专利名称：活塞助开逆止阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种阀门，特别涉及一种活塞助开逆止阀。
技术背景逆止阀可以防止管道内介质倒流、回流而发生亊故，现场各介质 系统中大量使用逆止阀。润滑油系统、循环水系统、蒸汽系统等，都 可以看到逆止阀的使用。由于各种系统的性质差异比较大，对逆止阀 除了要求实现防止介质倒流、回流外，还会附加一些特殊要求。比如， 逆止阀的密封性能、关闭速度、开启的压差值。图1为常见逆止阀结构示意图，逆止阀包括入口 1、出口 2、壳体 3、阀板4。如图所示，从其结构中可以看到，逆止阀要正常开启，即 阀板4左摆，要满足以下条件P！ x Sd x L > P2 x SD x L +M0 ( 1 )其中P,为阀板前压力，P2为阀板后压力，Sd为密封面内径包含面 积Sd =7ixd2/4， SD为密封面外径包含面积SD =7txD2/4， Mo为阀板、 连杆重力对O点力矩，L为O点至阀板中心线距离。从逆止阀结构中可以看到，M0 >0， SD>Sd ，要使上述公式(1 )成立，P,必需大于P2。为解释方便，简化等式，令Mo-0;压力下降率5产(P广P2)/P,; D=d+2t 。(其中t为密封面管道壁厚i)公式(1)可以简化成 P, x Sd > P2 x SD
把5产(P,-P2) /P,、 D-d+2t代入上公式，得<formula>formula see original document page 4</formula> (2)
<formula>formula see original document page 4</formula> (3)
从逆止阀的结构可以看到，d、 t均为大于0的正数，D〉2t,因此 可以得到0< 5 ， < 1。
因为5,〉0。所以，逆止阀开启时进、出口压力存在压力差必定的。
不考虑Mo值，可以利用上述公式和阀门的尺寸，计算出逆止阀开启时 压力下降率5。
逆止阀要顺利开启，必须在逆止阀入口 1、出口 2间有一定的压差 率。这个现象对油泵采用容积泵的系统而言，问题并不大，因为容积 泵出口逆止阀没有打开，泵的流量几乎为0，泵出口压力会迅速上升， 在系统压力没有变化的情况下达到逆止阀入口 、出口间有压差率比较容易。
对油泵采用离心泵的系统，情况就不一样了。图2为离心泵特性 曲线，离心泵正常运行流量应该控制在核定流量Qe (B点)附近，如 果泵流量为0，也就通常讲的"打闷泵"，其最高扬程H也只能上升到 A点。如果泵出口压力已经达到A点值，而逆止阀入口、出口间压力 差没有达到一定的压差率，逆止阀就不能打开。
遇到此情况，会出现二个结果。(1)系统压力逐步下降，逆止阀 出口压力跟着下降，逆止阀入口压力保持不变，当逆止阀入口、出口 间压力差达到一定的压差率，逆止阀打开，这样，系统压力实际上出
现了波动。(2)系统压力在其他泵作用下，压力没有出现下降，逆止 阀始终不能打开。此时，离心泵没有流量，处于"打闷泵"状态。离 心泵在一定时间内"打闷泵"是允i午的，如果"打闷泵"时间过长， 泵内介质温度会逐步上升，最终会由于介质温度高而造成泵的部件烧 毁。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种活塞助开逆止阀，通过增 加一个助开活塞部件，消除或控制逆止阀开启的进、出口压力差，达 到在泵切换运行时，系统压力的稳定。
为实现上述目的，本实用新型的活塞助开逆止阀，由入口、出口、 壳体、阀板构成，在入口与阀板之间还有一助开活塞，在所述助开活 塞与壳体组成的腔室与出口的腔室之间设有一平衡通道。
为实现上述目的，本实用新型的活塞助开逆止阀还可以是由入 口、出口、壳体、阀板构成，在入口与阀板之间还有一助开活塞，在 所述助开活塞与壳体组成的腔室与壳体外部之间设有一平衡通道。
所述平衡通道与压力控制回路中的溢流阀相连。
采用本实用新型的活塞助开逆止阀，可以人为控制逆止阀开启时 阀板前、后的压力差，也可以实现无压力差开启，有利系统压力的稳 定，减少各类故障的发生。
图1为常见逆止阀结构示意图2为离心泵特性曲线；
图3为本实用新型的活塞助开逆止阀的一个实施例的结构示意图； 图4为活塞助开逆止阀的工作原理图5是本实用新型的活塞助开逆止阀的另一个实施例的结构示意
图6为助开活塞左侧的介质压力P3压力控制回路。
具体实施方式
图3为本实用新型的活塞助开逆止阀的一个实施例的结构示意图， 如图所示，活塞助开逆止阀包括入口 21、出口22、壳体23、阀板24、 助开活塞25，助开活塞25位于入口 21和阀板24之间，在助开活塞 25与壳体23组成的腔室与出口 22的腔室之间设有一平衡通道26。同 常规逆止阀比较，有以下区别常规逆止阀入口处只是普通的通道， 本实用新型的逆止阀对原通道进行了改进，在通道内增加一个助开活 塞25，活塞可以左右移动，当活塞左移，活塞左端将推动阀板4左摆， 则逆止阀开启。活塞右端同入口管道相同，左端通过平衡通道26同出 口腔连通。
图4为活塞助开逆止阀的工作原理图，其工作原理是在逆止阀 未开启时，助开活塞25右侧介质压力等于Pl值，左側压力因为平衡 通道26作用，介质压力值为P2。如果存在开启压力差时，助开活塞将 向左移动，增加开启的力量，使开启压力差率有所下降。逆止岡要正 常开启，要满足以下条件
P,SdXL + P！ (SH-Sd) xi^P2SD + P2 (S『Sd) xL+Mo (4)
式中P,阀板前介质压力 P2阀板后介质压力
Sd密封面内径包含面积Sd =7ixd2/4
SD密封面外径包含面积SD =7txD2/4
SH助开活塞外径包含面积SH =9ixH2/4
M0阀板重力、连杆重力、活塞移动摩擦力对O点力矩
L连杆销(O点)至阀板中心线距离
同样，暂时不考虑Mo,令Mq-O压力下降率§2= (P广P2)/P1; D=d+2t。公式(4)可以简化成
Sgl-[ d2+ (H2-d2)]/ [D2+ (H2-d2)] ( 5 )
令公式(2)、公式(5)中d、 D、 t相同，比较5,和S2大小。
- S2=l-(d/D)2 - {l-[ d2+ (H2-d2)]/ [D2+ (H2-d2)]}
=[(H2-d2) (D2-d2) ]/ D2[D2+ (H2-d2)]
因为从阀结构中可以看到(H2-d2) >0; (D2-d2) >0; D2>0，
所以:- S2= [ (H2-d2) ( D2-d2) ]/ D2[D2+ (H2-d2) ] > 0
对公式(5 )进行分析
S^l-[ d2+ (H2-d2)]/ [D2+ (H2-d2)]从逆止阀结构中可以看出， D 〉d ; H >d所以[d2+(H2-d2)]/[D2+(H2-d2)] < 1
<formula>formula see original document page 8</formula>
综合以上分析可以看出，通过增加助开活塞后，52〈S,，说明逆止
阀开启时压力下降率有所改善；32>0说明这样的设计仍然存在逆止阀 开启时压力有所下降。
图5是本实用新型的活塞助开逆止阀的另一个实施例的结构示意 图，如图所示，活塞助开逆止阀包括入口 21、出口 22、壳体23、阀板 2《助开活塞25，在助开活塞25与壳体23组成的腔室与壳体23外部 之间设有一平衡通道27。
同上述实施例比较，区别在活塞左端腔室不再同逆止阀出口相连， 而被引到逆止阀阀体外部。由于腔室被引到阀体外部，就可以通过图6 所示的溢流阀对助开活塞25左侧的介质压力P3值进行控制、调整， 压力值调整的范围理论上是0~P1之间，实际考虑到润滑油梨度等因 素，P3压力值不可能为0。
从图5中，可以得出逆止阀开启时平衡式
<formula>formula see original document page 8</formula>式中阀板前介质压力
P2阀板后介质压力
P3活塞左端介质压力
Sd密封面内径包含面积Sd =n xd2/4
SD密封面外径包含面积So =tt xD2/4
SH助开活塞外径包含面积SH =ttxH2/4
M0阀板重力、连杆重力、活塞移动摩擦力对O点力矩 L连杆销(O点)至阀板中心线距离
为简化方便，令Mo=0， P3=0，压力下降率53= (P广P2) / P,， 公式(6)可以简化成
P,Sd+P, (SH-Sd) >P2SD (7)
把53= (P「P2) /P,代入公式(7)中可以得到
53> 1-SH/SD=1-H2/D2 (8)
从公式(8)中可以看到，在不考虑摩擦力、P3活塞左端介质压 力和Mo情况下，
当H=D 5 3=0
当H〉D，则53<0。
这说明当H〉D，在活塞作用下，就可以在P,〈P2情况下，开启逆 止阀，也就是逆止阀在进口压力低压出口压力情况下，逆止阀已经打 开。这样的现象在一般情况下是不允许发生的。但是，这个现象说明， 在H>D情况下，活塞增加的助开力有富裕量。可以在设计中，利用 富裕助开力克服活塞运动的摩擦力、弹簧力、M0、 P3产生的阀板开启 的阻力，从而实现无压力差开启逆止阀。
由于摩擦力等开启阻力精确计算有困难，加工中也存在一定误差，
正好利用活塞左端介质压力P3可以调整的特性，来抵消这些误差产生 的阀板开启力。P3压力值可以用溢流阀无级调整控制。
图6为助开活塞左侧的介质压力P3压力控制回路。如图所示逆止
阀开启时，助开活塞左侧得腔室介质通过溢流阀31回油箱34,此时 P3压力受到溢流阀31控制，而溢流阀31设定值是可以人为调整的。 逆止阀关闭时，腔室容积增加，需要吸入介质，此时介质直接通过单 向阀32，快速补充到腔室中。为防止空气进入腔室中，溢流阀31和单 向阀32右側管道必须有部分高出逆止阀，如果腔室容积大于高出部分 管道内部容积，最好设置储油罐33,储油罐33容积大于腔室容积，这 样就可以防止空气加入腔室中。空气进入腔室中，会造成P3压力值不 稳定。
权利要求1、一种活塞助开逆止阀，由入口、出口、壳体、阀板构成，其特征在于，在入口与阀板之间还有一助开活塞，在所述助开活塞与壳体组成的腔室与出口的腔室之间设有一平衡通道。
2、 一种活塞助开逆止阀，由入口、出口、壳体、阀板构成，其特 征在于，在入口与阀板之间还有一助开活塞，在所述助开活塞与壳体 组成的腔室与壳体外部之间设有一平衡通道。
3、 如权利要求2所述的活塞助开逆止阀，其特征在于，所述平衡 通道与压力控制回路中的溢流阀相连。
专利摘要本实用新型涉及一种活塞助开逆止阀。该活塞助开逆止阀由入口、出口、壳体、阀板构成，在入口与阀板之间还有一助开活塞，在所述助开活塞与壳体组成的腔室与出口的腔室之间设有一平衡通道。采用本实用新型的活塞助开逆止阀，有利系统压力的稳定，减少各类故障的发生。
文档编号F16K15/00GK201031980SQ20072006898
公开日2008年3月5日 申请日期2007年4月16日 优先权日2007年4月16日
发明者孙颖杰, 徐维山, 须文彪 申请人:宝山钢铁股份有限公司