CN102797882B - 能够精确调节流量的针阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够精确调节流量的针阀，在原有的粗调节阀杆和粗调节流道上并联第一细调节流孔、第一细调节阀杆和第一细调节流道，这样粗调节阀杆和粗调节流道可以控制一个大的数值范围的流体通过，而与其并联的第一细调节流孔、第一细调节阀杆和第一细调节流道可以在此基础上进行细调，这样粗调节阀杆可以快速的在较大的数值范围内调节流量，而第一细调节阀杆可以在较小的数值范围内确保调节的精度。经由阀体流出的流体总量等于粗调节阀杆和第一细调节阀杆控制的流量总合，这样不但可以在较大的范围调节流过阀体的流量还可以保证阀体调节的精度。

Description

能够精确调节流量的针阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体地说是一种可以精密调节所控制介质流量的针阀。

背景技术

针阀以及针阀类的阀门结构与产品广泛应用于节流调节流量或压力的产品中。其调节流量的原理是节流的原理，通过改变节流部分的流阻来改变通过节流部分的流量。在一些对流量敏感的应用中，需要有能够精确调节流量的结构或元件，在目前的针阀调节方式中，当采用调节量较小的针阀时，可满足流量调节精度的要求，但是不能满足流量大小的要求；当采用最大流量较大的针阀时，则此类针阀的流量调节精度不尽人意。目前的针阀调节中，阀体调节流量的范围越大则调节精度越低，阀体调节流量的范围越小则调节精度越高，即调节精度和调节量是一对矛盾。

目前现有技术中使用针阀作为流量调节机构的都是采用一个节流体作为主要调节结构，如中国专利CN1071743A，双参数调节阀，公开日期1992年5月5日，其中将针阀与其它结构组合形成具有双参数的调节阀结构，但是其中的针阀结构是一个节流结构构成的，调节量可根据使用要求设计，但是调节精度受限于这个节流结构不能进行更精确地调节。所以要解决阀体调节量与精度这对矛盾，或者说是阀体调节的速度与精度这对矛盾。

发明内容

为了解决阀体控制流量与精度这对矛盾，本发明提供了一种能够精确调节流量的针阀，该针阀具有调节范围大、调节精度较高的特点。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种能够精确调节流量的针阀，包括:阀体，阀体的一端设置有针阀入口流道，阀体的另一端设置有针阀出口流道，阀体还包括粗调节阀杆，粗调节流道；

针阀入口流道，粗调节阀杆，粗调节流道，针阀出口流道依次连接；

其特征是：阀体还包括第一细调节流孔，第一细调节阀杆，第一细调节流道；第一细调节流孔的径向横截面积小于粗调节流道的径向横截面积；

针阀入口流道，第一细调节流孔，第一细调节阀杆，第一细调节流道，针阀出口流道依次连接。

在原有的粗调节阀杆和粗调节流道上并联第一细调节流孔、第一细调节阀杆和第一细调节流道，这样粗调节阀杆和粗调节流道可以控制一个大的数值范围的流体通过，而与其并联的第一细调节流孔、第一细调节阀杆和第一细调节流道可以在此基础上进行细调。因为其中粗调节流道的径向横截面积较大，而第一细调节流孔的径向横截面积相对较小，这样粗调节阀杆可以快速的在较大的数值范围内调节流量，而第一细调节阀杆可以在较小的数值范围内确保调节的精度。经由阀体流出的流体总量等于粗调节阀杆和第一细调节阀杆控制的流量总合，这样不但可以在较大的范围调节流过阀体的流量还可以保证阀体调节的精度。

优选在针阀入口流道与粗调节流道之间有粗调节流孔连接，粗调节阀杆与粗调节流孔配合控制流量，第一细调节流孔的径向横截面积小于粗调节流孔的径向横截面积；优选在粗调节阀杆的一端为粗调密封端，该端为圆锥形，粗调密封端与粗调节流孔能够密封连接；第一细调节阀杆的一端为细调密封端，该端为圆锥形，细调密封端与细调节流孔能够密封连接；粗调节流孔为圆柱形，第一细调节流孔也为圆柱形，第一细调节流孔通过粗调节流孔与针阀入口流道连接。

优选粗调节流孔的轴线与针阀入口流道的轴线垂直并在同一个平面内，优选第一细调节流孔的轴线与粗调节流孔的轴线为同一轴线。

优选粗调节流道的径向横截面积大于或等于粗调节流孔的径向横截面积，第一细调节流道的径向横截面积大于或等于细调节流孔的径向横截面积。

优选粗调节流孔的径向横截面积与第一细调节流孔的径向横截面积之比为α，1＜α≤10。

优选阀体还包括内部流道，粗调节流道和第一细调节流道通过内部流道与针阀出口流道连接。

优选针阀入口通道、内部流道、粗调节流道、第一细调节流道、针阀出口流道都为圆柱形，针阀入口流道的轴线与针阀出口流道的轴线为同一轴线，内部流道的轴线与针阀出口流道的轴线垂直；

优选粗调节流道的轴线、第一细调节流道的轴线、针阀入口流道的轴线之间互相平行，粗调节流道的轴线与针阀入口流道的轴线之间的距离等于第一细调节流道的轴线与针阀入口流道的轴线之间的距离。

优选阀体还包括第二细调节流孔，第二细调节阀杆，第二细调节流道；第二细调节流孔的径向横截面积小于粗调节流道的径向横截面积；

针阀入口流道，第二细调节流孔，第二细调节阀杆，第二细调节流道，针阀出口流道依次连接。

在针阀入口流道与粗调节流道之间有粗调节流孔连接，粗调节阀杆与粗调节流孔配合控制流量，第二细调节流孔的径向横截面积小于第一细调节流孔的横截面积；优选第二细调节流孔为圆柱形，粗调节流孔的轴线与第二细调节流孔的轴线间的夹角为120°，粗调节流孔的轴线与第一细调节流孔的轴线间的夹角为120°。

优选粗调节阀杆、第一细调节阀杆、第二细调节阀杆的表面均设置有刻度。

本发明的有益效果是，既能保证阀门调节的流量较大，又可以保证该阀门调节的高精度。

附图说明

下面结合附图对本发明所述的能够精确调节流量的针阀进行具体说明。

图1是本发明所述能够精确调节流量的针阀的剖视图。

图2是本发明所述针阀的第一种优选实施方式的立体示意图。

图3是本发明所述针阀的第二种优选实施方式的立体示意图。

图4是图3的左剖视图。

图5是图1中粗调节阀杆部分的局部视图。

图中1.针阀入口流道，2.阀体，3.第一细调节阀杆，31.细调密封端，32.第二细调节阀杆，4.第一细调节流孔，41.第一细调节流道，42.第二细调节流孔，43.第二细调节流道，5.粗调节流孔，51.粗调节流道，6.粗调节阀杆，61.粗调密封端，7.内部流道，8.针阀出口流道。

具体实施方式

实施例1

下面结合图1对本发明进行具体说明，本发明所述的能够精确调节流量的针阀包括:阀体2，阀体2的一端设置有针阀入口流道1，阀体2的另一端设置有针阀出口流道8，阀体2还包括粗调节阀杆6，粗调节流道51；针阀入口流道1，粗调节阀杆6，粗调节流道51，针阀出口流道8依次连接；流体可以从针阀入口流道1进入并从针阀出口流道8流出。阀体2还包括第一细调节流孔4，第一细调节阀杆3，第一细调节流道41；第一细调节流孔4的径向横截面积小于粗调节流道51的径向横截面积；针阀入口流道1，第一细调节流孔4，第一细调节阀杆3，第一细调节流道41，针阀出口流道8依次连接，流体可以从第一细调节流孔4流入进入第一细调节流道41并流向针阀出口流道8。

在原有的粗调节阀杆和粗调节流道上并联第一细调节流孔、第一细调节阀杆和第一细调节流道，这样粗调节阀杆和粗调节流道可以控制一个大的数值范围的流体通过，而与其并联的第一细调节流孔、第一细调节阀杆和第一细调节流道可以在此基础上进行细调，流经第一细调节流孔、第一细调节阀杆和第一细调节流道的流体是针阀入口流道中流体的分流。因为其中粗调节流道的径向横截面积较大，而第一细调节流孔的径向横截面积相对较小，这样粗调节阀杆可以快速的在较大的数值范围内调节流量，而第一细调节阀杆可以在较小的数值范围内确保调节的精度。经由阀体流出的流体总量等于粗调节阀杆和第一细调节阀杆控制的流量总合，这样不但可以在较大的范围调节流过阀体的流量还可以保证阀体调节的精度。

在针阀入口流道1与粗调节流道51之间有粗调节流孔5连接，粗调节阀杆6与粗调节流孔5配合控制流量，第一细调节流孔4的径向横截面积小于粗调节流孔5的径向横截面积；优选在粗调节阀杆6的一端为粗调密封端61，该端为圆锥形，粗调密封端61与粗调节流孔5能够密封连接；第一细调节阀杆3的一端为细调密封端31，该端为圆锥形，细调密封端31与细调节流孔4能够密封连接；粗调节流孔5为圆柱形，第一细调节流孔4也为圆柱形，第一细调节流孔4通过粗调节流孔5与针阀入口流道1连接。

粗调节流孔5的轴线与针阀入口流道1的轴线垂直并在同一个平面内，优选第一细调节流孔4的轴线与粗调节流孔5的轴线为同一轴线。粗调节流道51的径向横截面积大于或等于粗调节流孔5的径向横截面积，第一细调节流道41的径向横截面积大于或等于细调节流孔4的径向横截面积。

粗调节流孔5的径向横截面积与第一细调节流孔4的径向横截面积之比为α，1＜α≤10。通过精确设计粗调节流孔5的径向横截面积与第一细调节流孔4的径向横截面积可以使粗调节阀杆6和第一细调节阀杆3控制不同范围的流量，比如粗调节阀杆6控制的流量在0～100ml/s，第一细调节阀杆3控制的流量在0～10ml/s。

阀体2还包括内部流道7，粗调节流道51和第一细调节流道41通过内部流道7与针阀出口流道8连接。针阀入口通道1、内部流道7、粗调节流道51、第一细调节流道41、针阀出口流道8都为圆柱形，针阀入口通道1的轴线与针阀出口流道8的轴线为同一轴线，内部流道7的轴线与针阀出口流道8的轴线垂直；粗调节流道51的轴线、第一细调节流道41的轴线、针阀入口流道1的轴线之间互相平行，粗调节流道51的轴线与针阀入口流道1的轴线之间的距离等于第一细调节流道41的轴线与针阀入口流道1的轴线之间的距离。第一细调节流孔4、第一细调节流道41、粗调节流孔5、粗调节流道51与针阀入口流道1以类似对称的方式设置可以平衡流体在流经阀体过程中流通通道形状对流通的影响，提供阀体的控制精度。

该阀体调节流量的方法是：粗调节阀杆6控制的流量在0～100ml/s，第一细调节阀杆3控制的流量在0～10ml/s。如果要使针阀出口流道为86ml/s，那么先调节粗调节阀杆6使流经粗调节阀杆6的流量为80ml/s，然后再调节第一细调节阀杆3使流经第一细调节阀杆3的流量为6ml/s，则针阀出口流道8为粗调节阀杆6与第一细调节阀杆3控制流量之和，即86ml/s。

关闭阀门时先关闭第一细调节阀杆3，之后关闭粗调节阀杆6，直至阀门全部关闭，阀门出口与入口完全截断。

所以本发明所述阀体可以在较大的范围内对流体进行调节，成功的解决了调节流量与精度这对矛盾。

实施例2

本实施例是对实施例1的改进，包括了实施例1的全部技术特征，另外阀体还包括第二细调节流孔42，第二细调节阀杆32，第二细调节流道43；第二细调节流孔42的横截面积小于粗调节流道51的横截面积；针阀入口流道1，第二细调节流孔42，第二细调节阀杆32，第二细调节流道43，针阀出口流道8依次连接。在针阀入口流道1与粗调节流道51之间有粗调节流孔5连接，粗调节阀杆6与粗调节流孔5配合控制流量，针阀入口流道1与第二细调节流孔42之间通过粗调节流孔5连接，并且第二细调节流孔42的径向横截面积小于第一细调节流孔4的横截面积，如图2所示。

这样的设计可以是为了能在更大的范围内精确的控制流体的流量，粗调节阀杆6、第一细调节阀杆3和第二细调节阀杆32分别控制不同数值的流量。例如粗调节阀杆6控制的流量在0～1000ml/s，第一细调节阀杆3控制的流量在0～100ml/s，第二细调节阀杆32控制的流量在0～10ml/s。

如果要如果要使针阀出口流道为476ml/s，那么先调节粗调节阀杆6使流经粗调节阀杆6的流量为400ml/s，然后再调节第一细调节阀杆3使流经第一细调节阀杆3的流量为70ml/s，然后再调节第二细调节阀杆32使流经第二细调节阀杆32的流量为6ml/s，则针阀出口流道8上述3个阀杆控制流量之和，即400+70+6＝476ml/s。也可以在针阀出口流道8加装测量流量的装置，对流量进行校正，加装测量流量的装置好处还可以快速调节，如要使针阀出口流道为476ml/s，那么先调节粗调节阀杆6使流经粗调节阀杆6的流量为470ml/s左右，然后直接调节第二细调节阀杆32即可，不用调节第一细调节阀杆3节约时间。

同样为了避免流体流经的调节流孔和流道的形状给调节流体带来误差，优选第二细调节流孔42为圆柱形，粗调节流孔5的轴线与第二细调节流孔42的轴线间的夹角为120°，粗调节流孔5的轴线与第一细调节流孔4的轴线间的夹角为120°。

粗调节阀杆6、第一细调节阀杆3、第二细调节阀杆32的表面均设置有刻度。方便人员操作可视化的调节流量。

本实施例的优点是可以使阀体控制更大范围的流量，同时也可保证精度，高效准确。

实施例1中的技术特征均可以在实施例2中应用，2个实施例中的技术特征均可以相互自由组合。

Claims (7)

1.一种能够精确调节流量的针阀，包括:阀体(2)，阀体(2)的一端连接有针阀入口流道(1)，阀体(2)的另一端连接有针阀出口流道(8)，阀体(2)还包括粗调节阀杆(6)，粗调节流道(51)；

针阀入口流道(1)，粗调节阀杆(6)，粗调节流道(51)，针阀出口流道(8)依次连接；

其特征是：在针阀入口流道(1)与粗调节流道(51)之间有粗调节流孔(5)连接，粗调节流孔(5)的轴线与针阀入口流道(1)的轴线垂直并在同一个平面内,粗调节阀杆(6)设置在粗调节流孔(5)与粗调节流道(51)的连接处；粗调节流孔(5)为圆柱形，粗调节阀杆(6)的一端为粗调密封端(61)，该端为圆锥形，粗调密封端(61)与粗调节流孔(5)能够密封连接，粗调节阀杆(6)与粗调节流孔(5)配合控制流量；

阀体(2)还包括第一细调节流孔(4)，第一细调节阀杆(3)，第一细调节流道(41)；针阀入口流道(1)，第一细调节流孔(4)，第一细调节阀杆(3)，第一细调节流道(41)，针阀出口流道(8)依次连接；

第一细调节流孔(4)通过粗调节流孔(5)与针阀入口流道(1)连接，第一细调节流孔(4)的轴线与粗调节流孔(5)的轴线为同一轴线，第一细调节阀杆(3)设置在第一细调节流孔(4)与第一细调节流道(41)的连接处；第一细调节流孔(4)也为圆柱形，第一细调节阀杆(3)的一端为细调密封端(31)，该端为圆锥形，细调密封端(31)与细调节流孔(4)能够密封连接；

第一细调节流孔(4)的径向横截面积小于粗调节流道(51)和粗调节流孔(5)的径向横截面积；

粗调节流孔(5)的径向横截面积与第一细调节流孔(4)的径向横截面积之比为α，1＜α≤10，所述粗调节流孔(5)的径向横截面积与第一细调节流孔(4)的径向横截面积可以使粗调节阀杆(6)和第一细调节阀杆(3)控制不同范围的流量；

所述的粗调节阀杆(6)、第一细调节阀杆(3)的表面均设置有刻度。

2.根据权利要求1所述的针阀，其特征是：粗调节流道(51)的径向横截面积大于或等于粗调节流孔(5)的径向横截面积，第一细调节流道(41)的径向横截面积大于或等于细调节流孔(4)的径向横截面积。

3.根据权利要求1～2中任何一项所述的针阀，其特征是：阀体(2)还包括内部流道(7)，粗调节流道(51)和第一细调节流道(41)通过内部流道(7)与针阀出口流道(8)连接。

4.根据权利要求3所述的针阀，其特征是：针阀入口通道(1)、内部流道(7)、粗调节流道(51)、第一细调节流道(41)、针阀出口流道(8)都为圆柱形，针阀入口流道(1)的轴线与针阀出口流道(8)的轴线为同一轴线，内部流道(7)的轴线与针阀出口流道(8)的轴线垂直；

粗调节流道(51)的轴线、第一细调节流道(41)的轴线、针阀入口流道(1)的轴线之间互相平行，粗调节流道(51)的轴线与针阀入口流道(1)的轴线之间的距离等于第一细调节流道(41)的轴线与针阀入口流道(1)的轴线之间的距离。

5.根据权利要求1所述的针阀，其特征是：阀体(2)还包括第二细调节流孔(42)，第二细调节阀杆(32)，第二细调节流道(43)；第二细调节流孔(42)的径向横截面积小于粗调节流道(51)的径向横截面积；

针阀入口流道(1)，第二细调节流孔(42)，第二细调节阀杆(32)，第二细调节流道(43)，针阀出口流道(8)依次连接。

6.根据权利要求5所述的针阀，其特征是：在针阀入口流道(1)与粗调节流道(51)之间有粗调节流孔(5)连接，粗调节阀杆(6)与粗调节流孔(5)配合控制流量，第二细调节流孔(42)的径向横截面积小于第一细调节流孔(4)的横截面积。

7.根据权利要求5所述的针阀，其特征是：粗调节阀杆(6)、第一细调节阀杆(3)、第二细调节阀杆(32)的表面均设置有刻度。