膜片及使用該膜片的膜片密封式安全閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種膜片及使用該膜片的膜片密封式安全閥，膜片的基體上于腹部位置處一體設(shè)置有用于與閥口的邊沿密封配合而封上閥口的密封凸起，所述密封凸起凸設(shè)在腹部的一側(cè)側(cè)面上。該密封凸起能夠控制的閥口的開關(guān)，以使得在工作過程中，用于控制閥口開關(guān)的部分是膜片自身的一部分，從而省去了現(xiàn)有技術(shù)中閥芯和膜片之間動(dòng)作和作用力傳遞的過程，提高了膜片動(dòng)作的靈敏度，而且因?yàn)樽鳛槟て徊糠值拿芊馔蛊鸷湍て幕w始終可靠的連接在一起，因而與現(xiàn)有技術(shù)相比，該密封凸起能夠在穩(wěn)定可靠的控制閥口的開關(guān)，并省去了相應(yīng)的閥芯，節(jié)省了成本。
【專利說明】膜片及使用該膜片的膜片密封式安全閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種膜片及使用該膜片的膜片密封安全閥。
【背景技術(shù)】
[0002]閥門的泄露方式分為內(nèi)密封泄露和外密封泄露,而在一些有毒、易燃、滲透性強(qiáng)、污染環(huán)境、帶放射性的流體介質(zhì)管路中，閥門的外密封性能顯得尤為重要。安全閥作為流體介質(zhì)管路系統(tǒng)的安全保護(hù)裝置，在工作過程中，安全閥需能夠適時(shí)的開啟和關(guān)閉，以對保證整個(gè)流體介質(zhì)管路系統(tǒng)中壓力的穩(wěn)定。尤其在低壓下，對安全閥的反應(yīng)靈敏度的要求更高。
[0003]申請?zhí)枮?3262856的中國專利公開了一種膜片式高溫高壓滅菌器安全閥，該安全閥包括帶有閥腔的閥體及其內(nèi)裝配的膜片、彈簧，膜片將閥腔分隔成上下間隔的控制腔和工作腔，彈簧裝配在控制腔內(nèi)、并向膜片的中心部位施加向下的壓動(dòng)力，工作腔的下側(cè)腔壁上設(shè)有用于被膜片中心部位固定的閥芯封上的閥座，工作腔被閥座分為處于閥座內(nèi)的流出通道和處于閥座外圍的環(huán)形的流入通道，其中流出通道所對應(yīng)的膜片下側(cè)面面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于流出通道所對應(yīng)的閥芯下端面的面積，以使流體介質(zhì)在進(jìn)入工作腔后，膜片下側(cè)面上的受力面積較大，而使得閥芯能夠在膜片帶動(dòng)下開啟流出通道。但是在安全閥開關(guān)過程中，膜片需要牽引閥芯來封上或讓開閥口，從而增大了整個(gè)安全閥中閥口控制部件(包括閥芯和膜片的相應(yīng)部分)的重量和體積，而且膜片和閥芯之間的連接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕或松動(dòng)的情況時(shí)，安全閥的開關(guān)動(dòng)作很容易受到影響，以致整個(gè)安全閥的靈敏度和使用可靠性降低。同時(shí)因流出通道在處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，膜片處于自由狀態(tài)，并在彈簧的壓動(dòng)力作用下降閥芯壓緊在閥座上，所以在流出通道開啟的過程中，流體介質(zhì)作用在膜片下側(cè)面上的作用力不但需要克服彈簧向下的壓動(dòng)力，而且需要克服膜片彈性張開后向下的收縮張力，以使流體介質(zhì)在流體通道開啟過程中所受到的壓力為彈簧的壓動(dòng)力和膜片的收縮張力之和，且隨著流體通道的開度不斷增大，流體介質(zhì)所受到的壓力也會(huì)逐漸增大，從而造成了安全閥開啟所需的流體介質(zhì)壓力大，啟閉壓差大的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種靈敏可靠的封上或讓開閥口的膜片，同時(shí)還提供了一種使用該膜片的膜片密封式安全閥。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的膜片的技術(shù)方案如下:
一種膜片，包括可彈性漲縮變形的片狀的基體，所述基體具有用于固定在閥體內(nèi)的邊緣部分和用于朝向閥口設(shè)置的腹部，所述基體上于腹部位置處一體設(shè)置有用于與閥口的邊沿密封配合而封上閥口的密封凸起，所述密封凸起凸設(shè)在腹部的一側(cè)側(cè)面上。
[0006]所述密封凸起為柱狀或套狀或球狀或錐狀的凸起。
[0007]所述基體內(nèi)埋設(shè)有條狀或片狀的加強(qiáng)夾層。
[0008]所述基體的邊緣部分和腹部之間通過朝背離密封凸起的一側(cè)彎折或彎曲的環(huán)形褶皺過渡連接，所述環(huán)形褶皺的朝向密封凹槽的一側(cè)設(shè)有內(nèi)凹的變形空間。[0009]所述基體上于背向密封凸起的一側(cè)固定有從腹部露出的嵌件，嵌件的露出部分上設(shè)有用于與彈簧座或彈簧連接的連接結(jié)構(gòu)。
[0010]本發(fā)明的膜片密封式安全閥的技術(shù)方案如下:
一種膜片密封式安全閥，包括內(nèi)設(shè)閥腔的閥體及其內(nèi)裝配的膜片，所述閥腔被膜片分隔為間隔分布的工作腔和控制腔，所述工作腔的與膜片相對的一側(cè)腔壁上開設(shè)有用于連通流入通道和流出通道的閥口，所述膜片包括可彈性漲縮變形的片狀的基體，所述基體具有用于固定在閥體內(nèi)的邊緣部分和用于朝向閥口設(shè)置的腹部，所述基體上于腹部位置處一體設(shè)置有用于與閥口的邊沿密封配合而封上閥口的密封凸起，所述密封凸起凸設(shè)在腹部的一側(cè)側(cè)面上。
[0011]所述基體的邊緣部分和腹部之間通過朝背離密封凸起的一側(cè)彎折或彎曲的環(huán)形褶皺過渡連接，所述環(huán)形褶皺的朝向密封凹槽的一側(cè)設(shè)有內(nèi)凹的變形空間。
[0012]所述基體上于背向密封凸起的一側(cè)固定有從腹部露出的嵌件，嵌件的露出部分上設(shè)有用于與彈簧座或彈簧連接的連接結(jié)構(gòu)。
[0013]所述控制腔內(nèi)裝配有用于向膜片施加朝向閥口彈性變形的壓動(dòng)力的彈簧，膜片在彈簧的壓動(dòng)行程上具有封上所述閥口的關(guān)閉位和讓開所述閥口的開啟位，所述膜片的密封凸起上具有在開啟位時(shí)被彈簧的壓動(dòng)力壓迫而朝向閥口彈性漲開突起、在關(guān)閉位時(shí)在在流體介質(zhì)的壓力作用下克服彈簧的壓動(dòng)力而背向閥口彈性收縮回復(fù)自由狀態(tài)的彈性的封堵面。
[0014]所述彈簧和膜片之間夾設(shè)有被彈簧壓緊在膜片上的彈簧座，彈簧座的朝向膜片的一側(cè)凸設(shè)有端部呈球冠狀的壓緊球頭，所述連接結(jié)構(gòu)為開設(shè)在嵌件的露出部分上的落球槽。
[0015]本發(fā)明的膜片的基體的腹部上一體凸設(shè)有密封凸起，該密封凸起能夠控制的閥口的開關(guān)，以使得在工作過程中，用于控制閥口開關(guān)的部分是膜片自身的一部分，從而省去了現(xiàn)有技術(shù)中閥芯和膜片之間動(dòng)作和作用力傳遞的過程，提高了膜片動(dòng)作的靈敏度，而且因?yàn)樽鳛槟て徊糠值拿芊馔蛊鸷湍て幕w始終可靠的連接在一起，因而與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，該密封凸起能夠在穩(wěn)定可靠的控制閥口的開關(guān)，并省去了相應(yīng)的閥芯，節(jié)省了成本。
[0016]進(jìn)一步的，膜片的密封凸起上具有在開啟位時(shí)被彈簧的壓動(dòng)力壓迫而朝向閥口彈性漲開突起、在關(guān)閉位時(shí)在在流體介質(zhì)的壓力作用下克服彈簧的壓動(dòng)力而背向閥口彈性收縮回復(fù)自由狀態(tài)的彈性的封堵面。在過程中，膜片處于關(guān)閉位時(shí)，膜片上的密封凸起因彈性漲開突起而具有向背離閥口的方向運(yùn)動(dòng)的趨勢，即膜片向彈簧施加與壓動(dòng)力反向的作用力，以適當(dāng)閥口打開所需的流體介質(zhì)的臨界壓力等于彈簧的壓動(dòng)力和膜片的作用力之差，從而減少了閥口打開所需的流體介質(zhì)的壓力，降低了安全閥啟閉壓差，提高了安全閥的靈敏度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中膜片密封式安全閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中膜片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0018]本發(fā)明的膜片密封式安全閥的實(shí)施例:如圖1和圖2所示，該膜片密封式安全閥包括閥座2、閥套5、閥蓋8、膜片1、下彈簧座U、彈簧6、上彈簧座7、調(diào)節(jié)螺栓9、鎖緊螺母
10。閥座2的頂部開設(shè)有上大下小的臺(tái)階孔，且臺(tái)階孔的大端為螺紋孔段，閥套5的底端同軸螺紋連接在該螺紋孔段內(nèi)，閥蓋8同軸螺紋連接在閥套5頂部的外周上，以通過閥座2、閥套5和閥蓋8可拆固連成上下延伸的內(nèi)設(shè)閥腔的閥體。膜片I被閥套5壓緊固定在閥座2的臺(tái)階孔的臺(tái)階面上，膜片I的邊緣部分被閥套5固定在閥座2上，但膜片I的腹部朝向閥口、并將閥腔分隔為靠上的控制腔12和靠下的工作腔13。工作腔13的下側(cè)腔壁上開設(shè)有處于中心部位的閥口和偏置于閥口左側(cè)的流入通道，并在工作腔13的下側(cè)腔壁內(nèi)開設(shè)有通過閥口與工作腔13連通的流出通道，而閥口的邊沿上凸設(shè)有一圈環(huán)形的閥口凸沿?？刂魄?2中從下向上依次裝配有下彈簧座11、彈簧6和上彈簧座7，上彈簧座7的上端面上開設(shè)有上端開口、下端封閉的插孔，調(diào)節(jié)螺栓9的底端活動(dòng)插裝在該插孔中，調(diào)節(jié)螺栓9的頂部從閥蓋8的頂部開設(shè)螺紋孔中旋出，旋出部分的外周上旋設(shè)有將調(diào)節(jié)螺栓9鎖緊在閥蓋8上的鎖緊螺母10 ;彈簧6的上、下兩端分別彈性壓緊在上、下彈簧座11上；下彈簧座11的頂部開設(shè)有供彈簧6下端裝入的上端開口、下端封閉的裝配孔，下彈簧座11的外周面和閥套5的外周面上下導(dǎo)向配合，下彈簧座11的底部中心位置處向下凸設(shè)有端部呈球冠狀的壓緊球頭，該壓緊球頭頂壓在膜片I的上端。膜片I由橡膠制成的基體14、基體14中埋設(shè)的芳綸布制的夾層15和膜片I上固定的嵌件16構(gòu)成，膜片I的腹部設(shè)有與閥口凸沿配合以封上閥口的密封凸起17，密封凸起17的下側(cè)面為封堵面，在密封凸起17和膜片I邊緣部分之間是一圈環(huán)形褶皺，該環(huán)形褶皺朝上突起，以使密封凸起17和膜片I邊緣部分通過該環(huán)形褶皺過渡連接；嵌件16的下端通過外周上凸設(shè)的環(huán)形凸肩埋設(shè)固定在膜片I內(nèi)，嵌件16的上端從膜片I的上端露出，露出部分的斷面上開設(shè)有半球狀的落球槽18，下彈簧座11上的壓緊球頭就活動(dòng)插裝在該落球槽18內(nèi)。
[0019]本實(shí)施例的膜片I密封式安全閥在使用過程中，膜片I由彈簧6通過下彈簧座11加載于閥座2上，此時(shí)，膜片I有少許的彈性漲開突起變形，但在環(huán)形褶皺的過渡緩沖下，膜片I彈性漲開的拉伸力可以忽略不計(jì)，隨著系統(tǒng)或設(shè)備中流體介質(zhì)壓力的變化，由彈簧6預(yù)緊力和流體介質(zhì)壓力之間所構(gòu)成的作用在閥座2上的密封力也隨之而變化，當(dāng)密封力變?yōu)榱銜r(shí)，膜片I將趨于讓開閥口的開啟狀態(tài)；當(dāng)流體介質(zhì)壓力超過彈簧6預(yù)緊力時(shí)，膜片I恢復(fù)自由狀態(tài)，同時(shí)膜片I被流體介質(zhì)頂壓至開啟高度，則流出通道和流入通道通過工作腔13和閥口連通，以泄放多余的流體介質(zhì)；當(dāng)介質(zhì)壓力低于彈簧6預(yù)緊力之后，則膜片I被彈簧6向下壓動(dòng)而通過向下彈性漲開突起變形密封裝配在閥口凸沿上，封上閥口，停止泄放介質(zhì)。
[0020]在閥套5的下端一體設(shè)置有處于控制腔12內(nèi)的隔板4，隔板4的中心部位開設(shè)有供嵌件16上下導(dǎo)向穿過的導(dǎo)向孔，并在隔板4的下端面上開設(shè)有與環(huán)形褶皺相對分布的環(huán)形凹槽。密封圈的邊緣和閥套5的下端面之間夾設(shè)有環(huán)形的密封圈。
[0021]本實(shí)施例中閥腔被膜片I分隔成上下間隔分布的工作腔13和控制腔12，并通過密封圈來加強(qiáng)密封效果，而有效的防止了流體介質(zhì)從工作腔13進(jìn)入工作腔13腐蝕彈簧6的問題，使得安全閥使用更加可靠。膜片I的下側(cè)面上具有由邊緣的內(nèi)周邊和封堵面的外周邊所圍成的受力面，受力面的面積大于封堵面的面積，即流體介質(zhì)在進(jìn)入工作腔13后作用在膜片I的受力面上的作用力大于流出通道內(nèi)流體介質(zhì)作用在膜片I的封堵面上的作用力，有效的減少了流出通道內(nèi)流體介質(zhì)壓力變化對開啟壓力的影響。膜片I在處于自由狀態(tài)時(shí)，膜片I和閥口凸沿之間存在一定的間隙，以使膜片I在被彈簧6壓動(dòng)而對閥口進(jìn)行密封，以使流體介質(zhì)在將很小的壓力作用在膜片I上以后，流體介質(zhì)的壓力和膜片I的節(jié)流部分上的收縮力同時(shí)向上作用而克服彈簧6向下的壓動(dòng)力，保證安全閥開啟靈敏，啟閉壓差最小。為實(shí)現(xiàn)膜片I具有一定的行程，在膜片I行程位置設(shè)計(jì)一環(huán)形褶皺，增大膜片I的有效行程。膜片I密封處于金屬活門硫化成型，使膜片I具有一定的支撐，彈簧6通過下彈簧座11壓緊金屬的嵌件16實(shí)現(xiàn)密封，而不直接作用于膜片I的基體14上，有效的提高了膜片I的使用壽命。
[0022]在上述實(shí)施例中，下彈簧座通過壓緊球頭和膜片上的嵌件配合，以保證彈簧通過下彈簧座所施加在膜片上的壓動(dòng)力始終向下，減少因膜片上受力面的各個(gè)部分受力不均所引起的下上彈簧座卡滯現(xiàn)象，在其他實(shí)施例中，彈簧的下端也可以直接頂壓在膜片的基體上側(cè)面上，對應(yīng)的可去除下彈簧座和對應(yīng)的嵌件。
[0023]在上述實(shí)施例中，膜片上的受力面的面積大于封堵面的面積，以減少流出通道內(nèi)流體介質(zhì)的壓力對膜片啟閉的影響，在其他實(shí)施例中，受力面的面積也可以等于或小于封堵面的面積。
[0024]在上述實(shí)施例中，膜片的節(jié)流部分通過環(huán)形褶皺與膜片邊緣過渡連接，在其他實(shí)施例中，膜片的節(jié)流部分也可以通過環(huán)形的平面型片體與膜片邊緣過渡連接。
[0025]在上述實(shí)施例中，密封凸起是柱狀的凸起，在其他實(shí)施例中，密封凸起也可以是套狀或球狀或錐狀等其他形狀的凸起。
[0026]本發(fā)明的膜片的實(shí)施例，該膜片的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中膜片的結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種膜片，包括可彈性漲縮變形的片狀的基體，所述基體具有用于固定在閥體內(nèi)的邊緣部分和用于朝向閥口設(shè)置的腹部，其特征在于，所述基體上于腹部位置處一體設(shè)置有用于與閥口的邊沿密封配合而封上閥口的密封凸起，所述密封凸起凸設(shè)在腹部的一側(cè)側(cè)面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片，其特征在于，所述密封凸起為柱狀或套狀或球狀或錐狀的凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片，其特征在于，所述基體內(nèi)埋設(shè)有條狀或片狀的加強(qiáng)夾層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的膜片，其特征在于，所述基體的邊緣部分和腹部之間通過朝背離密封凸起的一側(cè)彎折或彎曲的環(huán)形褶皺過渡連接，所述環(huán)形褶皺的朝向密封凹槽的一側(cè)設(shè)有內(nèi)凹的變形空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的膜片，其特征在于，所述基體上于背向密封凸起的一側(cè)固定有從腹部露出的嵌件，嵌件的露出部分上設(shè)有用于與彈簧座或彈簧連接的連接結(jié)構(gòu)。
6.一種膜片密封式安全閥，包括內(nèi)設(shè)閥腔的閥體及其內(nèi)裝配的膜片，所述閥腔被膜片分隔為間隔分布的工作腔和控制腔，所述工作腔的與膜片相對的一側(cè)腔壁上開設(shè)有用于連通流入通道和流出通道的閥口，所述膜片包括可彈性漲縮變形的片狀的基體，所述基體具有用于固定在閥體內(nèi)的邊緣部分和用于朝向閥口設(shè)置的腹部，其特征在于，所述基體上于腹部位置處一體設(shè)置有用于與閥口的邊沿密封配合而封上閥口的密封凸起，所述密封凸起凸設(shè)在腹部的一側(cè)側(cè)面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜片密封式安全閥，其特征在于，所述基體的邊緣部分和腹部之間通過朝背離密封凸起的一側(cè)彎折或彎曲的環(huán)形褶皺過渡連接，所述環(huán)形褶皺的朝向密封凹槽的一側(cè)設(shè)有內(nèi)凹的變形空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的膜片密封式安全閥，其特征在于，所述基體上于背向密封凸起的一側(cè)固定有從腹部露出的嵌件，嵌件的露出部分上設(shè)有用于與彈簧座或彈簧連接的連接結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膜片密封式安全閥，其特征在于，所述控制腔內(nèi)裝配有用于向膜片施加朝向閥口彈性變形的壓動(dòng)力的彈簧，膜片在彈簧的壓動(dòng)行程上具有封上所述閥口的關(guān)閉位和讓開所述閥口的開啟位，所述膜片的密封凸起上具有在開啟位時(shí)被彈簧的壓動(dòng)力壓迫而朝向閥口彈性漲開突起、在關(guān)閉位時(shí)在在流體介質(zhì)的壓力作用下克服彈簧的壓動(dòng)力而背向閥口彈性收縮回復(fù)自由狀態(tài)的彈性的封堵面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膜片密封式安全閥，其特征在于，所述彈簧和膜片之間夾設(shè)有被彈簧壓緊在膜片上的彈簧座，彈簧座的朝向膜片的一側(cè)凸設(shè)有端部呈球冠狀的壓緊球頭，所述連接結(jié)構(gòu)為開設(shè)在嵌件的露出部分上的落球槽。
【文檔編號(hào)】F16K17/04GK103470828SQ201310369033
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】莫延亮, 陳正立, 李海英, 路超, 田躍軍, 劉寶林, 尚鑫, 魏華生, 張啟明, 王亞軍 申請人:河南航天液壓氣動(dòng)技術(shù)有限公司