液压气动与密封/2014年第04期张耀新，胡兆华，刘强（河南航天液压气动技术有限公司，河南郑州451191）收稿日期：2013-08-19作者简介：张耀新（1979-），女，河南郑州人，工程师，硕士，从事液压气动元件及系统集成方面的学习研究。摘要：介绍了单向阀的结构特点。详细论述了低压开启单向阀的阀体、活门的结构设计，及关键件弹簧的设计计算等。通过试验验证说明设计产品满足要求。关键词：低压开启；单向阀；设计中图分类号：TH138.5文献标识码：A文章编号：1008-0813（2014）04-0078-03TheDesignofaLowPressureOpeningCheckValveZHANGYao-xin,HUZhao-hua,LIUQiang（HenanAerospaceHydraulic&PneumaticTechnologyCo.,Ltd.,Zhengzhou451191，China）Abstract:Thisarticleintroducesstructuralfeatureswhichelaborateonstructuraldesignofbodyandsealingassemblyoflowpressureopeningcheckvalve.Productsconformingtorequirementsarevalidatedbyexperimentsandtests.Keywords:lowpressureopening；checkvalve；design0引言单向阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，只允许流体沿着一个方向流动的阀门，即用来防止介质倒流的阀门。本课题介绍的单向阀是一款新型低压开启单向阀：开启压力≤0.01MPa；泄漏量为零；安装位置不受限制，它可装在水平、垂直或倾斜的管线上；工作介质温度范围在-40℃～+180℃之间。另外，该单向阀体积小，重量轻，是单向阀发展方向之一。1结构特点低压开启单向阀主要由阀体、弹簧、活门等零部件组成。阀体密封面设计成平面型的刃带如图1所示，与活门导向孔一次装卡加工完成，这样密封比压小，易于密封。在满足强度、刚度要求的同时，尽可能地减小各个零件的重量，满足产品体积小，重量轻的特点。同时，考虑公司现有加工设备及原材料，需优化结构设计，提高加工工艺性能，以降低生产成本提高经济效益。图1低压开启单向阀密封结构图2结构设计2.1阀体设计阀体密封面采用平面型的刃带，单边刃带宽b=0.1～0.5mm，具体宽度根据反向密封压力大小而定；刃带两侧或外侧设计为30°斜面，可以辅助密封；环形刃带直径在不影响流量或流阻、产品重量、外形的情况下尽量设计为最大值，这样可以加大反向压力作用在密封面上的力，提高密封性。在不影响产品重量的情况下，带有密封面的阀体的材料首选不锈钢等不需要表面处理的材质，具体牌号的选用要考虑耐工作介质。阀体壁厚按第四强度理论计算：SB=pDN2.3[σL]-p+c式中DN———阀体腔中最大内径，mm；p———设计压力，取公称压力，MPa；SB———考虑腐蚀余量后阀体的壁厚，mm；[σL]———材料的许用拉应力，MPa；c———考虑铸造偏差、工艺性和介质腐蚀等因素而附加的裕量，mm。2.2活门设计活门本体材料为聚四氟氯乙稀，在聚四氟氯乙稀上粘橡胶，而橡胶的具体牌号的选用要考虑工作介质与橡胶的相溶性、腐蚀性，以及橡胶的高低温性能。由于橡胶的材料非常柔软，在低压阀中最适合使用。使用聚四氟氯乙稀做活门本体，有以下几个优点：一种低压开启单向阀的设计doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2014.04.02478HydraulicsPneumatics&Seals/No.04.2014（1）减轻了活门重量，钢的密度约为8.9×103kg/m3，聚四氟氯乙稀的密度约为2.3×103kg/m3，这样在同等的体积下，聚四氟氯乙稀活门的重量是钢活门重量的1/4，这样就减少了安装方向对单向阀的影响。（2）由于阀体是金属材料，如果活门也是金属材料，这样由于金属对金属的硬度差比较小，因此摩擦力会比较大。而选用聚四氟氯乙稀材料做活门时，由于聚四氟氯乙稀本身表面就很光滑，同时这种材料与金属材料的硬度差比较大，因此运动摩擦力会比较小，活门活动会更自如。另外非金属还具有清除导向面上污染物的自洁功能。（3）由于聚四氟氯乙稀的硬度低，则机械加工比金属材料加工容易，更适合于大批量生产。2.3弹簧设计由于弹簧力取决于活门开关过程中介质对活门的作用力和单向阀的开启压力，所以弹簧是控制开启压力、关闭压差的关键。弹簧力过小，虽然有利于开启，但阀关闭瞬间可能弹簧预压缩力无法产生足够的密封比压，来保证泄漏量为零的要求；弹簧力过大，虽然有利于关闭，可以使活门...
