专利名称：随动单向阀、一种气体通断控制机构及气体通断控制方法
技术领域：
本发明适用于手动气体造压设备，特别涉及采用多级增压机构制造高压气体泵中使用的单向阀结构，还涉及使用该单向阀控制气体连通或截止的机构和方法。
背景技术：
在压力仪表校验行业中，一般采用气体造压泵，用于压力计量器具的检定工作造压设备。过去的气体泵都是一级造压，受压缩比限制，只能产生比较低的压力，随着工业发展和技术的进步，现在的工业压力设备承受的压力越来越高，与其配套的压力监测仪表压力相应提。在压力仪表校验过程中，气体造压是比较干净、环保的，没有液体带来的对环境和压力系统污染，所以用高压气体来检定压力仪表需求也越来越强烈。在此情况下申请人曾开发了多次增压手动气泵，用小的力量产生高的压力，但装配于其中的为传统的单向阀，需要单独给出安装和密封的方式，往往会出现产品结构复杂，安装体积偏大，可靠性降低等问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构紧凑、使用方便的随动单向阀，以及利用该单向阀的体积小、构成简单、连通和截止性能高效的气体通断控制结构，并提供一种便于操作的气体通断控制方法。本发明一种随动单向阀，包括单向阀基体、O型密封圈、组合密封件和螺纹压环，其中:所述单向阀基体为环帽形式，分为基部、连接基部的沿部和螺接部，基部和沿部连接处呈外锥面，锥面上设半圆的凹槽；组合密封件由弹性密封圈和耐磨外密封环组成，外密封环分为厚底部和薄颈部，弹性密封 圈套装在薄颈部；组合密封件装在单向阀基体内基部和沿部组成的槽内，且外密封环紧抵基部；螺纹压环从单向阀基体的螺接部旋入基体内，螺纹压环和弹性密封圈接触，通过螺接压紧组合密封件；O型密封圈套入单向阀基体前端所设的凹槽内。本发明一种气体通断控制机构，包括相对运动的机体部件和同轴置于其中的轴类部件，其中，前述随动单向阀装配于轴类部件的轴向运动密封部分，且随动单向阀外侧与机体部件内壁有间隙；机体部件的进气端内壁设计成与所述单向阀基体前端外锥面相配合的锥配合面，且在机体部件的排气端内壁设限位机构。所述限位机构为在机体部件的排气端内壁设孔用卡簧槽，其中锁装有限位用弹簧卡簧。所述单向阀基体前端外锥面和机体部件的锥配合面同圆心。本发明一种气体通断控制方法，使用前述气体通断控制机构，包括以下步骤:控制轴类部件向机体部件的进气端方向运动，使随动单向阀前端外锥面上的密封圈压紧机体部件的锥配合面，机体部件的进气端和排气端不通，气路断开；控制轴类部件向机体部件的排气端方向运动，使随动单向阀前端外锥面与机体部件的锥配合面分离，机体部件的进气端和排气端连通，气体可以从随动单向阀和机体部件之间的间隙从进气端向排气端流动。该气体通断控制方法中，轴类部件与机体部件相对运动行程，控制在小于或等于机体部件的锥配合面与限位机构之间的距离。采用以上方案，本发明提供了一种集成于传递受力的运动部件同轴运动、限制移动量可靠性的高压随动单向阀，其利用同轴运动时密封件与部件间滑动的摩擦力，单向阀随传力部件的运动方向控制气体连通和截止。单向阀随着受力输出部件的运动方向改变可靠地打开、关闭单向阀，对于气压造压产品提高寿命和可靠性是革命性的改变。气体通断控制结构可以节省空间，减少零件使用，简化了整体结构，提高整体可靠性；因其在无压力情况下单向阀连通或截止，造压系统还可以产生高真空。随动单向阀克服了传统单向阀依靠弹力复位截止，结构会产生一定的背压问题，传统单向阀需要一定的压力克服弹力打开单向阀，气体的压力不能推动单向阀时一直是截止状态，随动单向阀可以根据部件移动进行连通和截止气体流动控制，当用于气泵时会提高造压效率，单向阀控制在一定的范围内移动，所有零件都可以是需要的控制状态，可靠性远远高于传统的单向阀。
图1为本发明随动单向阀结构剖面图(显示截止状态);图2为单向阀基体结构图；图3为组合密封件结构图；图4为本发明随动单向阀连通状态及气流路线剖面图。图中主要部件标号为:01.机体部件；02.螺纹压环；03.单向阀基体；04.密封圈；
05.轴类部件；06.组合密封件；07.孔用弹簧卡簧。
具体实施例方式本发明的设计思路为:气体单向流动控制阀(简称单向阀)随相对运动的两个部件在限定的空间打开或反向运动时关闭密封，单向阀和其中一个部件集成在一起，因此称为“随动单向阀”;单向阀内部有组合密封件把相对运动部件两侧气体交换隔离开，外部做成锥面，在锥面的凹槽中加密封圈，锥面可以防止密封圈脱落，把单向阀中心有组合密封件的内孔穿过其中一个相对运动部件后，再放入另一相对运动部件与单向阀锥面配合的孔中，用孔用弹簧卡簧(或其他限位机构)限制单向阀的移动距离，这样就形成了一个随动单向阀。当相对运动部件向锥面配合闭合方向运动时，单向阀关闭，由于内部也有组合密封件，阻止了气体向运动方向流动；当远离锥面配合运动时，锥面配合的密封圈产生间隙，一侧高压气体可以向部件运动方向流动，这样就完成了气体流动单向截止的功能。本发明通过单向阀与运动部件集成的方式，改变传统单向阀靠弹性材料施力压紧密封方式，同时通过单向阀与运动部件集成在一起，可以把需要控制的气体流向两侧的需要的动力传递出来，运用同一轴向的运动，控制不同的运动行程，完成气体单向流动控制和力的传递，可以做到无压力时单向阀也可以开启和关闭。本发明可以用于气体压力范围比较宽的设备中，特别是多次增压的设备中，是一种全新的单向阀模式。
本发明在相对运动的两个部件中，利用轴类部件在轴向运动密封部分集成随动单向阀，单向阀和另一个部件组成单向阀锥形密封面，根据轴相对运动方向的改变控制单向阀移动，形成连通和截止两个状态；单向阀内部的组合密封和轴类部件间的滑动密封形成了两个部件间的密封，集成在轴类部件的随动单向阀由另一部件限制移动位置。以下结合附图详细说明:本发明提供的随动单向阀结构如图1、图4所示，包括单向阀基体03、O型密封圈
04、组合密封件06和螺纹压环02，其中:单向阀基体03结构参见图2，为环帽形式，分为基部32、连接基部的沿部31和螺接部33，基部32和沿部31连接的前端呈外锥面，锥面上设半圆的凹槽34 ；组合密封件06结构参见图3，由弹性密封圈61和耐磨外密封环62组成，外密封环62分为厚底部和薄颈部，弹性密封圈61套装在薄颈部使弹性密封圈61和耐磨外密封环62装配为一体。组合密封件06装在单向阀基体03内基部31和沿部32组成的槽内，其装配方向如图1所示，耐磨外密封环62紧抵基部31，不能装反；螺纹压环02从单向阀基体03的螺接部33旋入基体03内，螺纹压环06和弹性密封圈61接触，通过螺接压紧组合密封06 ；O型密封圈04套入单向阀基体03前端所设的凹槽34内。通过以上各部件装配形成本发明的单向阀结构。使用中，该单向阀需先装配到一轴类随动体上，从随动体的轴类部件05有倒角的一端(图1中的排气端)，将单向阀中心孔从带组合密封件的一端(排气端)穿入，这样就把单向阀装到随动体上。单向阀和随动体一同装配在另一相对运动的机体部件01内(如一气体连通管)，如图1和图4标示，机体部件01的进气端的内壁设计成与单向阀基体03前端外锥面相配合的锥配合面11，当单向阀和随动体与机体部件01在轴向(图1中显示为水平方向)发生相对移动时，单向阀基体03前端外锥面会相对于基体部件01的锥配合面11压紧(如图1)或分离(如图4)。本发明中，机体部件01的结构和随动单向阀有锥配合面，把穿好随动单向阀的轴类部件05 —起按图示能够满足锥面配合的情况装配在一起，用孔卡簧工具把孔用弹簧卡簧07锁在机体部件01的卡簧槽12 (参见图4标示)内，完成随动单向阀、轴类部件和机体部件整体的组装，形成了一种新型的气体通断控制机构。该气体通断控制机构中，用弹簧卡簧07 (或其它限位部件)把随动单向阀限制在机体部件的一定的位置内移动，当机体部件和轴类部件相对运动时，由于外密封环62和轴类部件05密封处摩擦力带动单向阀在限制的范围内移动，轴类部件05和机体部件01改变运动方向，单向阀锥面上的O型密封圈04可以和机体部件01的锥配合面压紧或分离；密封环62和轴类部件05有力和运动传递，同时单向阀的作用也完成了。本发明中，随动单向阀被限制在机体部件中，在一定的范围内移动，机体部件中放置的弹簧卡簧(或其它限位零件)把单向阀限制在卡簧和锥配合面范围内移动；当轴类部件按不同方向运动时，单向阀由于摩擦力作用也随轴类部件在该范围内移动，这样形成单向阀的迅速连通和截止。本发明中，所述单向阀和相对运动的机体部件间要有一定的间隙；配合的锥形密封面，在单向阀锥形密封面上有环形槽，密封圈放置后不会脱落，这样单向阀带动密封圈一起移动。当单向阀和机体部件间锥形配合面脱开方向运动时，密封圈也移动，产生气体流动通道，反向移动时压紧密封圈形成密封截止。单向阀与轴类部件同轴安装，机体部件与单向阀配合的密封面也要同圆心，轴类部件进行轴向运动，带动单向阀移动。图1是当轴类部件05运动方向为向压紧单向阀配合锥面方向移动(如图1中箭头所示)时状态，此时单向阀基体03前端外锥面上的密封圈04压紧了机体部件01的锥配合面，机体部件01的进气端和排气端不通，气路被截止；图4是当轴类部件05运动方向为向离开单向阀配合锥面方向移动(如图4中轴类部件上箭头所示)时状态，单向阀基体前端外锥面与机体部件01的锥配合面分离，机体部件01的进气端和排气端连通，气体可以从单向阀和机体部件01之间的间隙从进气端向排气端流动，图4短箭头表示了气体流动的方向和路径。通过这样集成在部件上的随动单向阀就完成了气路通、止功能。因此，本发明提供一种气体连通或截止方法，在相对运动的两个部件中，利用其中的轴类部件05在轴向运动密封部分集成所述随动单向阀，单向阀和另一机体部件01组成单向阀锥形密封面，通过轴相对运动方向的改变控制单向阀移动，形成连通和截止两个状态。集成在轴类部件05的随动单向阀由机体部件01上的弹簧卡簧07限制移动位置。本发明中，在单向阀内部与轴类部件间填加组合密封件并由螺纹压环压紧，当轴类部件运动时，单向阀可以由组合密封件带来的摩擦力一起运动，也可以彼此间滑动，但其滑动面是密封的。本发明的随动单向阀可用于手动造压泵多次增压结构中，与传动部件集成在一起同轴移动，不再占用其它的空间体积，因而减小了整体设备的体积；另外单向阀动作可控，提高了可靠性，消除了单向阀失效的问题；单向阀随运动部件移动即完成其单向截止功能，提高了造压系统的造压效率，不需要克服一定的单向阀启动压力而产生的一定的背压。本发明具有如下特点:1.随动单向阀集成于两个相对运动的部件密封处，不占其它体积。2.轴类部件轴和随动单向阀件有组合密封产生摩擦力带动单向阀移动，彼此间滑动，单向阀状态只和轴类部件相对运动方向有关。3.随动单向阀状态可以控制，其可靠性可以大大提高，可以做到免维护状态。4.无需压力就可以连通、截止单向阀，没有剩余压力影响，气体流动效率会很高，直接提高整个产品的效率。5.随动单向阀和轴类部件集成在一起，安装简单可靠，都在一个定位轴上。6.零件较少，只是在原来部件密封处加上锥形配合移动面，制作成本较低。7.锥面配合加上O型密封圈结构，随动单向阀低压时密封效果好，高压时压紧间隙小，所以此单向阀可以承受较高压力。8.由于随动单向阀由运动部件带动其状态，可以产生较高的真空，一举两得。
权利要求
1.一种随动单向阀，其特征在于，包括单向阀基体、O型密封圈、组合密封件和螺纹压环，其中: 所述单向阀基体为环帽形式，分为基部、连接基部的沿部和螺接部，基部和沿部连接处呈外锥面，锥面上设半圆的凹槽； 组合密封件由弹性密封圈和耐磨外密封环组成，外密封环分为厚底部和薄颈部，弹性密封圈套装在薄颈部；组合密封件装在单向阀基体内基部和沿部组成的槽内，且外密封环紧抵基部; 螺纹压环从单向阀基体的螺接部旋入基体内，螺纹压环和弹性密封圈接触，通过螺接压紧组合密封件； O型密封圈套入单向阀基体前端所设的凹槽内。
2.一种气体通断控制机构，包括相对运动的机体部件和同轴置于其中的轴类部件，其特征在于，权利要求1所述随动单向阀装配于轴类部件的轴向运动密封部分，且随动单向阀外侧与机体部件内壁有间隙；机体部件的进气端内壁设计成与所述单向阀基体前端外锥面相配合的锥配合面，且在机体部件的排气端内壁设限位机构。
3.根据权利要求2所述气体通断控制机构，其特征在于，所述限位机构为在机体部件的排气端内壁设孔用卡簧槽，其中锁装有限位用弹簧卡簧。
4.根据权利要求2或3所述气体通断控制机构，其特征在于，单向阀基体前端外锥面和机体部件的锥配合面同圆心。
5.一种气体通断控制方法，其特征在于，使用权利要求2或3或4所述的气体通断控制机构，包括以下步骤: 控制轴类部件向机体部件的进气端方向运动，使随动单向阀前端外锥面上的密封圈压紧机体部件的锥配合面，机体部件的进气端和排气端不通，气路断开； 控制轴类部件向机体部件的排气端方向运动，使随动单向阀前端外锥面与机体部件的锥配合面分离，机体部件的进气端和排气端连通，气体可以从随动单向阀和机体部件之间的间隙从进气端向排气端流动。
6.根据权利要求书5所述的气体通断控制方法，其特征在于，轴类部件与机体部件相对运动行程，控制在小于或等于机体部件的锥配合面与限位机构之间的距离。
全文摘要
本发明随动单向阀、一种气体通断控制机构及气体通断控制方法，属于手动气体造压领域。该随动单向阀包括单向阀基体、O型密封圈、组合密封件和螺纹压环，O型密封圈套入单向阀基体前端所设的凹槽内，组合密封件装在单向阀基体内，螺纹压环螺接旋入基体内压紧组合密封件；气体通断控制机构包括相对运动的机体部件和同轴置于其中的轴类部件，随动单向阀随轴类部件的轴向运动，其前端与机体部件的进气端内壁锥面配合，随运动闭合或开启，实现气体的通断控制。本发明随动单向阀结构紧凑、使用方便，气体通断控制结构体积小、构成简单、连通和截止性能高效，气体通断控制便于操作，可用于气体压力范围比较宽的设备中，特别是多次增压的设备中。
文档编号F16K15/06GK103206562SQ20131012034
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者姜维利 申请人:北京康斯特仪表科技股份有限公司