CN105114675B - 一种可调式恒定压差阀 - Google Patents

Abstract

一种可调式恒定压差阀，阀体组件进水腔的水压流过阀芯组件中的阀杆支座上的通孔流入到阀体组件中的顶芯腔中，当水压与阀芯组件中阀芯顶簧压力之和大于调压弹簧，弹性隔膜上移联动开启处于关闭状态阀芯组件的阀芯；水流到达阀体组件的出水腔，出水腔的水通过阀芯组件、经过孔流入阀体组件弹性隔膜与弹性隔膜之间，弹性隔膜联动阀芯组件中的阀芯下移减小或关闭阀体组件开闭位流体通过量，使进水腔与出水腔之间保持恒定压力差；通过旋转调压组件螺杆手柄，加大或减小调压弹簧的弹力来调整进水腔与出水腔之间压力差；具有减压功能并保持进水腔与出水腔之间压力差动态恒定、结构紧凑、维护方便、调节压力差操作简单等特点。

Description

一种可调式恒定压差阀

技术领域

本发明涉及一种可调式恒定压差阀，属于管道阀门控制技术领域。

背景技术

压差阀依靠被调介质自身压力变化进行自动调节，自动消除管线的剩余压头及压力波动引起的流量偏差，恒定用户进出口压差。压差阀特别适用于分户计量或自动控制系统中，有助于稳定系统运行。

压差阀要求进水腔与出水腔的压差值动态恒定，如：进水腔水压为5KG时，出水腔水压为4KG，压差值为1KG，当进水腔水压降为3KG时，出水腔水压为2KG，压差值同样为1KG；所述的压差阀还要求有调节压差大小的功能，如：不同城区、不同楼层的市政水压是不同的，有的4KG，有的3KG，有的1.5KG，通过调节压差阀压差的大小，可以满足不同市政水压用户使用此装置的需求；结构紧凑，使整个装置紧凑、美观。

在小流量情况下，尤其是粘性流体和低压下工作时，流体的主约束往往是层流或层流和湍流的混合态。层流时，经过阀门的介质流量和阀前后压差呈线性关系。而在层流和湍流混合态下，随着雷诺数的增加，即使压差不变，流经阀门的介质量也会增加。在完全湍流时，流量才不随雷诺数变化而变化。尽管如此，选择小流量调节阀，仍然用传统的方法和计算公式进行。但是其计算值和实际值偏离很大，据资料介绍在Cv＝0.01以下时，它只是作为一个容量指标，具有参考意义而已。实际流通能力应根据经验确定。

随着流通能力减小，阀门的可调比将下降。但最少也能保证10:l到15:1之间，如果可调比再小，就难以进行流量的调节。

阀门在串联使用时，随着开度变化，,阀前后压差也有变化，因此使阀门的工作特性曲线偏离理想特性。如果管路阻力大，直线性会变成快开特性，而丧失调节能力。等百分比特性将变成直线特性。小流量情况下，由于很少有管路阻力，上述特性畸变就不大了，对等百分比特性，实际上也就没有必要。从制造的角度来说，Cv＝0.05以下时，也不可能再产生等百分比的侧面形状。因此，对小流量阀主要的问题是如何将流量控制在所需要的范围之内。

从经济效果出发，使用者希望一个阀门可同时用于截流和调节，也是可以做到的。但对于调节阀来说，主要是实现对流量的控制，关闭是次要的。认为小流量阀本身流量很小，在关闭时很容易实现截流，是错误的。国外对小流量调节阀泄漏量一般也做了规定。当Cv值为10时，该阀门的泄漏量规定为：在3.5公斤/厘米。气压下，泄漏量为最大流量的1％以下。

发明内容

本发明的目的在于设计一种可调式恒定压差阀，用于管道控制系统中，以实现进水腔与出水腔之间产生恒定压力差。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种可调式恒定压差阀，该压差阀包括下阀体(1)、中阀体(2)、上阀体(3)、阀芯(4)、阀杆(5)、螺母(6)、手柄(7)；

其中，下阀体(1)周围设有密封槽a(11)、进水腔(12)、出水腔(13)、定位条(14)、开闭位(15)、顶芯腔(16)、限位槽a(17)；

中阀体(2)周围设有压芯腔(21)、弹性密封膜片a(22)、密封槽b(23)；

上阀体(3)周围设有滑键(31)、压板(32)；

阀芯(4)周围设有密封圈(41)、定位环(42)、阀芯顶簧(43)、胶圈(44)；

阀杆(5)周围设有密封槽c(51)、垫片(52)、弹性密封膜片b(53)、阀杆支座(54)、通孔(55)；

螺母(6)周围设置有限位槽b(61)、导杆(62)、孔(63)、限位槽c(64)、调压弹簧(65)；

手柄(7)周围设置有螺丝(71)、内螺纹杆(72)、凸台(73)、螺栓(74)、圆垫(75)；

具体而言，下阀体(1)为阶梯形双层结构，其高端为进水腔(12)，底端为出水腔(13)；

所述下阀体(1)顶部与中阀体(2)底部通过螺钉连接固定；上阀体(3)顶部设有压板(32)，压板(32)、上阀体(3)与中阀体(2)的顶部通过螺钉连接固定；

上阀体(3)的中间内壁上设有滑键(31)，滑键(31)与螺栓(74)相配合；所述螺栓(74)的外壁带有螺纹，内螺纹杆(72)通过内螺纹与螺栓(74)相连接；内螺纹杆(72)顶部通过螺丝(71)与手柄(7)连接固定；内螺纹杆(72)底部设有环形凸台(73)；凸台(73)与上阀体(3)的顶部环形凹槽相接触；压板(32)通过螺钉将凸台(73)与上阀体(3)的顶部凹槽连接为滑动配合；所述螺丝(71)的底部与弹性密封膜片a(22)之间设有圆垫(75)；

所述导杆(62)顶部设有孔(63)；调压弹簧(65)的一端安装在环形限位槽c(64)内，调压弹簧(65)的另一端安装在螺母(6)顶部的限位槽b(61)内；螺母(6)中间内壁连接有阀杆(5)，阀杆(5)的内壁与导杆(62)的外壁相接触；

所述螺母(6)的底部与阀杆(5)接触处设有垫片(52)；

所述阀杆(5)与阀杆支座(54)中间孔相配合，阀杆支座(54)通过螺钉固定在下阀体(1)的内壁上；所述阀杆(5)底部与阀芯(4)连接固定，连接固定处设有胶圈(44)；所述阀芯(4)上设置的定位环(42)与定位条(14)相接触；所述阀芯(4)中部设有密封圈(41)；阀芯(4)底部通过阀芯顶簧(43)与下阀体(1)底部的限位槽a(17)连接；所述阀芯(4)沿定位条(14)运动的底部为开闭位(15)；

所述弹性密封膜片a(22)圆心部位下端与导杆(62)上部接触，弹性密封膜片a(22)外圆端与中阀体(2)上部内壁处的密封槽b(23)连接；

所述弹性密封膜片b(53)内圆端与阀杆(5)上的密封槽c(51)连接，外圆端与下阀体(1)上的密封槽a(11)连接；

弹性密封膜片a(22)与弹性密封膜片b(53)中间空间为压芯腔(21)；

弹性密封膜片b(53)与阀杆支座(54)中间空间为顶芯腔(16)；

所述阀杆支座(54)顶部设有通孔(55)。

所述阀芯(4)、阀杆(5)、导杆(62)均为中空结构，阀芯(4)、阀杆(5)、导杆(62)的中空结构构成阀芯组件中心通孔经过孔(63)与压芯腔(21)相通。

所述的弹性密封膜片b(53)和弹性密封膜片a(22)为连续折叠形凹凸结构。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

1、本发明通过合理设计，可有效调节进水腔与出水腔的压力差，实现对管道的恒定压力控制。

2、本发明通过手柄调节内部压力的动态差，有效地提升了系统运行的稳定性能。

附图说明

图1为本发明的一种可调式恒定压差阀的结构示意图。

图中：1、下阀体；2、中阀体；3、上阀体；4、阀芯；5、阀杆；6、螺母；7、手柄；

11、密封槽a；12、进水腔；13、出水腔；14、定位条；15、开闭位；16、顶芯腔；17、限位槽a；

21、压芯腔；22、弹性密封膜片a；23、密封槽b；

31、滑键；32、压板；

41、密封圈；42、定位环；43、阀芯顶簧；44、胶圈；

51、密封槽c；52、垫片；53、弹性密封膜片b；54、阀杆支座；55、通孔；

61、限位槽b；62、导杆；63、孔；64、限位槽c；65、调压弹簧；

71、螺丝；72、内螺纹杆；73、凸台；74、螺栓；75、圆垫。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对于本发明做进一步的说明：

如图1所示，一种可调式恒定压差阀，管道的水进入进水腔(12)，通过通孔(55)进入到顶芯腔(16)，顶芯腔(16)的水压将调压弹簧(65)压缩，联动阀芯(4)上移开启，进水腔(12)的水通过开闭位(15)进入出水腔(13)；出水腔(13)内的水压升高并通过阀芯(4)、阀杆(5)、导杆(62)的中空结构构成阀芯组件中心通孔经过孔(63)进入压芯腔(21)内，最终在压芯腔(21)作用在弹性密封膜片b(53)上的水压与调压弹簧(65)的压力之和与顶芯腔(16)作用在弹性密封膜片b(53)水压与阀芯顶簧(43)顶力之和均衡，差阀的进水腔(12)与出水腔(13)之间产生压力差随之恒定；旋转手柄(7)使螺栓(74)上下移动调节调压弹簧(65)张力的大小，进水腔(12)与出水腔(13)之间产生压力差随之调整变化。

所述中阀体(2)与上阀体(3)之间由弹性密封膜片a(22)密封连接，这样避免使用O型胶圈密封经常性滑动摩擦及胶圈老化造成密封位跑、冒、滴、漏现象。

所述的弹性密封膜片b(53)和弹性密封膜片a(22)可最大限度满足调压组件中螺栓(74)及阀杆(5)上下自由移动范围，从而增加压差阀差值的调节范围及加大进水腔(12)与出水腔(13)之间开闭位(15)开启空间。

所述的阀杆(5)与阀杆支座(54)上下滑动配合，并对阀芯(4)初步引导定位，阀芯(4)、定位环(42)与下阀体(1)同阀芯组件同心圆均布的定位条(14)上下滑动配合，使阀芯(4)中部密封槽内安装密封圈(41)与下阀体(1)开闭位(15)上下开闭配合更加精确到位。

本发明的压差阀初始状态为阀芯(4)上的密封圈(41)与开闭位(15)密闭接触，当管道水进入进水腔(12)并通过通孔(55)进入到顶芯腔(16)的水压加上阀芯顶簧(43)的顶力之和大于调压弹簧(65)压力时，调压弹簧(65)被压缩，联动阀芯(4)上移开启，进水腔(12)的水通过开闭位(15)进入出水腔(13)。

出水腔(13)水压升高并通过阀芯组件中心通孔及孔(63)进入压芯腔(21)内，最终在压芯腔(21)作用在弹性密封膜片b(53)水压加上调压弹簧(65)压力之和的作用下，阀芯组件向下移动，阀芯(4)与开闭位(15)水流通过量减小到压芯腔(21)作用在弹性密封膜片b(53)水压加上调压弹簧(65)压力之和与顶芯腔(16)作用在弹性密封膜片b(53)水压加上阀芯顶簧(43)顶力之和达到平衡时，阀芯组件保持不动，压差阀的进水腔(12)与出水腔(13)之间产生压力差保持恒定；当水压波动时，阀芯组件随着压芯腔(21)内的水压作用在弹性密封膜片b(53)力度的变化上移或下移自动调节阀芯(4)与开闭位(15)水流通过量的大小，使压差阀的进水腔与出水腔之间的压力差保持动态恒定。

旋转手柄(7)使螺栓(74)上下移动调节调压弹簧(65)张力的大小，进水腔与出水腔之间产生压力差随之调整变化。

Claims (4)

1.一种可调式恒定压差阀，其特征在于：包括阀体组件、阀芯组件和调压组件；阀体组件中的阀体下(1)有进水腔(12)和出水腔(13)，阀体下(1)与阀体中(2)接触面上密封槽a(11)密封固定弹性密封膜片b(53)周边凸出部分，阀体中(2)与阀体上(3)接触面上密封槽b(23)密封固定弹性密封膜片a(22)周边凸出部分；阀芯组件中的阀杆(5)与固定在阀体下(1)腔内阀杆支座(54)滑动配合，与阀体下(1)开闭位(15)开闭配合，中间通孔的阀芯(4)与阀杆(5)下部螺纹连接处装胶圈(44)密封，螺母(6)与阀杆(5)上部的螺纹配合将弹性密封膜片b(53)内孔周边凸出部分固定安装在阀杆(5)密封槽c(51)内；调压弹簧(65)下端安装在螺母(6)限位槽b(61)内，上端安装在与阀杆(5)内孔滑动配合的导杆(62)中的限位槽c(64)内，调压弹簧(65)的弹力将导杆(62)、弹性密封膜片a(22)、圆垫(75)与螺栓(74)挤压接触；调压组件中螺丝(71)将手柄(7)与内螺纹杆(72)连接固定，与内螺纹杆(72)螺纹配合的螺栓(74)上的键槽和阀体上(3)中间通孔的滑键(31)滑动配合，内螺纹杆(72)下端凸台(73)在压板(32)与阀体上(3)上部凹位处滑动配合。

2.根据权利要求1所述的一种可调式恒定压差阀，其特征在于：所述的阀体为分体结构，由阀体下(1)、阀体中(2)和阀体上(3)组成，阀体下(1)与阀体中(2)之间由弹性密封膜片b(53)密封连接，通过螺丝紧固固定；阀体中(2)与阀体上(3)之间由弹性密封膜片a(22)密封连接，通过螺丝紧固固定；弹性密封膜片b(53)和弹性密封膜片a(22)通过圆心的剖面为连续折叠形凹凸结构；阀体下(1)进水腔(12)通过螺丝固定在阀体下(1)腔内的阀杆支座(54)上的通孔(55)与顶芯腔(16)贯通。

3.根据权利要求1所述的一种可调式恒定压差阀，其特征在于：所述的阀芯组件阀体中阀芯(4)下部通过阀芯顶簧(43)安装在限位槽a(17)内，阀芯(4)中部密封槽内安装密封圈(41)与阀体下(1)开闭位(15)上下开闭配合，阀芯(4)上部外螺纹与阀杆(5)下部内螺纹连接凹槽处装胶圈(44)紧固密封，螺母(6)及垫片(52)与阀杆(5)上部外螺纹配合将弹性密封膜片b(53)内孔周边凸出部分固定安装在阀杆(5)的密封槽c(51)内；调压弹簧(65)下端安装在螺母(6)限位槽b(61)内，上端安装在导杆(62)限位槽c(64)内，调压弹簧(65)的弹力将导杆(62)、弹性密封膜片a(22)、圆垫(75)与螺栓(74)挤压接触；阀杆(5)与支座(54)上下滑动配合，阀芯(4)定位环(42)与阀体下(1)定位条(14)上下滑动配合；阀体下(1)出水腔(13)通过阀芯(4)中心通孔、阀杆(5)中心通孔、导杆(62)中心孔及孔(63)与压芯腔(21)贯通。

4.根据权利要求1所述的一种可调式恒定压差阀，其特征在于：所述的调压组件中手柄(7)与内螺纹杆(72)通过螺丝(71)连接固定，内螺纹杆(72)与螺栓(74)螺纹配合，内螺纹杆(72)下端凸台(73)在压板(32)与阀体上(3)上部凹位处滑动配合，螺栓(74)上的键槽和阀体上(3)中间通孔的滑键(31)滑动配合。