專利名稱：壓敏閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于控制流體管道開啟、關(guān)閉及液體流量的閥門裝置。
目前，安裝在液體管道上的閥門，種類繁多，試樣不一，但就其功能而言卻較為單一，即只能開、閉管路、控制流量，而且完成其上述三功能均需外力的作用。假如在某種特殊狀態(tài)下，例如，當(dāng)管道內(nèi)流體壓力降低到相當(dāng)?shù)鸵灾僚c管道外的環(huán)境壓力相等時(shí)，閥門能夠依靠自身的裝置達(dá)到自動(dòng)關(guān)閉，則是十分有意義的。
本項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)造的目的在于要設(shè)計(jì)出一種新型閥門裝置，此種裝置在管道內(nèi)流體壓力正常情況下與普通閥門的功能一樣，但當(dāng)流體壓力一旦下降到某一預(yù)定值時(shí)，閥門將自動(dòng)關(guān)閉?？梢娺@是一種新型的閥門裝置。
新型閥門的設(shè)計(jì)構(gòu)思是要設(shè)計(jì)一種機(jī)械裝置，該裝置以管道中的流體壓力為動(dòng)力。若流體壓力正常時(shí)，依靠流體的壓力將這種機(jī)械裝置——閥門內(nèi)的某一個(gè)閥置于開啟的狀態(tài)，對(duì)流體的流速及流量不產(chǎn)生任何影響；而當(dāng)流體的壓力降低到一預(yù)定值后，流體對(duì)前述的某一個(gè)閥的壓力大大降低，甚至沒(méi)有作用力，將該閥在彈性力的作用下，變成了對(duì)于管道而言的關(guān)閉狀態(tài)。依靠這種構(gòu)思經(jīng)過(guò)多次設(shè)計(jì)改進(jìn)，反復(fù)試驗(yàn)，最后獲得的設(shè)計(jì)方案滿足了設(shè)計(jì)目的。
新設(shè)計(jì)出的閥門裝置取名為壓敏閥。
附


圖1、2、3分別為處于不同工作狀態(tài)下壓敏閥的結(jié)構(gòu)剖視示意圖，其中附
圖1是管道流體壓力正常時(shí)，控制管道開、閉和流量的閥瓣10及自閉閥3均處于開啟狀態(tài)下的壓敏閥各部件結(jié)構(gòu)及工作位置剖視示意圖；附圖2是控制管道開、閉及流量的閥瓣10人為地使其處于開啟的位置，而管道流體壓力已降低到預(yù)定的極限值時(shí)，自閉閥3處于自動(dòng)關(guān)閉狀態(tài)下的壓敏閥各部件結(jié)構(gòu)及工作位置剖視示意圖；附圖3是管道流體壓力正常時(shí)，由于流體壓力的作用，自閉閥3處于開啟位置而閥瓣10人為處于關(guān)閉狀態(tài)下的壓敏閥各部件結(jié)構(gòu)及工作位置剖視示意圖；如附
圖1、2、3所示，壓敏閥主要是由閥口墊圈1、密封圈2、自閉閥3、密封碗4、壓墊5、底殼6、彈性元件7、螺栓8、閥體9、閥瓣10、閥桿機(jī)構(gòu)11等零部件構(gòu)成，且各零部件的具體結(jié)構(gòu)及相互配合為在閥體9內(nèi)設(shè)有進(jìn)流管道與出流管道，此二管道通過(guò)閥口及中間開口的閥口墊圈1彼此相通。閥口墊圈1被固定在閥口的下方。閥口墊圈1的孔徑應(yīng)略小于閥口直徑，閥瓣10置于閥口其上，閥瓣10的下部邊緣與環(huán)狀的閥口及閥口墊圈的上端面之間相互研合，使之當(dāng)閥瓣與閥口及閥口墊圈互相接觸之后，流體不能溢過(guò)。閥瓣10在閥桿機(jī)構(gòu)11的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)管道開、閉及流體流量的控制。上述幾個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)及其配合方式形成了壓敏閥的人為開、閉及流體流量的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)及使用方法上與已有的普通閥門基本相同。而密封圈2、自閉閥3、密封碗4、壓墊5、底殼6、彈性元件7、螺栓8、與閥口墊圈1、閥體9相互配合又形成了壓敏閥對(duì)于管道壓力變到某一值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉的系統(tǒng)，這也正是其特征所在。這是在閥體的下面開有一帶螺紋的階梯孔，階梯孔與閥體的內(nèi)腔相通。底殼6用螺紋固定在閥體下，并將密封圈2壓固在閥體階梯孔內(nèi)階梯處；密封碗4是為防止在自閉閥下移時(shí)流體向下泄漏而設(shè)置的，螺栓8通過(guò)壓墊5將密封碗4固定在自閉閥3下；自閉閥3是一個(gè)階梯圓柱形的部件，上側(cè)圓柱直徑較大，下側(cè)圓柱直徑較小，呈T型。由T型的自閉閥、密封碗、壓墊及螺栓構(gòu)成的活塞可沿底殼的空腔壁上下滑動(dòng)，由于構(gòu)成T型自閉閥的上下兩個(gè)圓柱直徑不一，所以，自閉閥的上部形成了一個(gè)橫向的圓環(huán)形凸緣，當(dāng)活塞滑動(dòng)到上限位置時(shí)，T型自閉閥橫向圓環(huán)形凸緣的上側(cè)端面能夠同被固定在閥口下側(cè)的閥口墊圈1的下側(cè)端面相接觸，并達(dá)到研合的程度，以防止高壓流體通過(guò)閥口向外溢漏，而當(dāng)活塞滑動(dòng)到下限位置時(shí)，T型自閉閥橫向圓環(huán)形凸緣的下側(cè)端面能夠同被壓固在階梯孔階梯處的密封圈的側(cè)端面相接觸并達(dá)到研合，以防止高壓流體通過(guò)密封碗而外漏。T型自閉閥的上端面(或閥瓣的下端面)中心部位設(shè)有一凸臺(tái)、凸現(xiàn)在壓墊下的螺栓頭置在彈性元件7上，彈性元件放在底殼空腔下部?jī)蓚?cè)面上，底殼底部開一通孔，通孔的作用是用來(lái)保證底殼空腔內(nèi)的壓力同外界壓力相同。
根據(jù)前述的壓敏閥結(jié)構(gòu)可知，壓敏閥內(nèi)自閉閥的工作狀態(tài)與其受力的情形有關(guān)。由于自閉閥3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)將連同密封碗4、壓墊5和螺栓一起進(jìn)行，故將四元件統(tǒng)稱為活塞，在下面分析受力時(shí)將一起考慮?；钊彩艿揭韵?種力的作用。(1)流體對(duì)活塞器壁的壓力。力的大小與流體的壓力及接觸面的大小成正比、力的方向垂直于所接觸的器壁；(2)摩擦反力。摩擦反力的大小與接觸壓力，各零件的材質(zhì)及形狀、接觸潤(rùn)滑方式等有關(guān)，方向永遠(yuǎn)同運(yùn)動(dòng)方向相反；(3)重力，大小與活塞重量有關(guān)，方向與地面垂直；(4)彈性力，大小與彈性元件有關(guān)，方向?yàn)檫h(yuǎn)離彈性原件的方向。(5)大氣壓力。現(xiàn)僅就壓敏閥的正常安裝位置，即閥桿機(jī)構(gòu)在上，底殼等零件在下進(jìn)行討論(1)設(shè)閥瓣10及活塞均處于如附
圖1所示的開啟狀態(tài)，則作用在活塞上的流體壓力的合力方向向下，與重力方向相同。此種情況下若流體壓力的合力加上重力、摩擦力，能夠大于彈性力與作用在壓墊5上的大氣壓力的合力，則活塞仍將保持在開啟的狀態(tài)，閥瓣關(guān)閉也將如此(如附圖3所示)。否則活塞將向上移動(dòng)，將管道關(guān)閉，如附圖2所示的情形。因此當(dāng)流體壓力很小或者說(shuō)與外界壓力相同時(shí)，管道將能自行關(guān)閉，這正是我們的設(shè)計(jì)目的。
(2)設(shè)閥瓣10處于開啟的位置，而活塞則已將閥口關(guān)閉。這里無(wú)論流體壓力為多少，活塞都不可能回到開啟的位置，原因是流體對(duì)活塞的壓力的合力方向和重力方向相反而與彈性力相同。此時(shí)想要使活塞回到開啟位置的唯一辦法是操縱閥桿機(jī)構(gòu)，使閥瓣運(yùn)動(dòng)到關(guān)閉閥口的位置，此時(shí)閥瓣頂端與自閉閥頂中心部的凸臺(tái)相接觸，在閥瓣的推動(dòng)下，活塞向下移動(dòng)，自閉閥3與閥口墊圈1之間出現(xiàn)了縫隙，附圖4是自閉閥在閥瓣的推動(dòng)下，與閥口墊圈相分離時(shí)的示意圖，圖中12所指之處即為縫隙。流體進(jìn)入到縫隙后，則給自閉閥頂端加以向下的壓力。由于頂端面的面積比上端橫向圓環(huán)形凸緣的下端面面積大得多，自閉閥所受合力方向向下，此合力加之活塞的重力，當(dāng)其克服了密封碗與底殼空腔側(cè)壁的摩擦反力及彈性元件的彈力和大氣對(duì)壓墊的壓力時(shí)活塞回到了下限位置。
由上面對(duì)活塞的受力分析及對(duì)工作位置的影響可知，自閉閥的開啟或關(guān)閉與流體的壓力有關(guān)，還與彈性力、摩擦力、重力及大氣壓力有關(guān)，設(shè)重力及大氣壓力不變、為常數(shù)、摩擦力相對(duì)作用力亦為常數(shù)，則流體壓力與彈性元件產(chǎn)生的彈力的大小就決定了活塞的位置。假如預(yù)先選定一種流體的某一壓力限度，低于該限度后自閉閥就將關(guān)閉，則彈性元件的結(jié)構(gòu)與性能變顯得至關(guān)重要。這里所說(shuō)的彈性元件可以是彈簧片，也可以是彈簧。其中采用彈簧且橫壓在底殼空腔底側(cè)斜面上為宜，此時(shí)要求底殼空腔的下部應(yīng)作成錐形斜面。即空腔下部的器壁為向外傾斜的為佳。斜面有利于彈簧彈性力的增加。為高速?gòu)椈傻膹椥粤?，器壁的斜度若能可調(diào)，則更為理想。
附圖5是安裝在壓敏閥底殼空腔下部器壁上、固定彈簧用的斜度可調(diào)裝置示意圖。由附圖5可見，該裝置由固定在底殼下部?jī)?nèi)壁上的兩個(gè)對(duì)稱支點(diǎn)和兩塊斜板及調(diào)節(jié)螺絲構(gòu)成，其中兩塊斜板的一端絞接在各自支點(diǎn)上，另一端分別由調(diào)節(jié)螺絲控制，彈簧勾掛在斜板上。
本實(shí)用新型中，密封圈2與密封碗4同是防止流體外漏的零件，而且密封碗4與底殼6的空腔側(cè)壁相摩擦，降低了壓敏閥的敏感度，因此將兩個(gè)零件聯(lián)接在一起，形成一密封囊，囊的下邊沿被壓固在自閉閥3上，囊的上邊沿被壓固在閥體9上。
綜上所述，本實(shí)用新型為一種用于控制流體管道開啟、關(guān)閉及流體流量的閥門裝置，該裝置中包括設(shè)有閥口墊圈1，閥體9、閥瓣10及控制閥瓣的閥桿機(jī)構(gòu)11等零部件在內(nèi)，其中閥體9內(nèi)設(shè)有進(jìn)流管道和出流管道，此二管道間通過(guò)閥口及閥口墊圈彼此相通，閥瓣在閥桿的作用下往復(fù)滑動(dòng)。其特征在于閥體下部開有一帶螺紋的通孔，閥門還設(shè)有密封圈2，自閉閥3、密封碗4、壓墊5、底殼6、彈性元件7、螺栓8等零件，各零件安裝位置及相互配合為帶有空腔且底部開口的底殼6通過(guò)自身上部的外螺紋與殼體下部的通孔相接，并將密封圈2壓在閥體下部的通孔邊緣上，螺栓8通過(guò)壓墊5將密封碗4固定在具有橫向圓環(huán)形凸緣的T型自閉閥3上，自閉閥3上端中心部設(shè)有一凸臺(tái)，T型自閉閥橫向圓環(huán)形凸緣的上側(cè)端面與閥口墊圈1的下側(cè)端面互相吻合，凸緣的下側(cè)端面與密封圈2的側(cè)端面亦互相吻合；由自閉閥3、密封碗4、壓墊5和螺栓等零件構(gòu)成的活塞可在底殼空腔內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)；活塞置于彈性元件之上，彈性元件放在開有通孔的底殼空腔下部斜面上。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造，應(yīng)用于流體管道上，當(dāng)管道中的流體壓力降低到預(yù)定限度以下時(shí)能夠起到自動(dòng)關(guān)閉管道的作用。
壓敏閥現(xiàn)已實(shí)驗(yàn)實(shí)施。應(yīng)用在自來(lái)水水嘴上，制成了停水自閉式水嘴，實(shí)現(xiàn)了管道停水后能夠自動(dòng)關(guān)閉水龍頭的功能，防止停水后由于忘記關(guān)閉水龍頭而再水時(shí)，水流大量外溢，造成事故的現(xiàn)象發(fā)生。現(xiàn)結(jié)合附圖6加以說(shuō)明。
附圖6是安裝有壓敏閥的自來(lái)水水嘴的裝配示意圖。
如附圖6所示，應(yīng)用壓敏閥的停水自閉式水嘴是由閥體9、閥瓣10、手柄15、閥桿16、密封套17、卡簧18、閥口墊圈1、自閉閥3、壓墊5、底殼6、彈簧7、螺栓(螺帽)8、自閉腔19、膠囊20、緊固環(huán)21等15個(gè)零部件構(gòu)成，其中手柄15、閥桿16、密封套17、卡簧18、閥瓣10與閥體9的結(jié)構(gòu)及其相互結(jié)合與普通水嘴基本相同，壓敏閥在此應(yīng)用后，有一定的改動(dòng)，改動(dòng)之處有1、附
圖1中的密封圈2及密封碗4兩零件被膠囊20所取代，膠囊的下邊沿被螺栓8通過(guò)壓墊5壓在自閉閥3上，而上邊沿通過(guò)與閥體螺紋相接的緊固環(huán)21同底殼6、自閉腔19及閥口墊圈1壓固在一起；2、閥體中間加有一個(gè)側(cè)面開孔的圓筒形自閉腔19，主要是利于閥口墊圈1和前述的膠囊20，底殼6的固定；3、自閉閥3的頂端留有若干個(gè)導(dǎo)向爪，而閥口墊圈1的開口邊緣留有一凸環(huán)，導(dǎo)向爪與凸環(huán)相互配合，能夠增加自閉閥與閥口墊圈間的吻合準(zhǔn)確度。
4、壓墊下部中心部設(shè)一凸臺(tái)，螺栓從壓墊中心經(jīng)膠囊底沿中心而過(guò)并穿透自閉閥3，由一螺帽擰緊固定，則螺帽代替了原來(lái)設(shè)在自閉閥上端面的凸臺(tái)，而螺栓下部的螺頭卻進(jìn)入了壓墊的凸臺(tái)中。
5、彈性元件采用的是彈簧，彈簧橫壓在底殼空腔底部斜面上。底殼空腔下部的側(cè)壁帶有一定的傾斜度，并加設(shè)了臥式彈簧的固定槽。在側(cè)斜面的上邊還設(shè)有能掛住彈簧端面鋼絲的小凸臺(tái)。
權(quán)利要求1.一種用于控制流體管道開啟、關(guān)閉及流體流量的閥門裝置，該裝置中包括裝有閥體、閥瓣、閥口墊圈、閥桿機(jī)構(gòu)等零部件在內(nèi)，其中設(shè)在閥體內(nèi)互相交錯(cuò)的進(jìn)流管道與出流管道間通過(guò)閥口及閥口墊圈彼此相通，閥瓣在閥桿的作用下往復(fù)滑動(dòng)，其特征在于閥體下部開有一帶螺紋的通孔，閥門還設(shè)有密封圈、自閉閥、密封碗、壓墊、底殼、彈性元件、螺栓等零件，各零件安裝位置及相互配合為(1)帶有空腔且底部開有一通孔的底殼通過(guò)自身上部外螺紋與殼體下部的通孔相接，并將密封圈壓在閥體下部的通孔邊緣上；(2)螺栓通過(guò)壓墊將密封碗固定在具有橫向圓環(huán)形凸緣的T型自閉閥門上，自閉閥上端面中心部設(shè)有一凸臺(tái)，T型自閉閥橫向圓環(huán)形凸緣的上側(cè)端面與閥口墊圈的下側(cè)端面互相研合，凸緣的下側(cè)端面與密封圈的側(cè)端面亦互相研合；(3)活塞置于彈性元件之上，彈性元件放在底殼空腔的內(nèi)底面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的閥門裝置，其特征在于閥門裝置的底殼空腔下部空間側(cè)壁為帶有一定錐度的園形斜面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所說(shuō)的閥門裝置，其特征在于閥門的底殼空腔側(cè)壁上裝有兩對(duì)稱的斜面支點(diǎn)，支點(diǎn)上絞接于可繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的斜面及控制斜面錐度的調(diào)節(jié)螺絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的閥門裝置，其特征在于閥門的彈性元件是彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的閥門裝置，其特征在于閥門裝置中的密封圈與密封碗兩元件由一密封囊代替，密封囊的下邊沿被螺栓通過(guò)墊片固定在自閉閥上，密封囊的上邊沿被擠壓在閥體上。
專利摘要一種用于控制流體管道開、閉及流體流量的閥門裝置，該裝置的特征是本閥門裝置下部帶有一個(gè)自閉閥，自閉閥由彈性元件控制，當(dāng)管道內(nèi)的流體壓力降到某一預(yù)定限度值以下時(shí)，依靠閥內(nèi)的機(jī)械裝置即可將管道自行關(guān)閉，具體應(yīng)用在自來(lái)水水嘴上，收到了停水后能自動(dòng)關(guān)閉水龍頭的積極效果。
文檔編號(hào)F16K1/02GK2045798SQ8821715
公開日1989年10月11日 申請(qǐng)日期1988年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月29日
發(fā)明者咸基 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)市東方給水設(shè)備廠