CN103591355B - 一种流体限流阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种限制管道中流体介质流速的阀门，具体涉及一种当管路中流体介质单位时间流量达到或超过设定值时就会自动关闭，切断管路流体通道的限流阀。所述流体限流阀的阀芯直线移动，限流孔未连通限流通道与流体流出通道以实现流体限流阀的关闭；限流孔连通限流通道与流体流出通道，流体介质通过限流通道进入限流孔，再进入流体流出通道，以实现流体限流阀的开启。本发明流体限流阀可以在管道内流体介质单位时间流量超过阀门设定值时，可自动关闭阀门，并可完全切断流体介质的流通，密封等级达到VI级。

Description

一种流体限流阀
技术领域
本发明涉及一种限制管道中流体介质流速的阀门，具体涉及一种当管路中流体介质单位时间流量达到或超过设定值时就会自动关闭，切断管路流体通道的限流阀。
背景技术
在流体介质管道中，流体介质的流速往往会因为压力、温度等因素的改变而发生变化，尤其是流体介质的流速增大或者是超过后续使用机构的限定流速时，过大流速的流体介质就会对管道中设置的使用机构造成一定的损坏；因此，现通常采用在流体介质管道中设置有可以限制流体介质流速的装置，即限流阀；无论是采用的压力为通过重力作用，还是通过如总管压力的机械方式的任一流体介质管道均可以安装限流阀来达到对流体介质限制流速的目的。
现有通常采用的限流阀一般会与其他阀门如截止阀、球阀合并在一起形成组合阀，或采用内置式安装结构等。不论上述何种方式，限流阀关闭后不能完全切断流体介质的继续流通，仍有小流量介质流向阀后；如要完全阻断流体介质的流通，则需要手动关闭截止阀、球阀等。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种流体限流阀，其可以在管道内流体介质单位时间流量超过阀门设定值时，可自动关闭阀门，并可完全切断流体介质的流通，密封等级达到VI级。同时，本发明提供的流体限流阀在关闭后需要重新开启阀门时，仅需对阀门的阀芯前后两端进行均压操作，阀门即可开启，恢复流体介质的流通。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种流体限流阀，所述流体限流阀包括有阀芯、阀体；所述阀体设置有流体介质进口与流体介质出口，阀体内空腔为阀腔；所述阀腔分为连通的主阀腔和副阀腔，主阀腔与副阀腔交界处的内壁上设置有阀座；
所述阀芯为线性活动设置并位于阀腔内，所述阀芯分为密封盖与导向柱，所述阀芯的一端即密封盖一侧设置有限位杆，阀芯的另一对立端即导向柱一侧设置有弹簧装置；所述密封盖位于主阀腔内，所述导向柱位于主阀腔和副阀腔内；
所述副阀腔内设置有流体流出通道，主阀腔的内径大于副阀腔的内径，超出部分并位于阀芯外周的空间为限流通道；导向柱设置有限流孔；
阀芯直线移动，限流孔未连通限流通道与流体流出通道以实现流体限流阀的关闭；限流孔连通限流通道与流体流出通道，流体介质通过限流通道进入限流孔，再进入流体流出通道，以实现流体限流阀的开启。
优选的，所述限流孔的顶端位于密封盖的底端位置，以通过密封盖与阀座闭合实现限流孔未连通限流通道与流体流出通道，并通过密封盖与阀座分离实现限流孔连通限流通道与流体流出通道。
优选的，所述阀体为角形，所述流体限流阀的流体介质进口的方向与流体介质出口的方向的角度变换值大于0°，小于180°。
优选的，所述角度变换值为90°。
优选的，所述阀芯为上下线性活动，其上端设置有限位杆，下端设置有弹簧装置。
优选的，所述流体限流阀还设置有阀盖，所述阀盖与阀体连接，所述限位杆与阀盖连接。
优选的，所述密封盖的外径大于导向柱的外径。
优选的，所述限流通道为环形。
优选的，所述限流通道为内外径之差值均匀的环形。
与现有技术相比，本发明的详细说明如下：
本发明所提供的技术方案为一种流体限流阀，所述流体限流阀包括有阀芯、阀体；所述阀体设置有流体介质进口与流体介质出口，阀体内空腔为阀腔；所述阀腔分为连通的主阀腔和副阀腔，主阀腔与副阀腔交界处的内壁上设置有阀座；
所述阀芯为线性活动设置并位于阀腔内，所述阀芯分为密封盖与导向柱，所述阀芯的一端即密封盖一侧设置有限位杆，阀芯的另一对立端即导向柱一侧设置有弹簧装置；所述密封盖位于主阀腔内，所述导向柱位于主阀腔和副阀腔内；
所述副阀腔内设置有流体流出通道，主阀腔的内径大于副阀腔的内径，超出部分并位于阀芯外周的空间为限流通道；导向柱设置有限流孔；
阀芯直线移动，限流孔未连通限流通道与流体流出通道以实现流体限流阀的关闭；限流孔连通限流通道与流体流出通道，流体介质通过限流通道进入限流孔，再进入流体流出通道，以实现流体限流阀的开启。
本发明的流体限流阀主要采用将阀腔设置为主阀腔和副阀腔两个部分，并且主阀腔与副阀腔连通，主阀腔的内径大于副阀腔的内径；同时，将阀芯调整成密封盖和导向柱的连接体，导向柱上设置有限流孔；阀芯在限位杆、弹簧装置以及流体介质压力的共同作用下处于两端平衡的状态。若流体介质的流速导致其产生的压力足以对阀芯做功并压缩弹簧装置，则阀芯会逐渐向弹簧装置的方向移动，直至限流通道与流体流出通道隔断，即限流孔并未连通限流通道与流体流出通道的时候，阀门即会关闭。当需要再次开启本发明流体限流阀时，则可通过调整阀芯两端的流体压力的方式，阀芯即可向限位杆方向移动，从而导向柱上的限流孔可再次连通限流通道与流体流出通道。
附图说明
图1是本发明第一种实施方式流体限流阀开启状态的剖面示意图；
图2是图1中实施方式流体限流阀关闭状态的剖面示意图；
图3是本发明第二种实施方式流体限流阀开启状态的剖面示意图；
图4是图3中实施方式流体限流阀关闭状态的剖面示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，图1是本发明第一种实施方式流体限流阀开启状态的剖面示意图；图2是图1中实施方式流体限流阀关闭状态的剖面示意图。
本发明第一种实施方式流体限流阀包括有阀芯、阀体12；所述阀体12设置有流体介质进口11-1与流体介质出口11-2，阀体12内空腔为阀腔；所述阀腔分为连通的主阀腔13-1和副阀腔13-2，主阀腔13-1与副阀腔13-2交界处的内壁上设置有阀座19；
所述阀芯为线性活动设置并位于阀腔内，所述阀芯分为密封盖15-1与导向柱15-2，所述阀芯的一端即密封盖15-1一侧设置有限位杆14，阀芯的另一对立端即导向柱15-2一侧设置有弹簧装置16；所述密封盖15-1位于主阀腔13-1内，所述导向柱15-2位于主阀腔13-1和副阀腔13-2内；
所述副阀腔13-2内设置有流体流出通道17-3，主阀腔13-1的内径大于副阀腔13-2的内径，超出部分并位于阀芯外周的空间为限流通道17-1；导向柱15-2设置有限流孔17-2；
所述阀体12为直线形，该实施方式流体限流阀的流体介质进口11-1与流体介质出口11-2的方向相同，限位杆14可与阀体12直接连接，并且该实施方式流体限流阀可以竖向或横向安装于流体介质管道。
阀芯直线移动，限流孔17-2未连通限流通道17-1与流体流出通道17-3以实现流体限流阀的关闭（如图2所示）；限流孔17-2连通限流通道17-1与流体流出通道17-3，流体介质通过限流通道17-1进入限流孔17-2，再进入流体流出通道17-3，以实现流体限流阀的开启（如图1所示）。
该实施方式中优选采用了所述限流孔17-2的顶端位于密封盖15-1的底端位置，以通过密封盖15-1与阀座19闭合实现限流孔17-2未连通限流通道17-1与流体流出通道17-3，并通过密封盖15-1与阀座19分离实现限流孔17-2连通限流通道17-1与流体流出通道17-3。本发明中阀芯的限流孔17-2可以设置于导向柱15-2上，优选为其侧面位置；另外，该实施方式中若采用上述优选方案，如图1和图2所示，限流孔17-2的顶端位于密封盖15-1的底端位置，优选采用这样的方案，所得阀门的开启和关闭可以通过密封盖15-1与阀座19的位置关系不同来实现，从而有效简化该实施方式的安装和使用过程。另外，本发明流体限流阀还可采用将限流孔17-2的顶端设置于低于密封盖15-1底端的位置处。
该实施方式中优选采用了所述密封盖15-1的外径大于导向柱15-2的外径。本发明中密封盖15-1的外径与导向柱15-2的外径相比，可以更大、相同或更小；而导向柱15-2的外径也可小于或等于副阀腔13-2的内径。只要阀芯在线性移动的过程中，限流通道17-1与流体流出通道17-3可以通过限流孔17-2或密封盖15-1与导向柱15-2的配合而阻断流通，阀芯的密封盖15-1与导向柱15-2可以采用任一与阀腔相匹配的外径大小。该实施方式中优选采用了导向柱15-2的外径与副阀腔13-2的内径相同，且密封盖15-1的外径大于导向柱15-2的外径的方案，该优选方案可以有效地让所得的流体限流阀的密封等级达到V1级。
该实施方式中优选采用了所述限流通道17-1为环形，更优选采用了所述限流通道17-1为内外径之差值均匀的环形。本发明中所述限流通道17-1可以仅为一侧，即主阀腔13-1超出副阀腔13-2的部分位于阀芯外周的一侧；同样可以采用将阀芯设置在阀腔的中间位置，并且主阀腔13-1与副阀腔13-2的中轴线在同一直线上；后一种方案所得的限流通道17-1为内外径之差值均匀的环形。该实施方式优选采用后一种实施方案可以更有效地提高阀芯受力的均匀性，从而进一步地延长阀芯的使用寿命。
该实施方式所述的流体限流阀横向安装于流体介质管道时，所述阀芯为左右线性活动，其左端（或右端）设置有限位杆14，右端（或左端）设置有弹簧装置16；当该实施方式流体限流阀竖向安装于流体介质管道时，所述阀芯为上下线性活动，其上端设置有限位杆14，下端设置有弹簧装置16。
如图3和图4所示，图3是本发明第二种实施方式流体限流阀开启状态的剖面示意图；图4是图3中实施方式流体限流阀关闭状态的剖面示意图。
本发明第二种实施方式流体限流阀包括有阀芯、阀体32；所述阀体32设置有流体介质进口31-1与流体介质出口31-2，阀体32内空腔为阀腔；所述阀腔分为连通的主阀腔33-1和副阀腔33-2，主阀腔33-1与副阀腔33-2交界处的内壁上设置有阀座39；
所述阀芯为线性活动设置并位于阀腔内，所述阀芯分为密封盖35-1与导向柱35-2，所述阀芯的一端即密封盖35-1一侧设置有限位杆34，阀芯的另一对立端即导向柱35-2一侧设置有弹簧装置36；所述密封盖35-1位于主阀腔33-1内，所述导向柱35-2位于主阀腔33-1和副阀腔33-2内；
所述副阀腔33-2内设置有流体流出通道37-3，主阀腔33-1的内径大于副阀腔33-2的内径，超出部分并位于阀芯外周的空间为限流通道37-1；导向柱35-2设置有限流孔37-2；
所述阀体32为角形，所述流体限流阀的流体介质进口31-1的方向与流体介质出口31-2的方向的角度变换值大于0°，小于180°，图中所示为90°；所述阀芯为上下线性活动，其上端设置有限位杆34，下端设置有弹簧装置36；所述流体限流阀还设置有阀盖38-1，所述阀盖38-1与阀体32连接，所述限位杆34与阀盖38-1连接。
阀芯直线移动，限流孔37-2未连通限流通道37-1与流体流出通道37-3以实现流体限流阀的关闭；限流孔37-2连通限流通道37-1与流体流出通道37-3，流体介质通过限流通道37-1进入限流孔37-2，再进入流体流出通道37-3，以实现流体限流阀的开启。
该实施方式采用的阀体32为角形，角形的阀体32相对于直线形阀体12的流体限流阀而言，前一种可以直接安装于流体介质管道的弯曲之处，从而管道的安装进一步得到简化。该实施方式尤其适用于现有低温罐车的安装，即将罐车进出液管道的弯头取消，将该实施方式的流体限流阀安装在管道上即可。另外，采用角形的阀体32时，阀盖38-1与阀体32采用法兰38-2连接，在使用过程中需对阀门进行维修时，可将法兰38-2连接拆开即可将内部的阀芯、弹簧装置36取出进行维修、更换。
该实施方式中优选采用了所述限流孔37-1的顶端位于密封盖35-1的底端位置，以通过密封盖35-1与阀座39闭合实现限流孔37-2未连通限流通道37-1与流体流出通道37-3，并通过密封盖35-1与阀座39分离实现限流孔37-2连通限流通道37-1与流体流出通道37-3。本发明中阀芯的限流孔37-2可以设置于导向柱35-2上，优选为其侧面位置；另外，该实施方式中若采用上述优选方案，如图3和图4所示，限流孔37-2的顶端位于密封盖35-1的底端位置，优选采用这样的方案，所得阀门的开启和关闭可以通过密封盖35-1与阀座39的位置关系不同来实现，从而有效简化该实施方式的安装和使用过程。
另外，本发明流体限流阀还可采用将限流孔37-2的顶端设置于低于密封盖35-1底端的位置处。
该实施方式中优选采用了所述密封盖37-2的外径大于导向柱35-2的外径。本发明中密封盖35-1的外径与导向柱35-2的外径相比，可以更大、相同或更小；而导向柱35-2的外径也可小于或等于副阀腔33-2的内径。只要阀芯在线性移动的过程中，限流通道37-1与流体流出通道37-3可以通过限流孔37-2或密封盖35-1与导向柱35-2的配合而阻断流通，阀芯的密封盖35-1与导向柱35-2可以采用任一与阀腔相匹配的外径大小。该实施方式中优选采用了导向柱35-2的外径与副阀腔33-2的内径相同，且密封盖35-1的外径大于导向柱35-2的外径的方案，该优选方案可以有效地让所得的流体限流阀的密封等级达到V1级。
该实施方式中优选采用了所述限流通道37-1为环形，更优选采用了所述限流通道37-1为内外径之差值均匀的环形。本发明中所述限流通道37-1可以仅为一侧，即主阀腔33-1超出副阀腔33-2的部分位于阀芯外周的一侧；同样可以采用将阀芯设置在阀腔的中间位置，并且主阀腔33-1与副阀腔33-2的中轴线在同一直线上；后一种方案所得的限流通道37-1为内外径之差值均匀的环形。该实施方式优选采用后一种实施方案可以更有效地提高阀芯受力的均匀性，从而进一步地延长阀芯的使用寿命。
本发明无论是第一种实施方式还是第二种实施方式，其在装配过程时，弹簧装置一端放置在阀体内，另一端与阀芯连接，其初始的预压缩量产生的推力保持阀芯处于开启位置。
阀门在正常工作时，流体介质从流体介质进口进入阀腔，通过阀芯与阀体之间形成的限流通道，再通过限流孔流入流体流出通道，到达流体介质出口而流出。当管道流体单位时间的流量在未达到阀门关闭的设定流量前，由于阀芯两端的压差对阀芯产生的推力不足以压缩弹簧装置并将密封盖与阀座闭合，阀门移植保持开启状态；当单位时间流量达到设定值后，阀芯两端的压差对阀芯产生的推力就将大于弹簧装置使阀芯保持开启的力，阀芯直线运动，从而密封盖与阀座闭合，阀门保持关闭状态。阀门关闭后若需要重新开启，只需将阀门流体介质进口与流体介质出口的压力进行平衡，阀芯就在弹簧装置的作用下重新开启。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种流体限流阀，其特征在于：所述流体限流阀包括有阀芯、阀体；所述阀体设置有流体介质进口与流体介质出口，阀体内空腔为阀腔；所述阀腔分为连通的主阀腔和副阀腔，主阀腔与副阀腔交界处的内壁上设置有阀座；
所述阀芯为线性活动设置并位于阀腔内，所述阀芯分为密封盖与导向柱，所述阀芯的一端即密封盖一侧设置有限位杆，阀芯的另一对立端即导向柱一侧设置有弹簧装置；所述密封盖位于主阀腔内，所述导向柱位于主阀腔和副阀腔内；
所述副阀腔内设置有流体流出通道，主阀腔的内径大于副阀腔的内径，超出部分并位于阀芯外周的空间为限流通道；导向柱设置有限流孔；
阀芯直线移动，限流孔未连通限流通道与流体流出通道以实现流体限流阀的关闭；限流孔连通限流通道与流体流出通道，流体介质通过限流通道进入限流孔，再进入流体流出通道，以实现流体限流阀的开启。
2.根据权利要求1所述的流体限流阀，其特征在于：所述限流孔的顶端位于密封盖的底端位置，以通过密封盖与阀座闭合实现限流孔未连通限流通道与流体流出通道，并通过密封盖与阀座分离实现限流孔连通限流通道与流体流出通道。
3.根据权利要求1所述的流体限流阀，其特征在于：所述阀体为角形，所述流体限流阀的流体介质进口的方向与流体介质出口的方向的角度变换值大于0°，小于180°。
4.根据权利要求3所述的流体限流阀，其特征在于：所述角度变换值为90°。
5.根据权利要求4所述的流体限流阀，其特征在于：所述阀芯为上下线性活动，其上端设置有限位杆，下端设置有弹簧装置。
6.根据权利要求5所述的流体限流阀，其特征在于：所述流体限流阀还设置有阀盖，所述阀盖与阀体连接，所述限位杆与阀盖连接。
7.根据权利要求1所述的流体限流阀，其特征在于：所述密封盖的外径大于导向柱的外径。
8.根据权利要求1所述的流体限流阀，其特征在于：所述限流通道为环形。
9.根据权利要求8所述的流体限流阀，其特征在于：所述限流通道为内外径之差值均匀的环形。
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