專利名稱：一種平衡閥及壓力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及壓力控制技術(shù)領域，特別是涉及一種平衡閥。本發(fā)明還涉及一種具有上述平衡閥的壓力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
平衡閥是一種自動閥門，在某些行業(yè)中，由于介質(zhì)(各類可流動的物質(zhì))在管道或容器的各個部分存在較大的壓力，為保護設備安全需要在相應的管道或容器之間設置平衡閥。平衡閥能不借助任何外力而只利用介質(zhì)本身的力來排出一定數(shù)量的流體或氣體，以防止系統(tǒng)內(nèi)壓力超過預定的安全值，當壓力恢復正常后，再自行關閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流 出。
請參考圖1，圖I為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的平衡閥的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，該平衡閥包括閥體I、壓緊螺絲4、螺旋彈簧3以及密封墊5等，閥體上設置有介質(zhì)的進口 A和出口 B，進、出口的連通通道上設置有閥芯2，閥芯2、閥體I以及設置于閥體I上的壓緊螺絲4組成一空腔，空腔內(nèi)設置有螺旋彈簧3，螺旋彈簧3對閥芯2的壓緊力可以根據(jù)平衡閥工作的壓力系統(tǒng)進行設定；密封墊5設置于閥芯2與閥體I的進口之間，密封墊5可以對閥體I的進口 A進行密封，達到切斷內(nèi)部流通介質(zhì)的目的。平衡閥工作時，首先將平衡閥連入壓力系統(tǒng)中，當進口 A壓力超過螺旋彈簧3的預緊力時，閥芯2和密封墊5將開啟，這時連通平衡閥的進口 A和出口 B，使介質(zhì)進行流動，達到泄壓的目的。閥芯的反復運動，介質(zhì)也容易進入螺旋彈簧的密封腔內(nèi)，當進入密封腔的介質(zhì)達到一定程度時，將會增加平衡閥的開啟壓力?，F(xiàn)有技術(shù)中為了解決平衡閥的空腔內(nèi)介質(zhì)的流出問題，通常增大閥體I與閥芯2之間的配合間隙，在閥芯2開啟時，部分介質(zhì)可以從該間隙中可以流出空腔，但是在閥芯2開啟后逐漸上升過程中，空腔內(nèi)介質(zhì)的流出是比較困難的，容易造成空腔內(nèi)部壓力的增大，影響閥芯2的繼續(xù)開啟?？涨粌?nèi)介質(zhì)的壓力也會增加。并且，當閥芯2與閥體I間的配合間隙比較大時，閥芯2在上升過程中，由于空腔內(nèi)部介質(zhì)的壓力作用，閥芯2容易產(chǎn)生運動不平穩(wěn)現(xiàn)象，影響產(chǎn)品的可靠使用。因此，如何提供一種平衡閥，其空腔內(nèi)部的介質(zhì)容易排除，不增加閥芯的開啟壓力，且閥芯運動穩(wěn)定，是本領域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的旨在提供一種平衡閥，其空腔內(nèi)部的介質(zhì)排出比較容易。本發(fā)明的另一個目的旨在提供一種具有上述平衡閥的壓力系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種平衡閥，包括閥體以及設置于所述閥體的內(nèi)部、且能開啟或關閉所述閥體的介質(zhì)進口的閥芯，并且所述閥芯遠離所述介質(zhì)進口的另一側(cè)具有空腔；所述空腔的腔體壁上設置有連通所述空腔外部的通道，且所述通道于所述腔體壁上的開口位于所述閥芯的最大開啟行程位置的外側(cè)。優(yōu)選地，所述通道為連通所述空腔和所述閥體的介質(zhì)出口的內(nèi)部通道。優(yōu)選地，所述內(nèi)部通道為橫截面呈圓形的通孔。優(yōu)選地，所述通孔的直徑與所述介質(zhì)進口的直徑比值為大于或等于0. 1，且小于或等于0. 55。優(yōu)選地，所述閥芯的外周壁與所述閥體的內(nèi)周壁相貼合。優(yōu)選地，所述閥芯與所述閥體接觸的工作面上設置有密封墊，所述密封墊的徑向尺寸大于所述介質(zhì)進口的徑向尺寸。
為實現(xiàn)另一目的，本發(fā)明還提供一種壓力系統(tǒng)，包括壓力管道以及與所述壓力管道連接的平衡閥，所述平衡閥為上述任一項所述的平衡閥。優(yōu)選地，具體為制冷壓力系統(tǒng)。本發(fā)明所提供的平衡閥包括閥體以及設置于所述閥體的內(nèi)部、且能開啟或關閉所述閥體的介質(zhì)進口的閥芯，并且所述閥芯遠離所述介質(zhì)進口的另一側(cè)具有空腔；所述空腔的腔體壁上設置有連通所述空腔外部的通道，且所述通道于所述腔體壁上的開口位于所述閥芯的最大開啟行程的外側(cè)。本發(fā)明中的平衡閥連入系統(tǒng)使用時，由于該平衡閥中連通閥芯運動的空腔與其外部的連通通道于腔體壁上的開口位置在閥芯開啟最大行程的外側(cè)，閥芯開啟過程中，空腔內(nèi)部的介質(zhì)可以通過該通道比較順暢流出空腔，有利于閥芯的順利平穩(wěn)開啟，同時可以減小閥體上端部的受力，有利于平衡閥自身工作的安全可靠以及提高平衡閥的使用壽命。一種優(yōu)選的實施方式中，所述通道為連通所述空腔和所述平衡閥的介質(zhì)出口的內(nèi)部通道。上述平衡閥中空腔內(nèi)的介質(zhì)可以通過介質(zhì)出口回到系統(tǒng)中進行循環(huán)利用，不僅避免了將介質(zhì)排入外界對空氣產(chǎn)生的副作用，而且充分回收了資源，減少介質(zhì)的消耗，有助于降低成本。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型平衡閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供平衡閥的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖I中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為I閥體；2閥芯；3螺旋彈簧；4壓緊螺絲；5密封墊。其中，圖2中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為11閥體；12閥芯；13通孔；14彈性元件；15壓緊螺絲；16閥帽；17銷；18密封墊；E介質(zhì)進口疋介質(zhì)出口 ；D介質(zhì)進口的直徑；d通孔的直徑。
具體實施例方式本發(fā)明的一個核心旨在提供一種平衡閥，其空腔內(nèi)的介質(zhì)排出比較容易。本發(fā)明的另一個核心旨在提供一種包括上述平衡閥的壓力系統(tǒng)。不失一般性，本文以平衡閥在制冷壓力系統(tǒng)中的應用為例進行介紹，本領域內(nèi)技術(shù)人員應當理解，也不排除本發(fā)明所提供的平衡閥在其他領域產(chǎn)品中的應用。為了使本技術(shù)領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供平衡閥的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。制冷壓力系統(tǒng)中可以包括壓縮機、冷凝器以及蒸發(fā)器等換熱零部件，它主要用于暖通空調(diào)系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)。壓縮機的作用是借助外力將來自蒸發(fā)器的低溫、低壓的介質(zhì)轉(zhuǎn)化為高溫、高壓的介質(zhì)，然后將高溫、高壓的介質(zhì)輸送至冷凝器中，為了防止制冷壓力系統(tǒng)中的介質(zhì)壓力過高，破壞冷凝器等零部件，一般在制冷壓力系統(tǒng)中設置平衡閥。在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的平衡閥的結(jié)構(gòu)如圖2所示，平衡閥包括閥體11以及設置于閥體11內(nèi)部的閥芯12，閥芯12能夠開啟或關閉閥體11的介質(zhì)進口 E，并且閥芯12遠離介質(zhì)進口 E的另一側(cè)具有空腔，空腔可以是由閥體11、閥芯12以及設置于閥體11上端部的壓緊部件組成，也可以是其他方式形成；該空腔的腔體壁上設置有連通空 腔外部的通道，且通道于腔體壁上的開口位于閥芯12的最大開啟行程位置的外側(cè)。需要說明的是，上述閥芯12的最大開啟行程的外側(cè)是以閥芯12為參考，指向介質(zhì)進口方向為內(nèi)側(cè)，相反方向即為外側(cè)。所述空腔外部可以指外界環(huán)境，也可以指外部設備，只要能滿足空腔內(nèi)部的介質(zhì)順暢流出的空間即可?？涨慌c外部的連通方式可以有多種方式，空腔的腔體壁通過通道可以直接與外界或設備連通，也可以間接連通，即空腔先與平衡閥的介質(zhì)出口連通，再通過介質(zhì)出口端連通外部環(huán)境或設備，無論哪種方式只要能實現(xiàn)平衡閥工作時空腔內(nèi)部氣體或液體等介質(zhì)的暢通排出即可。本發(fā)明的平衡閥使用時，首先根據(jù)制冷壓力系統(tǒng)中冷凝器等所能承受的壓力，設置平衡閥開啟的安全壓力值，然后將該平衡閥接入制冷壓力系統(tǒng)的合適位置；當介質(zhì)壓力大于安全壓力值時，閥芯12將被介質(zhì)頂起，平衡閥的介質(zhì)進口 E與介質(zhì)出口 F連通，介質(zhì)從介質(zhì)出口 F流出(介質(zhì)的流動方向如圖2中箭頭所示)，從而實現(xiàn)制冷壓力系統(tǒng)內(nèi)部壓力的釋放。本發(fā)明中的平衡閥使用時，由于該平衡閥中連通閥芯12運動的空腔與其外部連通的通道在腔體壁上的開口位置于閥芯12開啟最大行程的外側(cè)，閥芯開啟過程中，空腔內(nèi)部的介質(zhì)可以通過該通道比較順暢流出空腔，有利于閥芯的順利平穩(wěn)開啟，同時可以減小閥體11上端部的受力，有利于平衡閥自身工作的安全可靠以及提高平衡閥的使用壽命。平衡閥開啟壓力的設定可以通過選擇平衡閥中合適規(guī)格的彈性元件14來實現(xiàn)，彈性元件14可以設置于空腔中，一端連接閥體11上端部的壓緊螺絲15，另一端連接下部的閥芯12，并且在彈性元件14的彈力作用下閥芯12可以被壓緊于閥體11的閥座上，彈性元件14可以是螺旋彈簧，也可以是橡膠彈簧等其他類型的元件。一般地，制冷壓力系統(tǒng)中常用的介質(zhì)包括氟里昂、氨、烴類以及它們的混合物等，這些介質(zhì)直接排放到空氣中，均會對環(huán)境產(chǎn)生一定的副作用。因此，在一種優(yōu)選的實施方式中，空腔連通外部的通道可以是連通空腔和閥體11的介質(zhì)出口的內(nèi)部通道；上述設置方式，空腔內(nèi)的介質(zhì)可以通過平衡閥的介質(zhì)出口回到制冷壓力系統(tǒng)中進行循環(huán)利用，不僅避免了將介質(zhì)排入外界對空氣產(chǎn)生的副作用，而且充分回收了資源，減少介質(zhì)的消耗，降低成本，并且無需為回收介質(zhì)設立專門的管道，簡化了制冷壓力系統(tǒng)管路的布置，進一步降低成本。具體地，連通空腔和介質(zhì)出口 F的內(nèi)部通道可以為橫截面呈圓形的通孔；通孔可以在鉆床上進行加工，鉆床加工操作比較方便，效率比較高。通孔徑向尺寸的大小可以通過理論計算或?qū)嵺`經(jīng)驗確定。在一種優(yōu)選的實施方式中，通孔的直徑d與平衡閥的介質(zhì)進口 E的直徑D比值可以為大于或等于0. 1，且小于或等于0. 55。當通孔的直徑d與平衡閥的介質(zhì)進口 E的直徑D比值小于 0. I時，通孔的直徑d會比較小，相應加工時所需要的刀具也比較細，刀具容易折斷，同時通孔的直徑d比較小，也不利于空腔內(nèi)部介質(zhì)的迅速排除，影響閥芯12運動的平穩(wěn)性，從而達不到設置通孔的目的。此外，當通孔的直徑d與平衡閥的介質(zhì)進口 E的直徑D比值大于0. 55時，相對同樣大小的介質(zhì)的進口直徑D，通孔的直徑d比較大，平衡閥相應部位(通孔開設處)的壁厚就比較薄，不能滿足產(chǎn)品的使用強度需求。但是，如果為了滿足平衡閥的使用要求，增加通孔開設處的壁厚，那么平衡閥的尺寸就會變大，產(chǎn)品的安裝需要更大的空間，不利于在原本安裝緊湊，空間緊張的制冷設備上普及應用，也不利于舊設備中平衡閥的更新維護，并且平衡閥的成本相應也會增加。因此，d/D的比值處于該范圍內(nèi)，既可以保證空腔內(nèi)介質(zhì)的順利排除，有利于閥芯的穩(wěn)定移動，又不影響平衡閥的使用強度。具體地，閥芯12的外周壁與閥體11的內(nèi)周壁可以相貼合,此處所述的閥體的內(nèi)周壁可以理解為空腔的內(nèi)周壁，也可以理解為滿足閥芯12運動范圍的閥體11的內(nèi)周壁。與現(xiàn)有技術(shù)中的兩者間隙配合相比，本發(fā)明所提供的平衡閥中閥芯12與介質(zhì)進口 E之間的密封性更加可靠，并且增加閥芯12移動的穩(wěn)定性，增加產(chǎn)品工作性能的穩(wěn)定。在一種具體實施方式
中，為了增加閥芯12與介質(zhì)進口 E之間的密封性以及緩沖閥芯12與閥體11之間的沖擊力，可以在閥芯12與閥體11接觸的工作面上設置密封墊18，密封墊18的徑向尺寸大于介質(zhì)進口 E的徑向尺寸。密封墊可以嵌套于閥芯中，也可以周壁與空腔的內(nèi)周壁相配合；密封墊可以保證制冷壓力系統(tǒng)工作所需的工作壓力，降低介質(zhì)進入空腔的幾率。在一種具體實施方式
中，平衡閥還可以包括設置于閥體11的上端部的閥帽16，閥帽16的內(nèi)腔周壁與所述閥體11的外周面相配合；閥帽16可以通過銷17連接到平衡閥的閥體11上。閥帽16的設置有利于加強閥體11上壓緊螺絲15的固定，防止壓緊螺絲15使用中發(fā)生松動，導致平衡閥失效，并且還可以防止非專業(yè)人員對平衡閥內(nèi)部彈性元件14的改動。需要說明的是，本文中所使用的上、下等方位詞，為針對平衡閥于圖2中所示位置而言，只是為了表述方便，本領域內(nèi)技術(shù)人員應當理解，本文中所使用的方位詞不應限制本發(fā)明的保護范圍。除了上述平衡閥，本發(fā)明還提供一種包括上述平衡閥的壓力系統(tǒng)，包括壓力管道以及與所述壓力管道連接的平衡閥，由于上述的平衡閥具有上述技術(shù)效果，具有上述平衡閥的工程機械也應該具有相應的技術(shù)效果。在一種具體的實施方式中，壓力系統(tǒng)具體可以為制冷壓力系統(tǒng)。上述制冷壓力系統(tǒng)的其他各部分的結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。以上對本發(fā)明所提供的一種平衡閥及其壓力系統(tǒng)進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。 ·
權(quán)利要求
1.一種平衡閥，包括閥體(11)以及設置于所述閥體(11)的內(nèi)部、且能開啟或關閉所述閥體(11)的介質(zhì)進口(E)的閥芯(12)，所述閥芯(12)遠離所述介質(zhì)進口(E)的另一側(cè)具有空腔；其特征在于，所述空腔的腔體壁上設置有連通所述空腔外部的通道，且所述通道于所述腔體壁上的開口位于所述閥芯(12)的最大開啟行程位置的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平衡閥，其特征在于，所述通道為連通所述空腔和所述閥體(11)的介質(zhì)出口(F)的內(nèi)部通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡閥，其特征在于，所述內(nèi)部通道為橫截面呈圓形的通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平衡閥，其特征在于，所述通孔的直徑(d)與所述介質(zhì)進口的直徑(D)比值為大于或等于0. 1，且小于或等于0.55。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平衡閥，其特征在于，所述閥芯(12)的外周壁與所述閥體(11)的內(nèi)周壁相貼合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平衡閥，其特征在于，所述閥芯(12)與所述閥體(11)接觸的工作面上還設置有密封墊(18)，所述密封墊(18)的徑向尺寸大于所述介質(zhì)進口(E)的徑向尺寸。
7.一種壓力系統(tǒng)，包括壓力管道以及與所述壓力管道連接的平衡閥，其特征在于，所述平衡閥為權(quán)利要求I至6任一項所述的平衡閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓力系統(tǒng)，其特征在于，具體為制冷壓力系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平衡閥，包括閥體以及設置于所述閥體的內(nèi)部、且能開啟或關閉所述閥體的介質(zhì)進口的閥芯，并且所述閥芯遠離所述介質(zhì)進口的另一側(cè)具有空腔；所述空腔的腔體壁上設置有連通所述空腔外部的通道，且所述通道于所述腔體壁上的開口位于所述閥芯的最大開啟行程位置的外側(cè)；由于該平衡閥中連通空腔與其外部連通的通道在腔體壁上的開口位置于閥芯開啟最大行程的外側(cè)，閥芯開啟過程中，空腔內(nèi)部的介質(zhì)可以通過該通道比較順暢流出空腔，有利于閥芯的順利平穩(wěn)開啟，同時可以減小閥體上端部的受力，有利于平衡閥自身工作的安全可靠以及提高平衡閥的使用壽命。此外，本發(fā)明還提供了一種包括上述平衡閥的壓力系統(tǒng)。
文檔編號F16K17/164GK102748514SQ201110096010
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者彭勇 申請人:浙江三花股份有限公司