对冲式止回阀制造技术

本发明专利技术公开了一种对冲式止回阀，它利用阀瓣两侧的压差实现阀瓣与流体方向相反的启闭运动，从而避免了阀瓣撞击和水击现象。本发明专利技术包括阀体、阀瓣、阀座、套筒、套筒盖、导流罩、轮幅状支架、冲压管、轴承套、密封圈、封头组合体和紧固件。借助轴承套套装在冲压管上的纵向断面为“工”字形阀瓣可在套筒内沿轴向做类似“活塞”似的运动。当流体沿正向进入止回阀时，流体穿越套筒壁上的矩形开口，形成轴向压力差，进而带动阀瓣逆向运动，开启止回阀；当流体在管道内逆向运动时，部分流体经止回阀内部的冲压管管口冲入阀瓣大端前部的腔室，于是阀瓣在大、小端压差的作用下，沿流道正向运动，关闭止回阀。它具有结构简单、运行可靠、性价比合理等优点。

【技术实现步骤摘要】

一种对冲式止回阀用于流体输送或液压控制管道，以防止流体倒流。属工程元件或部件领域。
技术介绍
止回阀(亦称单向阀或逆止阀)是流体输送或液压控制工程中的基本元件，应用十分广泛。其基本功能是制止流体倒流，确保管道中的流体机械或装置正常有效地工作。然而，传统止回阀中作为启闭运动的零部件(如阀瓣或阀瓣)运动速度往往很高，在一些场合下，特别是在大流量、大流速或长管路系统中，会瞬间产生巨大的流体压力波动，最大值可能达到管道正常压力六倍以上(通称为水击现象)，由此带来的波动压力将沿整个管线系统迅速传播，并在系统边界(如管道转向处)反射，导致整个管道系统震荡或产生灾难性的后果。另一方面，过快的运动引发的撞击(通称为阀瓣撞击)，可能会导致止回阀零部件，甚至整体的损坏、失效。目前，降低启闭部件运动速度常用的办法是加装阻尼器，它包括机械阻尼式、水力阻尼式和混合阻尼式等几种形式。美国西屋电气公司申请的中国专利“抑制压力波动的止回阀”(CN85107737)、日本株式会社衡田制作所申请的专利“无水击止回阀装置”(CN95197534)、襄樊供水大道科技公司申请的专利“一种新型的止回阀缓闭控制系统”(CN00229036.7)均属机械阻尼式，即在止回阀中加装弹簧和杠杆系统。其优点是阻尼器阻尼特性易于通过机械结构设定；而缺点是随着管道中流体流速和流量的增加，相应的阻尼机构将变得庞大、复杂，且随着管线流量、流速变化域的加宽，低端启闭特性会严重恶化，甚至无法正常启闭。另一种形式的如“节能消锤止回阀”(CN03212010)和“一种导流止回阀”(CN92209044)均属水力阻尼式，即借助某种特定结构，使运动部件在完成启闭动作时必须对某部分流体做功，从而减小运动部件的动能，达到延长截流时间和缓解阀瓣撞击的目的。这种方案的优点在于止回阀结构简单，运行可靠性高；缺点在于流体在阀体内运动复杂，其水力阻尼特性难以通过参数化设计达到规定要求，而借助样机试验确定其启闭特性，将导致设计成本增加；此外，所需阻尼与管线流速、流量成正比，而水力阻尼器所能提供的阻尼大致与承压腔内流体受力面积(体现为承压腔体积)成正比，与截流孔面积成反比，由于阀体结构限制，无限扩大承压腔体积和减少截流孔面积往往是不可能的，致使大部分水力阻尼式止回阀不能适用于大流量、大流速以及对管线几何尺寸有下限要求的管路。混合阻尼器试图通过上述两种阻尼器的优势互补，优化止回阀的启闭特性，但尚未取得突破或应用性成果。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种对冲式止回阀，是不同于其它水力阻尼式止回阀原理的止回阀，所采用的新型设计原理使之在有效避免所述的水击和阀瓣撞击等现象的同时，还具有结构简单、运行可靠、性价比合理等优点。这种对冲式止回阀利用差动活塞式阀瓣与流体反向运动，实现阀瓣与流体的对冲运动(即，阀瓣的运动方向与流体的运动方向相反)，确保流体沿管路正向流动时，阀瓣向上游运动完成阀门开启功能；而当流体逆向流时，阀瓣迎着流体运动，在与流体相互阻尼的作用下，完成关闭动作，从而避免了阀瓣撞击和水击现象。对冲式止回阀的主要结构包括阀体、阀瓣、阀座、套筒、套筒盖、导流罩、轮幅状支架、冲压管、轴承套、密封圈、封头组合体和紧固件。其中，阀瓣是一个纵向断面为“工”字形的旋转体，在流体压差的作用下，可在套筒内沿轴向做启闭运动。它的大直径段起“差动活塞”作用，小直径段轴向外端面上加工出的密封面可与套筒内阀座的横向密封面构成一对密封副，并加工出轴向贯通的中心孔，内插一个轴承套。套筒是一个静止件，其内壁为阶梯状圆柱面，一侧用于与阀瓣的大直径段的圆周面动密封配合(类似“汽缸”内壁与“活塞”外周的接触)，另一侧靠近端部处加工出一段短圆柱面，其内依次固装阀座和轮幅状支架；套筒中段的筒壁上加工出大面积矩形开口，以供流体穿越。轮幅状支架有一个中心螺孔，周围的贯通孔形成流体通道。冲压管是一根一端封闭、一端敞口的圆管，两端加工有外螺纹，靠近封闭端的管壁上加工出多个通孔。冲压管既是一个连接件，又是一个功能件；其敞口端的外螺纹可旋入套筒端部固装的轮幅状支架的中心螺孔，而封闭端从阀瓣小直径段的中心孔穿入，并穿过轴承套和套筒盖，拧在导流罩的轴向中心螺孔内；于是，套筒盖内壁、阀瓣大直径段端面和套筒的内筒壁围出一个腔室，该腔室仅能借助冲压管封闭端管壁上的通孔与流体连通。止回阀阀体是一个内腔光滑的壳体，同轴线的两个贯通口是流体的进出口。借助冲压管连成一体的上述组件的“头部”(导流罩端)从阀体出口端插入，直至轮幅状支架外端面进入阀体出口外端面。根据使用要求，阀体结构有“三通式”和“直通式”两种，前者侧壁上的开口需用封头组合体封堵。装有本专利技术的流体管道，当流体沿正向进入止回阀时，所述的腔室为低压区，流体穿越套筒壁上的大面积矩形开口，由于阀瓣和阀座直径不同，在阀瓣前后形成一个轴向压力差，并驱动阀瓣逆向运动，止回阀开启；当流体在管道内逆向运动时，部分流体穿过轮幅状支架，作用在阀瓣小直径段轴向外端面，部分流体经冲压管的敞口冲入所述腔室，增大了其内的压力，于是阀瓣在大、小直径段端面压差的作用下，沿流道正向运动，关闭止回阀;在后一过程中，流体与阀瓣相对运动并起阻尼作用。流体运动理论指出当冲压管内径(相当于节流孔)设计合理时，阀瓣小直径段端面在与套筒内阀座密封面接触时，阀瓣和流体的动量都很小，从而满足既阻断流体倒流又不产生撞击和水击的要求。附图说明图1与管道焊接的对冲式止回阀结构示意2与管道法兰连接的对冲式止回阀结构示意图具体实施方式下面给出本专利技术的优选实施方式，并结合附图加以说明。如图1、2所示，对冲式止回阀的主要结构包括阀体l、阀瓣2、套筒3、阀座4、套筒盖5、导流罩6、轮幅状支架7、冲压管8、轴承套9。其中，阀瓣2是一个纵向断面为“工”字形的旋转体，在流体压差的作用下，可在套筒3内沿轴向做启闭运动。它的大直径段起“差动活塞”作用，小直径段轴向外端面上加工出的密封面可与套筒3内阀座4的横向密封面构成一对密封副，并沿轴向加工出贯通的中心孔，内插一个轴承套9。套筒3是一个静止件，其内壁为阶梯状圆柱面，一侧用于与阀瓣2的大直径段的圆周面动密封配合(类似“汽缸”内壁与“活塞”外周的接触)，另一侧靠近端部处加工出一段短圆柱面，其内依次固装阀座4和轮幅状支架7；套筒3中段的筒壁上加工出大面积矩形开口，以供流体穿越。轮幅状支架7有一个中心螺孔，周围的贯通孔构成流体通道。冲压管8是一根一端封闭、一端敞口的圆管，两端加工有外螺纹，靠近封闭端的管壁上加工出多个通孔。冲压管8既是一个连接件，又是一个功能件。其敞口端的外螺纹可旋入套筒3端部固装的轮幅状支架7的中心螺孔，封闭端可从阀瓣2小直径段的中心孔穿入，并穿过轴承套9和套筒盖5，拧在导流罩6的轴向中心螺孔内；于是，套筒盖5内壁、阀瓣2的大直径段端面和套筒3的内筒壁围出一一个腔室，该腔室仅能借助冲压管8封闭端管壁上的通孔与流体连通。阀体1是一个内腔光滑的壳体，同轴线的两个贯通口是流体的进出口。借助冲压管8连成一体的上述组件的“头部”(导流罩6端)从阀体l的出口端插入，直至轮幅状支架7的外端面进入阀体1的外端面。根据使用要求，本专利技术与管道间的连接有焊接和法兰连接两种形式。对于前者，为便于维修，采用图1所示的结构，即阀体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对冲式止回阀，其特征在于：它的阀体（１）内装有阀瓣（２）、套筒（３）、阀座（４）、套筒盖（５）、导流罩（６）、轮幅状支架（７）、冲压管（８）、轴承套（９）；其中，阀瓣（２）是一个纵向断面为“工”字形的旋转体，可在套筒（３）内沿轴向做类似汽缸内活塞的启闭运动；小直径段轴向外端面上加工出的密封面可与套筒（３）内阀座（４）的横向密封面构成一对密封副，并沿轴向加工出中心孔，内插一个轴承套（９）；套筒（３）是一个静止件，其内壁为阶梯状圆柱面，一侧用于与阀瓣（２）的大直径段的圆周面动密封配合，另一侧靠近端部处加工出一段短圆柱面，其内依次固装阀座（４）和轮幅状支架（７）；套筒（３）中段的筒壁上加工出大面积矩形开口；轮幅状支架（７）有一个中心螺孔，其周围的贯通孔构成流体通道；冲压管（８）是一根一端封闭、一端敞口的圆管，两端加工有外螺纹，且靠近封闭端的管壁上加工出多个通孔；其敞口端的外螺纹可旋入套筒（３）端部固装的轮幅状支架（７）的中心螺孔，封闭端可从阀瓣（２）小直径段的中心孔穿入，并穿过轴承套（９）和套筒盖（５），拧在导流罩（６）的轴向中心螺孔内；阀体（１）是一个内腔光滑的壳体，同轴线的两个贯通口是流体的进出口；借助冲压管（８）连成一体的上述组件的导流罩（６）端从阀体（１）的出口端插入直至轮幅状支架（７）的外端面进入阀体（１）的外端面。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩伟实，沈明启，韩旭，刘春雨，王文祥，王志明，张滨，陈亮，周杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]