CN101994871A - 流量控制阀 - Google Patents

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Abstract

一种流量控制器(11)的阀壳(12)形成有螺纹孔(13d)。针形阀体(17)的螺纹部分(17b)旋于螺纹孔(13d)。操作件(21)可旋转地设置在阀壳(12)上。操作件(21)与针形阀体(17)一体旋转。操作件(21)具有保持部(22)，其能保持针形阀体(17)的轴部(17c)，从而所述轴部(17c)能与保持部(22)一体旋转。保持部(22)外圆周处形成齿形部分(23a)。齿形部分(23a)与操作件(21)一体旋转。在阀壳(12)内旋转支撑有齿轮(25)。齿轮(25)与齿形部分(23a)啮合。另外，在所述阀壳(12)内旋转支撑有指示环(26)。指示环(26)与齿轮(25)啮合。第一读数显示于所述指示环(26)的外圆周面上。第一读数显示了针形阀体(17)的旋转圈数。

Description

流量控制阀
技术领域
本发明涉及一种流量控制阀，更具体地说，涉及一种这样的控制阀：其通过沿阀壳轴向移动针形阀体以调节阀壳中形成的流体通道张开度，从而调节流过流体通道的流体的流速。
背景技术
针形此种流量控制阀的几个例子中包括如日本专利第3074288所揭示的针形阀。此专利中的针形阀包括一个阀座、一个薄片部件(sheet member)、一个针形阀体、一个螺纹管和一个旋钮(knob)。所述片材固定在所述阀座上。所述针形阀体与所述片材相结合。所述针形阀体相对于所述片材沿轴向可移动，但不可旋转。所述螺纹管与所述阀座相结合，与所述针形阀体同轴。所述旋钮可使所述螺纹管旋转。所述针形阀体和所述螺纹管可彼此螺纹旋合在一起。通过旋转所述旋钮，所述针形阀体虽然不可旋转但可以沿轴向被移动。相应地，所述针形阀体控制控制孔(流体通道)的张开度，由此通过流体通道的流体流速为可调节的。
所述把手的近侧部覆盖有一个带刻度的盖板。所述带刻度的盖板固定在一个固定在所述阀座侧面的支撑件上。所述带刻度的盖板能相对于所述旋钮旋转。带刻度的盖板上形成的刻度值显示着相对于所述旋钮的旋转量。通过参考刻度值旋转所述旋钮，所述针形阀体被设置在相应于刻度盘读数的位置上。相应地，所述控制孔的张开度被控制，且所述控制孔的张开度得以量化。
然而，尽管没有公开细节，所述针形阀体需要被定位在与刻度盖板上读数相应的位置上从而量化所述控制孔的张开度。因此，所述针形阀在刻度板与所述针形阀体之间需要有一个控制机构。所述控制机构将所述针形阀体的移动和所述刻度板的旋转互相连结。这会使控制孔张开度的量化设置变得复杂。另外，所述针形阀需要用片材将所述针形阀与所述螺纹管螺旋连接、形成一体，从而允许所述针形阀体在所述旋钮被旋转时，虽然不能被旋转但是可以沿轴向移动。因此，所述针形阀在移动所述针形阀体的设置方面也变得复杂了。
发明内容
相应地，本发明的一个目的就是提供一种能使量化流体通道张开度结构和移动针形阀体结构简化的流量控制阀。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种流量控制阀，包括阀壳和容纳于阀壳中的针形阀体。所述流量控制阀通过沿所述阀壳的轴向移动所述针形阀体来调节阀壳内形成的流体通道张开度，从而调节流经流体通道的流体的流速。在所述阀壳内形成一个螺纹孔，所述针形阀体的螺纹部分旋在所述螺纹孔中。所述阀壳有一操作件。所述操作件与所述针形阀体一体旋转，导致所述螺纹部分在所述螺纹孔中前进或者后退，从而使所述针形阀体的阀部相对于流体通道靠近或者分离。所述操作件具有位于阀壳内的保持部。所述保持部保持住从所述针形阀体螺纹部分延伸出来的轴部，以使所述保持部和轴部一体旋转。在所述保持部的外表面形成有齿形部分。所述齿形部分与所述操作件一体旋转。在所述阀壳内旋转支撑有一齿轮。所述齿轮与所述齿形部分啮合，在阀壳内部旋转支撑有一指示环，所述齿轮与在所述指示环内圆周表面形成的齿轮部啮合。在所述指示环外圆周面上有一指示部分。所述指示部分指明所述针形阀体的旋转圈数。
本发明的其他方面和优点将会结合相应附图、图示，从通过对本发明基本原理举例的方式而进行的说明中得以清楚体现。
附图说明
本发明，及其目的和优点，将会通过结合以下附图参考相关优选实施例的下列描述而被最好地理解，所述附图为：
图1是根据本发明的一个实施例的速度控制器的纵剖视图；
图2是图1所示速度控制器的立体图；
图3是图2所示流量控制器的立体图，其中包含沿线3-3的剖面；
图4是图2所示流量控制器的立体图，其中包含沿线4-4的剖面；
图5(a)是根据本发明的修改实施例的流量控制器的局部剖视图；
图5(b)是图5(a)的沿线b-b的剖视图。
具体实施方式
下文中，将会结合图1到图4描述根据本发明一个实施例的流量控制器。所述流量控制阀被用于作为一个速度控制器。
如图1所示，速度控制器11有一个圆柱形阀壳12。所述阀壳12由第一和第二圆柱形壳体部件13、14构成。所述第一壳体部件13由金属制成，形成所述阀壳12的一半(下半部分)。所述第二壳体部件14由树脂材料制成，与所述第一壳体部件13形成为一体。所述第二壳体部件14形成所述阀壳12的另一半(上半部分)。沿所述阀壳12的中心轴L方向被定义为所述阀壳12、所述第一壳体部件13和所述第二壳体部件14的轴向。
一个入气孔13a形成在所述第一阀壳部件13的轴向下端，通过该孔，空气或者流体被吸入。金属通气口部件15位于所述入气孔13a内。一个橡胶密封件16位于所述入气孔13a的周向表面与所述通气口部件15外圆周表面之间，面向该入气孔的周面(inlet circumference)。流体通道15a形成于所述通气口部件15内。通过入气孔13a被抽入的空气流经流体通道15a。
在所述第一阀壳部件13的下部的一侧形成有一空气出口13b。所述空气出口13b连通所述入气孔13a，可使通过所述流体通道15a的空气排出。在所述第一阀壳部件13中形成有一阀孔13c。所述阀孔13c可使入气孔13a与上端连通。另外，所述第一阀壳部件13内形成有一螺纹孔13d，可连通所述阀孔13c的上端。所述入气孔13a、阀孔13c和螺纹孔13d相对于第一阀壳部件13的中心轴L形成同轴。
所述第一阀壳部件13的下部外圆周上附有一连接件19。所述连接件19中形成有一通道19a。所述连接件19安装到所述第一阀壳部件13上，从而使所述通道19a连通空气出口13b。空气从所述空气出口13b中被释放后通过所述连接件19中的通道19a供应到一个流体压缩机。O型圈13e附装在所述第一阀壳部件13的下部外圆周表面上，以密封所述第一阀壳部件13的外圆周表面与所述连接件19的内圆周表面之间的间隙。
在所述第一阀壳部件13的靠近边缘的上部表面的位置上形成一个轴孔13f。所述轴孔13f旋转地支撑一个合成树脂齿轮25的旋转轴25a。所述齿轮25容纳于所述第二阀壳部件14。
在所述第二阀壳部件14的轴中心处的内部圆周壁上形成有一环形间隔壁14a。所述环形壁14a向所述第二阀壳部件14内部延伸。在所述第二阀壳部件14中，齿轮25位于所述第一阀壳部件13的上端表面和间隔壁14a之间的空间S中。所述间隔壁14a防止所述齿轮25从所述空间S中滑出(pop out)。如图4所示，在所述空间S中有一个合成树脂指示环26。所述指示环26位于所述齿轮25外部并环绕所述齿轮25和轴部17c。所述指示环26为环形并设置成与所述轴部17c同轴。
齿轮部26a形成于所述指示环26的整个内圆周。所述齿轮部26a与所述齿轮(gear wheel)25啮合。在所述指示环26外圆周表面上等间隔地刻有多个第一读数(first marks)26b。所述第一读数26b的作用是作为显示所述针形阀体17的旋转圈数的指示部分，如下文将要讨论的那样。在所述第二阀壳部件14上形成有一指示窗口14b。所述指示窗口14b将所述第一标记26b露出到所述第二阀壳部件14的外部。如图1和3所示，一对平行锁定板(锁定部分)14c位于所述第二阀壳部件14中，处于比环形间隔壁14a更为靠近上端部的位置。所述锁定板14c是有弹性、可变形的。
如图1和2所示，位于所述阀壳12(第二阀壳部件14)上端部有一合成树脂的操作件21。所述操作件21为带封闭上端部的圆柱形。所述操作件21绕所述阀壳12中心轴L为可旋转的。圆柱形保持部22沿所述中心轴L延伸，设置在所述操作件21内的中心处。所述保持部22由连接部分23和被锁定部分24形成。所述连接部分23为圆柱形，位于所述保持部22的末端(下部)。所述被锁定部分24位于近端(上端)，如图3所示呈正多边形(正八角柱形)。如图4所示，齿形部分23a有两个齿，形成于所述保持部22的外表面上，也就是说，形成于所述连接部分23的外圆周表面上。所述齿形部分23a沿所述保持部22的轴向延伸。一对槽23b形成于所述内圆周表面的较低位置上。所述槽23b位于径向的相反位置。
如图1所示，所述连接部分23通过所述间隔壁14a的内部到达所述空间S内部。所述连接部分23的齿形部分23a与所述齿轮25啮合。因此，随着所述操作件21旋转的所述连接部分23的旋转，通过所述齿形部分23a和所述齿轮25传递至指示环26上。当所述操作件21旋转时，所示指示环26旋转。特别地，当所述操作件21旋转一圈时，所述齿轮25旋转齿形部分23a的两个齿的量，与所述操作件21成一体地旋转。当所述齿轮25旋转时，所述指示环26也旋转两个齿。从而，在显示窗口14b显示一个值，该值为在所述操作件12转一圈之前的第一读数26b的值上加1而得到。
被锁定部分24位于所述锁定板14c中。所述锁定板14c将被锁定部分24锁定在一对面向锁定板14c的一对侧表面处，从而限制被锁定部分24或操作件21的无意转动。所述锁定板14c和被锁定部分24沿所述阀壳12的轴向，从齿形部分23a、齿轮25和指示环26啮合在一起的位置离开。
所述阀壳12容纳所述金属针形阀体17。除了轴部17c，所述针形阀体17还有一个阀部分17a和一个螺纹部分17b。所述阀部分17a位于所述针形阀体17轴向的下端，并包括一个锥形部分。一O型圈17d被装在所述阀部分17a的外圆周表面。所述螺纹部分17b形成在针形阀体17的轴向中心。所述轴部17c位于所述针形阀体17的轴向上部，并从所述螺纹部分17b延伸出来。在所述轴部17c的径向上形成有一对位于相对位置的凸起17e。
所述针形阀体17的轴部17c被压配合在所述保持部分22中，所述凸起17e与所述连接部分23的槽23b相配合。这样将所述针形阀体17与操作件21保持成可一体旋转。因此，当所述操作件21旋转一圈，所述针形阀体17也旋转一圈。所述齿形部分23a将齿轮25旋转两个齿的量。相应地，在所述齿轮25旋转时，指示环26旋转齿轮部26a的两个齿的量。结果，在显示窗口14b显示一个值，该值为在所述操作件12转一圈之前第一读数26b的值上加1。相应地，所述齿形部分23a、齿轮25、指示环26形成一个计量所述针形阀体17旋转圈数的构造，从而可计量流体通道15a的张开度。
所述针形阀体17与所述连接部分23、保持部22中的被锁定部分24同轴。所述针形阀体17的螺纹部分17b可旋到螺纹孔13d上。在旋紧状态，所述阀体部分17a位于所述阀孔13c中。
当所述针形阀体17随操作件21旋转时，所述针形阀体17旋转方向与操作件21旋转方向相同。从而，当所述螺纹部分17b在所述螺纹孔13d中前进或者后退时，所述针形阀体17沿所述阀壳12的中心轴L(轴向)移动。相应地，所述阀部分17a能进入或者离开所述流体通道15a(入气孔13a)。当所述阀部分17a进入所述流体通道15a时，流经所述流体通道15a的流体的流速下降。当所述阀部分17a离开所述流体通道15a时，流经所述流体通道15a的流体的流速增加。因此，所述螺纹部分17b和所述螺纹孔13d形成一个能使所述针形阀体17沿所述阀壳12的轴向移动的结构。
所述操作件21和所述针形阀体17按格(step)非连续地旋转，每一格的值等于一圈(360度)除以所述被锁定部分24的边数(在本实施例中，360度/8边＝45度)。多个第二读数21a(0到7)印在所述操作件21的远端表面(上部端面)上，沿所述操作件21的圆周方向等分间隔。所述第二读数21a表示所述针形阀体17旋转一圈之内的旋转量。第二读数21a的其中一个位于对齐所述阀壳12轴向的指示窗口14b处。所述第二读数21a显示所述针形阀体17旋转一圈之内旋转的格数。比如，当所述第二读数21a对齐所述阀壳12轴向的指示窗口14b为0，所述针形阀体17一圈之内的旋转量为零。当所述第二读数21a对齐所述阀壳12轴向的指示窗口14b为3，所述针形阀体17一圈之内的旋转量为三格。
以下将描述通过操作速度控制器11将流体的流速调节为预设值的步骤。通过将所述操作件21一次旋转45度使所述操作件21一次旋转一格，使所述针形阀体17的螺纹部分17b在所述螺纹孔13d内前进或者后退相应于一格的旋转量。从而，所述流体通道15a的张开度根据所述操作件21的一格旋转量而变化。相应地，流经所述流体通道15a的流体流速被调节。
当所述操作件21被旋转45度时，所述锁定板14c被所述被锁定部分24从里向外推，从而被弯曲并彼此远离。当所述操作件21再被旋转45度时，所述锁定板14c恢复原有形状并锁住被锁定部分24的一对侧表面。这样限制住所述操作件21的无意旋转和所述针形阀体17的无意移动。
当所述操作件21被旋转一圈时，所述齿形部分23a将齿轮25旋转两个齿的量。相应地，随着所述齿轮25，指示环26旋转了齿轮部26a的两个齿的量。结果，在显示窗口14b显示一个值(比如，11)，该值为在所述操作件12转一圈之前的第一读数26b的值(比如，10)上加1。这样能使所述操作件21的旋转圈数被可视地检验。在这样的情况下，流量通道15a的张开度基于所述操作件21的旋转圈数可以被量化。
当所述操作件21旋转量在一圈以内，第一读数26b的值不变化。然而，一圈以内的旋转量被第二读数21a显示出来。所述第二读数21a与指示窗口14b轴向对齐，显示所述操作件21一圈以内的旋转量，从而流量通道15a的张开度基于旋转圈数被量化。在这样的情况下，第一读数26b和第二读数21a可准确量化所述针形阀体17的旋转圈数，从而流量通道15a的张开度可被准确检验。
上述实施例有以下优点：
(1)由于所述操作件21的保持部22保持了所述针形阀体17，所述操作件21和所述针形阀体17能一体旋转。所述齿形部分23a形成于阀壳12中的所述保持部分22(连接部分23)上。齿轮25与齿形部分23a啮合，指示环26的齿轮部26a与齿轮25啮合。进一步，所述第一读数26b印于所述指示环26之上。当所述操作件21旋转时，所述齿形部分23a、所述齿轮25和所述指示环26旋转。所述针形阀体17的旋转圈数可以被所述第一读数26b表示出来。因此，流体通道15a的张开度可被一个包括齿形部分23a、齿轮25和指示环26的简单结构所量化。
(2)由于所述操作件21的保持部22保持了所述针形阀体17，所述操作件21和所述针形阀体17能一体旋转。所述针形阀体17的螺纹部分17b被旋入阀壳12的螺纹孔13d内。当所述操作件21旋转时，所述针形阀体17也直接被旋转。相应地，所述螺纹部分17b在螺纹孔13d中前进或者后退。因此，与现有技术中当针形阀体移动时就不能转动不同，所述针形阀体17能用一个包括螺纹孔13d和螺纹部分17b的简单结构来移动。
(3)所述保持部分22，与所述操作件21一体成型，有一个呈正八角形的管状被锁定部分24。另外，在阀壳12上形成有一对锁定板14c从相对两边保持住所述被锁定部分24。当所述被锁定部分24的一对侧面与锁定板14c相卡合时，限制了所述操作件21的无意旋转。因此，能简化限制操作件12旋转的结构。比如，与在操作件21中插入键来限制其无意转动相比，这样的操作件21的无意转动能被可靠地限制住。
(4)所述保持部22，与所述操作件21一体成型，有一个呈正八角形的管状被锁定部分24。另外，在阀壳12上形成有一对锁定板14c从相对两边保持住所述被锁定部分24。所述被锁定部分24的一对侧面与锁定板14c相卡合。因此能实现在旋转所述操作件21一格的同时，限制所述操作件21的无意旋转。另外，被锁定部分24和锁定板14c能使所述操作件21一圈之内的旋转量被等分。
(5)所述操作件21的限制旋转结构(即，锁定板14c与被锁定部分24)，在轴向上位于与量化针形阀体17旋转圈数的结构(也就是齿形部分23a、齿轮25和指示环26)偏离的位置。相比于两个结构相对于阀壳12在轴向位于同一平面上，所述速度控制器11的整体结构被简化了。另外，所述速度控制器11的装配简便。
(6)所述针形阀体17的螺纹部分17b在阀壳12的螺纹孔13d中前进或者后退，从而所述针形阀体17移动。也就是说，所述针形阀体17通过螺纹孔13d引导而沿阀壳12轴向移动，所述螺纹孔13d直接形成于阀壳12内。因此，与现有技术不同，现有技术中所述针形阀体通过一个独立于阀壳体的薄片部件来移动，本实施例中的所述针形阀体17能在没有轴向偏离的情况下移动。
(7)由于所述轴部17c被压配合于所述操作件21的保持部22中，所述针形阀体17与所述操作件21一体旋转。所述操作件21和所述针形阀体17因此被结合在一个简单结构中。
(8)指示窗口14b形成与所述阀壳12中，将所述第一读数26b暴露于阀壳12的外部。因此，所述第一读数26b除了一个显示操作件21当前旋转圈数外，其余均被第二阀壳部件14遮盖了。因此，相比于这么一种情况，比如，其上显示出所有的第一读数26b，用一个箭头指向其中一个来表征操作件21现在的旋转圈数，所述第一读数26b容易被可视化地检查。
上述实施例能被如下变形：
如图5(b)所示，所述保持部22的内部表面呈正八角形管状(正八角形)。在这样的情况下，所述轴部17c被形成为正八角棱柱。这样的结构能使针形阀体17与所述操作件21一体旋转。另外，如图5(a)所示，所述保持部22能相对于所述轴部17c滑动，进一步，能在所述操作件21的内部底部形成有一对卡合突起21c。在这样的情况下，能与所述卡合突起21c相卡合的一对凹槽14d，形成于所述阀壳12(第二阀壳部件14)的上端。另外，在阀壳12(第二阀壳部件14)上部的外圆周面上还可以形成一个限制凹槽14e，并且在所述操作件21的内圆周面上可以形成一限制突起21e与所述限制凹槽14e卡合。
在该结构中，操作件21的转动导致针形阀体17的螺纹部分17b在螺纹孔13d中前进或者后退。在这种情况下，由于操作件21相对于轴部17c滑动，操作件21的高度维持在一个恒定水平。当所述操作件旋转时，限制凹槽14e和限制突起21e之间的卡合能限制操作件21向阀壳12移动。当所述操作件21的转动停止，所述限制突起21e从限制凹槽14e中脱离。操作件21就能向阀壳12移动，卡合突起21c就能与卡合凹槽14d配合。这样的配合限制了所述操作件21的旋转。
在图示实施例中，用于限制所述操作件21的无意转动的所述锁定板14c，可以被省略。
本发明可以被用于调节(属于流体的)液体流速的流速控制阀。
所述被锁部分24的形状可以被改变为正六角形或者正四方形。也就是说，被锁定部分24的形状可以根据针形阀体17每格的旋转量而变化。
只要所述锁定板14c限制被锁定部分24的旋转，可以形成三个或者更多的锁定板14c。
因此，这些实施例和例子可以被认为是示例性的而不是限制性的，并且本发明也不限制于以上描述的细节，也能在以下权利要求的范围内和等同物修改。

Claims (7)

1.一种流量控制阀包括阀壳(12)和容纳于所述阀壳中的针形阀体(17)，其中所述流量控制阀通过沿所述阀壳(12)的轴向移动所述针形阀体(17)来调节阀壳(12)内形成的流体通道(15a)张开度，从而调节流经所述流体通道(15a)的流体的流速，
其中在所述阀壳(12)内形成螺纹孔(13d)，所述针形阀体(17)的螺纹部分(17b)旋在所述螺纹孔(13d)中，
其中所述阀壳(12)具有操作件(21)，所述操作件(21)与所述针形阀体(17)一体旋转，导致所述螺纹部分(17b)在所述螺纹孔(13d)中前进或者后退，从而使所述针形阀体(17)的阀部(17a)相对于所述流体通道(15a)靠近或者分离，
所述流量控制阀的特征在于，所述操作件(21)具有位于所述阀壳(12)内的保持部(22)，所述保持部(22)保持住从所述针形阀体(17)的螺纹部分(17b)延伸出来的轴部(17c)，从而所述保持部(22)和所述轴部(17c)一体旋转，在所述保持部(22)的外表面上形成有齿形部分(23a)，所述齿形部分(23a)与所述操作件(21)一体旋转，
其中在阀壳(12)内旋转地支撑有齿轮(25)，所述齿轮(25)与所述齿形部分(23a)啮合，在阀壳(12)内旋转支撑有指示环(26)，所述齿轮(25)与形成于所述指示环(26)内圆周表面上的齿轮部(26a)啮合，并且其中在指示环(26)外圆周面上形成有指示部分(26b)，所述指示部分(26b)指明所述针形阀体(17)的旋转圈数。
2.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于所述操作件(21)具有被锁定部分(24)，并且所述阀壳(12)具有一对锁定部分(14c)，所述被锁定部分(24)与所述针形阀体(17)同轴，呈正八角形，所述锁定部分(14c)锁住被锁定部分(24)的一对平行侧面。
3.根据权利要求2所述的流量控制阀，其特征在于齿形部分(23a)、齿轮(25)、和指示环(26)位于所述阀壳(12)轴向上与所述被锁定部分(24)和锁定部分(14c)偏离的位置。
4.根据权利要求1-3之一所述的流量控制阀，其特征在于所述阀壳(12)具有用于将指示部分(26b)暴露于所述阀壳(12)外部的指示窗口。
5.根据权利要求1-3之一所述的流量控制阀，其特征在于所述针形阀体(17)被压配合在所述保持部(22)中。
6.根据权利要求1-3之一所述的流量控制阀，其特征在于所述指示部分(26b)包括多个第一读数(26b)，其等间隔地被印在所述指示部分(26b)的外圆周表面处。
7.根据权利要求6所述的流量控制阀，其特征在于所述操作件(21)为圆柱形，多个第二读数(21a)被印在所述操作件(21)上，所述第二读数(21a)沿所述操作件(21)的周向等间隔地设置，以指明所述针形阀体(17)一圈内的旋转量。
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