CN102927324A - 一种动态平衡电动调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态平衡电动调节阀，属于流量控制阀门，解决了现有动态平衡阀结构复杂、控制精度、使用范围小的技术问题，本发明的动态平衡电动调节阀包括具有入口流道和出口流道的阀体，所述阀体上设有流量自动平衡装置和流量调节总成，所述流量自动平衡装置包括平衡流道，所述平衡流道内设有滑动阀芯和弹性部件，所述滑动阀芯利用流体压力在平衡流道内滑动，控制平衡流道的流体流量。本发明实施例应用于采暖、空调的水路管网系统中。

Description

一种动态平衡电动调节阀

技术领域

本发明涉及一种流量控制阀，尤其是一种动态平衡电动调节阀。

背景技术

动态平衡阀用于需要进行流量控制的系统中，尤其适用于供热、空调等非腐蚀性液体介质的流量控制，可使系统流量自动恒定在要求的设定值，从而自动消除水系统中因各种因素引起的水力失调现象，保持用户所需流量，克服“冷热不均”，提高供热，空调的室温合格率；能有效地克服“大流量，小温差”的不良运行方式，提高系统能效，实现经济运行。

作为公开的现有技术，如：授权公告号为“CN201293128Y”、名称为“一种动态平衡电动二通阀”的发明专利，其方案包括阀体、阀盖、阀芯阀杆、可变通径流量筒、固定通径流量筒、活塞弹簧、平衡活塞、流量筒盖等零件；又如授权公告号为“CN2781101Y”、名称为“高精度动态流量平衡小口径电动一体阀”的的发明专利，其方案包括电动执行器、电动阀杆、电动阀芯、还包括检修阀盖、压紧弹簧、流量控制阀芯、不锈钢弹簧和流量控制外筒。

上述公开的动态平衡电动调节阀存在如下缺点：

1、自动平衡阀芯的结构复杂、可靠性低，导致整个产品的体积偏大，结构不够紧凑，也不利于产品的维修；

2、由于自动平衡阀芯结构复杂，流体在流过自动平衡阀芯时，阻力较大，压力损失大，对压差的反应灵敏度降低，特别是压差较小时，流体阻力更大，达不到流量控制精度，不能满足系统使用要求；

3、电动阀只能带动电动阀芯开启或闭合阀门，不具备流量调节功能，不能根据管网系统的要求通过调整机构来完成流量范围的可调，产品的使用范围较窄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态平衡电动调节阀，其结构简单，体积小，便于制造、装配及维修；

本发明的又一目的在于提供一种动态平衡电动调节阀，其工质流动阻力小，工质流动流畅，在工作压差较小时能保证流量的稳定，从而提高流量控制精度；

本发明的又一目的在于提供一种动态平衡电动调节阀，可根据管网系统的要求调节流量，使产品的工作范围更宽，对工况的适应能力更强。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种动态平衡电动调节阀，包括具有入口流道和出口流道的阀体，所述阀体上设有流量自动平衡装置和流量调节总成，所述流量自动平衡装置包括平衡流道，所述平衡流道内设有滑动阀芯和弹性部件，所述滑动阀芯利用流体压力在平衡流道内滑动，控制平衡流道的流体流量。

进一步的，所述滑动阀芯上设有过流孔和侧向通道，所述侧向通道的流通面积随流体方向逐渐增大。

进一步的，所述滑动阀芯一端设有凸缘，所述平衡流道的内端口设有配合凸缘对滑动阀芯进行限位的台阶。

进一步的，所述流量调节总成包括流量调节机构和电动阀芯，所述阀体内设有阀口，所述流量调节机构调节阀口开度，所述电动阀芯用于开启或闭合阀口。

进一步的，所述流量调节机构包括流量调节筒、调节阀盖及支撑套，所述调节阀盖通过支撑套可旋转地装配在阀体上，所述流量调节筒安装在调节阀盖下端和阀体之间，所述调节阀盖控制流量调节筒升降。

进一步的，所述流量调节筒外壁与阀体通过螺纹旋接，所述调节阀盖下端设有传递扭矩的凸台，所述凸台插入流量调节筒。

进一步的，所述流量调节机构上设有流量调节指示装置，所述流量调节指示装置包括外齿圈、带有刻度的内齿圈以及锁紧件，所述内齿圈与外齿圈啮合，所述外齿圈通过锁紧件固定于调节阀盖。

进一步的，所述阀体上设有可锁紧内齿圈的锁紧螺钉。

进一步的，所述电动阀芯包括阀杆、阀瓣以及电动执行器，所述阀杆通过定位结构穿装于调节阀盖内，所述阀瓣安装在阀杆底端，所述电动执行器驱动阀杆关闭阀口。

进一步的，所述定位结构包括定位套和锁紧螺母，所述定位套套于阀杆上，所述锁紧螺母将定位套压装在调节阀盖内，所述阀杆上设有挡圈和复位弹簧，所述复位弹簧推抵挡圈使阀杆复位并开启阀口。

本发明的有益效果：

本发明动态平衡电动调节阀的流量自动平衡装置包括平衡流道，平衡流道内设有滑动阀芯和弹性部件，滑动阀芯能利用流体压力在平衡流道内滑动，从而能根据流体压力的变化自动控制平衡流道的流体流量，达到流量自动平衡的目的。相比现有技术，本发明省去了现有动态平衡阀的流量控制外筒、平衡活塞等部件，简化了阀体内部结构，节省产品的制造成本，使产品体积减小，便于制造、装配及维修。

由于省去了流量控制外筒、平衡活塞等部件，流体流过流量自动平衡装置时的阻力减小，流体流动更加流畅，在工作压差较小时能保证流量的稳定，从而提高流量控制精度。

本发明动态平衡电动调节阀的流量调节总成包括流量调节机构和电动阀芯，流量调节机构用于调节阀口开度，电动阀芯用于开启或闭合阀口，调节与开闭功能独立实现、互不影响。产品可根据管网系统的要求调节流量，使产品的工作范围更宽，对工况的适应能力更强。

本发明的流量调节机构具有流量调节指示功能，方便产品调试，同时还具备了流量调节锁定功能，从而保证在系统工况发生变化时设定的流量不发生变化，提高系统运行时的流量稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明动态平衡电动调节阀的外部结构示意图；

图2为本发明动态平衡电动调节阀的内部结构示意图。

具体实施方式

本发明提出一种动态平衡电动调节阀，包括具有入口流道和出口流道的阀体，阀体上设有流量自动平衡装置和流量调节总成，流量自动平衡装置包括平衡流道，平衡流道内设有滑动阀芯和弹性部件，滑动阀芯利用流体压力在平衡流道内滑动，控制平衡流道的流体流量。

利用平衡流道代替现有的流量控制外筒，简化了阀体内部结构，节省产品的制造成本，使产品体积减小，便于制造、装配及维修，更重要的是：简化阀体内部结构后，流体流过流量自动平衡装置时的阻力减小，流体流动更加流畅，在工作压差较小时能保证流量的稳定，从而提高流量控制精度。

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参照图1、2，动态平衡电动调节阀，包括具有入口流道10和出口流道11的阀体1，阀体1上设有流量自动平衡装置2和流量调节总成，具体的：

本实施例的流量自动平衡装置2包括平衡流道20，平衡流道20通常与阀体1一体成型，并且倾斜地设置在阀体1的侧部，平衡流道20的内端口朝向入口流道10，平衡流道20内设有滑动阀芯22和弹性部件21。平衡流道20的外端口通过密封盖23密封，同时又便于拆装。

滑动阀芯22为中空的圆柱体，滑动阀芯22远离平衡流道20的一端开有过流孔221，滑动阀芯22的侧壁上开有侧向通道222，该侧向通道222的两侧具有沿流体方向曲度逐渐增加的弧形曲面，使得侧向通道222的流通面积随流体方向逐渐增大。

弹性部件21为压缩弹簧，弹性部件21提供滑动阀芯22向平衡流道20内端口方向运动的弹力，由于省去了现有结构中的流量控制外筒，本实施例在滑动阀芯22靠近平衡流道20的一端设有凸缘223，平衡流道20的内端口设有配合凸缘223对滑动阀芯22进行限位的台阶201，当凸缘与台阶相抵时，侧向通道222的流通面积最大。

本实施例的流量调节总成包括流量调节机构和电动阀芯，阀体1内设有阀口12，流量调节机构调节阀口12开度，电动阀芯用于开启或闭合阀口12。调节与开闭功能独立实现、互不干涉。产品可根据管网系统的要求调节流量，使产品的工作范围更宽，对工况的适应能力更强。

上述的流量调节机构包括流量调节筒33、调节阀盖31及支撑套32，调节阀盖31通过支撑套32可旋转地装配在阀体1上，流量调节筒33安装在调节阀盖31下端和阀体1之间，调节阀盖31控制流量调节筒33升降。具体实施时：阀体1上形成安装凸台13，支撑套32的上端设有能抵靠于安装凸台13上的支撑台阶321，支撑台阶321与安装凸台13之间通过密封圈形成密封，支撑套32外壁与安装凸台13内壁通过螺纹旋接，调节阀盖31上设有能与支撑套32下端相抵的台阶311，支撑套32内壁与调节阀盖31外壁之间通过密封圈形成密封。

流量调节筒33外壁与阀体1之间采用螺纹旋接，调节阀盖31下端设有传递扭矩的凸台310，该凸台310与调节阀盖31为一体结构，一般来说，要实现传递扭矩的方式有很多，如在本实施例中，凸台310的截面采用六边形或者八边形的非圆截面，流量调节筒33的内孔于凸台外形相匹配，凸台310可以带动流量调节筒33旋转，但又不会阻碍流量调节筒33的轴向移动，此外，凸台与流量调节筒33之间还可以采用键槽式连接。

为方便产品调试，上述的流量调节机构上还设有流量调节指示装置，流量调节指示装置包括外齿圈5、带有刻度的内齿圈4以及锁紧件34，内齿圈4与外齿圈5相互啮合，外齿圈5通过锁紧件34固定于调节阀盖31。调节阀盖31旋转时可以带动外齿圈5同步旋转，内齿圈4随之旋转，调试人员可以通过内齿圈4上的刻度指示变化知晓阀门的调节情况。本实施例中，外齿圈5包括塑料制成的外齿部51和金属材料制成的外齿支撑垫52，外齿支撑垫52的一部分抵靠于调节阀盖31上形成的台阶，外齿支撑垫52的剩余部分与上述的支撑套32上端面之间留出一定间隙，以便调节阀盖31能顺畅旋转。同样，内齿圈4包括塑料制成的内齿部41和金属材料制成的内齿支撑垫42，内齿部41与外齿圈5的外齿部51相啮合，外齿部51与外齿支撑垫52之间注塑成一体，内齿部41与内齿支撑垫42之间注塑成一体。上述的锁紧件34为压紧螺母，锁紧件34旋接在调节阀盖31上端，将外齿圈5压紧固定在调节阀盖31上。于此，旋转锁紧件34或者旋转内齿圈4都可以实现调节阀盖31的旋转。

另外，在上述方案的基础上，为保证系统工况发生变化时设定的流量不发生变化，提高系统运行时的流量稳定性，需要能够将流量调节机构锁定的装置，本实施例中，阀体1上设有一个延伸至内齿圈4附近的凸块14，在凸块14上装有可锁紧内齿圈4的锁紧螺钉6，上述内齿圈4包括塑料制成的内齿部41和金属材料制成的内齿支撑垫42，锁紧螺钉6可抵紧内齿支撑垫42的外圆面，从而限制内齿圈4与外齿圈5之间的啮合传动，流量调节机构的调节阀盖31无法旋转。

上述实施例中，电动阀芯包括阀杆71、阀瓣70以及电动执行器8，阀杆71通过定位结构穿装于调节阀盖31内，阀瓣70安装在阀杆71底端，电动执行器8驱动阀杆71关闭阀口12。为达到结构紧凑、方便装配的目的，其定位结构包括定位套72和锁紧螺母73，定位套72套于阀杆71上，锁紧螺母73将定位套72压装在调节阀盖31内，阀杆71上设有挡圈74和复位弹簧75，定位套72下端设有垫片，复位弹簧75下端抵接于垫片上，复位弹簧75上端顶靠挡圈74，这样，复位弹簧75能推抵挡圈74使阀杆71复位并开启阀口12，但阀杆71的行程始终是在定位套72限定的轴向距离内，还能对阀杆71起到良好的径向定位作用，保证同轴度。

阀瓣70通过垫片77和密封件76固定在阀杆71下端，电动执行器8套装在调节阀盖31上方，并与流量调节机构中的锁紧件34连接。

本实施例的工作原理：

当流体从入口流道10进入该阀体1内时，经过流量自动平衡装置2和流量调节总成到达出口流道11，在这一过程中：

流体流过流量自动平衡装置2时有三种工作状态：

1、入口流道10与出口流道11之间的压差小于正常工作压差时，流体不能克服弹性部件21的阻力，滑动阀芯22静止不动，此时滑动阀芯22的侧向通道222位于入口流道10内，滑动阀芯22的过流面积最大，流体同时通过滑动阀芯22的过流孔221与侧向通道222；

2、入口流道10与出口流道11之间的压差逐渐增大到正常工作压差范围时，流体克服弹性部件21的阻力推动滑动阀芯22向平衡流道20内运动，滑动阀芯22的侧向通道222的开度逐渐减小，滑动阀芯22的过流面积逐渐减小，流量也发生相应的变化，因而，在正常压差工作范围内，无论压力怎么变化，输出的流量保持不变。

3、入口流道10与出口流道11之间的压差大于正常工作压差时，滑动阀芯22继续向平衡流道20内运动，滑动阀芯22的侧向通道222完全位于平衡流道20内，此时流过滑动阀芯22的过流面积最小，水流只能从滑动阀芯22的过流孔221通过，过流面积将会一直保持不变，流量会随着压差的增大而增大。

对于入口流道10与出口流道11内的压力值可以通过阀体1上的测量接口进行测量，如在入口流道10与出口流道11上分别设置一压力测量接口15，便于产品在使用中的调试与选型。

通过流量调节总成中的流量调节机构完成流量调节，旋转锁紧件34或者旋转内齿圈4，调节阀盖31随之旋转，流量调节筒33随调节阀盖31的旋转上、下运动，调节阀口12开度。实际的调节量根据管网系统的要求而定，通过流量调节指示装置可以很方便的观察到流量调节的变化值；调节完成后用锁紧螺钉6锁定。

当控制面板给以电动执行器8一个关闭信号时，电动执行器8的推杆向下推动阀杆71，阀杆71克服复位弹簧75的弹力带动阀瓣70向下关闭阀口12；反之，当电动执行器8获得一个打开信号时，电动执行器8释放阀杆71，阀杆71在复位弹簧75的作用下向上运动打开阀口12。

本发明实施例应用于采暖、空调的水路管网系统中。

通过上述实施例，本发明的目的已经被完全有效的达到了。熟悉该项技艺的人士应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种动态平衡电动调节阀，包括具有入口流道和出口流道的阀体，所述阀体上设有流量自动平衡装置和流量调节总成，其特征在于：所述流量自动平衡装置包括平衡流道，所述平衡流道内设有滑动阀芯和弹性部件，所述滑动阀芯利用流体压力在平衡流道内滑动，控制平衡流道的流体流量。

2.如权利要求1所述的一种动态平衡电动调节阀，其特征在于：所述滑动阀芯上设有过流孔和侧向通道，所述侧向通道的流通面积随流体方向逐渐增大。

3.如权利要求1所述的一种动态平衡电动调节阀，其特征在于：所述滑动阀芯一端设有凸缘，所述平衡流道的内端口设有配合凸缘对滑动阀芯进行限位的台阶。

4.如权利要求1所述的一种动态平衡电动调节阀，其特征在于：所述流量调节总成包括流量调节机构和电动阀芯，所述阀体内设有阀口，所述流量调节机构调节阀口开度，所述电动阀芯用于开启或闭合阀口。

5.如权利要求4所述的一种动态平衡电动调节阀，其特征在于：所述流量调节机构包括流量调节筒、调节阀盖及支撑套，所述调节阀盖通过支撑套可旋转地装配在阀体上，所述流量调节筒安装在调节阀盖下端和阀体之间，所述调节阀盖控制流量调节筒升降。

6.如权利要求5所述的一种动态平衡电动调节阀，其特征在于：所述流量调节筒外壁与阀体通过螺纹旋接，所述调节阀盖下端设有传递扭矩的凸台，所述凸台插入流量调节筒。

7.如权利要求5所述的一种动态平衡电动调节阀，其特征在于：所述流量调节机构上设有流量调节指示装置，所述流量调节指示装置包括外齿圈、带有刻度的内齿圈以及锁紧件，所述内齿圈与外齿圈啮合，所述外齿圈通过锁紧件固定于调节阀盖。

8.如权利要求7所述的一种动态平衡电动调节阀，其特征在于：所述阀体上设有可锁紧内齿圈的锁紧螺钉。

9.如权利要求4所述的一种动态平衡电动调节阀，其特征在于：所述电动阀芯包括阀杆、阀瓣以及电动执行器，所述阀杆通过定位结构穿装于调节阀盖内，所述阀瓣安装在阀杆底端，所述电动执行器驱动阀杆关闭阀口。

10.如权利要求9所述的一种动态平衡电动调节阀，其特征在于：所述定位结构包括定位套和锁紧螺母，所述定位套套于阀杆上，所述锁紧螺母将定位套压装在调节阀盖内，所述阀杆上设有挡圈和复位弹簧，所述复位弹簧推抵挡圈使阀杆复位并开启阀口。

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