CN103742656B - 一种自动控制阀的阀芯组件 - Google Patents

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Abstract

一种自动控制阀的阀芯组件，涉及到一种阀门部件，由阀座、环壁、阀板、连杆和底盖组成，其中，阀座设置在阀体的内腔中，阀座呈回转体结构，阀座的下端口构成密封面，阀座的内空间构成上阀腔，上阀腔连通到流体输出接口；环壁设置在阀座的下方，环壁的上端口包围在阀座的下部周边，环壁与阀座之间的空间构成导流口，环壁的内空间构成下阀腔，流体输入接口通过导流口连通到下阀腔；阀板设置在下阀腔中且处于导流口的下方，阀板的上端面上有与阀座上的密封面进行配合的密封对应面。本发明利用流体介质的顺流开阀及顺压关阀，使得更节省电能、工作更可靠和使用寿命长。

Description

一种自动控制阀的阀芯组件
技术领域
本发明涉及到自动控制流体的阀门，特别涉及到一种阀门部件。
背景技术
自动控制阀包括电磁阀、自动液位控制阀等，自动控制阀作为自动化控制流体介质的执行器具，广泛应用在家电、纺织、轻工、石油、化工和城建行业中。目前的自动控制阀在进行关闭操作时，阀芯是迎着流体介质的流向或压力方向进行关闭的，流体介质的压力作用方向与阀芯的关闭方向相反，阀门关闭后，阀芯需要抵抗流体介质的压力，因此，容易发生关闭不严密而泄漏的故障，造成工作不可靠影响到设备的正常运行、使用寿命短和资源浪费，并且影响到安全性。
发明内容
本发明的目的是要克服现有自动控制阀的缺点，设计一种闭合严密不易泄漏、工作可靠和使用寿命长的顺压闭合方式的一种自动控制阀的阀芯组件，使由其组成的电磁阀或自动液位控制阀适合在家电、纺织、轻工、石油、化工和城建行业中更可靠的应用，满足人们的生活和工作需要。
本发明的一种自动控制阀的阀芯组件，其特征是阀芯组件由阀座（22）、环壁（20）、阀板（12）、连杆（6）和底盖（14）组成，其中，阀座（22）设置在阀体（8）的内腔中，阀座（22）呈回转体结构，阀座（22）的上端与阀体（8）连为一体，阀座（22）的下端口构成密封面（11），阀座（22）的内空间构成上阀腔（Ⅰ），上阀腔（Ⅰ）连通到阀体（8）的流体输出接口（9）；环壁（20）设置在阀座（22）的下方，环壁（20）的上端口包围在阀座（22）的下部周边，环壁（20）的下端连接在阀体（8）上或连接在底盖（14）上，环壁（20）与阀座（22）之间有空间，环壁（20）与阀座（22）之间的空间构成导流口（Ⅴ），环壁（20）的内空间构成下阀腔（Ⅳ），阀体（8）的流体输入接口（21）通过导流口（Ⅴ）连通到下阀腔（Ⅳ）；阀板（12）设置在下阀腔（Ⅳ）中且处于导流口（Ⅴ）的下方，阀板（12）呈圆板体结构，阀板（12）在环壁（20）的内空间中有上下活动的空间，阀板（12）的上端面上有与阀座（22）上的密封面（11）进行配合的密封对应面（18），当控制阀打开时，阀板（12）下落，下阀腔（Ⅳ）通过阀板（12）与阀座（22）之间的空隙连通到上阀腔（Ⅰ）；连杆（6）为阀板（12）的传动部件，连杆（6）的下端连接在阀板（12）的中心上，连杆（6）的上端从上阀腔（Ⅰ）的顶部壁体上穿出连接到驱动部件上；底盖（14）安装在阀体（8）的底端，底盖（14）构成下阀腔（Ⅳ）的底壁。
本发明中，在阀板（12）的外周侧面上有压力平衡槽（Ⅲ）；在阀板（12）的中心有通孔，连杆（6）的下端从阀板（12）的中心通孔中穿越而下，连杆（6）与阀板（12）中心通孔的孔壁之间有活动间隙，连杆（6）的下端头上有泄压阀珠（15），泄压阀珠（15）为圆柱体结构，泄压阀珠（15）的圆柱体直径大于阀板（12）的中心通孔直径，阀板（12）中心的通孔下端口与连杆（6）下端的泄压阀珠（15）构成泄压阀，连杆（6）与阀板（12）的孔壁之间的活动间隙构成泄压通道；在驱动部件与阀板（12）之间的连杆（6）上有套管（7），当进行打开控制阀的操作时，套管（7）构成阀板（12）的推杆；在阀板（12）上的密封对应面（18）部位有密封圈（31）；在泄压阀珠（15）的上沿有密封环（16），密封环（16）构成泄压阀珠（15）与阀板（12）中心的通孔下端口之间的密封件。
上述的发明中，把控制阀设计为流体输入接口（21）连通到下阀腔（Ⅳ），把阀板（12）设置在下阀腔（Ⅳ）中，当进行关闭操作时，使阀板（12）顺着流体介质的压力方向进行关闭，不需抵抗流体介质的压力，使得容易闭合，控制阀闭合后，下阀腔（Ⅳ）与流体输入接口（21）的压力相等，下阀腔（Ⅳ）承受流体介质的压力，流体介质的压力方向与阀板（12）的闭合方向相同，利用流体介质的压力使得阀板（12）在阀座（22）的密封面（11）上的闭合更严密；当进行打开控制阀的操作时，流体介质由导流口（Ⅴ）进入到下阀腔（Ⅳ）中，再由下阀腔（Ⅳ）通过阀板（12）与阀座（22）之间的空隙进入到上阀腔（Ⅰ）中，然后由流体输出接口（9）流出，由于阀板（12）处于导流口（Ⅴ）的下方，流体介质的导流方向与阀板（12）的打开方向一致，使阀板（12）很容易打开。本发明利用流体介质的顺流开阀及顺压关阀的设计，只需很小的电磁力或浮子力就能使控制阀进行打开或关闭操作，使得更节省电能和工作更可靠，同时，避免发生阀板（12）与流体相对运动造成的振动，而不会产生啸叫及阀芯易损坏的现象。
上述的发明中，在阀板（12）的外周侧面上设置压力平衡槽（Ⅲ）的作用是，当控制阀进行打开或关闭操作时，阀板（12）进行向下或向上运动，下阀腔（Ⅳ）中的液体或气体通过压力平衡槽（Ⅲ）在阀板（12）的上下之间流动，使阀板（12）的上下压力平衡，使阀板（12）顺利进行向上或向下运动。
上述的发明中，在阀板（12）上设置泄压阀的作用是，当需要打开控制阀时，先打开泄压阀，使下阀腔（Ⅳ）的压力通过泄压阀进行释放，阀板（12）便容易打开，控制阀打开的过程是：驱动部件通过连杆（6）向下推动使泄压阀珠（15）下移，使阀板（12）中心的通孔下端口与连杆（6）下端的泄压阀珠（15）上沿之间产生空隙，下阀腔（Ⅳ）的压力便通过该空隙及连杆（6）与阀板（12）孔壁之间的活动间隙向上阀腔（Ⅰ）释放，随后，连杆（6）和套管（7）同步向下动作，使阀板（12）下落打开控制阀，在泄压阀打开时，阀板（12）的外周侧面与环壁（20）之间的空隙和压力平衡槽（Ⅲ）起到阻尼作用，使流体迟缓进入下阀腔（Ⅳ），以使下阀腔（Ⅳ）内的压力成功释放；当要进行关闭控制阀时，驱动部件通过连杆（6）向上拉动泄压阀珠（15）上移，使阀板（12）中心的通孔下端口与连杆（6）下端的泄压阀珠（15）上沿封闭，同时带到阀板（12）上升，使阀板（12）封闭在阀座（22）的密封面（11）上，随后利用流体的压力使阀板（12）封闭严密。在具体实施时，阀板（12）的直径设计为15-50mm，泄压阀珠（15）的直径设计为3-5mm，由于泄压阀珠（15）的直径很小，因此很容易被打开，当泄压阀打开后，下阀腔（Ⅳ）得到减压，就使得阀板（12）很容易打开。
本发明的有益效果是：设计的一种自动控制阀的阀芯组件，在阀板（12）的上方设置导流口（Ⅴ），使流体介质的导流方向与阀板（12）的打开方向一致；阀板的闭合方向与流体介质的压力方向相同，利用流体介质的压力使阀芯闭合严密不易泄漏。本发明利用流体介质的顺流开阀及顺压关阀的设计，只需很小的电磁力或浮子力就能使自动控制阀进行打开或关闭操作，使得更节省电能、工作更可靠和使用寿命长。本发明适合在家电、纺织、轻工、石油、化工和城建行业中应用，满足人们的生活和工作需要。
附图说明
附图1是本发明的一种自动控制阀的阀芯组件图。
附图2是由本发明阀芯组件组成的一种电磁阀结构图。
附图3是由本发明阀芯组件组成的一种自动液位控制阀结构图。
图中：1.电磁线圈，2.导杆，3.导磁套管，4.导磁套管的紧固盖，5.密封垫，6.连杆，7.套管，8.阀体，9.流体输出接口，10.隔离体，11.密封面，12.阀板，13.套管上的通孔，14.底盖，15.泄压阀珠，16.密封环，17.封闭面，18.密封对应面，19.流体，20.环壁，21.流体输入接口，22.阀座，23.弹簧，24.弹簧压盖，25.压紧螺母，26.磁铁，27.水室的壳体，28.通孔，29.浮子，30.排气接口，31.密封圈，Ⅰ.上阀腔，Ⅱ.环形空间，Ⅲ.压力平衡槽，Ⅳ.下阀腔、Ⅴ.导流口，Ⅵ.弹簧室，Ⅶ.水室。
具体实施方式
实施例1  附图1所示的实施例中，自动控制阀的阀芯组件由阀座（22）、环壁（20）、阀板（12）、连杆（6）和底盖（14）组成，其中，阀座（22）设置在阀体（8）的内腔中，阀座（22）呈回转体结构，阀座（22）的上端与阀体（8）连为一体，阀座（22）的下端口构成密封面（11），阀座（22）的内空间构成上阀腔（Ⅰ），上阀腔（Ⅰ）连通到阀体（8）的流体输出接口（9）；环壁（20）设置在阀座（22）的下方，环壁（20）的上端口包围在阀座（22）的下部周边，环壁（20）的下端连接在底盖（14）上，环壁（20）与阀座（22）之间有空间，环壁（20）与阀座（22）之间的空间构成导流口（Ⅴ），环壁（20）的内空间构成下阀腔（Ⅳ），阀体（8）的流体输入接口（21）通过导流口（Ⅴ）连通到下阀腔（Ⅳ）；阀板（12）设置在下阀腔（Ⅳ）中且处于导流口（Ⅴ）的下方，阀板（12）呈圆板体结构，在阀板（12）的外周侧面上有压力平衡槽（Ⅲ），阀板（12）在环壁（20）的内空间中有上下活动的空间，阀板（12）的上端面上有与阀座（22）上的密封面（11）进行配合的密封对应面（18），在阀板（12）的中心有通孔，连杆（6）的下端从阀板（12）的中心通孔中穿越而下，连杆（6）与阀板（12）中心通孔的孔壁之间有活动间隙，连杆（6）的下端头上有泄压阀珠（15），泄压阀珠（15）为圆柱体结构，泄压阀珠（15）的圆柱体直径大于阀板（12）的中心通孔直径，阀板（12）中心的通孔下端口与连杆（6）下端的泄压阀珠（15）构成泄压阀，连杆（6）与阀板（12）的孔壁之间的活动间隙构成泄压通道，当控制阀打开时，阀板（12）下落，下阀腔（Ⅳ）通过阀板（12）与阀座（22）之间的空隙连通到上阀腔（Ⅰ）；底盖（14）安装在阀体（8）的底端，底盖（14）构成下阀腔（Ⅳ）的底壁；连杆（6）为阀板（12）的传动部件，连杆（6）的上端从上阀腔（Ⅰ）的顶部壁体上穿出连接到驱动部件上，在驱动部件与阀板（12）之间的连杆（6）上有套管（7），当进行打开控制阀的操作时，套管（7）构成阀板（12）的推杆。本实施例中，在阀板（12）上的密封对应面（18）部位有密封圈（31）；在泄压阀珠（15）的上沿有密封环（16），密封环（16）构成泄压阀珠（15）与阀板（12）中心的通孔下端口之间的密封件。本实施例中，阀板（12）的直径为25mm，泄压阀珠（15）的直径为3mm；阀板（12）选用氧化铝陶瓷或尼龙或不锈钢或铜质材料制造，泄压阀珠（15）选用不锈钢或黄铜或紫铜材料制造，其它部件选用不锈钢或黄铜或工程塑料或尼龙材料制造。
实施例2  附图2所示的实施方式中，由本发明的阀芯组件组成的电磁阀主要由阀座（22）、环壁（20）、阀板（12）、连杆（6）、底盖（14）、电磁线圈（1）、导杆（2）、导磁套管（3）、磁铁（26）和弹簧（23）组成，其中，阀座（22）设置在阀体（8）的内腔中，阀座（22）呈回转体结构，阀座（22）的上端与阀体（8）连为一体，阀座（22）的下端口构成密封面（11），阀座（22）的内空间构成上阀腔（Ⅰ），上阀腔（Ⅰ）连通到阀体（8）的流体输出接口（9）；环壁（20）设置在阀座（22）的下方，环壁（20）的上端口包围在阀座（22）的下部周边，环壁（20）的下端连接在底盖（14）上，环壁（20）与阀座（22）之间有空间，环壁（20）与阀座（22）之间的空间构成导流口（Ⅴ），环壁（20）的内空间构成下阀腔（Ⅳ），阀体（8）的流体输入接口（21）通过导流口（Ⅴ）连通到下阀腔（Ⅳ）；阀板（12）设置在下阀腔（Ⅳ）中且处于导流口（Ⅴ）的下方，阀板（12）呈圆板体结构，在阀板（12）的外周侧面上有压力平衡槽（Ⅲ），阀板（12）在环壁（20）的内空间中有上下活动的空间，阀板（12）的上端面上有与阀座（22）上的密封面（11）进行配合的密封对应面（18），在阀板（12）的中心有通孔；连杆（6）的下端从阀板（12）的中心通孔中穿越而下，连杆（6）与阀板（12）中心通孔的孔壁之间有活动间隙，连杆（6）的下端头上有泄压阀珠（15），泄压阀珠（15）为圆柱体结构，泄压阀珠（15）的圆柱体直径大于阀板（12）的中心通孔直径，阀板（12）中心的通孔下端口与连杆（6）下端的泄压阀珠（15）构成泄压阀，连杆（6）与阀板（12）的孔壁之间的活动间隙构成泄压通道，当控制阀打开时，阀板（12）下落，下阀腔（Ⅳ）通过阀板（12）与阀座（22）之间的空隙连通到上阀腔（Ⅰ）；底盖（14）安装在阀体（8）的底端，底盖（14）构成下阀腔（Ⅳ）的底壁；在上阀腔（Ⅰ）正中之上的阀体（8）中有弹簧室（Ⅵ），在上阀腔（Ⅰ）与弹簧室（Ⅵ）之间的壁体上有连杆过孔，弹簧（23）置于弹簧室（Ⅵ）中；连杆（6）为阀板（12）的传动部件，连杆（6）的上端由上阀腔（Ⅰ）穿出连杆过孔后，再从弹簧室（Ⅵ）中的弹簧（23）内穿过连接到导杆（2）上，在弹簧室（Ⅵ）部位的连杆（6）上有弹簧压盖（24）和压紧螺母（25），弹簧压盖（24）和压紧螺母（25）把弹簧（23）的上端卡在连杆（6）上；导磁套管（3）安装在阀体（8）的上端，在导磁套管（3）与阀体（8）上端的连接面之间有密封垫（5）；导杆（2）设置在导磁套管（3）的内空间中，导杆（2）在导磁套管（3）的内空间中有上下活动的空间，磁铁（26）设置在导杆（2）上部的体内；电磁线圈（1）安装在导磁套管（3）上，当对电磁线圈（1）通电时，电磁线圈（1）产生的电磁力使导杆（2）上部体内的磁铁（26）带动导杆（2）向下运动，通过连杆（6）传动使阀板（12）打开，使电磁阀开启；当电磁线圈（1）断电时，磁铁（26）失去电磁力的驱动，于是，弹簧（23）向上复位，通过导杆（2）和连杆（6）带动阀板（12）上行，使电磁阀关闭。本实施例中，在弹簧压盖（24）与阀板（12）之间的连杆（6）上有套管（7）；导杆（2）和导磁套管（3）选用工程塑料制造。本实施例的其它特征与第1实施例的相同，不再赘述。
实施例3  附图3所示的实施方式中，由本发明的阀芯组件组成的一种自动液位控制阀主要由阀座（22）、环壁（20）、阀板（12）、连杆（6）、底盖（14）、浮子（29）和水室的壁体（27）组成，其中，阀座（22）设置在阀体（8）的内腔中，阀座（22）呈回转体结构，阀座（22）的上端与阀体（8）连为一体，阀座（22）的下端口构成密封面（11），阀座（22）的内空间构成上阀腔（Ⅰ），上阀腔（Ⅰ）连通到阀体（8）的流体输出接口（9）；环壁（20）设置在阀座（22）的下方，环壁（20）的上端口包围在阀座（22）的下部周边，环壁（20）的下端连接在底盖（14）上，环壁（20）与阀座（22）之间有空间，环壁（20）与阀座（22）之间的空间构成导流口（Ⅴ），环壁（20）的内空间构成下阀腔（Ⅳ），阀体（8）的流体输入接口（21）通过导流口（Ⅴ）连通到下阀腔（Ⅳ）；阀板（12）设置在下阀腔（Ⅳ）中且处于导流口（Ⅴ）的下方，阀板（12）呈圆板体结构，在阀板（12）的外周侧面上有压力平衡槽（Ⅲ），阀板（12）在环壁（20）的内空间中有上下活动的空间，阀板（12）的上端面上有与阀座（22）上的密封面（11）进行配合的密封对应面（18），在阀板（12）的中心有通孔；连杆（6）的下端从阀板（12）的中心通孔中穿越而下，连杆（6）与阀板（12）中心通孔的孔壁之间有活动间隙，连杆（6）的下端头上有泄压阀珠（15），泄压阀珠（15）为圆柱体结构，泄压阀珠（15）的圆柱体直径大于阀板（12）的中心通孔直径，阀板（12）中心的通孔下端口与连杆（6）下端的泄压阀珠（15）构成泄压阀，连杆（6）与阀板（12）的孔壁之间的活动间隙构成泄压通道，当控制阀打开时，阀板（12）下落，下阀腔（Ⅳ）通过阀板（12）与阀座（22）之间的空隙连通到上阀腔（Ⅰ）；底盖（14）安装在阀体（8）的底端，底盖（14）构成下阀腔（Ⅳ）的底壁；水室壁体（27）连接在阀体（8）的上端，水室壁体（27）和阀体（8）上部的一部分壁体的内空间构成水室（Ⅶ），水室（Ⅶ）的上端有排气接口（30）接出，浮子（29）设置在水室（Ⅶ）中；在上阀腔（Ⅰ）的顶壁上有通孔（28）和连杆过孔，上阀腔（Ⅰ）通过通孔（28）连通到水室（Ⅶ），连杆（6）的上端由上阀腔（Ⅰ）穿过连杆过孔连接到水室（Ⅶ）中的浮子（29）上。本实施例的其它特征与第1实施例的相同或与第2实施例相同，不再赘述。本实施例使用时，当水室（Ⅶ）中水位上升，使浮子（29）随之上升，通过连杆（6）带动泄压阀珠（15）和阀板（12）上升，当阀板（12）上升至阀座（22）的密封面（11）时，控制阀关闭；当水室（Ⅶ）中水位下降，使浮子（29）随之下降，通过连杆（6）带动泄压阀珠（15）和阀板（12）下降，使控制阀打开，实现自动控制水位。

Claims (6)

1.一种自动控制阀的阀芯组件，其特征是阀芯组件由阀座（22）、环壁（20）、阀板（12）、连杆（6）和底盖（14）组成，其中，阀座（22）设置在阀体（8）的内腔中，阀座（22）呈回转体结构，阀座（22）的上端与阀体（8）连为一体，阀座（22）的下端口构成密封面（11），阀座（22）的内空间构成上阀腔（Ⅰ），上阀腔（Ⅰ）连通到阀体（8）的流体输出接口（9）；环壁（20）设置在阀座（22）的下方，环壁（20）的上端口包围在阀座（22）的下部周边，环壁（20）的下端连接在阀体（8）上或连接在底盖（14）上，环壁（20）与阀座（22）之间有空间，环壁（20）与阀座（22）之间的空间构成导流口（Ⅴ），环壁（20）的内空间构成下阀腔（Ⅳ），阀体（8）的流体输入接口（21）通过导流口（Ⅴ）连通到下阀腔（Ⅳ）；阀板（12）设置在下阀腔（Ⅳ）中且处于导流口（Ⅴ）的下方，阀板（12）呈圆板体结构，阀板（12）在环壁（20）的内空间中有上下活动的空间，阀板（12）的上端面上有与阀座（22）上的密封面（11）进行配合的密封对应面（18），当控制阀打开时，阀板（12）下落，下阀腔（Ⅳ）通过阀板（12）与阀座（22）之间的空隙连通到上阀腔（Ⅰ）；连杆（6）为阀板（12）的传动部件，连杆（6）的下端连接在阀板（12）的中心上，连杆（6）的上端从上阀腔（Ⅰ）的顶部壁体上穿出连接到驱动部件上；底盖（14）安装在阀体（8）的底端，底盖（14）构成下阀腔（Ⅳ）的底壁。
2.根据权利要求1所述的一种自动控制阀的阀芯组件，其特征是在阀板（12）的外周侧面上有压力平衡槽（Ⅲ）。
3.根据权利要求1所述的一种自动控制阀的阀芯组件，其特征是在驱动部件与阀板（12）之间的连杆（6）上有套管（7），当进行打开控制阀的操作时，套管（7）构成阀板（12）的推杆。
4.根据权利要求1所述的一种自动控制阀的阀芯组件，其特征是在阀板（12）上的密封对应面（18）部位有密封圈（31）。
5.根据权利要求1所述的一种自动控制阀的阀芯组件，其特征是在阀板（12）的中心有通孔，连杆（6）的下端从阀板（12）的中心通孔中穿越而下，连杆（6）与阀板（12）中心通孔的孔壁之间有活动间隙，连杆（6）的下端头上有泄压阀珠（15），泄压阀珠（15）为圆柱体结构，泄压阀珠（15）的圆柱体直径大于阀板（12）的中心通孔直径，阀板（12）中心的通孔下端口与连杆（6）下端的泄压阀珠（15）构成泄压阀，连杆（6）与阀板（12）的孔壁之间的活动间隙构成泄压通道。
6.根据权利要求5所述的一种自动控制阀的阀芯组件，其特征是在泄压阀珠（15）的上沿有密封环（16），密封环（16）构成泄压阀珠（15）与阀板（12）中心的通孔下端口之间的密封件。
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