CN101900213B - 带有循环的膜片式流量调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有循环的膜片式流量调节阀。底盖开有由液体流道相连通的液体入口和循环液体出口，液体腔与液体流道相连通；第一阀块上开有锥形内腔，其下端开有液体腔，锥形内腔与阀块上的流量调节出口连通；锥形内腔内装有锥形阀芯，其上端的大圆柱体穿过第一膜片孔至第二阀块内，球形阀芯上端顶在锥形阀芯支撑杆的下端，锥形阀芯的台肩面顶在第一膜片下端；第二阀块上开有气体腔与阀块上的控制气入口连通，第二膜片中部位于第二阀块的气体腔上部；第二阀块的气体腔内的螺母内孔与锥形阀芯上端配合，螺母的下端顶在第一膜片上端，螺母的上端与第二膜片连接。该阀有效防止液体内小颗粒堵塞阀体，在保证足够流量调节范围的情况下，结构紧凑。

Description

带有循环的膜片式流量调节阀

技术领域

本发明涉及流量调节阀，尤其是涉及一种带有循环的膜片式流量调节阀。

背景技术

流量调节阀在上世纪70年代开始发展。这是由于流量调节阀不仅能用于闭环控制，还能用于开环控制系统中；另外，流量调节阀的加工精度远低于伺服阀，大幅度降低了生产成本。在大多数工业控制系统中，其控制精度和动态性能都能满足要求。

目前，市场上的流量调节阀主要以电磁滑阀式结构为主。它是由比例电磁铁、阀芯、阀套、主阀体，底座及反馈弹簧等组成。其工作原理是：复位状态时，弹簧式被压缩的，阀芯受弹簧的压力压紧于阀腔出口；工作时，比例电磁铁通电产生磁场，动铁芯被抬起并对阀芯产生与弹簧弹力相反的推力；当控制电流逐渐增大使推力大于弹簧预紧力时，比例电磁铁推动阀芯，流量调节阀打开。当线圈失电，动铁芯在弹簧力的作用下恢复到初始状态，压紧阀腔出口。上述滑阀式流量调节阀存在以下几点不足：为了保证油路密封，滑动密封面之间的间隙很小，容易造成阀芯卡死，导致流量调节阀失效；比例电磁铁的电-力学特性以及弹簧的力学-位移特性决定了滑阀式流量调节阀的精度，故在开环系统中，滑阀式流量调节阀的精度主要由电磁铁的电-力学精度决定；安装精度要求较高，不适用于需要经常拆卸的场合。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种带有循环的膜片式流量调节阀，解决了流量调节阀使用稳定性，保证足够精度的情况下结构紧凑。

本发明采用的技术方案是：

本发明由底盖、第一阀块、第一膜片、第二阀块、第二膜片和顶盖依次连接而成；其中：

1)底盖的两侧分别开有由液体流道相连通的液体入口P₃和循环液体出口P₄，底盖上开有上端大而下端小的二级阶梯孔液体腔，液体腔下端与所述液体流道相连通；二级阶梯孔的小端装有弹簧，装在二级阶梯孔的中部的球形阀芯下端顶在弹簧上；

2)第一阀块上开有上端大而下端小的锥形内腔，锥形内腔开有油槽，锥形内腔的下端开有上端小而下端大的二级阶梯孔，底盖与第一阀块间安装套环，套环上下分别用第二密封圈和第一密封圈密封，锥形内腔与第一阀块上的流量调节出口P₂连通，第一膜片中部位于锥形内腔的大端孔上部；所述锥形内腔内装有锥形阀芯，锥形阀芯上端的大圆柱体穿过第一膜片中部孔至第二阀块内，球形阀芯上端顶在锥形阀芯支撑杆的下端，锥形阀芯的台肩面顶在第一膜片下端；

3)第二阀块上开有气体腔，气体腔与第二阀块上的控制气入口P₁连通，第二膜片中部位于第二阀块的气体腔上部；第二阀块的气体腔内装有螺母，螺母内孔与锥形阀芯上端的圆柱体为螺纹配合，螺母的下端顶在第一膜片上端，螺母的上端与第二膜片通过螺钉连接；

4)顶盖的下端面开有气体腔，气体腔与顶盖上的流道连通，流道与堵头配合。

所述的弹簧的外径D₁小于球形阀芯外径D₂；所述的第二密封圈最小孔径d₂小于球形阀芯外径D₂；所述的套环的最小孔径d₁大于球形阀芯外径D₂；锥形阀芯支撑杆杆径D₃小于第一阀块最小孔径d₃；锥形阀芯锥面的锥角α₁大于第一阀块锥面的锥角α₂。

本发明具有的有益效果是：

本发明采用弹簧压缩时产生的弹力，保证了阀芯对喷嘴有足够的密封压力；阀芯的球形阀芯有部分嵌入开有锥形槽的套环中，保证紧密的封住了循环液体出口；膜片式结构有效防止液体内小颗粒堵塞阀体；循环液体出口防止了油漆等液体凝固堵塞阀体；阀芯结构参数合理，在保证足够流量调节范围的情况下，使膜片式流量调节阀结构紧凑。主要用于低压场合。

附图说明

图1是本发明的结构原理剖视图。

图2是本发明第一膜片的剖视图。

图3是本发明第二膜片的剖视图。

图4是本发明阀芯部分的局部示意图。

图5是本发明输入气压P与空载时输出流量调节出口流量Q的特征曲线。

图中：1、底盖；2、第一阀块；3、第二阀块；4、顶盖；5、弹簧；6、球形阀芯；7、锥形阀芯；8、螺母；9、套环；10、第一密封圈；11、第二密封圈；12、第一膜片；13、第二膜片；14、堵头；15、两个螺钉；16、液体腔；17、油槽；18、气体腔；P₁、控制气入口；P₂、流量调节出口；P₃、液体入口；P₄、循环液体出口。

具体实施方式

通过下述附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、图2、图3、图4所示，由底盖1、第一阀块2、第一膜片12、第二阀块3、第二膜片13和顶盖4依次连接而成；其中：

1)底盖1的两侧分别开有由液体流道相连通的液体入口P₃和循环液体出口P₄，底盖1上开有上端大而下端小的二级阶梯孔液体腔16，液体腔下端与所述液体流道相连通；二级阶梯孔的小端装有弹簧5，装在二级阶梯孔的中部的球形阀芯6下端顶在弹簧5上；

2)第一阀块2上开有上端大而下端小的锥形内腔，锥形内腔开有油槽17，锥形内腔的下端开有上端小而下端大的二级阶梯孔，底盖1与第一阀块2间安装套环9，套环9上下分别用第二密封圈11和第一密封圈10密封，锥形内腔与第一阀块2上的流量调节出口P₂连通，第一膜片12中部位于锥形内腔的大端孔上部；所述锥形内腔内装有锥形阀芯7，锥形阀芯7上端的大圆柱体穿过第一膜片12中部孔至第二阀块3内，球形阀芯6上端顶在锥形阀芯7支撑杆的下端，锥形阀芯7的台肩面顶在第一膜片12下端；

3)第二阀块3上开有气体腔18，气体腔18与第二阀块3上的控制气入口P₁连通，第二膜片13中部位于第二阀块3的气体腔18上部；第二阀块3的气体腔18内装有螺母8，螺母8内孔与锥形阀芯7上端的圆柱体为螺纹配合，螺母8的下端顶在第一膜片12上端，螺母8的上端与第二膜片13通过螺钉15连接；

4)顶盖4的下端面开有气体腔，气体腔与顶盖4上的流道连通，流道与堵头14配合。

如图4所示，所述的弹簧5的外径D₁小于球形阀芯6外径D₂；所述的第二密封圈11最小孔径d₂小于球形阀芯6外径D₂；所述的套环9的最小孔径d₁大于球形阀芯6外径D₂；锥形阀芯7支撑杆杆径D₃小于第一阀块最小孔径d₃；锥形阀芯锥面的锥角α₁大于第一阀块锥面的锥角α₂。

具体实施例1：

带有循环的膜片式流量调节阀由输入气体腔的气体压力调节球形阀芯和锥形阀芯的位置，实现调节第一阀块液体出口P₂处液体流量大小的功能。

控制气入口P₁连接压力可控的气源，气源压力控制范围优先选用0～0.3MPa；液体入口P₃连接稳定的液压源，液压源压力不超过0.6MPa；流量调节出口P₂连接需要调节流量的液压部件；液体循环出口P₄经过过滤回到上述稳定的液压源，完成油路循环功能。

所述的弹簧在球形阀芯与底盖之间张紧；初始状态时弹簧压缩，且在球形阀芯、锥形阀芯、螺母的运动过程中，弹簧始终保持压缩状态。

如图1所示，初始状态时球形阀芯、锥形阀芯和螺母在弹簧的作用下关闭流量调节出口P₂，液体由液体入口P₃输入带有循环的膜片式流量调节阀，并由循环液体出口P₄输出；随着控制气入口P₁处控制气压P的增大，球形阀芯、锥形阀芯和螺母逐渐向下运动，球阀阀座逐渐打开，流量调节出口P₂的流量随之增大；油槽保证锥形阀芯至最低位置时，膜片式流量调节阀内腔的阀口面积仍能保证流量调节出口有足够的液体流量。

如图5所示控制气入口P₁处压力P和流量调节出口P₂处流量Q拥有循序的变化：当压力P达到P_C0并逐渐增大至P_C1时，流量调节出口P₂处流量Q由0开始逐渐增加至最高点；当压力由P₁继续增大到P_C2，流量Q逐渐下降；当压力大于P_C2时，在该膜片式流量调节阀允许的压力范围内，输出流量Q保持不变。

具体实施例2：

具体实施例1中所述的膜片式流量调节阀，使用中将循环液体出口P₃堵住，形成不带有循环液体的流量调节阀，该具体实施不影响流量调节出口P₄的流量特性，但液体入口P₂处流量大大减小。

具体实施例3：

具体实施例1中所述的膜片式流量调节阀，使用中将控制气入口关闭并将控制气接入堵头孔，也可以实现对膜片式流量调节阀流量的控制，控制气入口P₁处压力P和流量调节出口P₂处流量Q有着类似的变化。

具体实施例4：

具体实施例1中所述的膜片式流量调节阀，结构上在第一阀块的锥面上开多个油槽或其它形状的槽；第一阀块的锥面上不开油槽，将流量调节出口P₂在第一阀块锥面的开口位置移至低于锥形阀芯与第一阀块锥面的接触线，保证锥形阀座关闭时，流量调节出口P₂仍能保证足够的流量输出。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种带有循环的膜片式流量调节阀，其特征在于：由底盖(1)、第一阀块(2)、第一膜片(12)、第二阀块(3)、第二膜片(13)和顶盖(4)依次连接而成；其中：

1)底盖(1)的两侧分别开有由液体流道相连通的液体入口P₃和循环液体出口P₄，底盖(1)上开有上端大而下端小的二级阶梯孔液体腔(16)，液体腔下端与所述液体流道相连通；二级阶梯孔的小端装有弹簧(5)，装在二级阶梯孔的中部的球形阀芯(6)下端顶在弹簧(5)上；

2)第一阀块(2)上开有上端大而下端小的锥形内腔，锥形内腔开有油槽(17)，锥形内腔的下端开有上端小而下端大的二级阶梯孔，底盖(1)与第一阀块(2)间安装套环(9)，套环(9)上下分别用第二密封圈(11)和第一密封圈(10)密封，锥形内腔与第一阀块(2)上的流量调节出口P₂连通，第一膜片(12)中部位于锥形内腔的大端孔上部；所述锥形内腔内装有锥形阀芯(7)，锥形阀芯(7)上端的大圆柱体穿过第一膜片(12)中部孔至第二阀块(3)内，球形阀芯(6)上端顶在锥形阀芯(7)支撑杆的下端，锥形阀芯(7)的台肩面顶在第一膜片(12)下端；

3)第二阀块(3)上开有气体腔(18)，气体腔(18)与第二阀块(3)上的控制气入口P₁连通，第二膜片(13)中部位于第二阀块(3)的气体腔(18)上部；第二阀块(3)的气体腔(18)内装有螺母(8)，螺母(8)内孔与锥形阀芯(7)上端的圆柱体为螺纹配合，螺母(8)的下端顶在第一膜片(12)上端，螺母(8)的上端与第二膜片(13)通过螺钉(15)连接；

4)顶盖(4)的下端面开有气体腔，气体腔与顶盖(4)上的流道连通，流道与堵头(14)配合。

2.根据权利要求1所述的一种带有循环的膜片式流量调节阀，其特征在于：所述的弹簧(5)的外径D₁小于球形阀芯(6)外径D₂；所述的第二密封圈(11)最小孔径d₂小于球形阀芯(6)外径D₂；所述的套环(9)的最小孔径d₁大于球形阀芯(6)外径D₂；锥形阀芯(7)支撑杆杆径D₃小于第一阀块最小孔径d₃；锥形阀芯锥面的锥角α₁大于第一阀块锥面的锥角α₂。

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