关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其技术关键为：尾锥体上设置有尾锥导流群孔通入尾锥腔室，尾锥体的前端设有尾锥节流口，阻尼瓣安装于阀杆尾端，其外径与尾锥节流口孔径相当、前侧外周设置有节流锥面；在阀瓣冠部向后设置有圆筒形、外圆与阀体内胆导向孔配合的阀瓣筒体；在尾锥腔室与阀瓣、阀体内胆的内部空腔之间设有通流孔；阀内设有前、后导向套对阀杆进行支承导向，阀门流道为流线型结构。有益效果是：能够在阀门关闭末段提供有效的缓闭保护，缓闭保护机构工作可靠，结构简单、生产成本低；无外露管路不易产生损坏，不存在外泄漏隐患，阀门工作温度不受限制，且阀门具有更低的压损和更大的流通能力。
【专利说明】关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种阀门结构，具体涉及一种轴流式止回阀的结构。
【背景技术】
[0002]在石化、天然气、化工、电力、城市给排水等行业，为了防止在输送流体的系统和管路中因停电或设备故障造成流体倒流、使电机和泵倒转，进而影响管道和设备的安全运行甚至带来管网和设备的严重损坏，在泵的出口或管线上需要设置止回阀。对于各类止回阀尤其是大口径的止回阀来说，如果在阀门结构设计上没有设置缓闭保护结构，当由于停泵等原因造成介质倒流时，在反向流动的介质的巨大推力以及有些阀门内部所设置的弹簧的弹簧力作用下，阀瓣以加速度或以不断增加的变加速度向关闭方向快速运动和关闭，除了会给密封面和阀门带来强烈冲击以及由此而产生的振动和强噪音乃至密封面的损伤外，更为严重的是，由于管路中流体的流速从最大的倒流速度迅速降至零，流体的动能转化为静压能，会使管路中的静压力急速升高，产生可能对管路系统有破坏作用的水锤现象，严重的破坏性水锤甚至会使管道和阀体产生爆裂，后果较为严重。因此，口径较大的止回阀应设置缓闭保护结构；缓闭保护结构的较佳设置方式是只在阀瓣关闭的末段对阀瓣的关闭动作设置阻尼，在介质倒流时，阀瓣在关闭的前段仍然可快速关闭以有效保护泵和系统的安全，而在关闭末段进行减速、实现缓闭，以减轻或消除冲击和水锤现象。
[0003]现行的止回阀产品通常采用以下三种缓闭保护结构:1、在穿出阀体的转轴端部设置摇臂和重锤结构来产生与阀瓣关闭方向相反的力矩以延迟阀瓣的关闭时间(见图1和图2)。这种结构的缺点是:(I)、缓闭保护的效果较差，重锤的作用更多的是体现在阀门开启时辅助阀瓣维持在全开位置、消除阀瓣的振荡和飘移，以减轻和消除转轴的磨损以及阀瓣和阀体的撞击噪音；(2)、重锤的反向力矩附加在阀瓣关闭的全程，不利于对泵和系统的安全保护；(3)、转轴穿出阀体的部位一般会设置填料压紧结构，较大的填料摩擦力会阻碍转轴和阀瓣的运动，影响阀门的使用可靠性。2、采用液压缸油压缓闭，油缸的设置方式根据阀门和缓闭结构设计的不同，有的产品阻尼作用只设置在阀瓣关闭末段，有的则设置在阀瓣关闭的全程。这类缓闭结构的缺点是:(1)、结构较复杂，制造成本高；(2)、当倒流压力大或出现紊流时，油缸活塞运动加快，导致缓冲效果不明显；(3)、油压管路外露，容易碰坏，且加油也不方便；(4)、油缸中所使用的密封件为橡胶件，因此阀门的工作温度受到限制，只能用于常温工况；(5)、当油缸为对阀瓣全程设置阻尼时，阀瓣的关闭速度较慢，影响了阀门对泵和系统的保护作用的发挥；(6)、当油缸为对阀瓣关闭末段设置阻尼时，阀门关闭时阀瓣快速接近油缸的活塞杆端部会产生较强烈的冲击以及碰撞声；且活塞杆端部与阀瓣接触面因强烈碰撞而损伤后有可能会阻碍关紧过程必然存在的接触面的滑移，这将导致活塞杆卡阻而使阀瓣难以到达全关位置。3、设置内置的缓闭活塞缸并以阀内的工况介质作为活塞缸的工作介质，如图3、图4所示，其缺点是:(I)、当介质中含有杂质时，杂质可能会使活塞产生卡阻或者导致活塞或缸体表面出现拉伤，从而会影响缓冲机构工作的可靠性；(2)、容易出现杂质堵塞旁通管的现象，旁通管被堵塞后，缓冲机构将无法发挥作用；(3)、如管路中输送的是容易冻结的液体，如工作介质为水时，一旦旁通管内的介质因低温和不流动而结冰，也会导致缓冲机构失去作用。
[0004]上述的缓闭保护结构主要应用于旋启式止回阀、双偏心或三偏心的蝶型止回阀。对于某些特定工况所使用的止回阀，如石化厂烯烃装置管线所配套的止回阀，由于介质的工作压力较低，要求选用低压力降的止回阀；有些远距离的野外长输管线如天然气管线上所安装的止回阀，除了要求低压损外还要求尽量减少可能的外泄漏点以及外部没有与体腔通连的可拆卸结构。这些特定的产品选型要求都会促使用户选择另一种类型的止回阀-轴流式止回阀，如图5所示是现行的轴流式止回阀产品的一种较为典型的结构。轴流式止回阀由于阀体为整体的全封闭结构，能够完全阻断介质的外泄漏，并且在阀门的流道进行了合理和充分的优化设计的前提下，轴流式止回阀能够得到相对更低的流阻系数和压损、能够获得比其它类型的止回阀更大的流通能力。对于轴流式止回阀尤其是口径较大的轴流式止回阀来说，同样也需要设置缓闭保护结构来减轻或消除阀瓣关闭时的冲击和水锤现象；由于轴流式止回阀的结构特点有别于其它类型的止回阀、阀杆位于阀门中间的封闭或半封闭空间内，这给缓闭保护结构的设置带来了困难，因此现行的轴流式止回阀暂时还缺乏具有实用价值的设置有缓闭保护结构的产品可以供相关的使用工况用于选型和配套。
【发明内容】
[0005]为了克服现行产品所存在的上述的一些不足之处，本实用新型提供了一种在阀门的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀的结构，该结构能够在阀门的关闭末段提供有效的缓闭保护从而使阀门在能够充分保护泵和系统的安全的同时有效减轻或消除冲击和水锤现象，缓闭保护结构工作可靠，结构和制造简单、生产成本低，不易产生损坏，不存在外泄漏隐患，工作温度不受限制；此外阀门具有更低的压损和更大的流通能力。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]—种关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其主要零件包括阀体、阀瓣、位于阀体入口侧内壁并与阀体之间进行了密封连接的阀座、通过螺纹和焊缝与阀瓣连接为一体的阀杆、安装于阀杆尾端的阻尼瓣、通过螺纹连接安装于阀体的阀体内胆尾端且外表面的基本形状为尖部朝向阀体出口方向的锥形的尾锥体以及固定安装于阀体的阀体内胆中腔的弹黃座和弹黃，其基本的技术方案和主要技术关键为:尾维体的内部为空腔一尾锥腔室，尾锥体上设置有由多个从其锥形外表面向内的通孔所组成的尾锥导流群孔，在尾锥体上朝向阀门入口方向的前端设置有圆形的尾锥节流口，在阀门全开时，安装于阀杆尾端的回转体形的阻尼瓣位于尾锥腔室内；在阀瓣前部的冠状的阀瓣主体部分一阀瓣冠部向后设置有圆筒形的阀瓣筒体，阀瓣筒体的外圆与阀体内胆前端的内孔一内胆导向孔配合；在弹簧座后端的台阶平面处还设有多个连通阀瓣冠部、阀瓣筒体及阀体内胆之间的内部空腔与尾锥体之间的通孔-通流孔。
[0008]为了改善和提升产品的性能，本实用新型附加了下述的几个进一步的技术方案:
[0009]阀瓣前部的阀瓣冠部的外表面的形状为:中部为向前凸向阀体入口侧、表面为向内凹入的圆弧形回转面，凹入的圆弧形回转面向外侧则为向外鼓出的圆弧形回转面，两段圆弧形回转面相切而形成光滑连接的流线型流道表面。
[0010]阻尼瓣的外圆直径与尾锥节流口的孔径相当。
[0011]阻尼瓣的前侧外周设置有锥面。
[0012]阀体的壳体与阀体内胆之间以均布的几个连接筋板相连接，连接筋板的形状为两端以圆弧面向前收小的流线型板状结构。
[0013]在弹簧座两端的内孔处分别设置前导向套和后导向套，阀杆的光杆表面与前导向套、后导向套的内孔装配后为滑动配合；前导向套和后导向套及阀杆的表面装配前均经过化学热处理进行表面强化。
[0014]为了改善产品制造的工艺性，本实用新型附加了下述两个进一步的技术方案:
[0015]尾锥导流群孔的外侧孔口起启段为铣刀从锥面处向内铣入的台阶孔，通孔从台阶孔平面处向内钻过至尾锥腔室。
[0016]阀瓣的阀瓣筒体部分为以圆筒形零件与阀瓣冠部在粗加工后相焊接而成，两者焊接后成为一个整体经精加工形成阀瓣。
[0017]为了提高产品的使用可靠性，本实用新型还附加了下述两个进一步的技术方案:
[0018]前导向套和后导向套装入弹簧座两端的安装台阶孔后，在每端的安装孔的孔口所加工的环槽内装入孔用弹性挡圈，每个环槽内装入两个孔用弹性挡圈。
[0019]阀内设置有内外同心配置、旋向相反的双弹簧。
[0020]本实用新型的有益效果是:能够在阀门的关闭末段提供有效的缓闭保护，从而使阀门在能够充分保护泵和系统的安全的同时有效减轻或消除冲击和水锤现象，避免产生水锤破坏；缓闭保护机构的结构简单，只在不带缓闭保护的常规结构上增加了一个阻尼瓣，因而产品制造简单、生产成本低，且带缓闭保护结构和不带缓闭保护的常规结构的产品在装配时的转换也较为简单，方便了生产组织；无外露油压管路和介质旁通管、不易产生损坏，也无需加油，并且不存在旁通管的堵塞和冻结问题；无外置结构，因而不存在外泄漏隐患且不存在填料摩擦阻力阻碍阀瓣运动的问题；不存在阀瓣与缓闭机构的冲击和碰撞以及零件的卡阻或拉伤，缓闭保护结构工作可靠；因缓闭保护结构为内置结构，无非金属密封件，因而阀门的工作温度不会受到限制；阀门能够根据介质的不同状态方便地选择和构建有针对性、适配性更好的缓闭保护机构。此外，与其它类型的止回阀相比，本结构的阀门具有更低的压损和更大的流通能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是现有止回阀产品设置摇臂和重锤结构来延迟阀瓣的关闭时间的产品示意图。
[0022]图2是图1的左视图。
[0023]图3是现有止回阀产品设置以工况介质作为活塞缸工作介质的缓闭活塞缸结构的广品不意图。
[0024]图4是图3的左视图。
[0025]图5是现有技术的轴流式止回阀产品的结构示意图。
[0026]图6是本实用新型实施方案的示意图。
[0027]图7是本实用新型实施例一一介质为液体时的阻尼瓣结构示意图。
[0028]图8是本实用新型实施例二一介质为气体时的阻尼瓣结构示意图。
[0029]图9是图7、图8的左视图。
[0030]图10是本实用新型实施例一一介质为液体时阀门开始进入缓闭阶段的示意图。
[0031]图11是本实用新型实施例一一介质为液体时阀瓣进入最后减速阶段的示意图。
[0032]图12是本实用新型实施例一一介质为液体时阀门进入关闭状态时的示意图。
[0033]图13是本实用新型实施例二一介质为气体时阀门开始进入缓闭阶段的示意图
[0034]图14是本实用新型实施例二一介质为气体时阀瓣进入最后减速阶段的示意图。
[0035]图15是本实用新型实施例二一介质为气体时阀门进入关闭状态时的示意图。
[0036]图16是本实用新型的产品取消阻尼瓣、作为不带缓闭保护的常规产品装配时的示意图。
[0037]图中，1、阀体；1_1、连接筋板；1_2、阀体内胆；1_3、内胆导向孔；1_4、内胆前端面；2、阀座；2-1、阀座密封面；3、阀瓣；3-1、阀瓣冠部；3-2、阀瓣密封面；3_3、阀瓣筒体；4、阀杆；5、尾锥体；5-1、尾锥节流口 ；5-2、尾锥腔室；5-3、尾锥导流群孔；6、阻尼瓣；6_1、阻尼瓣前锥面；6_2、阻尼瓣外圆；7、螺母；8、弹簧垫；9、开口销；10、前导向套；11、弹簧；12、弹簧座；13、通流孔；14、弹簧外套；15、螺栓；16、后导向套；17、孔用弹性挡圈。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图和两个实施例对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
[0039]实施例一
[0040]本实施例所述的轴流式止回阀主要应用于液体介质的管路中，作为防止介质倒流时的自动阻断阀门。
[0041]如图6所示是本实用新型所提出的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀技术方案的基本结构示意图，其主要零件包括:阀体⑴、阀座⑵、阀瓣⑶、阀杆⑷、尾锥体(5)、阻尼瓣(6)、弹簧(11)、弹簧座(12)以及前导向套(10)和后导向套(16)。阀座
(2)在阀体(I)入口侧内壁的固定方式根据阀门口径大小的不同可采用不同的方式:中小口径的阀门，阀座(2)可以以螺纹旋合安装固定在阀体(I)上、以O型圈密封，大口径阀门阀座与阀体的连接则不宜采用螺纹连接的方式，而需要以阀座组件的型式并设置一定的机械连接结构来固定阀座，本实施例中，采用了以装入阀体环槽中的三开环来固定阀座(2)，也以O型圈来保证密封；阀座或阀座组件的表面为圆弧面与两侧的锥面光滑连接，两侧的锥面向两侧延伸后则与阀体相邻表面的延伸方向基本吻合，使阀座或阀座组件与阀体表面相连贯形成流畅的流线型流道表面；阀体内其它流道部位的表面亦采用流畅的流线型表面。阀杆(4)与阀瓣(3)之间通过螺纹连接旋紧后，以氩弧焊焊缝将两者连接为一体。尾锥体(5)通过螺纹连接安装于阀体(I)的阀体内胆(1-2)的尾端，尾锥体(5)外表面的基本形状为尖部朝向阀体(I)出口方向的锥形体。
[0042]弹簧座(12)通过螺栓(15)固定安装于阀体⑴的阀体内胆(1-2)中部，作为弹簧(11)的支承和导向件，同时也作为阀瓣⑶和阀杆⑷组合体的支承和导向件。由于阀瓣(3)和阀杆(4)组合体的重量较重，使得阀杆(4)与弹簧座(12)的导向面之间容易产生拉伤，尤其是口径较大的轴流式止回阀更是如此，因此在弹簧座(12)两端的内孔处分别设置了前导向套(10)和后导向套(16)，阀杆(4)的光杆表面与前导向套(10)、后导向套(16)的内孔装配后为滑动配合，同时，前导向套(10)和后导向套(16)及阀杆(4)的表面装配前均经过化学热处理进行表面强化-本实施例中，前导向套(10)、后导向套(16)和阀杆(4)的表面均进行离子氮化处理，能够显著提高滑动配合表面的抗拉伤能力。前导向套(10)和后导向套(16)装入弹簧座(12)两端的安装台阶孔后，在每端的安装孔的孔口所加工的环槽内装入孔用弹性挡圈(17)，每个环槽内装入两个孔用弹性挡圈(17);采用弹性挡圈来防止导向套脱出，拆、装快捷，方便了产品的装配和维修，同时每个导向套外侧的环槽内装入两个弹性挡圈，能够提高可靠性，有效避免导向套在移动的阀杆(4)的带动下被带离弹簧座(12)两端的安装台阶孔。
[0043]出于弹簧刚度特性的考虑以及提高可靠性的需要，本实施例的弹簧(11)采用大小不等和旋向相反的两个弹簧并联安装，两弹簧内外同心配置。采用双弹簧的设置首先是考虑:一个弹簧的弹簧力拆分为让两个弹簧来共同分担，则每个弹簧的截面要比原来的一个弹簧的截面小不少，因而在相同的长度内可以将弹簧设置更多的圈数从而使弹簧的刚度特性能够更好地满足阀门工作的需要；此外采用双弹簧有利于提高可靠性也是显而易见的:由于弹簧材料经过淬硬处理，在承受阀门启闭的突然冲击时，难以绝对避免出现弹簧断裂的意外状况，因此设置双弹簧有助保证阀门更可靠地使用。两个弹簧旋向相反的好处是:弹簧在压缩和伸展时会发生一定的扭转，因而当阀瓣(3)在快速开启或关闭的过程中有可能会被弹簧的端面带动而发生旋转，这会增加阀杆、导向套表面以及阀瓣和阀座密封面发生磨损和擦伤的可能性。阀内设置了双弹簧后，需要在外侧弹簧的外侧设置弹簧外套(14)来作为外侧弹簧的支承和导向件，并籍助螺栓(15)来同时压紧和固定弹簧外套(14)和弹簧座(12)。双弹簧的设置主要应用于大口径的轴流式止回阀，小口径阀门由于阀内空间的限制仍采用单弹簧结构，此时弹簧外侧便不需设置弹簧外套(14)。
[0044]如图7所示，尾锥体(5)的内部为空腔一尾锥腔室(5-2)，在尾锥体(5)上设置有由多个从尾锥体(5)的锥形外表面向内的通孔组成的尾锥导流群孔(5-3)(参见图9)，为了便于加工，尾锥导流群孔(5-3)的外侧每个孔口起启段用铣刀从锥面处向内铣入形成台阶孔，通孔从台阶孔平面处向内钻过至尾锥腔室(5-2);尾锥体(5)上朝向阀门入口方向的前端，并设置有圆形的尾锥节流口(5-1);在阀杆(4)的尾端，安装有回转体形的阻尼瓣(6)，阻尼瓣(6)以螺母(7)和弹簧垫⑶压紧固定，螺母(7)通过开口销(9)防松；在阀门全开时，安装于阀杆(4)尾端的阻尼瓣(6)位于尾锥腔室(5-2)内；阻尼瓣外圆(6-2)的直径与尾锥节流口(5-1)的孔径相当，且阻尼瓣(6)的前侧外周带有锥面一阻尼瓣前锥面(6-1)。本实施例中阻尼瓣前锥面(6-1)为较窄的锥面。
[0045]阀瓣结构方面，从阀瓣(3)前部的冠状的主体部分一阀瓣冠部(3-1)向后,设置有圆筒形的阀瓣筒体(3-3)(见图6);本实施例中，阀瓣筒体(3-3)部分为以圆筒形零件与阀瓣冠部(3-1)在粗加工后相焊接而成，两者焊接后成为一个整体经精加工形成阀瓣
(3)，阀瓣筒体(3-3)的外径小于阀瓣冠部(3-1)的最大外径，在阀瓣冠部(3-1)的最大外径处与阀瓣筒体(3-3)外圆之间设置有一平面作为阀瓣(3)全开时的限位平面；阀瓣筒体(3-3)部分的外圆与阀体内胆(1-2)前端的内孔一内胆导向孔(1-3)配合，当阀瓣(3)至IJ达全开位置时，前述的阀瓣冠部(3-1)与阀瓣筒体(3-3)外圆之间的限位平面与阀体内胆(1-2)的前端平面一内胆前端面(1-4)相接触，使阀瓣(3)的全开位置得到确定，同时阀瓣冠部(3-1)外表面与阀体内胆(1-2)外表面相连贯，与尾锥体(5)三者的外表面相连形成流畅的水滴形和流线型的表面。
[0046]在弹簧座(12)后端的台阶平面处还设有多个连通阀瓣冠部(3-1)、阀瓣筒体(3-3)及阀体内胆(1-2)之间的内部空腔与尾锥体(5)之间的通孔-通流孔(13)。当采用了双弹簧的结构而设置了弹簧外套(14)后，需要在弹簧外套(14)的台阶平面的对应位置处加工出与弹簧座(12) —致的通流孔(13)。
[0047]当介质倒流时，介质从尾锥体(5)上的尾锥导流群孔(5-3)进入尾锥腔室(5-2)，继而通过尾锥节流口(5-1)和通流孔(13)进入到阀瓣冠部(3-1)和阀瓣筒体(3-3)及阀体内胆(1-2)之间的内部空腔；由于进入到阀瓣(3)的内部空腔的介质已基本没有流速，介质静压力已经完全回升，而阀瓣(3)外侧的介质为高速倒流的介质，一部分的介质静压力已转化为介质的动能，因而阀瓣⑶外侧的介质静压力要低于阀瓣⑶内部的介质静压力，压力差再加上弹簧(11)的弹簧力会推动阀瓣(3)向阀座(2)方向移动，使阀瓣(3)关闭。
[0048]如图10所示，阀瓣(3)回关时，当阻尼瓣(6)向前移动到较接近尾锥节流口(5-1)处时，从尾锥腔室(5-2)要进入到阀瓣(3)的内部空腔的介质开始被阻尼瓣前锥面(6-1)和尾锥节流口(5-1)节流、流入的介质流量逐渐减少，由于阀瓣(3)在内外介质压力差和弹簧力作用下前移时，阀瓣⑶和阀体内胆(1-2)的内部空腔的体积随之被扩大，当进入该内部空腔的介质因被节流流量减少、不能及时按需要补充该内部空腔被扩大的体积时，因为液体介质可以被认为是不可压缩流体，因而阀瓣(3)和阀体内胆(1-2)的内部空腔的介质静压力会较快地下降，阀瓣(3)的前移速度也会较快下降；本实施例中，阻尼瓣(6)开始节流的阶段设置为剩余行程占全行程的20%左右。随着阀瓣(3)的继续前移，当阻尼瓣外圆(6-2)开始进入尾锥节流口(5-1)时(见图11)，介质进入阀瓣(3)和阀体内胆(1-2)的内部空腔的通道完全被阻断一本实施例中阻尼瓣外圆(6-2)进入尾锥节流口(5-1)的阶段设置为剩余行程占全行程的3?5%左右，由于介质为不可压缩的液体介质，此时若通道完全被阻断、完全没有介质能够进入该内部空腔，则阀瓣(3)会立刻停止向前移动，因为阻尼瓣外圆(6-2)与尾锥节流口(5-1)之间以及阀瓣筒体(3-3)外圆与内胆导向孔(1-3)之间都存在配合间隙，阻尼瓣外圆(6-2)进入尾锥节流口(5-1)后从该两处间隙处仍会有一定量的介质继续进入，而阀瓣(3)在回座至接近关闭位置时阀瓣(3)外侧(倒流介质的流出侧)的压力已下降至接近大气压或下降至接近系统的背压，因而当从上述两处间隙处有少量倒流介质继续进入阀瓣(3)和阀体内胆(1-2)的内部空腔时，阀瓣(3)仍会以较慢的速度继续前移直至关闭(图12)。在正确设置阻尼瓣外圆(6-2)与尾锥节流口(5-1)之间以及阀瓣筒体(3-3)外圆与内胆导向孔(1-3)之间的配合间隙的前提下，阀瓣(3)在关闭的最后阶段能够以所需的合理的缓闭速度到达阀座密封面(2-1)处；阀瓣(3)在进入到关闭末段20%行程的逐渐降速和关闭末段3?5%行程的显著降速能够很有效地消除水锤现象和保护密封面和阀门免受冲击破坏。
[0049]上述的阀瓣关闭过程体现了本实用新型所提出的缓闭保护结构具有变阻尼特性。需要在这里指出的是，本实用新型所具有的在阀瓣关闭全行程能够满足不同阶段控速要求的变阻尼特性，是目前各类止回阀产品所采用的各种缓闭保护结构所不具备的。
[0050]止回阀产品投入运行时均为全开状态，因而其流道的阻力系数的大小将对系统的压力损失产生直接影响，因此，止回阀产品设计时，在保证产品性能的同时应该通过合理的设计尽量降低流道的阻力系数，这是目前各类止回阀产品在设计时普遍被忽视或未能引起足够重视的一个问题。本实用新型的技术方案为了降低阀门的阻力系数，在流道的相关表面进行了一些新的设计:
[0051]阀瓣(3)前部的阀瓣冠部(3-1)的外表面的形状设计为:中部为向前凸向阀体
(I)入口侧、表面为向内凹入的圆弧形回转面，凹入的圆弧形回转面向外侧则为向外凸出的圆弧形回转面，两段圆弧形回转面相切而形成光滑连接的流线型流道表面。阀瓣密封面(3-2)设置在向外凸出的圆弧形回转面的接近外侧处，略凸出于该圆弧形回转面的表面。
[0052]阀体⑴的壳体与阀体内胆(1-2)之间以均布的四个连接筋板(1-1)相连接，连接筋板(1-1)的形状为两端以圆弧面向前收小的流线型板状结构(见图6所示)。现行的轴流式止回阀产品的连接筋板两端是采用平端或半圆形端部，介质流经该处时会产生旋涡；本技术方案的连接筋板两端为以圆弧面向前收小、两端部接近尖形的流线型结构，介质流经该两端时不会产生涡流、能够有序流动，有利于降低流道的流阻。
[0053]上述的阀瓣冠部(3-1)和连接筋板(1-1)表面的流线型设计及前述的阀座或阀座组件的表面、阀体相邻表面采用相连贯的流线型表面以及阀体内其它流道部位的表面采用流畅的流线型表面，形成了阀门的合理、流畅的流线型流道，介质流动时没有流动方向的突然变化、没有流道截面面积的突然改变，因而使阀门具有更低的压损和更高的流量系数。
[0054]实施例二
[0055]与实施例一的结构所适用的介质不同，本实施例所述的轴流式止回阀主要应用于气体介质的管路中，用于防止介质倒流。
[0056]由于气体介质与液体介质的特性完全不同，液体介质为不可压缩流体，而气体介质为可压缩流体，因而应用于这两类介质的缓闭保护结构也有所不同，用于气体介质的缓闭保护结构因为介质为可压缩流体因而对节流面积的变化具有滞后性和低响应性，需要针对气体介质的特性对缓闭保护结构进行有针对性的设计。
[0057]本实施例的技术方案与实施例一的区别仅在于采用了结构不同的阻尼瓣(6)，其余结构完全相同，对于这些相同结构的技术方案以下不作敷述，仅对涉及阻尼瓣(6)的缓闭机构部分作具体说明。
[0058]如图8所示，安装于阀体内胆(1-2)后端的尾锥体(5)的内部设置为空腔-尾锥腔室(5-2)，在尾锥体(5)的锥形表面上设置有供介质流入尾锥腔室(5-2)的群孔-尾锥导流群孔(5-3)(图9)，在尾锥体(5)的前端设置有圆形的、供介质从尾锥腔室(5-2)流出并在缓闭时进行节流的尾锥节流口(5-1);在阀杆(4)的尾端安装有回转体形的阻尼瓣(6)，阻尼瓣(6)以螺母(7)压紧和固定、通过开口销(9)防松；阀门全开时，阻尼瓣(6)位于尾锥腔室(5-2)内偏锥端一侧的位置，阻尼瓣外圆￠-2)的直径与尾锥节流口(5-1)的孔径相当，阻尼瓣外圆(6-2)的轴向长度长于实施例一中液体介质时的长度；在阻尼瓣(6)的前侧外周带有锥面一阻尼瓣前锥面(6-1)，本实施例中阻尼瓣前锥面(6-1)为轴向长度较长的锥面，供缓闭时对气体介质节流用。介质倒流时，部分介质从尾锥导流群孔(5-3)进入尾锥腔室(5-2)继而通过尾锥节流口(5-1)和通流孔(13)进入到阀瓣冠部(3-1)和阀瓣筒体(3-3)及阀体内胆(1-2)之间的内部空腔，由于进入到该内部空腔的介质已基本没有流速、静压力已经回升，而阀瓣(3)外侧的介质为高速倒流的介质，因而阀瓣(3)外侧的介质静压力要低于阀瓣⑶内部的介质静压力，压力差加上弹簧(11)的弹簧力会推动阀瓣(3)向阀座⑵方向移动而使阀瓣⑶关闭。
[0059]如图13所示，气体介质倒流时推动阀瓣(3)回关，当阻尼瓣(6)前侧的节流锥面-阻尼瓣前锥面￠-1)的前端向前移动到较接近尾锥节流口(5-1)处时，从尾锥节流口(5-1)流出的介质开始被阻尼瓣前锥面(6-1)和尾锥节流口(5-1)节流、介质流量逐渐减少，由于阀瓣(3)向前移动时，阀瓣(3)和阀体内胆(1-2)的内部空腔的体积随之被扩大，当进入该内部空腔的介质因被节流流量减少，则阀瓣⑶和阀体内胆(1-2)的内部空腔的介质静压力会逐渐下降，阀瓣(3)的前移速度也会有所下降。本实施例中，阻尼瓣(6)开始节流的阶段设置为剩余行程占全行程的35?40%左右。随着阀瓣(3)的继续前移，阻尼瓣外圆(6-2)开始进入尾锥节流口(5-1)(见图14)，介质进入阀瓣(3)和阀体内胆(1-2)的内部空腔的通道被完全阻断一本实施例中阻尼瓣外圆(6-2)进入尾锥节流口(5-1)的阶段设置为剩余行程占全行程的10?15%左右，由于阀瓣(3)在回座至接近关闭位置时阀瓣⑶外侧(倒流介质的流出侧)的压力已下降至接近最低，因而阀瓣⑶仍会以一定的速度继续前移，封闭在阀瓣(3)和阀体内胆(1-2)的内部空腔的介质因此而被逐渐扩容而使空腔内的压力下降，使阀瓣(3)减速直至关闭(图15)。上述的缓闭保护的设置能够有效地保护密封面和阀门免受冲击破坏。
[0060]实施例二用于气体介质的缓闭保护结构与实施例一的用于液体介质的缓闭保护结构仅阻尼瓣(6)的结构不一样，而且两种阻尼瓣(6)与阀杆(4)的连接结构和尺寸也相同，因而在能够根据介质的不同状态而选择和构建有针对性、适配性更好的缓闭保护结构的同时也方便了生产组织。
[0061]本实用新型的技术方案所提出的缓闭保护结构具有结构简单的优点，该结构在零件数量上只比不带缓闭保护的常规结构增加了一个零件-阻尼瓣，因而产品制造简单、生产成本低。当用户所采购的产品没有缓闭保护要求时，带缓闭保护结构和不带缓闭保护的常规结构的产品在装配时的转换也较为简单，只要在阀杆末端不装阻尼瓣、同时将尾锥体前端的尾锥节流口部位按图样要求通过车削去除后装配，便组成了符合不带缓闭保护的常规结构产品图样要求的产品，见图16所示。
[0062]因为本实用新型的缓闭保护结构设置在阀门内腔中，且缓闭保护机构的工作介质为工况介质，因而阀门无外露油压管路和介质旁通管，产品在安装使用中不容易产生损坏，也无需加油，并且也不存在旁通管的堵塞和冻结问题；由于阀门上无外置结构，因而不存在外泄漏隐患且不存在填料摩擦阻力阻碍阀瓣运动的问题；由于本实用新型的缓闭保护在结构上并非是通过阀瓣接近关闭位置时撞击和推动缓闭结构的活塞杆，因此不存在阀瓣与缓闭机构的冲击和碰撞以及零件的卡阻或拉伤，缓闭保护结构的工作更为可靠；因为缓闭保护结构为内置结构，无非金属的密封件，因而阀门的工作温度不会受到限制，只需要根据工作温度和介质的其它特性来选择相应的零件材料，便能够使阀门在所需的任何工作温度下工作。
[0063]以上结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作了具体的说明，但这些附图和说明不能被理解为限制了本实用新型的范围。本【技术领域】的技术人员应该知晓，本实用新型不受上述实施例和附图的限制，其保护范围由所附的权利要求书所界定，任何在不超出本实用新型权利要求书所界定的范围内的各种改动、变型所形成的技术方案，均没有偏离本实用新型的精神和技术实质，仍然会属于本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，它包括阀体(I)、阀瓣(3)、位于阀体(I)入口侧内壁并与阀体(I)密封连接的阀座(2)、通过螺纹和焊缝与阀瓣(3)连接为一体的阀杆(4)、安装于阀杆(4)尾端的阻尼瓣(6)、通过螺纹连接安装于阀体(I)的阀体内胆(1-2)尾端且外表面的基本形状为尖部朝向阀体(I)出口方向的锥形的尾锥体(5)、固定安装于阀体(I)的阀体内胆(1-2)中腔的弹簧座(12)和弹簧(11)，其特征在于:尾锥体(5)的内部为空腔一尾锥腔室(5-2)，尾锥体(5)上设置有由多个从其锥形外表面向内的通孔组成的尾锥导流群孔(5-3)，在尾锥体(5)上朝向阀门入口方向的前端设置有圆形的尾锥节流口(5-1)，在阀门全开时，安装于阀杆(4)尾端的回转体形的阻尼瓣(6)位于尾锥腔室(5-2)内；在阀瓣(3)前部的冠状的阀瓣主体部分一阀瓣冠部(3-1)向后设置有圆筒形的阀瓣筒体(3-3)，阀瓣筒体(3-3)的外圆与阀体内胆(1-2)前端的内孔一内胆导向孔(1-3)配合；在弹簧座(12)后端的台阶平面处还设有多个连通阀瓣冠部(3-1)、阀瓣筒体(3-3)及阀体内胆(1-2)之间的内部空腔与尾锥体(5)之间的通孔-通流孔(13)。
2.根据权利要求1所述的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其特征在于:所述的阀瓣⑶前部的阀瓣冠部(3-1)的外表面的形状为:中部为向前凸向阀体⑴入口侦彳、表面为向内凹入的圆弧形回转面，凹入的圆弧形回转面向外侧则为向外鼓出的圆弧形回转面，两段圆弧形回转面相切而形成光滑连接的流线型流道表面。
3.根据权利要求1所述的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其特征在于:所述的阻尼瓣(6)的外圆直径与尾锥节流口(5-1)的孔径相当。
4.根据权利要求1所述的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其特征在于:所述的阻尼瓣(6)的前侧外周带有锥面。
5.根据权利要求1所述的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其特征在于:阀体(I)的壳体与阀体内胆(1-2)之间以均布的几个连接筋板(1-1)相连接，连接筋板(1-1)的形状为两端以圆弧面向前收小的流线型板状结构。
6.根据权利要求1所述的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其特征在于:所述的尾锥导流群孔(5-3)的外侧孔口起启段为铣刀从锥面处向内铣入的台阶孔，通孔从台阶孔平面处向内钻过至尾锥腔室(5-2)。
7.根据权利要求1所述的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其特征在于:在所述的弹簧座(12)两端的内孔处分别设置有前导向套(10)和后导向套(16)，阀杆(4)的光杆表面与前导向套(10)、后导向套(16)的内孔装配后为滑动配合；前导向套(10)和后导向套(16)及阀杆(4)的表面装配前均经过化学热处理进行表面强化。
8.根据权利要求1所述的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其特征在于:前导向套(10)和后导向套(16)装入弹簧座(12)两端的安装台阶孔后，在每端的安装孔的孔口所加工的环槽内装入孔用弹性挡圈(17)，每个环槽内装入两个孔用弹性挡圈(17)。
9.根据权利要求1所述的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其特征在于:所述的阀瓣(3)的阀瓣筒体(3-3)部分为以圆筒形零件与阀瓣冠部(3-1)在粗加工后相焊接而成，两者焊接后成为一个整体经精加工形成阀瓣(3)。
10.根据权利要求1所述的关闭末段带缓闭保护功能的低流阻轴流式止回阀，其特征在于:阀内设置有内外同心配置、旋向相反的双弹簧。
【文档编号】F16K15/02GK204083378SQ201420502888
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】章华 申请人:章华