[实用新型]背压阀

说明书

本实用新型提供一种背压阀，所述背压阀包括：阀盖；阀体，所述阀盖和所述阀体轴向相继布置，以使得在所述阀盖和所述阀体之间形成有腔室，在所述阀体上分别设置有流体入口和流体出口；膜片，所述膜片布置在所述腔室内；密封件，所述密封容纳于设置在所述阀体的面向所述膜片的一侧上的凹槽内；其中，所述凹槽包括底壁和径向内侧壁，在所述底壁、所述径向内侧壁和所述密封件之间形成有一空间，所述背压阀包括导流通道，以使得流入所述空间内的流体能经由所述导流通道而流向所述流体出口。借助上述背压阀、尤其是其导流通道的设计，能以简单的结构和成本来降低背压阀的密封件的失效风险以及由此显著降低背压阀的功能失效风险。

技术领域

本实用新型涉及一种背压阀，尤其是设有用于降低阀体工作失效风险的装置的背压阀。

背景技术

背压阀被广泛应用于有压力要求流体系统中，例如用于使流体管路保持在预设压力下。在管路或是设备容器压力不稳的状态下，背压阀能保持管路所需压力，使流路中的泵能正常输出流量。

在实验室仪器中，常规的膜片式背压阀的主要功能是使流路中的压力保持在一个设定的范围内。当流路中压力大于目标设定值时，背压阀会被超出压力打开；当流路中压力小于目标设定值时，背压阀关闭，使压力不会降低。

一般，膜片式背压阀包括阀体和阀盖(也称下阀体和上阀体)。在阀体和阀盖之间形成用于容纳膜片的腔室。此外，膜片式背压阀还包括密封膜片、密封件(例如，O型圈)、支撑件、压力件等零部件。在这些关键部件中，密封膜片主要作用是隔绝流体与压力件，支撑件主要作用是提供流路的进出口、密封件的凹槽以及密封件的内部支撑，而密封件(例如，O型圈)主要作用是密封该密封膜片和支撑件之间的缝隙。

图1中示例性示出用于生物或化学试验的反应池中的一种现有技术的背压阀。在该试验中，反应池需要压力保持在一定范围。在反应池中，需要不断有流体进入和排出。因此，需要在反应池的末端安装阀门，在保持压力同时能够排出流体。

由图1可知，在阀体的面向膜片的一侧上开设有凹槽，以接纳密封件(例如，O型圈)。背压阀中的膜片能响应于经由阀体左侧的流体入口流入的流体的压力而在由阀体和阀盖夹出的腔室内沿背压阀的轴向在阻挡位置和释放位置之间移动。在膜片的阻挡位置，膜片与密封件接触，以阻挡流体入口与流体出口之间的流体连通(即，密封住不让流体流到出口)，而在释放位置，膜片脱离与密封件的接触，以使得流入的流体能沿背压阀的径向向内的方向流过膜片和密封件之间(即，二者之间的缝隙)，然后经由流体出口流出阀体。膜片在阻挡位置和释放位置之间的切换可以由预设的压力所决定。

如图2中示例性所示，在膜片式背压阀的初始结构设计中，密封件(例如，O型圈)会在上侧A点处、下侧B点处和内侧C点处具有密封作用。具体来说，密封件在A点处与位于其图示上方的膜片发成接触，密封件在B点处与容纳密封件的凹槽底壁接触，以及密封件在C点处与凹槽的内侧壁接触，以产生密封流体作用。可以看到，在B点和C点之间，密封件与凹槽会形成一个空腔D。

在实际的背压阀测试中主要会出现如下两种问题：

1)在背压阀实际工作中，流体可能会逐渐进入密封圈内侧的空腔D内部。由此处流体形成的高压会压迫密封件(例如，O型圈)，使O型圈在C点处紧密贴合。然而，流体一旦进入空腔D后，就不能从空腔D中流出。随着进入该空腔D的流体越来越多，压力越来越大。同时，O型圈会随着空腔D中流体的增加，逐步往上抬，如图3中所示。这导致O型圈的顶部将脱出其所在的凹槽，因此O型圈内部的支撑轴不能有效支撑O型圈。

高压流体直接作用在O型圈表面，并且逐步压溃O型圈，这导致O型圈在高压流体的作用下的寿命急剧下降。

2)如前所述，背压阀的主要功能为，在流路中，当压力小于设定值时阀门关闭，流路截止；当流路中压力大于设定值时，流路打开。这样在就保证了，流路中的压力始终保持在设定值范围内上下波动。