CN104847913B - 一种磨轮式调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种磨轮式调节阀，包括阀体、阀盖及阀杆，阀体内设有阀缸，阀杆密封穿过阀盖且竖直插装于阀缸内，阀缸内设有磨轮调节组件，磨轮调节组件包括固定连接于阀杆的动磨筒及固定于阀缸内的静阀座，动磨筒与静阀座上下面接触设置且两者动密封配合，阀杆上还设置使动磨筒弹性紧贴于静阀座上的保压组件，动磨筒及静阀座上分别设置通孔结构，动磨筒包括与静阀座面接触配合的动磨轮及圆筒状结构的节流磨筒，节流磨筒的顶部连接于阀杆下端部且其内设置用于多级降压的节流组件，阀杆上端部设置驱动其周向转动的驱动单元；本发明能够对流体进行多级节流降压，以满足高压差的使用环境，能够自动补偿密封失效的磨损，减少调节阀的泄露量。

Description

一种磨轮式调节阀
技术领域
本发明涉及一种调节阀，尤其涉及一种磨轮式调节阀。
背景技术
目前，油田注水驱油主要采用调节阀门控制注水流量。比如磨轮式调节阀：磨轮式调节阀在一侧形成有流体介质入口，另一侧形成有流体介质出口。在阀体的阀腔内部设置有下磨轮与上磨轮。下磨轮与上磨轮内对称形成有连通流体介质入口和流体介质出口的节流孔，两个磨轮相对称旋转运动，通过改变两个磨轮相对称的节流孔对接流通截面积，进行流量的调节。
磨轮式调节阀在生产过程中存在一定的缺陷，由于上磨轮与下磨轮始的接触密封面终处于动密封状态，且两者的密封效果主要由以下因素影响：1、上磨轮对下磨轮的压紧力，2、上磨轮与下磨轮接触密封面的大小，3、接触密封面的磨损程度；由于现有的磨轮式调节阀的上、下磨轮接触面经常摩擦，很容易因摩擦而产生磨损，而此时上磨轮对下磨轮的压紧力就会减小，接触密封面就会发生漏水，影响到对油田注水水量的控制，也增加了阀门开关扭矩增加了电机输出功率，造成电力资源的浪费，还直接影响智能流量控制器和磨轮式调节阀的使用寿命。同时，在高压力的工况下，磨轮调节阀的阀杆因磨损而造成的阀杆密封失效现象。
此外，现在的调节阀由于内件结构比较单一，在高压差的工况中，由于介质的压差比较大，阀门流速过快会出现闪蒸、空化的现象，导致阀门工作时候噪音较大，影响工作环境。同时由于闪蒸空化现象的出现，造成流体对阀内件的严重冲刷，对阀门造成汽蚀损伤。
现有技术中，一般通过在阀门内设置多级节流调节结构，节流调节结构为在流体的流动方向上，流通的截面由大变小，流体的压力会下降，经过多级节流调节结构后，流体的压力会产生多级逐步的下降；其中专利号为201210577436.8公开了一种多级节流调节阀，包括：阀盖、阀体、阀杆、阀芯、密封组件、阀芯套、出液管、进液管；其中，阀芯套为中空的圆柱体，其两端固定在阀体腔的上端和下端腔体壁上，阀芯套内壁有多条肋，肋的内径与阀芯直径匹配，在靠近阀芯套顶端处的径向上开有进水孔；阀芯为在一个圆柱体基体上加工出的多面体结构，阀芯上端处有一凸台，凸台下斜面为密封面，密封面下每隔一定距离会有一个节流调节面。通过设置多级节流调节面，不断损耗流体能量，降低流速，从而降低了进出密封面和每一级节流调节面的液体的压差，大幅减小了气蚀和冲蚀现象。
本发明提出了提出了区别于上述专利申请中的多级节流降压结构，应适用于磨轮式调节阀。
发明内容
基于上述问题，本发明目的在于提供一种磨轮式调节阀，能够对流体进行多级节流降压，以满足高压差的使用环境，同时，能够自动补偿密封失效的磨损，减少调节阀的泄露量，具有较长的使用寿命。
针对以上问题，提供了如下技术方案：一种磨轮式调节阀，包括阀体、阀盖及阀杆，阀体内设有阀缸，阀体两侧分别设置连通于阀缸的进液口及出液口，阀杆密封穿过阀盖且竖直插装于阀缸内，其特征在于：所述的阀缸内设有磨轮调节组件，所述的磨轮调节组件包括固定连接于阀杆的动磨筒及固定于阀缸内的静阀座，动磨筒与静阀座上下面接触设置且两者动密封配合，阀杆上还设置使动磨筒弹性紧贴于静阀座上的保压组件，动磨筒及静阀座上分别设置连通于进液口及出液口且位置相对应的通孔结构，所述的动磨筒包括与静阀座面接触配合的动磨轮及圆筒状结构的节流磨筒，所述的节流磨筒的顶部连接于阀杆下端部且其内设置用于多级降压的节流组件，所述的节流组件为顶部密封的筒状结构，节流组件在其长度方向的外壁上设置至少三组凹槽，各凹槽与节流磨筒之间分别形成第一节流腔、第二节流腔及第三节流腔，动磨筒在其径向上设置有连通于进液口及第一节流腔的介质流量孔，第一节流腔与第二节流腔之间设置连通于两者的轴向节流孔；第二节流腔与第三节流腔上分别径向设置连通于节流组件的筒状结构内腔的径向节流孔，所述的第一节流腔与轴向节流孔、第二节流腔与对应的径向节流孔、节流组件的筒状结构内腔与第三节流腔对应的径向节流孔、第三节流腔与动磨轮上的通孔结构依次连通形成多级的节流调节结构，所述的阀杆上端部设置驱动其周向转动的驱动单元。
本发明还进一步设置为，所述的保压组件包括在上下位置分别套接于阀杆的碟簧及平面轴承，所述的平面轴承包括固定套接于阀杆的紧环及相对于阀盖静止的松环，所述的碟簧活动套接于阀杆且在阀杆轴向方向上弹性抵于松环。
本发明还进一步设置为，所述的凹槽为相对于节流组件环形设的环形凹槽，所述的轴向节流孔及径向节流孔分别在对应的圆周上多个环形设置。
本发明还进一步设置为，所述的证件扫描仪的工作台水平设置且其上设置用于放置证件的槽体，所述的槽体的底面由主体外侧向主体内侧倾斜设置使证件倾斜放置于工作台上。
本发明还进一步设置为，所述的节流组件包括分别与第一节流腔、第二节流腔及第三节流腔对应的第一节流件、第二节流件及第三节流件，所述的第一节流件、第二节流件及第三节流件通过与动磨筒内壁公差配合且在动磨筒内上下叠加设置，所述的阀杆下端抵于第一节流件的上端面。
本发明还进一步设置为，所述的阀盖的上端还设置有连接于阀座的连接法兰，连接法兰的下端面抵于阀盖的端面，连接法兰上设置套接于阀杆的轴承压帽，轴承压帽的下端部抵于碟簧上端面。
本发明还进一步设置为，所述的连接法兰与阀座之间通过螺钉实现固定连接，所述的阀杆上设置用于便于平面轴承安装的轴承衬圈，轴承衬圈包括与阀杆固定套接的套接部及台阶端部，平面轴承的紧环端面轴向紧贴于台阶端部。
本发明还进一步设置为，所述的驱动单元为执行器，连接法兰上设置用于安装执行器的支架。
本发明中，流体从进液口进入到阀缸内，由动磨筒的介质流量孔流入到第一节流腔，然后依次由第一节流腔与轴向节流孔、第二节流腔与对应的径向节流孔、节流组件的筒状结构内腔与第三节流腔对应的径向节流孔、第三节流腔与动磨轮上的通孔结构连通形成多级的节流调节结构，流体的压力实现多级降压；当转动阀杆使动磨筒与静阀座的通孔结构相通时，流体从出液口流出，实现了磨轮调节阀对流体的多级节流，其中节流组件置于动磨筒内，能够使整个结构更加合理，体积较小；此外，保压组件的设置能够使动磨筒始终以一定的压紧力抵于静阀座，当动磨筒与静阀座的配合面发生微量磨损时，不利于两者的密封配合，碟簧能够弹性抵于阀杆，以补偿前者的磨损，使磨轮调节组件能够始终处于稳定的密封状态。
附图说明
图1为本发明实施例中磨轮调节阀的结构示意图；
图2为本发明实施例中动磨筒与节流组件的配合结构示意图；
图3为本发明实施例中静阀座的结构示意图；
图4为本发明实施例中保压组件的结构示意图；
图5为本发明实施例中轴承衬圈的结构示意图；
图6为本发明实施例中另外一种节流组件的结构示意图。
图中标号含义：1-阀体；1a-进液口；1b-出液口；1c-阀缸；2-阀盖；3-阀杆；4-动磨筒；41-动磨轮；41a-通孔结构；42-节流磨筒；42a-介质流量孔；5-静阀座；51-通孔结构；6-节流组件；61-第一节流件；611-第一节流腔；62-第二节流件；621-轴向节流孔；622-第二节流腔；623-径向节流孔；63-第三节流件；631-径向节流孔；632-第三节流腔；64-第四节流件；641-轴向节流孔；642-第四节流腔；65-筒状结构内腔；7-连接法兰；8-碟簧；9-平面轴承；91-松环；92-紧环；10-轴承压帽；11-轴承衬圈；11a-台阶端部；11b-套接部；12-执行器；13-支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
结合图1至图6所示，本实施例公开了一种磨轮式调节阀，包括阀体1、阀盖2及阀杆3，阀体1内设有阀缸1c，阀体1两侧分别设置连通于阀缸1c的进液口1a及出液口1b，阀杆3密封穿过阀盖2且竖直插装于阀缸1c内，阀杆3与阀盖2的配合处设置多个0型密封圈，阀缸1c内设有磨轮调节组件，磨轮调节组件包括固定连接于阀杆3的动磨筒4及固定于阀缸1c内的静阀座5，动磨筒4与静阀座5上下面接触设置且两者动密封配合，阀杆3上端部设置驱动其周向转动的驱动单元，本实施例中驱动单元为执行器12，本实施例还包括使动磨筒4弹性紧贴于静阀座5上的保压组件，动磨筒4及静阀座5上分别设置连通于进液口1a及出液口1b且位置相对应的通孔结41a、51，动磨筒4包括与静阀座5面接触配合的动磨轮41及圆筒状结构的节流磨筒42，节流磨筒42的顶部连接于阀杆3下端部且其内设置用于多级降压的节流组件6，节流组件6为顶部密封的筒状结构，节流组件6在其长度方向的外壁上设置至少三组凹槽，各凹槽与节流磨筒42之间分别形成第一节流腔611、第二节流腔622及第三节流腔632，动磨筒4在其径向上设置有连通于进液口1a及第一节流腔611的介质流量孔42a，第一节流腔611与第二节流腔622之间设置连通于两者的轴向节流孔621；第二节流腔622与第三节流腔632上分别径向设置连通于节流组件6的筒状结构内腔65的径向节流孔631、623，第一节流腔611与轴向节流孔621、第二节流腔622与对应的径向节流孔623、节流组件6的筒状结构内腔65与第三节流腔632对应的径向节流孔631、第三节流腔632与动磨轮41上的通孔结41a依次连通形成多级的节流调节结构。
本发明还进一步设置为，保压组件包括在上下位置分别套接于阀杆3的碟簧8及平面轴承9，平面轴承9包括固定套接于阀杆3的紧环92及相对于阀盖2静止的松环91，所述的碟簧8活动套接于阀杆3且在阀杆3轴向方向上弹性抵于松环91。阀盖2的上端还设置有连接于阀座的连接法兰7，连接法兰7与阀座之间通过螺钉实现固定连接且其下端面抵于阀盖2的端面，连接法兰7上设置用于安装执行器12的支架13，连接法兰7上设置套接于阀杆3的轴承压帽10，轴承压帽10的下端部抵于碟簧8上端面。阀杆3上设置用于便于平面轴承9安装的轴承衬圈11，轴承衬圈11包括与阀杆3固定套接的套接部11b及台阶端部11a，平面轴承9的紧环92端面轴向紧贴于台阶端部11a。
本实施例中的凹槽为相对于节流组件6环形设的环形凹槽，轴向节流孔641、621及径向节流孔631、623分别在对应的圆周上多个环形设置，介质流量孔42a也在动磨筒4的筒壁所在的圆周上多个环形设置。
本实施例中，节流组件6包括分别与第一节流腔611、第二节流腔622及第三节流腔632对应的第一节流件61、第二节流件62及第三节流件63，所述的第一节流件61、第二节流件62及第三节流件63通过与动磨筒4内壁公差密封配合且在动磨筒4内上下叠加设置，阀杆3下端抵于第一节流件61的上端面且阀杆3的下端部与动磨筒4通过平键连接。然而本发明的节流组件6并不局限于上述结构，如图6所示，可以在节流组件6的外壁上增加第四节流件64以形成形成对应的节流腔，第四节流件64上设置凹槽与动磨筒4内壁形成第四节流腔642且其上设置连通于其他节流件上的节流腔的轴向节流孔641，以达到组成更多节流调节结构的目的，实现多级节流降压。
本发明中，流体从进液口1a进入到阀缸1c内，由动磨筒4的介质流量孔42a流入到第一节流腔611，然后依次经过由第一节流腔611与轴向节流孔621、第二节流腔622与对应的径向节流孔623、节流组件6的筒状结构内腔65与第三节流腔632对应的径向节流孔631、第三节流腔632与动磨轮41上的通孔结41a连通形成的多级的节流调节结构，流体的压力实现多级降压；当转动阀杆3使动磨筒4与静阀座5的通孔结41a、51相通时，流体从出液口1b流出，实现了磨轮调节阀对流体的多级节流，其中节流组件6为置于动磨筒4内的筒状结构，节流调节结构分布于节流组件6的外壁(包括由第一节流腔611与轴向节流孔621、第二节流腔622与对应的径向节流孔623)与筒状结构内腔65(包括由节流组件6的筒状结构内腔65与第三节流腔632对应的径向节流孔631)上，相对于传统的在同一管道内截面由大到小的变化实现节流，本方案能够使整个结构更加合理，在节流组件6体积较小的情况下，能够实现最大化的节流降压；此外，保压组件的设置能够使动磨筒4始终以一定的压紧力抵于静阀座5，当动磨筒4与静阀座5的配合面发生微量磨损时，不利于两者的密封配合，碟簧8能够弹性抵于阀杆3，保证动磨筒4对静阀座5有恒定的压紧力，使磨轮调节组件能够始终处于稳定的密封状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种磨轮式调节阀，包括阀体、阀盖及阀杆，阀体内设有阀缸，阀体两侧分别设置连通于阀缸的进液口及出液口，阀杆密封穿过阀盖且竖直插装于阀缸内，其特征在于：所述的阀缸内设有磨轮调节组件，所述的磨轮调节组件包括固定连接于阀杆的动磨筒及固定于阀缸内的静阀座，动磨筒与静阀座上下面接触设置且两者动密封配合，阀杆上还设置使动磨筒弹性紧贴于静阀座上的保压组件，动磨筒及静阀座上分别设置连通于进液口及出液口且位置相对应的通孔结构，所述的动磨筒包括与静阀座面接触配合的动磨轮及圆筒状结构的节流磨筒，所述的节流磨筒的顶部连接于阀杆下端部且其内设置用于多级降压的节流组件，所述的节流组件为顶部密封的筒状结构，节流组件在其长度方向的外壁上设置至少三组凹槽，各凹槽与节流磨筒之间分别形成第一节流腔、第二节流腔及第三节流腔，动磨筒在其径向上设置有连通于进液口及第一节流腔的介质流量孔，第一节流腔与第二节流腔之间设置连通于两者的轴向节流孔；第二节流腔与第三节流腔上分别径向设置连通于节流组件的筒状结构内腔的径向节流孔，所述的第一节流腔与轴向节流孔、第二节流腔与对应的径向节流孔、节流组件的筒状结构内腔与第三节流腔对应的径向节流孔、第三节流腔与动磨轮上的通孔结构依次连通形成多级的节流调节结构，所述的阀杆上端部设置驱动其周向转动的驱动单元。
2.根据权利要求1所述的磨轮式调节阀，其特征在于：所述的保压组件包括在上下位置分别套接于阀杆的碟簧及平面轴承，所述的平面轴承包括固定套接于阀杆的紧环及相对于阀盖静止的松环，所述的碟簧活动套接于阀杆且在阀杆轴向方向上弹性抵于松环。
3.根据权利要求1或2所述的磨轮式调节阀，其特征在于：所述的凹槽为相对于节流组件环形设的环形凹槽，所述的轴向节流孔及径向节流孔分别在其所在的圆周上多个环形设置。
4.根据权利要求1或2所述的磨轮式调节阀，其特征在于：所述的节流组件包括分别与第一节流腔、第二节流腔及第三节流腔对应的第一节流件、第二节流件及第三节流件，所述的第一节流件、第二节流件及第三节流件通过与动磨筒内壁公差配合且在动磨筒内上下叠加设置，所述的阀杆下端抵于第一节流件的上端面。
5.根据权利要求2所述的磨轮式调节阀，其特征在于：所述的阀盖的上端还设置有连接于阀座的连接法兰，连接法兰上设置套接于阀杆的轴承压帽，轴承压帽的下端部抵于碟簧上端面。
6.根据权利要求2所述的磨轮式调节阀，其特征在于：所述的阀杆上设置用于便于平面轴承安装的轴承衬圈，轴承衬圈包括与阀杆固定套接的套接部及台阶端部，平面轴承的紧环端面轴向紧贴于台阶端部。
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