[其他]阀球自动旋转的逆止阀

说明书

本实用新型是一种逆止阀，特别适用于往复式泥浆泵。

多年来一些往复式泵的逆止阀均采用锥阀，这种阀用于泥浆泵输送含有固体颗粒的浆体时，密封不良，而且组件与阀座配套使用，零件较多，检修频繁，使用寿命甚短。为了解决这些问题，近年来很多国家研究新的逆止阀。对于这种结构的逆止阀已见专利文献，如英国专利105178，1219506，美国专利3498315，日本专利昭43－4374。但上述专利的逆止阀，其球旋转更新密封面缺少可靠的密封措施。日本专利昭48－36363所述的阀球自动旋转的阀克服了这个缺点。该专利的阀由阀球、阀座、斜垫、弹簧、导向套、阀箱及阀盖组成。在关闭状态，阀球被与弹簧下端连接的斜垫压紧，阀球与导向套之间有一定的间隙。这种阀的阀球旋转是由弹簧下的斜垫及阀球与导向套之间形成的间隙实现；防止流体逆流是靠阀球在弹簧作用下压在阀座上，结构复杂，机加工精度要求较高。

由于此阀带有弹簧及导向套，在含有固体颗粒的浆体磨损下，减少使用寿命。阀球是空心钢球，阀座是小止口，密封工作面小，因此，一方面单位面积上的冲击负荷很大，浆体中的磨砺性固体颗粒在强力撞击中嵌入阀球和阀座的表层金属内，引起表层金属撕裂，产生塑性变形，在多次撞击和冲刷下，撕裂表层逐渐剥落，这是一种高应力磨料磨损；另一方面高压浆体的高速冲刷也会直接形成对其表面的擦损，这是一种低应力磨料磨损。尤其是在密封不严时，高压浆体以很高的速度从小缝中冲出，很快使阀球和阀座表面形成很小沟痕。这种沟痕一旦在阀座上形成（阀球因旋转不易在原处集中冲刷），高压高速浆体集中冲刷，使之很快扩大成沟槽，其破坏性比前一种磨损更为严重，大大减少阀使用寿命。

本实用新型的目的是克服已有技术的逆止阀因带有弹簧及导向套和小止口阀座减少使用寿命的缺点，从而提供一种结构新颖、简单，使用寿命长及造价低的逆止阀。

为实现上述目的，其解决方案是：逆止阀由阀球、阀座、斜垫、阀箱及阀盖组成，斜垫固定在阀盖下端，阀座及阀盖分别与阀箱的下端及上端连接。

阀球，为空心钢球，其表面衬以衬垫，衬垫可用耐磨和有弹性的材料，如橡胶等。

阀座，为球面阀座，阀座的上表面为球面，其上端带有锥面，由金属材料制成。

斜垫，其下表面向上倾斜，由橡胶制成。

当阀球下部压力高于上部时，阀球上升，上升到一定的高度与带有一定倾斜角的斜垫接触，使阀球旋转，并由阀座的锥面导向，从而实现阀球自动旋转。当阀球上部压力高于下部压力时，阀球压在阀座上，使阀关闭。

本实用新型与已有技术相比，取消了弹簧及导向套，易损件少，结构简单。在结构上，将小止口阀座改为球面阀座，这样不仅与阀球配合有良好的密封面，并减轻阀球下落对阀座造成的撞击负荷，而且消除了高应力磨料磨损，低应力磨料磨损也大为减少，从而大大地增加了阀的使用寿命。采用空心钢球表面衬橡胶，一方面使阀球与阀座密封面可靠，另一方面阀球表面加工精度可借助衬胶模具容易达到，减少空心钢球因机加工表面精度不易达到而报费的可能性。在材料上，对阀球、阀座、斜垫等采用适宜的材料，也有助于提高阀使用寿命。

附图描述了本实用新型的一个实施例。

附图1：逆止阀的剖视图。

附图2－5：逆止阀工作动态示意图。

附图1描述了逆止阀静态结构，由阀球［1］、阀座［2］、斜垫［3］、阀箱［4］及阀盖［5］组成。

阀球［1］用以开闭流体流动通道，其直径根据不同流量而定。衬橡胶工艺为已有技术。

为使阀球［1］旋转灵敏，密封面均匀改变，上述的阀球实际重心与几何中心的偏离不大于该球半径的5％。

阀座［2］是流体流动的通道，为球面阀座，其上表面为球面，最大球面角φ不大于140°，并在球面上端有锥面。阀座［2］由高铬铸铁制成。

斜垫［3］用于控制阀球［1］抬起高度，同时对它起缓冲保护作用，并利用流体冲力和斜垫弹力加速阀球［1］下落，其斜面迫使阀球［1］升起后产生旋转。斜垫［2］下表面向上方倾斜，其倾斜角为20°－30°。斜垫［2］控制阀球［1］抬起高度为阀球［1］直径的5～10％。

附图2～5描述了逆止阀工作状态。当逆止阀处于完全关闭状态（如附图2），阀球［1］的名义抬起高度为h，与阀座［2］接触的球面角为φ。当阀下部压力高于上部时，阀球［1］升起，球心由O升到O₁，此时阀球［1］与斜垫［2］在B点接触（如附图3）。当阀球［1］碰到斜垫［3］后，按箭头所示方向沿斜垫［3］滚动至阀球［1］与阀座［2］K点接触，球心由O₁移至O₂，阀球转动角为α₁（如附图4）。当阀上部压力高于下部压力时，在流体冲力、斜垫［3］弹力及阀球重力作用下，阀球［1］沿阀座［2］球面按箭头所示方向最低处滚动，球心由O₂降至O，阀球［1］转动角为α₂（如图5）。至此，阀重心处于完全关闭状态。在此一周期中阀球［1］转动角α＝α₁＋α₂，球面上A点转到A处，球心运动轨迹为O－O₁－O₂－O。为使叙述简明，在上述分析中省略了对斜垫［2］和阀球［1］弹性变形的分析。实际上斜面并非严格垂直于图面，加之流体冲击不均匀，因而还有其它方向的旋转，球心的运动轨迹并不完全在图面上，这就使得阀球［1］表面上各点与阀座［2］得到均匀的接触，避免局部过大的撞击和磨损。