CN111350849A - 一种旋启式微阻低压差止回阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋启式微阻低压差止回阀，在其大阀瓣上设有至少一个通孔，通孔安装有低压差止回阀机构。低压差止回阀机构包括支撑架、导向杆、小阀瓣、导向架和弹簧，其中支撑架固定在通孔的内壁上，其中心设有穿接孔；导向杆的一端可滑动地穿接在穿接孔内；导向杆的中部位置固定小阀瓣，小阀瓣的密封面紧贴大阀瓣的背侧面；导向架设在小阀瓣的背侧面，导向杆的另一端穿接于导向架的套接孔内。所述弹簧两端分别固定连接支撑架与小阀瓣的密封面。本发明在现有旋启式止回阀的大阀瓣上设置低压差止回阀机构，在较小压差时，低压差止回阀机构的小阀瓣先开启，压差升高时大阀瓣再开启。本发明具有开启压差低，低压差开启可靠、开启压力损失小等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种止回阀，尤其是一种旋启式微阻低压差止回阀。
背景技术
旋启式止回阀又称逆止(流)阀，是用于单向流动管道上防止介质倒流的自动阀门，依靠管路介质流动的压力来自行开启或关闭阀门，可分为单瓣式、双瓣式和多瓣式三种，属于比较常用的阀门之一。旋启式止回阀一般适用在流体介质较为干净的管道中，不适合用于粘度大或含有固体颗粒的工况，否则会导致止回阀开启不灵敏，无法达到完全密封，对流体的止回也就不够可靠。旋启式止回阀只允许介质往一个方向流动，可有效防止介质倒流，以防止发生事故。如图1所示，为旋启式止回阀1的基本结构,包括阀盖11、摇杆12、阀瓣14和密封胶圈13。旋启式止回阀1的阀瓣14与摇杆12是连接在一起的，可绕销轴旋转一定角度。当管道流体按指定的方向流入(从左往右)时，阀瓣进口压力高于出口压力，此时阀瓣14被推离阀座绕销轴转动某一位置，阀门处于开启状态。当阀瓣14两侧压差减小到一定时，阀瓣13下落，又回到关闭状态。当流体自右向左流动，即反向倒流时，则阀瓣13右侧压力高于左侧压力，两侧压差产生的作用力将阀瓣13压紧在阀座(阀座上设有密封胶圈13)上，流体无法通过，则介质不能倒流；而且流体压力越大，密封面压得越紧，密封效果越好。旋启式止回阀的安装位置不受限制，它可以水平安装在管道中，也可以安装在垂直或倾斜的管线上，但如果是安装在垂直管道上，介质的流动方向应由下向上。
但是常规旋启式止回阀的介质需要推动阀瓣旋转升起开启止回阀，通常其开启压差较高，在燃气管线、石化行业等低压差介质管道上，介质压力克服阀瓣重力较为困难，压力损失较大。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有技术存在的缺点，本发明提供一种旋启式微阻低压差止回阀，具体是通过对现有止回阀进行改进，使其具有开启压差低且开启可靠、开启压力损失小的特点。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种旋启式微阻低压差止回阀，其包括阀体、转臂、大阀瓣、大阀瓣阀座；所述大阀瓣包括密封面和背侧面，所述密封面朝向所述大阀瓣阀座，所述背侧面为与所述密封面相反的一面；
所述大阀瓣上设有至少一个通孔，所述通孔安装有低压差止回阀机构；所述低压差止回阀机构包括支撑架、导向杆、小阀瓣、导向架和弹簧，其中：
所述支撑架固定在所述通孔的内壁上，其中心设有穿接孔；
所述导向杆的一端可滑动地穿接在该穿接孔内；
所述导向杆的中部位置固定所述小阀瓣，所述小阀瓣的面积大于所述通孔的截面，所述小阀瓣设有密封面和背侧面，所述小阀瓣的密封面紧贴所述大阀瓣的背侧面，所述小阀瓣的背侧面是与其密封面相反的一面；
所述导向架设在所述小阀瓣的背侧面，且所述导向架的中心设有套接孔，所述导向杆的另一端穿接在所述套接孔内；
所述弹簧的两端分别固定连接所述支撑架与所述小阀瓣的密封面。
根据本发明的较佳实施例，所述通孔的数量为2个以上，包含2个。
根据本发明的较佳实施例，所述通孔的数量为2个，设在所述大阀瓣的中心线所在的水平面上，且两个通孔相对所述中心线轴对称。
此外，当通孔的设置数量为4个以上的偶数个时，设在所述大阀瓣的中心线所在的水平面上，且位于中心线一侧的通孔与位于中心线另一侧的通孔相对所述中心线轴对称。
根据本发明的较佳实施例，所述支撑架为伞骨架结构，其包括若干个根连接杆，所述各连接杆的一端固定在所述通孔的内壁上，另一端向中间聚拢连接在所述穿接孔周围；或者所述支撑架为碗状结构，所述碗状结构的开口边缘固定在所述通孔的内壁上，所述碗状结构的碗底部设有所述穿接孔，所述碗状结构的碗壁设有透孔。
根据本发明的较佳实施例，所述支撑架固定在所述通孔的内壁且靠近所述大阀瓣的背侧面的一端。
根据本发明的较佳实施例，所述弹簧为圆柱弹簧，所述弹簧套设在所述导向杆上。
根据本发明的较佳实施例，所述导向架为一端开口、另一端封闭的圆柱筒，所述封闭的一端端面中心设有所述套接孔，所述开口的一端压接在所述小阀瓣的背侧面。
根据本发明的较佳实施例，所述导向架的套接孔与所述导向杆固定连接。
根据本发明的较佳实施例，所述大阀瓣阀座中设有管道，且所述大阀瓣阀座朝向所述大阀瓣的一面设有密封环。优选地，在所述大阀瓣的通孔朝向所述小阀瓣的端面上设有密封胶圈，增加小阀瓣对通孔的密封性。
根据本发明的较佳实施例，所述大阀瓣和小阀瓣采用聚四氟乙烯制成。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明的旋启式微阻低压差止回阀，是在现有旋启式止回阀的大阀瓣上设置低压差止回阀机构，在较小压差时，所述低压差止回阀机构的小阀瓣先开启，压差升高可以克服大阀瓣打开的阻力时，大阀瓣再开启。本发明的旋启式微阻低压差止回阀具有开启压差低，低压差开启可靠、开启压力损失小等特点。
通过设置低压差止回阀机构，低压介质也可推动低压差止回阀机构的小阀瓣开启，使得开启压差变小，压力损失减少，也更加适用于天然气、人工煤制气、液化气的长输管线及城市燃气输配管网等行业。
优选地，大阀瓣和小阀瓣采用聚四氟乙烯制成，利用聚四氟乙烯在介质压力作用下产生的微量变形，提高密封性能，减缓介质压力的冲击，防止因介质冲击带来的静电而产生火花(聚四氟乙烯可减少静电)，保护整个管道系统，使适用燃气管道控制接通和截断管路介质的启闭，阻止介质逆流。
导向架压接在小阀瓣的背侧面，可支撑小阀瓣，防止小阀瓣在压力下弯曲变形而导致其密封性变差。
本发明的旋启式微阻低压差止回阀，采用的是轴流式止回阀的结构形式及工作原理，此阀结构简单，不论是从流阻方面还是使用性能方面，具有较其它止回阀没有的特性。轴流式止回阀采用特殊密封结构，无论阀后压力的高低，阀门都关闭严密，密封性能好，由此克服了一般止回阀的低背压时密封性能差的缺点；有独特的轴流梭式结构，具有流阻小，流量系数大，外形尺寸小等优点。
附图说明
图1为现有的旋启式止回阀的结构示意图。
图2为本发明实施例的旋启式微阻低压差止回阀的整体结构示意图。
图3为本发明实施例的旋启式微阻低压差止回阀闭合时的局部结构示意图。
图4为本发明实施例的旋启式微阻低压差止回阀开启时的局部结构示意图。
图5为本发明实施例的支撑架的结构示意图一。
图6为本发明实施例的支撑架的结构示意图二。
【附图标记说明】
现有技术：
1旋启式止回阀；11阀盖；12摇杆；13密封胶圈；14阀瓣；
本发明：
2旋启式微阻低压差止回阀；20阀体；21阀盖；22大阀瓣；221密封面；222背侧面；23大阀瓣阀座；231密封环；P管道；24转臂；25转臂销轴；220通孔；30低压差止回阀机构；31支撑架；31A连接杆；31B穿接孔；32导向杆；33小阀瓣；33A密封面；33B背侧面；34导向架；35弹簧。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合图2-4，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图2所示，为本发明实施例的一种旋启式微阻低压差止回阀2的整体结构示意图，其包括阀体20、转臂24、大阀瓣22、大阀瓣阀座23和阀盖21。转臂24连接在转臂销轴25上，转臂24可以转臂销轴25为轴可旋转，转臂24上连接大阀瓣22，通过转臂24的旋转带动大阀瓣22开启或关闭。其中大阀瓣阀座23的中间设有管道P，在大阀瓣阀座23朝向大阀瓣22的一面设有密封环231，密封环231镶嵌在管道P的周缘。阀盖21与阀体20螺栓连接，以便打开阀盖21对阀体20内进行检修。阀体20的左侧连接上游介质管道，阀体20的右侧连接下游介质管道。大阀瓣22包括密封面221和背侧面222，密封面221为大阀瓣22朝向大阀瓣阀座23的一面，而背侧面222为与密封面221相反的一面。
如图2-3所示，大阀瓣22上设有至少一个通孔220。在较佳实施例中，通孔220的数量为2个，且对称于大阀瓣22的中心线设置。如图2所在的方位来说，这两个通孔220设置在大阀瓣22的中心线所在的水平面上，且相对该中心线呈轴对称。当通孔220的设置数量为4个以上的偶数个时，这些通孔也设在大阀瓣22的中心线所在的水平面上，且位于中心线一侧的通孔与位于中心线另一侧的通孔相对中心线呈轴对称。
当旋启式微阻低压差止回阀2的阀体20水平安装时，将通孔220设在大阀瓣22的中心线所在的水平面上且相对中心线轴对称，这样可使各个通孔220受到的压力均衡；而当阀体20竖直安装时，则这些通孔220只需满足相对大阀瓣22的中心线轴对称均匀分布，即可使各个通孔220受到的压力均衡。
其中，在各个通孔220上安装有低压差止回阀机构30。如图3所示，低压差止回阀机构30又包括支撑架31、导向杆32、小阀瓣33、导向架34和弹簧35。以下分别就低压差止回阀机构30中各组成部件的特点和作用描述如下：
支撑架31固定在通孔220的内壁上，其中心设有用于穿接导向杆32的穿接孔。具体地，支撑架31固定在通孔220的内壁且靠近大阀瓣22的背侧面222的一端。支撑架31需要有稳定、对称的支撑结构，同时也不能妨碍介质流通。因此，支撑架31的结构可设置如下：如图5所示，第一种形式为：支撑架31为伞骨架结构，其包括若干个根连接杆31A，各连接杆31A的一端固定在通孔220的内壁上，另一端则向中间聚拢连接在穿接孔31B的周围。连接杆31A与连接杆31A之间的空隙可供介质流通。如图6所示，另一种形式为：支撑架31为碗状结构，碗状结构的开口边缘固定在通孔220的内壁上，碗状结构的碗底部设有穿接孔，碗状结构的碗壁设有透孔，这些透孔可供介质流通。需说明的是，支撑架31不限于上述结构，只要能满足稳定支撑和介质流通的目的即可。
导向杆32的一端可滑动地穿接在该穿接孔31B内，且较佳地，在导向杆32的末端设有止挡组件，防止导向杆32从穿接孔31B内脱出。
小阀瓣33固定安装导向杆32的中部位置，且小阀瓣33的面积应大于通孔220的孔截面，以便于密封该通孔220。小阀瓣33也设有密封面33A和背侧面33B。其中，小阀瓣33的密封面33A紧贴大阀瓣22的背侧面222，而背侧面33B是与其密封面33A相反的一面。优选地，大阀瓣22和小阀瓣33均采用聚四氟乙烯制成。
在小阀瓣33与支撑架31之间设有弹簧35，弹簧35优选为圆柱弹簧，套接在导向杆32外，且该弹簧35的一端与支撑架31连接固定，另一端与小阀瓣33的密封面33A连接固定。
导向架34设在小阀瓣33的背侧面33B，且导向架34的中心设有套接孔，使导向杆32的另一端穿接在套接孔内。优选地，导向架34的套接孔与导向杆32为固定连接，而导向架34包括侧壁，其侧壁压接小阀瓣33的背侧面33B，以防止小阀瓣33向背侧面33B的方向弯曲变形。
优选地，导向架34为一端开口、另一端封闭的圆柱筒，封闭的一端端面中心设有套接孔，而开口的一端压接在小阀瓣33的背侧面33B。或者导向架34一为碗状结构，碗底一端设有套接孔，而碗口一端压接在小阀瓣33的背侧面33B。再或者，导向架34为若干个L爪件，一端聚拢并连接在套接孔周围，另一端压接在小阀瓣33的背侧面33B。
其中，大阀瓣22的通孔220朝向小阀瓣33的密封面33A的一侧设有密封胶圈，以增加小阀瓣33对通孔220的密封性。
结合图4所示，大阀瓣22上设置低压差止回阀机构30，在较小压差时，低压差止回阀机构30的小阀瓣33先开启，压差升高可以克服大阀瓣22打开的阻力时，大阀瓣22再行开启。本发明的旋启式微阻低压差止回阀2具有开启压差低，低压差开启可靠、开启压力损失小等特点。
现以低压差止回阀机构30设置数量为2个时，对本发明旋启式微阻低压差止回阀2的开启压力进行分析：
首先，分析阀门的开启压力，常规旋启式止回阀的开启压力为P，通过改进阀瓣的结构形式的本旋启式止回阀，其开启压力为P0，增加了两个低压差的止回阀，其开启压力分别为P1，P2，分析得出所需开启压力关系式为：
P＞P0 (1)
P0＞P1+P2 (2)
从式(1)和式(2)中可以得出实际的开启压力P开启为
P开启＝P-P0 (3)
因此，得到的开启压力P开比原有的开启压力P降低了P1+P2
在阀瓣上的作用力计算如下：
根据力矩平衡原理，计算得出止回阀阀瓣上的作用力。
FL＝GL0 (4)
式中F——在阀瓣上的作用力，N
F＝SP(忽略其它力矩)
S——阀瓣面积，mm2
P——阀门内腔压力，MPa
P＝mgL0/SL (5)
通过以上关系式可以看出只要改变阀门的开启压力，就可以在不同的工况环境中降低系统的压力，从而减少能源消耗，降低成本，提高经济效益。
进一步地，本发明旋启式微阻低压差止回阀2采用内装摇臂旋启式结构，大阀瓣和小阀瓣等所有启闭件都装于阀体内部，不穿透阀体，除了大阀瓣阀座23的左侧面的法兰部位用密封垫片和密封环外，整体没有外漏点，杜绝阀门外泄的可能。本发明旋启式微阻低压差止回阀2的各部件及整理结构，均根据GB/T 12236-2007、GB/T 12224-2015及相关阀门标准要求制造，具有防火、防静电、性能安全可靠、抗腐蚀性能高等优点；可专门用于天然气、煤气、液化气等燃气及非腐蚀性气体管道控制和流量控制。进一步地，本发明设计的旋启式微阻低压差止回阀2所适用介质流体公称压力为0.25-16MPa，公称通径DN200-1000mm，适用温度-29～425℃，与上下管道的连接方式为法兰连接或焊接，适用介质为天然气或要求低压差流动的液体等。
本发明的旋启式微阻低压差止回阀2，具有很优异的过流性能和灵敏的开启反应，适用于流体管路系统的止回部件。通过改变现有阀瓣的结构，把普通的止回阀进行优化，使其在特殊工况中得到很好的应用，在生产实践中，不在因为工况要求止回阀为低压差时，出现止回阀选型困难的被动局面，为燃气、石化行业减能增效发挥作用，更加有效的实现节能。
Claims (10)
1.一种旋启式微阻低压差止回阀，包括阀体、转臂、大阀瓣、大阀瓣阀座；所述大阀瓣包括密封面和背侧面，所述密封面朝向所述大阀瓣阀座，所述背侧面为与所述密封面相反的一面；
其特征在于：所述大阀瓣上设有至少一个通孔，所述通孔安装有低压差止回阀机构；所述低压差止回阀机构包括支撑架、导向杆、小阀瓣、导向架和弹簧，其中：
所述支撑架固定在所述通孔的内壁上，其中心设有穿接孔；
所述导向杆的一端可滑动地穿接在该穿接孔内；
所述导向杆的中部位置固定所述小阀瓣，所述小阀瓣的面积大于所述通孔的截面，所述小阀瓣设有密封面和背侧面，所述小阀瓣的密封面紧贴所述大阀瓣的背侧面，所述小阀瓣的背侧面是与其密封面相反的一面；
所述导向架设在所述小阀瓣的背侧面，且所述导向架的中心设有套接孔，所述导向杆的另一端穿接在所述套接孔内；
所述弹簧的两端分别固定连接所述支撑架与所述小阀瓣的密封面。
2.根据权利要求1所述的旋启式微阻低压差止回阀，其特征在于：所述通孔的数量为2个以上。
3.根据权利要求2所述的旋启式微阻低压差止回阀，其特征在于：所述通孔的数量为2个，设在所述大阀瓣的中心线所在的水平面上，且两个通孔相对所述中心线轴对称。
4.根据权利要求1所述的旋启式微阻低压差止回阀，其特征在于：所述支撑架为伞骨架结构，其包括若干个根连接杆，所述各连接杆的一端固定在所述通孔的内壁上，另一端向中间聚拢连接在所述穿接孔周围；或者所述支撑架为碗状结构，所述碗状结构的开口边缘固定在所述通孔的内壁上，所述碗状结构的碗底部设有所述穿接孔，所述碗状结构的碗壁设有透孔。
5.根据权利要求4所述的旋启式微阻低压差止回阀，其特征在于：所述支撑架固定在所述通孔的内壁且靠近所述大阀瓣的背侧面的一端。
6.根据权利要求1所述的旋启式微阻低压差止回阀，其特征在于：所述弹簧为圆柱弹簧，所述弹簧套设在所述导向杆上。
7.根据权利要求1所述的旋启式微阻低压差止回阀，其特征在于：所述导向架为一端开口、另一端封闭的圆柱筒，所述封闭的一端端面中心设有所述套接孔，所述开口的一端压接在所述小阀瓣的背侧面。
8.根据权利要求1所述的旋启式微阻低压差止回阀，其特征在于：所述导向架的套接孔与所述导向杆固定连接。
9.根据权利要求1所述的旋启式微阻低压差止回阀，其特征在于：所述大阀瓣阀座中设有管道，且所述大阀瓣阀座朝向所述大阀瓣的一面设有密封环。
10.根据权利要求1所述的旋启式微阻低压差止回阀，其特征在于：所述大阀瓣和小阀瓣采用聚四氟乙烯制成。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN200961732Y (zh) * | 2006-05-09 | 2007-10-17 | 陈建海 | 一种双重瓣式止回阀 |
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2020
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