专利名称：一种平衡阀及压力系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及压力控制技术领域，特别是涉及一种平衡阀。本发明还涉及一种具有上述平衡阀的压力系统。
背景技术：
平衡阀是一种自动阀门，在某些行业中，由于介质(各类可流动的物质)在管道或容器的各个部分存在较大的压力，为保护设备安全需要在相应的管道或容器之间设置平衡阀。平衡阀能不借助任何外力而只利用介质本身的力来排出一定数量的流体或气体，以防止系统内压力超过预定的安全值，当压力恢复正常后，再自行关闭并阻止介质继续流 出。
请参考图1，图I为现有技术中一种典型的平衡阀的结构示意图。如图I所示，该平衡阀包括阀体I、压紧螺丝4、螺旋弹簧3以及密封垫5等，阀体上设置有介质的进口 A和出口 B，进、出口的连通通道上设置有阀芯2，阀芯2、阀体I以及设置于阀体I上的压紧螺丝4组成一空腔，空腔内设置有螺旋弹簧3，螺旋弹簧3对阀芯2的压紧力可以根据平衡阀工作的压力系统进行设定；密封垫5设置于阀芯2与阀体I的进口之间，密封垫5可以对阀体I的进口 A进行密封，达到切断内部流通介质的目的。平衡阀工作时，首先将平衡阀连入压力系统中，当进口 A压力超过螺旋弹簧3的预紧力时，阀芯2和密封垫5将开启，这时连通平衡阀的进口 A和出口 B，使介质进行流动，达到泄压的目的。阀芯的反复运动，介质也容易进入螺旋弹簧的密封腔内，当进入密封腔的介质达到一定程度时，将会增加平衡阀的开启压力。现有技术中为了解决平衡阀的空腔内介质的流出问题，通常增大阀体I与阀芯2之间的配合间隙，在阀芯2开启时，部分介质可以从该间隙中可以流出空腔，但是在阀芯2开启后逐渐上升过程中，空腔内介质的流出是比较困难的，容易造成空腔内部压力的增大，影响阀芯2的继续开启。空腔内介质的压力也会增加。并且，当阀芯2与阀体I间的配合间隙比较大时，阀芯2在上升过程中，由于空腔内部介质的压力作用，阀芯2容易产生运动不平稳现象，影响产品的可靠使用。因此，如何提供一种平衡阀，其空腔内部的介质容易排除，不增加阀芯的开启压力，且阀芯运动稳定，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的一个目的旨在提供一种平衡阀，其空腔内部的介质排出比较容易。本发明的另一个目的旨在提供一种具有上述平衡阀的压力系统。为实现上述目的，本发明提供了一种平衡阀，包括阀体以及设置于所述阀体的内部、且能开启或关闭所述阀体的介质进口的阀芯，并且所述阀芯远离所述介质进口的另一侧具有空腔；所述空腔的腔体壁上设置有连通所述空腔外部的通道，且所述通道于所述腔体壁上的开口位于所述阀芯的最大开启行程位置的外侧。优选地，所述通道为连通所述空腔和所述阀体的介质出口的内部通道。优选地，所述内部通道为横截面呈圆形的通孔。优选地，所述通孔的直径与所述介质进口的直径比值为大于或等于0. 1，且小于或等于0. 55。优选地，所述阀芯的外周壁与所述阀体的内周壁相贴合。优选地，所述阀芯与所述阀体接触的工作面上设置有密封垫，所述密封垫的径向尺寸大于所述介质进口的径向尺寸。
为实现另一目的，本发明还提供一种压力系统，包括压力管道以及与所述压力管道连接的平衡阀，所述平衡阀为上述任一项所述的平衡阀。优选地，具体为制冷压力系统。本发明所提供的平衡阀包括阀体以及设置于所述阀体的内部、且能开启或关闭所述阀体的介质进口的阀芯，并且所述阀芯远离所述介质进口的另一侧具有空腔；所述空腔的腔体壁上设置有连通所述空腔外部的通道，且所述通道于所述腔体壁上的开口位于所述阀芯的最大开启行程的外侧。本发明中的平衡阀连入系统使用时，由于该平衡阀中连通阀芯运动的空腔与其外部的连通通道于腔体壁上的开口位置在阀芯开启最大行程的外侧，阀芯开启过程中，空腔内部的介质可以通过该通道比较顺畅流出空腔，有利于阀芯的顺利平稳开启，同时可以减小阀体上端部的受力，有利于平衡阀自身工作的安全可靠以及提高平衡阀的使用寿命。一种优选的实施方式中，所述通道为连通所述空腔和所述平衡阀的介质出口的内部通道。上述平衡阀中空腔内的介质可以通过介质出口回到系统中进行循环利用，不仅避免了将介质排入外界对空气产生的副作用，而且充分回收了资源，减少介质的消耗，有助于降低成本。
图I为现有技术中一种典型平衡阀的结构示意图；图2为本发明所提供平衡阀的一种具体实施方式
的结构示意图。其中，图I中附图标记与部件名称之间的对应关系为I阀体；2阀芯；3螺旋弹簧；4压紧螺丝；5密封垫。其中，图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为11阀体；12阀芯；13通孔；14弹性元件；15压紧螺丝；16阀帽；17销；18密封垫；E介质进口疋介质出口 ；D介质进口的直径；d通孔的直径。
具体实施例方式本发明的一个核心旨在提供一种平衡阀，其空腔内的介质排出比较容易。本发明的另一个核心旨在提供一种包括上述平衡阀的压力系统。不失一般性，本文以平衡阀在制冷压力系统中的应用为例进行介绍，本领域内技术人员应当理解，也不排除本发明所提供的平衡阀在其他领域产品中的应用。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。请参考图2，图2为本发明所提供平衡阀的一种具体实施方式
的结构示意图。制冷压力系统中可以包括压缩机、冷凝器以及蒸发器等换热零部件，它主要用于暖通空调系统，实现环境温度的调节。压缩机的作用是借助外力将来自蒸发器的低温、低压的介质转化为高温、高压的介质，然后将高温、高压的介质输送至冷凝器中，为了防止制冷压力系统中的介质压力过高，破坏冷凝器等零部件，一般在制冷压力系统中设置平衡阀。在一种具体实施方式
中，本发明所提供的平衡阀的结构如图2所示，平衡阀包括阀体11以及设置于阀体11内部的阀芯12，阀芯12能够开启或关闭阀体11的介质进口 E，并且阀芯12远离介质进口 E的另一侧具有空腔，空腔可以是由阀体11、阀芯12以及设置于阀体11上端部的压紧部件组成，也可以是其他方式形成；该空腔的腔体壁上设置有连通空 腔外部的通道，且通道于腔体壁上的开口位于阀芯12的最大开启行程位置的外侧。需要说明的是，上述阀芯12的最大开启行程的外侧是以阀芯12为参考，指向介质进口方向为内侧，相反方向即为外侧。所述空腔外部可以指外界环境，也可以指外部设备，只要能满足空腔内部的介质顺畅流出的空间即可。空腔与外部的连通方式可以有多种方式，空腔的腔体壁通过通道可以直接与外界或设备连通，也可以间接连通，即空腔先与平衡阀的介质出口连通，再通过介质出口端连通外部环境或设备，无论哪种方式只要能实现平衡阀工作时空腔内部气体或液体等介质的畅通排出即可。本发明的平衡阀使用时，首先根据制冷压力系统中冷凝器等所能承受的压力，设置平衡阀开启的安全压力值，然后将该平衡阀接入制冷压力系统的合适位置；当介质压力大于安全压力值时，阀芯12将被介质顶起，平衡阀的介质进口 E与介质出口 F连通，介质从介质出口 F流出(介质的流动方向如图2中箭头所示)，从而实现制冷压力系统内部压力的释放。本发明中的平衡阀使用时，由于该平衡阀中连通阀芯12运动的空腔与其外部连通的通道在腔体壁上的开口位置于阀芯12开启最大行程的外侧，阀芯开启过程中，空腔内部的介质可以通过该通道比较顺畅流出空腔，有利于阀芯的顺利平稳开启，同时可以减小阀体11上端部的受力，有利于平衡阀自身工作的安全可靠以及提高平衡阀的使用寿命。平衡阀开启压力的设定可以通过选择平衡阀中合适规格的弹性元件14来实现，弹性元件14可以设置于空腔中，一端连接阀体11上端部的压紧螺丝15，另一端连接下部的阀芯12，并且在弹性元件14的弹力作用下阀芯12可以被压紧于阀体11的阀座上，弹性元件14可以是螺旋弹簧，也可以是橡胶弹簧等其他类型的元件。一般地，制冷压力系统中常用的介质包括氟里昂、氨、烃类以及它们的混合物等，这些介质直接排放到空气中，均会对环境产生一定的副作用。因此，在一种优选的实施方式中，空腔连通外部的通道可以是连通空腔和阀体11的介质出口的内部通道；上述设置方式，空腔内的介质可以通过平衡阀的介质出口回到制冷压力系统中进行循环利用，不仅避免了将介质排入外界对空气产生的副作用，而且充分回收了资源，减少介质的消耗，降低成本，并且无需为回收介质设立专门的管道，简化了制冷压力系统管路的布置，进一步降低成本。具体地，连通空腔和介质出口 F的内部通道可以为横截面呈圆形的通孔；通孔可以在钻床上进行加工，钻床加工操作比较方便，效率比较高。通孔径向尺寸的大小可以通过理论计算或实践经验确定。在一种优选的实施方式中，通孔的直径d与平衡阀的介质进口 E的直径D比值可以为大于或等于0. 1，且小于或等于0. 55。当通孔的直径d与平衡阀的介质进口 E的直径D比值小于 0. I时，通孔的直径d会比较小，相应加工时所需要的刀具也比较细，刀具容易折断，同时通孔的直径d比较小，也不利于空腔内部介质的迅速排除，影响阀芯12运动的平稳性，从而达不到设置通孔的目的。此外，当通孔的直径d与平衡阀的介质进口 E的直径D比值大于0. 55时，相对同样大小的介质的进口直径D，通孔的直径d比较大，平衡阀相应部位(通孔开设处)的壁厚就比较薄，不能满足产品的使用强度需求。但是，如果为了满足平衡阀的使用要求，增加通孔开设处的壁厚，那么平衡阀的尺寸就会变大，产品的安装需要更大的空间，不利于在原本安装紧凑，空间紧张的制冷设备上普及应用，也不利于旧设备中平衡阀的更新维护，并且平衡阀的成本相应也会增加。因此，d/D的比值处于该范围内，既可以保证空腔内介质的顺利排除，有利于阀芯的稳定移动，又不影响平衡阀的使用强度。具体地，阀芯12的外周壁与阀体11的内周壁可以相贴合,此处所述的阀体的内周壁可以理解为空腔的内周壁，也可以理解为满足阀芯12运动范围的阀体11的内周壁。与现有技术中的两者间隙配合相比，本发明所提供的平衡阀中阀芯12与介质进口 E之间的密封性更加可靠，并且增加阀芯12移动的稳定性，增加产品工作性能的稳定。在一种具体实施方式
中，为了增加阀芯12与介质进口 E之间的密封性以及缓冲阀芯12与阀体11之间的冲击力，可以在阀芯12与阀体11接触的工作面上设置密封垫18，密封垫18的径向尺寸大于介质进口 E的径向尺寸。密封垫可以嵌套于阀芯中，也可以周壁与空腔的内周壁相配合；密封垫可以保证制冷压力系统工作所需的工作压力，降低介质进入空腔的几率。在一种具体实施方式
中，平衡阀还可以包括设置于阀体11的上端部的阀帽16，阀帽16的内腔周壁与所述阀体11的外周面相配合；阀帽16可以通过销17连接到平衡阀的阀体11上。阀帽16的设置有利于加强阀体11上压紧螺丝15的固定，防止压紧螺丝15使用中发生松动，导致平衡阀失效，并且还可以防止非专业人员对平衡阀内部弹性元件14的改动。需要说明的是，本文中所使用的上、下等方位词，为针对平衡阀于图2中所示位置而言，只是为了表述方便，本领域内技术人员应当理解，本文中所使用的方位词不应限制本发明的保护范围。除了上述平衡阀，本发明还提供一种包括上述平衡阀的压力系统，包括压力管道以及与所述压力管道连接的平衡阀，由于上述的平衡阀具有上述技术效果，具有上述平衡阀的工程机械也应该具有相应的技术效果。在一种具体的实施方式中，压力系统具体可以为制冷压力系统。上述制冷压力系统的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。以上对本发明所提供的一种平衡阀及其压力系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。 ·
权利要求
1.一种平衡阀，包括阀体(11)以及设置于所述阀体(11)的内部、且能开启或关闭所述阀体(11)的介质进口(E)的阀芯(12)，所述阀芯(12)远离所述介质进口(E)的另一侧具有空腔；其特征在于，所述空腔的腔体壁上设置有连通所述空腔外部的通道，且所述通道于所述腔体壁上的开口位于所述阀芯(12)的最大开启行程位置的外侧。
2.根据权利要求I所述的平衡阀，其特征在于，所述通道为连通所述空腔和所述阀体(11)的介质出口(F)的内部通道。
3.根据权利要求2所述的平衡阀，其特征在于，所述内部通道为横截面呈圆形的通孔。
4.根据权利要求3所述的平衡阀，其特征在于，所述通孔的直径(d)与所述介质进口的直径(D)比值为大于或等于0. 1，且小于或等于0.55。
5.根据权利要求4所述的平衡阀，其特征在于，所述阀芯(12)的外周壁与所述阀体(11)的内周壁相贴合。
6.根据权利要求5所述的平衡阀，其特征在于，所述阀芯(12)与所述阀体(11)接触的工作面上还设置有密封垫(18)，所述密封垫(18)的径向尺寸大于所述介质进口(E)的径向尺寸。
7.一种压力系统，包括压力管道以及与所述压力管道连接的平衡阀，其特征在于，所述平衡阀为权利要求I至6任一项所述的平衡阀。
8.根据权利要求7所述的压力系统，其特征在于，具体为制冷压力系统。
全文摘要
本发明公开了一种平衡阀，包括阀体以及设置于所述阀体的内部、且能开启或关闭所述阀体的介质进口的阀芯，并且所述阀芯远离所述介质进口的另一侧具有空腔；所述空腔的腔体壁上设置有连通所述空腔外部的通道，且所述通道于所述腔体壁上的开口位于所述阀芯的最大开启行程位置的外侧；由于该平衡阀中连通空腔与其外部连通的通道在腔体壁上的开口位置于阀芯开启最大行程的外侧，阀芯开启过程中，空腔内部的介质可以通过该通道比较顺畅流出空腔，有利于阀芯的顺利平稳开启，同时可以减小阀体上端部的受力，有利于平衡阀自身工作的安全可靠以及提高平衡阀的使用寿命。此外，本发明还提供了一种包括上述平衡阀的压力系统。
文档编号F16K17/164GK102748514SQ201110096010
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者彭勇 申请人:浙江三花股份有限公司