CN101709801B - 动态压差平衡型调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动态压差平衡型调节阀，属于阀门制造技术领域。它解决了现有调节阀调节精度低、调节范围小等问题。本动态压差平衡型调节阀包括具有进水腔的阀体一、具有出水腔的阀体二和设置在阀体二处的阀杆，该阀杆的内端位于出水腔内且其外端穿出阀体二，阀体一和阀体二连接在一起时形成一个中腔，中腔内设有用于连通进水腔和出水腔的芯管，芯管进水端与中腔壁之间形成进水间隙，在中腔内还设有能根据进水腔和出水腔之间的压差带动芯管轴向移动从而调节上述进水间隙的调节机构。本发明具有调节精度高、使用范围广、调节范围大和加工方便等优点。

Description

动态压差平衡型调节阀

技术领域

本发明属于阀门制造技术领域，涉及一种调节阀，特别涉及一种动态压差平衡型调节阀。

背景技术

调节阀属于控制阀系列，主要作用是调节介质的压力、流量、温度等参数，是工艺环路中最终的控制元件。目前，供热、采暖及空调系统中往往存在水力失调的问题，即在系统的实际运行时，对其中一个单元中介质的压力与流量进行了调节，由于介质的压力与流量的变化会相互影响，这样与之相并联的其它单元中介质的压力与流量就产生了变化，导致介质的均衡输送与分配难以实现。为解决上述的问题，设计人员采用压差调节阀以实现流量的平衡。

有人对压差调节阀进行了改进，例如，中国专利文献公开了一种自力式压差调节阀[公告号：CN2531205Y]，它由阀体、阀盖、阀瓣、阀杆、膜片、弹簧、螺杆、旋转螺母和连通管等组成，阀杆下端装有两个阀瓣，分别控制阀座上的两个出水口，阀杆上端设有膜片，膜片上部设有弹簧并设有与被控管段末端相通的连通管，膜片上部同时承受被控管段末端液体压力和弹簧向下的推力，膜片下部与阀腔相通，承受阀腔液体向上的推力。这种自力式压差调节阀能保证压差始终等于弹簧的弹力，利用两个阀瓣调节流量，制造比较麻烦且调节精度不高，还有在这种自力式压差调节阀种流量的大小不能调节是固定值。

还有人设计了一种动态压差平衡型电动调节阀[公告号：CN200949705Y]，它包括阀体、电控阀芯、压差平衡阀芯、内隔板、导水管、导压孔和过滤网，内隔板水平设置在阀体内，分别将阀体内腔分成进水腔和出水腔，内隔板上还设置有阀口，电控阀芯、压差平衡阀芯分别固定在阀体的上方和下方，其电控阀芯的下端和压差平衡阀芯的上端分别设置在阀口的上下对应位置，阀体的进水腔内镶嵌有过滤网，阀体上还设置有与进水腔相连通的导压孔，与出水腔相连通的测压孔，导水管一端与导压孔相连，另一端与压差平衡阀芯相连接。这种动态压差平衡型电动调节阀将电动调节阀和压差调节阀结合在一起，双阀芯结构的设置比较复杂而且体积较大，使用范围小，而且不能测量压差，调节的精度不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种结构紧凑、调节方便、调节范围大且调节精度高的动态压差平衡型调节阀。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种动态压差平衡型调节阀，包括具有进水腔的阀体一、具有出水腔的阀体二和设置在阀体二处的阀杆，该阀杆的内端位于出水腔内且其外端穿出阀体二，其特征在于，所述的阀体一和阀体二连接在一起时形成一个中腔，所述的中腔内设有用于连通进水腔和出水腔的芯管，所述的芯管进水端与中腔壁之间形成进水间隙，在中腔内还设有能根据进水腔和出水腔之间的压差带动芯管轴向移动从而调节上述进水间隙的调节机构。

本动态压差平衡型调节阀由阀体一和阀体二连接在一起，阀体一和阀体二可以单独加工，加工方便，而且维修清理方便。

本动态压差平衡型调节阀工作时，通过调节阀杆轴向的位置能改变阀杆内端到调节机构的开度大小，这样能调节出水腔与调节机构之间的流量大小，即出水流量的大小。水流进入进水腔通过芯管再从出水腔排出。当进水腔处流量增大时，进水腔处压力增大，这时调节机构根据进水腔和出水腔之间的压差带动芯管轴向下移而使进水间隙变小，从而减少了进水腔通过芯管的流量，出水腔的流量恒定；当进水腔处流量减小时，进水腔处压力减小，此时调节机构带动芯管轴向上移而使进水间隙增大，使进水腔通过芯管的流量增大，出水腔的流量恒定。

在上述的动态压差平衡型调节阀中，所述的调节机构包括设置在阀体一和阀体二之间且将中腔分为上、下两腔室的弹性膜片和位于芯管与中腔壁之间的弹性组件，所述的芯管的出水端与弹性膜片固连。

当进水腔处的流量增大时，进水腔处的压力变大，中腔的上腔室处的压力也增大，弹性膜片上表面在中腔的上腔室处的压力作用下带动芯管轴向下移，直到压力等于弹性组件提供的弹力达到新的平衡，此时进水间隙变小，从而减少了进水腔通过芯管的流量，出水腔的流量恒定；当进水腔处流量减小时，进水腔处压力减小，中腔的上腔室处的压力也减小，弹性膜片在弹性组件提供的弹力作用下使弹性膜片带动芯管轴向上移，弹性膜片上移使中腔的上腔室的体积变小，作用在弹性膜片上表面的压力会重新增大直到等于弹性组件提供的弹力达到新的平衡，此时进水间隙增大，使进水腔通过芯管的流量增大，出水腔的流量恒定。

在上述的动态压差平衡型调节阀中，所述的弹性组件包括固定在阀体一内且套设在芯管外侧的芯管座和位于芯管与芯管座之间的弹簧，所述的芯管座具有凸台，弹簧的一端抵靠在芯管座的凸台上，弹簧的另一端抵靠在弹性膜片上。当进水腔处流量、压力改变时，弹性膜片带动芯管能在芯管座轴向方向移动，芯管座具有导向作用使芯管的轴向移动平稳。

在上述的动态压差平衡型调节阀中，所述的芯管座具有凸台的侧壁开有环形凹槽，所述的环形凹槽内设有密封圈。密封圈的设置防止水流进入芯管座与芯管的间隙，使弹簧的使用寿命长，而且消除了水流进入芯管座与芯管的间隙的影响，调节精度高。

在上述的动态压差平衡型调节阀中，所述的弹性膜片两侧分别设有垫片一和垫片二，上述垫片二与芯管固连，上述垫片一夹紧弹性膜片且铆接在芯管的出水端。这样实现了芯管出水端与弹性膜片的固连，连接方便，而且避免了弹性膜片中心处与芯管座或阀体二的接触磨损，提高了弹性膜片的使用寿命。

在上述的动态压差平衡型调节阀中，所述的弹性膜片具有若干个凸环，所述的阀体一或阀体二开有若干个与凸环相对应的凹槽，上述凸环嵌合在阀体一或阀体二的凹槽中。这样实现了弹性膜片的有效定位，弹性膜片固定处的位置不会因弹性膜片的弹性变形而发生变化。

在上述的动态压差平衡型调节阀中，所述的阀杆内端连接有密封块，位于芯管进水端下方的中腔壁固定有密封垫。密封块和密封垫的设置提高了密封性能。

在上述的动态压差平衡型调节阀中，所述的阀体二上设有两根测试管，其中一根测试管与中腔连通，另一根测试管与出水腔连通，所述的阀杆外端套接有能调节阀杆轴向位置并能显示阀杆内端开启度的刻度调节组件。

本申请中将阀杆内端到弹性膜片开启的程度称为阀杆内端开启度。使用时，将压力测试仪器连接到测试管中，测出压力差后根据压力差和阀杆内端开启度的对比说明书，通过刻度调节组件使阀杆轴向位置发生改变从而调节了阀杆内端开启度。

在上述的动态压差平衡型调节阀中，所述的刻度调节组件包括套接在阀杆外端的升降套、套接在升降套外侧的多边形接头、位于升降套和多边形接头之间的转动套，所述的多边形接头固定在阀体二上，所述的转动套和升降套螺纹连接，转动套顶端还卡接有标记有刻度的刻度盘。

当刻度调节组件调节时，转动转动套使升降套带动阀杆一起升降，这样调节了阀杆内端开启度，上述调节过程中刻度盘随转动盘一起转动，比对刻度盘的刻度就能知道阀杆内端开启度。

在上述的动态压差平衡型调节阀中，所述的多边形接头外壁设有齿牙一，转动套外壁设有齿牙二，所述的多边形接头与转动套外壁套设有离合套，离合套的内壁设有齿牙三，在离合套与多边形接头之间还设有压簧，在压簧弹力的作用下所述的齿牙三啮合于齿牙一和齿牙二，当克服压簧弹力，所述的齿牙三与齿牙一分离且与齿牙二啮合。

因为多边形接头是固定在阀体二上的，在压簧弹力的作用下齿牙三啮合于齿牙一和齿牙二，这样离合套和转动套皆不能转动。需要调节时，克服压簧弹力使离合套的齿牙三与齿牙一分离且与齿牙二啮合，这样转动离合套就能带动转动套一起转动从而调节。调节好后，在压簧弹力的作用下齿牙三重新啮合于齿牙一和齿牙二，离合套、转动套皆不能转动。这样调节好后的转动套不能随便转动保证了调节精度。当然根据实际情况，多边形接头、转动套与离合套之间采用凹槽和凸块的配合也能实现离合的功能。

与现有技术相比，本发明提供的一种动态压差平衡型调节阀具有以下优点：

1、本动态压差平衡型调节阀由阀体一和阀体二连接在一起，阀体一和阀体二可以单独加工，加工和维修简便快速。

2、本动态压差平衡型调节阀的结构简单紧凑，体积较小，使用范围广。

3、本动态压差平衡型调节阀通过测试管和刻度调节组件调节阀杆内端开启度，调节范围大，调节精度高，而且调节好后能保证出水腔流量的恒定，不会受到进水腔和出水腔之间压差变化的影响。

附图说明

图1是本动态压差平衡型调节阀的剖视结构示意图。

图2是本动态压差平衡型调节阀中刻度调节组件的结构立体示意图。

图中，1、阀体一；1a、进水腔；2、阀体二；2a、出水腔；3、阀杆；4、中腔；5、芯管；6、进水间隙；7、调节机构；8、弹性膜片；8a、凸环；9、弹性组件；9a、芯管座；9a1、凸台；9a2、环形凹槽；9b、弹簧；10、密封圈；11、垫片一；12、垫片二；13、密封块；14、密封垫；15、测试管；16、刻度调节组件；16a、升降套；16b、多边形接头；16c、转动套；16d、刻度盘；16e、固定刻度罩；17、齿牙一；18、齿牙二；19、离合套；19a、齿牙三；20、压簧；21、螺钉。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本动态压差平衡型调节阀包括阀体一1、阀体二2、阀杆3、芯管5和调节机构7等组成。

具体来说，本动态压差平衡型调节阀的阀体一1具有进水腔1a，阀体二2具有出水腔2a，阀杆3设置在阀体二2处，阀杆3的内端位于出水腔2a内且其外端穿出阀体二2。阀体一1和阀体二2连接在一起时形成一个中腔4，中腔4内设有用于连通进水腔1a和出水腔2a的芯管5，芯管5进水端与中腔4壁之间形成进水间隙6，在中腔4内还设有调节机构7。本实施例中，阀体一1和阀体二2采用螺钉21连接。

调节机构7能根据进水腔1a和出水腔2a之间的压差带动芯管5轴向移动从而调节进水间隙6，调节机构7包括设置在阀体一1和阀体二2之间且将中腔4分为上、下两腔室的弹性膜片8和位于芯管5与中腔4壁之间的弹性组件9，芯管5的出水端与弹性膜片8固连。本实施例中，弹性膜片8两侧分别设有垫片一11和垫片二12，垫片二12与芯管5固连，垫片一11夹紧弹性膜片8且铆接在芯管5的出水端，这样实现了芯管5出水端与弹性膜片8的固连，连接方便。

弹性组件9包括固定在阀体一1内且套设在芯管5外侧的芯管座9a和位于芯管5与芯管座9a之间的弹簧9b，芯管座9a具有凸台9a1，弹簧9b的一端抵靠在芯管座9a的凸台9a1上，弹簧9b的另一端抵靠在弹性膜片8上。弹性膜片8具有一个凸环8a，阀体一1开有与凸环8a相对应的凹槽，凸环8a嵌合在阀体一1的凹槽中，这样实现了弹性膜片8的有效定位。芯管座9a具有凸台9a1的侧壁开有环形凹槽9a2，环形凹槽9a2内设有密封圈10，阀杆3内端连接有密封块13，位于芯管5的进水端下方的中腔4壁固定有密封垫14，密封圈10、密封块13和密封垫14的设置提高了密封性能。

阀体二2上设有两根测试管15，其中一根测试管15与中腔4连通，另一根测试管15与出水腔2a连通，阀杆3外端套接有能调节阀杆3轴向位置并能显示阀杆3内端开启度的刻度调节组件16。本实施例中，刻度调节组件16包括套接在阀杆3外端的升降套16a、套接在升降套16a外侧的多边形接头16b、位于升降套16a和多边形接头16b之间的转动套16c，多边形接头16b固定在阀体二2上，转动套16c和升降套16a螺纹连接，转动套16c顶端还卡接有标记有刻度的刻度盘16d。一个固定刻度罩16e穿过刻度盘16d固定在阀杆3外端，固定刻度罩16e上设有标志。刻度盘16d上的刻度从20％至100％，固定刻度罩16e的标志指向的刻度越小则表示流量越小。多边形接头16b外壁设有齿牙一17，转动套16c外壁设有齿牙二18，多边形接头16b与转动套16c外壁套设有离合套19，离合套19的内壁设有齿牙三19a，在离合套19与多边形接头16b之间还设有压簧20，在压簧20弹力的作用下齿牙三19a啮合于齿牙一17和齿牙二18，当克服压簧20弹力，齿牙三19a与齿牙一17分离且与齿牙二18啮合。本实施例中的多边形接头16b为六边形接头。

当需要对本动态压差平衡型调节阀的流量进行调节时，将压力测试仪器连接到测试管15中，测出中腔4与出水腔2a的压力差后根据压力差和阀杆3内端开启度的对比说明书，通过刻度调节组件16使阀杆3轴向位置发生改变从而调节了阀杆3内端开启度。

具体调节时，克服压簧20弹力使离合套19的齿牙三19a与齿牙一17分离且与齿牙二18啮合，转动离合套19带动转动套16c一起转动，转动套16c通过与升降套16a之间的螺纹连接带动升降套16a升降，升降套16a带动阀杆3一起升降，调节过程中刻度盘16d随转动盘一起转动，比对刻度盘16d的刻度调节阀杆3内端开启度，刻度盘16d上的刻度从20％至100％，刻度越小则表示流量越小。调节好后，在压簧20弹力的作用下离合套19具有齿牙三19a重新啮合于齿牙一17和齿牙二18，此时离合套19、转动套16c皆不能转动。这样调节好后的转动套16c不能随便转动保证了调节精度。

本动态压差平衡型调节阀调节好后工作时，水流进入进水腔1a通过芯管5再从出水腔2a排出。当进水腔1a处的流量增大时，进水腔1a处的压力变大，中腔4的上腔室处的压力也增大，弹性膜片8上表面在中腔4的上腔室处的压力作用下带动芯管5轴向下移，直到压力等于弹性组件9提供的弹力达到新的平衡，此时进水间隙6变小，从而减少了进水腔1a通过芯管5的流量，出水腔2a的流量恒定；当进水腔1a处流量减小时，进水腔1a处压力减小，中腔4的上腔室处的压力也减小，弹性膜片8在弹性组件9提供的弹力作用下使弹性膜片8带动芯管5轴向上移，弹性膜片8上移使中腔4的上腔室的体积变小，作用在弹性膜片8上表面的压力会重新增大直到等于弹性组件9提供的弹力达到新的平衡，此时进水间隙6增大，使进水腔1a通过芯管5的流量增大，出水腔2a的流量恒定。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、阀体一；1a、进水腔；2、阀体二；2a、出水腔；3、阀杆；4、中腔；5、芯管；6、进水间隙；7、调节机构；8、弹性膜片；8a、凸环；9、弹性组件；9a、芯管座；9a1、凸台；9a2、环形凹槽；9b、弹簧；10、密封圈；11、垫片一；12、垫片二；13、密封块；14、密封垫；15、测试管；16、刻度调节组件；16a、升降套；16b、多边形接头；16c、转动套；16d、刻度盘；16e、固定刻度罩；17、齿牙一；18、齿牙二；19、离合套；19a、齿牙三；20、压簧；21、螺钉等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种动态压差平衡型调节阀，包括具有进水腔(1a)的阀体一(1)、具有出水腔(2a)的阀体二(2)和设置在阀体二(2)处的阀杆(3)，该阀杆(3)的内端位于出水腔(2a)内且其外端穿出阀体二(2)，其特征在于，所述的阀体一(1)和阀体二(2)连接在一起时形成一个中腔(4)，所述的中腔(4)内设有用于连通进水腔(1a)和出水腔(2a)的芯管(5)，所述的芯管(5)进水端与中腔(4)壁之间形成进水间隙(6)，在中腔(4)内还设有能根据进水腔(1a)和出水腔(2a)之间的压差带动芯管(5)轴向移动从而调节上述进水间隙(6)的调节机构(7)，所述的调节机构(7)包括设置在阀体一(1)和阀体二(2)之间且将中腔(4)分为上、下两腔室的弹性膜片(8)和位于芯管(5)与中腔(4)壁之间的弹性组件(9)，所述的芯管(5)的出水端与弹性膜片(8)固连。

2.根据权利要求1所述的动态压差平衡型调节阀，其特征在于，所述的弹性组件(9)包括固定在阀体一(1)内且套设在芯管(5)外侧的芯管座(9a)和位于芯管(5)与芯管座(9a)之间的弹簧(9b)，所述的芯管座(9a)具有凸台(9a1)，弹簧(9b)的一端抵靠在芯管座(9a)的凸台(9a1)上，弹簧(9b)的另一端抵靠在弹性膜片(8)上。

3.根据权利要求2所述的动态压差平衡型调节阀，其特征在于，所述的芯管座(9a)具有凸台(9a1)的侧壁开有环形凹槽(9a2)，所述的环形凹槽(9a2)内设有密封圈(10)。

4.根据权利要求1所述的动态压差平衡型调节阀，其特征在于，所述的弹性膜片(8)两侧分别设有垫片一(11)和垫片二(12)，上述垫片二(12)与芯管(5)固连，上述垫片一(11)夹紧弹性膜片(8)且铆接在芯管(5)的出水端。

5.根据权利要求1所述的动态压差平衡型调节阀，其特征在于，所述的弹性膜片(8)具有若干个凸环(8a)，所述的阀体一 (1)或阀体二(2)开有若干个与凸环(8a)相对应的凹槽，上述凸环(8a)嵌合在阀体一(1)或阀体二(2)的凹槽中。

6.根据权利要求1所述的动态压差平衡型调节阀，其特征在于，所述的阀杆(3)内端连接有密封块(13)，位于芯管(5)进水端下方的中腔(4)壁固定有密封垫(14)。

7.根据权利要求1所述的动态压差平衡型调节阀，其特征在于，所述的阀体二(2)上设有两根测试管(15)，其中一根测试管(15)与中腔(4)连通，另一根测试管(15)与出水腔(2a)连通，所述的阀杆(3)外端套接有能调节阀杆(3)轴向位置并能显示阀杆(3)内端开启度的刻度调节组件(16)。

8.根据权利要求7所述的动态压差平衡型调节阀，其特征在于，所述的刻度调节组件(16)包括套接在阀杆(3)外端的升降套(16a)、套接在升降套(16a)外侧的多边形接头(16b)、位于升降套(16a)和多边形接头(16b)之间的转动套(16c)，所述的多边形接头(16b)固定在阀体二(2)上，所述的转动套(16c)和升降套(16a)螺纹连接，转动套(16c)顶端还卡接有标记有刻度的刻度盘(16d)。

9.根据权利要求8所述的动态压差平衡型调节阀，其特征在于，所述的多边形接头(16b)外壁设有齿牙一(17)，转动套(16c)外壁设有齿牙二(18)，所述的多边形接头(16b)与转动套(16c)外壁套设有离合套(19)，离合套(19)的内壁设有齿牙三(19a)，在离合套(19)与多边形接头(16b)之间还设有压簧(20)，在压簧(20)弹力的作用下所述的齿牙三(19a)啮合于齿牙一(17)和齿牙二(18)，当克服压簧(20)弹力，所述的齿牙三(19a)与齿牙一(17)分离且与齿牙二(18)啮合。 

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