压差控制的自动流体换向阀门的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——压差控制的自动流体换向阀门。该专利由重庆德运模具制造有限公司申请，并于2018年9月11日获得授权公告。

内容说明

本发明属于流体控制技术领域，尤其涉及一种在一定压力差值下自动调节流动方向的阀门。

发明背景

阀门是一种被广泛地应用于流体、气体类流体流动的阀门，常见的有截止阀、单向阀等，其中，单向阀是一种控制流体流动方向的控制元件，实现流体的单向流动控制，用于防止流体回流，而截止阀主要用于截断管道内流体通断的阀门。在实际应用中，需要在一定条件下截断流体的流动通道，停止流体的流动输送，且又需要在一定压差下实现流体的单向流动，如在流体管路系统中要求整个系统处于一定压强范围内的稳压状态，需要根据内外压强差来注入或者是放出流体，以达平衡。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种压差控制的自动流体换向阀门，该阀门可确定压力差值的范围，在压力差值下实现流体管路的截止闭合、灵活换向流通、平衡压强。

本发明的技术方案如下：

一种压差控制的自动流体换向阀门，包括一个两端开口的筒状的阀体，所述阀体的两开口端分别连有用于连接管道的法兰盘；

还包括位于阀体内部的阀芯组件，所述阀芯组件包括阀芯管，所述阀芯管为一段两端均为圆锥漏斗状管口的圆管，且所述圆锥漏斗状管口的大端面朝阀芯管外侧；在所述阀芯管左右两端的外壁上分别设有一圈密封凹槽，在所述密封凹槽内紧密地嵌有露出所述阀芯管外壁的O型圈，位于右端的O型圈的右侧阀芯管外壁上还设有一段密封管螺纹，所述密封管螺纹与阀芯管右端内壁上的密封管螺纹拧合，并且所述O型圈与阀芯管的内壁紧密接触；

所述阀芯组件还包括呈圆锥体状的阀芯，阀芯位于所述圆锥漏斗状管口内，每个阀芯的大端面与所在的圆锥漏斗状管口的大端面朝向一致，在每个阀芯内均设有一个空腔；所述空腔由两个相同的小圆锥腔体构成且两个小圆锥腔体的大端面相接，小端面分别贯通阀芯的大、小端面，从而在阀芯内部形成一个过阀芯中轴线的中间大两头小的流体通道；在阀芯的大端面一侧设有与阀芯同轴的圆环，所述圆环支撑固定于支架上，所述支架由四根呈L型的支撑板构成，所述支撑板一端与所述圆环外壁相连，另一端固定于阀芯的大端面上；

所述圆环其中一端面与圆锥状的呈拉伸状态的小弹簧的小端面固定相接，所述小弹簧的大端紧密地套在呈圆锥状的浮动堵头的小端外圆锥壁上，从而拉动所述浮动堵头的外圆锥面与所述流体通道的内圆锥面紧密贴合；所述浮动堵头的大端正对三根支柱形成的限位支架，所述支柱固定于所述流体通道的靠近阀芯小端面一侧的所述小圆锥腔体内壁；当流体从所述圆环一侧通过所述流体通道流入时，使所述浮动堵头朝阀芯的小端面涌动而顶在所述限位支架上，且此时不将流体通道堵死，在流体停止从所述圆环一侧流入时，所述浮动堵头被所述小弹簧拉回并嵌在所述圆环内而将所述流体通道堵死；

在所述阀芯管的中间内壁处固定有呈圆环状的弹簧安装环，所述弹簧安装环的两端面分别与两个圆锥状的呈拉伸状态的大弹簧的大端面固定相接，所述大弹簧的小端紧密地套在所述阀芯的小端外圆锥壁上，从而拉动阀芯的外圆锥面紧贴所述圆锥漏斗状管口的内圆锥壁；在所述阀芯管两端的流体压强差作用下，其中一端的所述流体通道被打开而另一端的流体通道被堵死时，流体通道被堵死一端的阀芯在流体的冲击下使阀芯的外圆锥面与所述圆锥漏斗状管口的内圆锥壁相分离。

进一步地，所述阀体的两端内壁嵌有过滤网。所述阀芯管的左端面上设有上下对称的两个插口。所述弹簧安装环的内壁为半圆弧状。

本发明的有益效果：将本发明连接在流体管路系统中，流体开始冲开流入端的浮动堵头，流体进入到阀芯管内，并逐步将流出端的浮动堵头冲至将该端的流体通道堵死，内部压力继续增大，继而将该浮动堵头所在的阀芯4顶开，使流体从该端流出，此时，管路系统连通，当流入的流体足够多导致该端的管路（或者流体储罐）压强增大至与流入端（流体源头处）驱动压强（一般是泵的工作输出所能产生压强）相持平时，或者其压力差值在某一范围之内时，本换向阀门处于截止关闭状态；当被流入端的管路有输出时，压强减小则流体继续沿原方向流动；而当原被流入端的压力差高于流入端的压力差超出某一范围时，则实现流体的回流，可以起到对被流入端的工作设备起到一定的安全保护作用。由此可见，本发明可以通过各个弹簧来确定压力差值的范围，并且实现截止闭合、双向流通、平衡压强等作用。