經(jīng)閥芯3上的壓力平衡通道22進(jìn)入壓力平衡腔17，其中經(jīng)過單向密封球9，使壓力氣體只能單向進(jìn)入，壓力平衡腔17氣體壓力與作用在閥芯3上的作用力形成反作用力。閥芯3打開前壓力平衡腔17內(nèi)的壓力始終與進(jìn)口 21壓力相等，進(jìn)口 21壓力要打開閥芯3即作用于閥芯3中心面積上的力大于克服不平衡腔15的彈簧8作用力時(shí)，進(jìn)口 21壓力就會(huì)推動(dòng)閥芯3，閥芯3及活塞7向作用力方向運(yùn)動(dòng)，打開閥門進(jìn)口 21，氣體由單向限壓閥出口 18出去。此過程是因?yàn)橥ù髿獾牟黄胶馇?5的面積很小，彈簧8的剛度也就很低， 彈簧8壓縮時(shí)的彈簧力的變化就會(huì)很小，所以在進(jìn)口 21壓力推動(dòng)閥芯3開啟到全部打開時(shí)的這一壓力差值也會(huì)很小。閥芯3打開前壓力平衡腔17壓力與進(jìn)口 21壓力相同，在閥芯3 打開后，閥出口 18如果壓力高于閥進(jìn)口 21壓力時(shí)，單向閥芯3就會(huì)迅速關(guān)閉，閥芯3與活塞7脫開，出口 18氣體由閥芯3與活塞7的間隙流入壓力平衡腔17內(nèi)，壓力平衡通道22通過密封球9單向關(guān)閉，阻止平衡腔17氣體倒流入進(jìn)口 21，此時(shí)活塞7由于面積的不同(作用在活塞7上的一部分不平衡腔15面積是通大氣的)，所以活塞7是打開的?；钊?的位置與管道中(或閥腔內(nèi))的壓力有關(guān)，只要管道中(或閥腔內(nèi))的壓力超過設(shè)定壓力時(shí)就是打開的，這樣閥芯3的動(dòng)作就更加靈活。只要出口 18管道中的壓力降低或進(jìn)口 21壓力升高超過設(shè)定壓力時(shí)，閥芯3就會(huì)幾乎無阻力的迅速打開；反之只要出口 18管道中的壓力升高或進(jìn)口 21壓力降低到設(shè)定壓力時(shí)，閥芯3就會(huì)迅速關(guān)閉。
權(quán)利要求
1.一種單向限壓閥，包括閥體(1)及閥蓋(14);所述閥體(1)內(nèi)部設(shè)置有閥腔(19)，所述閥體(1)上開有與所述閥腔(19)相連通的進(jìn)口(21)及出口(18)，所述閥腔(19)內(nèi)設(shè)置有可打開及關(guān)閉所述進(jìn)口(21)的閥芯(3);所述閥蓋(14)內(nèi)設(shè)置有與大氣相通的不平衡腔 (15)，所述不平衡腔(15)內(nèi)滑動(dòng)配合有活塞(7)，所述活塞(7)內(nèi)設(shè)置有閥桿腔(16)，所述閥芯(3)的閥桿滑動(dòng)配合在所述閥桿腔(16)內(nèi)，所述活塞(7)與所述閥蓋(14)之間設(shè)置有彈簧(8)，其特征是所述閥蓋(14)內(nèi)設(shè)置有壓力平衡腔(17)，所述壓力平衡腔(17)的橫截面積等于所述進(jìn)口( 21)面積減去所述不平衡腔(15 )的橫截面積，所述活塞(7 )上設(shè)置有滑動(dòng)配合在所述壓力平衡腔(17)內(nèi)的碟環(huán)(25)，所述閥芯(3)內(nèi)開有與所述壓力平衡腔(17) 相通的壓力平衡通道(22)，所述壓力平衡通道(22)中設(shè)置有單向密封球(9)。
2.按照權(quán)利要求1所述的單向限壓閥，其特征是所述閥芯(3)與所述進(jìn)口(21)之間設(shè)置有閥芯密封件(2)。
3.按照權(quán)利要求1所述的單向限壓閥，其特征是所述活塞(7)與所述不平衡腔(15) 之間設(shè)置有氣腔密封件(12)。
4.按照權(quán)利要求1所述的單向限壓閥，其特征是所述碟環(huán)(25)與所述壓力平衡腔 (17 )之間設(shè)置有平衡腔密封件(5 )。
5.按照權(quán)利要求1所述的單向限壓閥，其特征是所述閥蓋(14)與所述閥體(1)之間螺紋連接或法蘭連接，在其接合處設(shè)置有閥體密封件(13)。
6.按照權(quán)利要求1所述的單向限壓閥，其特征是所述彈簧(8)位于所述壓力平衡腔 (17)內(nèi)，所述彈簧(8)的一端抵靠在所述碟環(huán)(25)上，其另一端抵靠在所述閥蓋(14)上。
7.按照權(quán)利要求1所述的單向限壓閥，其特征是所述彈簧(8)位于所述不平衡腔 (15)內(nèi)，所述彈簧(8)的一端抵靠在所述活塞(7)的端面上，其另一端抵靠在所述閥蓋(14) 上。
8.按照權(quán)利要求1所述的單向限壓閥，其特征是所述活塞(7)內(nèi)設(shè)置有軸套(4)，所述閥芯(3)的閥桿滑動(dòng)配合在所述軸套(4)內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求1所述的單向限壓閥，其特征是所述閥芯(3)的閥桿的外端設(shè)置有導(dǎo)向環(huán)(10)，所述導(dǎo)向環(huán)(10)滑動(dòng)配合在所述閥桿腔(16)內(nèi)。
10.按照權(quán)利要求1所述的單向限壓閥，其特征是所述閥體(1)上設(shè)置有與所述進(jìn)口 (21)相通的進(jìn)口壓力測(cè)試孔(23)，以及與所述閥腔(19)相通的出口壓力測(cè)試孔(20)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單向限壓閥，包括閥體及閥蓋；閥體上開有與閥腔相連通的進(jìn)口及出口，閥腔內(nèi)設(shè)置有閥芯；閥蓋內(nèi)設(shè)置有不平衡腔，不平衡腔內(nèi)滑動(dòng)配合有活塞，活塞內(nèi)設(shè)置有閥桿腔，閥芯的閥桿滑動(dòng)配合在閥桿腔內(nèi)，活塞與閥蓋之間設(shè)置有彈簧；閥蓋內(nèi)設(shè)置有壓力平衡腔，壓力平衡腔的橫截面積等于進(jìn)口面積減去不平衡腔的橫截面積，活塞上設(shè)置有滑動(dòng)配合在壓力平衡腔內(nèi)的碟環(huán)，閥芯內(nèi)開有與壓力平衡腔相通的壓力平衡通道，壓力平衡通道中設(shè)置有單向密封球。本發(fā)明由壓力平衡腔來承受大部分進(jìn)口壓力，彈簧只承受很小一部分力，彈簧剛度和尺寸就會(huì)很小，在閥芯初開與閥芯全開時(shí)的相對(duì)壓力差就會(huì)降低，從而整個(gè)單向限壓閥的體積也會(huì)非常小巧，降低了成本。
文檔編號(hào)F16K15/04GK102278511SQ20111014443
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者梅錦月 申請(qǐng)人:梅錦月