CN105605304B - 一种调节阀及具有该调节阀的工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调节阀，包括阀罩、套设于阀罩中的阀芯和阀座，阀芯上设有至少两组螺旋涡流道，至少两组螺旋涡流道沿阀芯的高度方向依次排列；螺旋涡流道的宽度由螺旋涡流道的流道起点沿流向逐渐增大，阀座设置有用于与对应的螺旋涡流道的流道起点形成缩流断面的小内径部。本发明还公开了一种包括上述调节阀的工程机械。本申请所提供的调节阀较大降低了压力恢复能力的效果，解决了目前各类阀芯流向的调节阀高压力恢复的难题，噪声的声级明显下降，可以达到减小噪声的目的。控制每级降压后，缩流断面形成了较好的节流、分解、转换和降速效果，流体介质不出现阻塞流。

Description

一种调节阀及具有该调节阀的工程机械

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，更具体地说，涉及一种调节阀。此外，本发明还涉及一种包括上述调节阀的工程机械。

背景技术

流体在压力、流量的动力下实现管道内的流动，随着管道输送流体的场合日益增多，压力的大小、压差的高低、流量的变化等各种参数工况中需要管道系统的调节阀去实现流量的调节和控制。

长期以来，国内调节阀的技术水平进展甚微。主要采用传统的介质直流方式进行设置，主要存在泄漏量大、调节性能差、高压差不可调节、噪音振动严重等现象。针对这一系列问题，在进行了技术分析、探索和试验攻关后，从中发现调节阀工况中最恶劣的影响因素是压差和流速，其中，高压差会引起阻塞流、闪蒸和空化，高流速会引起冲刷、噪音和振动等，均会对流量的调节和控制产生影响。

综上所述，如何提供一种减压能力好的调节阀，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种调节阀，该调节阀的调节能力好，避免出现阻塞流，较大降低了压力恢复能力的效果。本发明的另一目的是提供一种包括上述调节阀的工程机械，该工程机械的压力调节效果好。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种调节阀，包括阀罩、套设于所述阀罩中的阀芯和阀座，所述阀芯上设有至少两组螺旋涡流道，至少两组所述螺旋涡流道沿所述阀芯的高度方向依次排列；所述螺旋涡流道的宽度由所述螺旋涡流道的流道起点沿流向逐渐增大，所述阀座设置有用于与对应的所述螺旋涡流道的流道起点形成缩流断面的小内径部。

优选的，所述阀座的小内径部与所述阀芯上设置有流道起点位置的外径部紧密嵌套设置。

优选的，位于上方的所述螺旋涡流道的流道终点高于位于下方的所述螺旋涡流道的流道起点。

优选的，同一组所述螺旋涡流道的所述流道起点位于同一平面，且所述平面垂直于所述阀芯的轴心。

优选的，每一组所述螺旋涡流道的所述流道起点绕所述阀芯的周向面均匀设置。

优选的，每组所述螺旋涡流道包括6至10个所述螺旋涡流道。

优选的，所述阀罩包括嵌套设置的至少两层笼罩，位于内层的所述笼罩上设置的小孔通道相对于所述笼罩的径向方向水平偏移预设角度。

优选的，所有设置于内层的所述笼罩上的小孔通道按同一螺旋方向设置。

优选的，设置于内层的所述笼罩上的小孔通道与位于外层的所述笼罩上的小孔通道数量相同，且二者间隔设置。

一种工程机械，包括调节阀，所述调节阀为上述任意一项所述的调节阀。

本申请所提供的调节阀将介质通过流道的多级分流、螺旋减速形成涡流，增大阻力系数从而增大流阻，较大降低了压力恢复能力的效果，解决了目前各类阀芯流向的调节阀高压力恢复的难题。

通过阀芯上设置的多级旋转，使介质的单级高压差分解成多级低压差比，阻塞流压差将被控制在一个较小的范围内，随着压差的分解和转换，噪声的声级明显下降，可以达到减小噪声的目的。控制每级降压后，缩流断面形成了较好的节流、分解、转换和降速效果，流体介质不出现阻塞流。

另外，具有螺旋涡流道的阀芯的不同尺寸设置，可应用于不可压缩介质和可压缩介质的旋转流闭结构和旋转流开结构中，具有旋流居中、平稳、减振的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的调节阀的具体实施例的示意图；

图2为本发明所提供的调节阀的具体实施例中调节阀本体的示意图；

图3为本发明所提供的调节阀的具体实施例中调节阀本体的剖视图；

图4为本发明所提供的调节阀的具体实施例中局部剖视图；

图5为图4的A-A向剖视图。

上图1-5中：

1为调节阀本体、11为阀罩、111为内部笼罩、112为外部笼罩、12为阀芯、13为阀座、2为执行装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种调节阀，该调节阀的调节能力好，避免出现阻塞流，较大降低了压力恢复能力的效果。本发明的另一核心是提供一种包括上述调节阀的工程机械，该工程机械的压力调节效果好。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供的调节阀的具体实施例的示意图；图2为本发明所提供的调节阀的具体实施例中调节阀本体的示意图；图3为本发明所提供的调节阀的具体实施例中调节阀本体的剖视图；图4为本发明所提供的调节阀的具体实施例中局部剖视图；图5为图4的A-A向剖视图。

本发明所提供的一种调节阀，主要用于工程机械中对压力的调节，结构上主要包括调节阀本体1。其中，调节阀本体包括阀罩11、套设于阀罩11中的阀芯12和阀座13。阀芯12上设有至少两组螺旋涡流道，螺旋涡流道为设置在阀芯12上的螺旋形的流道。至少两组螺旋涡流道沿阀芯12的高度方向依次排列；螺旋涡流道的宽度由螺旋涡流道的流道起点沿流向逐渐增大，阀座13设置有用于与对应的螺旋涡流道的流道起点形成缩流断面的小内径部。

需要提到的是，上述阀芯12的高度方向指的是阀芯12竖直设置时阀芯12的高度方向。螺旋涡流道的流道起点是指介质进入阀体内部后，螺旋涡流道最先接触介质的位置，即在阀芯12上螺旋涡流道的最高位置。

另外，上述螺旋涡流道可以为阀芯12上设置的凹陷流道，也可以为阀芯12上设置的凸出流道。相对应的，螺旋涡流道的宽度可以为凹陷部分的宽度，或者为凸出部分的宽度。螺旋涡流道的宽度由螺旋涡流道的流道起点沿流向逐渐增大，其中，流向指的是介质的流动方向，通常为沿阀芯12由上至下的方向。

需要提到的是，通常情况下调节阀本体1上还连接有执行装置2，用于控制调节阀本体1的操作。

本实施例所提供的调节阀中，阀座13的小内径部与每个螺旋涡流道的流道起点处均形成缩流断面，流道起点是螺旋涡流道的最小宽度处，也就是说，流道起点与阀座13的小内径部连接处，是阀芯12与阀座13形成的腔体中流通面积最小的位置，即形成了缩流断面。

我们知道，流体流量一定的情况下，流阻与流阻系数成正比，流阻系数与流体所处的结构相关，可以通过改变流体所处结构改变流阻。当结构中旋转级数增大时，压力恢复系数增大，压力恢复能力也就越差。

本申请所提供的调节阀将介质通过流道的多级分流、螺旋减速形成涡流，增大阻力系数从而增大流阻，较大降低了压力恢复能力的效果，解决了目前各类阀芯12流向的调节阀高压力恢复的难题。

通过阀芯12上设置的多级旋转，使介质的单级高压差分解成多级低压差比，阻塞流压差将被控制在一个较小的范围内，随着压差的分解和转换，噪声的声级明显下降，可以达到减小噪声的目的。控制每级降压后，缩流断面形成了较好的节流、分解、转换和降速效果，流体介质不出现阻塞流。

另外，具有螺旋涡流道的阀芯12的不同尺寸设置，可应用于不可压缩介质和可压缩介质的旋转流闭结构和旋转流开结构中，具有旋流居中、平稳、减振的优点。

上述实施例中形成缩流断面的其中一种方式是阀座13的小内径部与阀芯12上设置有流道起点位置的外径部紧密嵌套设置，即在流道起点位置仅允许流体介质通过螺旋涡流道的流道处流动。当然，还可以采用间隙配合的方式，使流体介质也可以通过阀芯12和阀座13的径向间隙流动，在一定程度上可以满足缩流断面的效果，但是为了使流体介质保持螺旋流向，还应在流道起点位置将二者的间隙补足。

不同组的螺旋涡流道在阀芯12上的高度位置不同，可以理解为整体高度不同，或者是流道起点的高度不同，即不同组的螺旋涡流道可以在高度方向上具有交叉，但交叉位置上除流道起点以外的流道应设置有阻挡块，以限制流体介质流动，即必须满足在每一个流道起点的位置处流体介质仅能够通过流道起点进行流动。

在本发明的一个优选实施例中，位于上方的螺旋涡流道的流道终点高于位于下方的螺旋涡流道的流道起点。请参考图3，图3所提供的实施例中，沿阀芯12的高度方向依次设置有4组螺旋涡流道，且每组螺旋涡流道的流道终点高于位于下方的螺旋涡流道的流道起点，即不同组的螺旋涡流道在高度方向上无交叉。本实施例可以满足不同组的螺旋涡流道之间不会产生流向的影响。

需要提到的是，不同组的螺旋涡流道需要满足螺旋方向的一致，同样同一组的螺旋涡流道也应当满足螺旋方向的一致。

进一步地，同一组螺旋涡流道的流道起点位于同一平面，且平面垂直于阀芯12的轴心。请参考图3，图3中位于同一平面的螺旋涡流道的水平位置相同。

进一步地，每一组螺旋涡流道的流道起点绕阀芯12的周向面均匀设置。均匀设置可以保证流体介质在流动时的稳定性和均匀性，保证了降压的效果。

在本发明所提供的一个具体实施例中，每组螺旋涡流道包括6至10个螺旋涡流道。请参考图4至图5，图4和图5所提供的实施例中，在阀芯12的周向面上共设置了8个螺旋涡流道，且8个螺旋涡流道在阀芯12的周向面上均匀设置。

需要提到的是，上述各个实施例的各组螺旋涡流道的流道起点均与阀座13上对应的小内径部形成缩流断面，可以为一个阀座13设置多个小内径部，或者为多个阀座13堆叠设置，如图3所示，共设置有4个阀座13分别与阀芯12上的流道起点对应设置。

在上述任意一个实施例的基础之上，阀罩11包括嵌套设置的至少两层笼罩，位于内层的内部笼罩111上设置的小孔通道相对于笼罩的径向方向水平偏移预设角度。本实施例中，流体介质在通过阀罩11时即能够形成具有偏移角度的流向，即在阀罩11上就形成了一级旋转。

需要提到的是，本申请中多提到的内部笼罩111和位于外侧的外部笼罩112均为相对位置。也就是说，阀罩11可以为多层，除设置在最外侧的外部笼罩，其他设置在内侧的笼罩均可以被称为内部笼罩。

进一步地，为了使通过内部笼罩111后的流体介质形成整体的旋转，所有设置于内层的笼罩上的小孔通道按同一螺旋方向设置，可以使得流体介质的流向统一。

在上述所有实施例的基础之上，所有内部笼罩111的螺旋方向与阀芯12的螺旋涡流道的螺旋方向一致，可以进一步使得流体介质的流向统一。

可选的，为了使流体介质进入阀体内部的压力较为统一和均匀，设置于内层的内部笼罩111上的小孔通道与位于外层的外部笼罩112上的小孔通道数量相同，且二者间隔设置。

除了上述实施例所提供的调节阀，本发明还提供一种包括上述实施例公开的调节阀的工程机械，由于该工程机械中使用了上述调节阀，压力调节效果好。该工程机械的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的调节阀及具有该调节阀的工程机械进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种调节阀，包括阀罩(11)、套设于所述阀罩(11)中的阀芯(12)和阀座(13)，其特征在于，所述阀芯(12)上设有至少两组螺旋涡流道，至少两组所述螺旋涡流道沿所述阀芯(12)的高度方向依次排列；所述螺旋涡流道的宽度由所述螺旋涡流道的流道起点沿流向逐渐增大，所述阀座(13)设置有用于与对应的所述螺旋涡流道的流道起点形成缩流断面的小内径部；不同组的所述螺旋涡流道的螺旋方向一致，同组的所述螺旋涡流道的螺旋方向一致；

所述阀罩(11)包括嵌套设置的至少两层笼罩，位于内层的所述笼罩上设置的小孔通道相对于所述笼罩的径向方向水平偏移预设角度；

所有设置于内层的所述笼罩上的小孔通道按同一螺旋方向设置；

设置于内层的所述笼罩上的小孔通道与位于外层的所述笼罩上的小孔通道数量相同，且二者间隔设置。

2.根据权利要求1所述的调节阀，其特征在于，所述阀座(13)的小内径部与所述阀芯(12)上设置有流道起点位置的外径部紧密嵌套设置。

3.根据权利要求1所述的调节阀，其特征在于，位于上方的所述螺旋涡流道的流道终点高于位于下方的所述螺旋涡流道的流道起点。

4.根据权利要求3所述的调节阀，其特征在于，同一组所述螺旋涡流道的所述流道起点位于同一平面，且所述平面垂直于所述阀芯(12)的轴心。

5.根据权利要求4所述的调节阀，其特征在于，每一组所述螺旋涡流道的所述流道起点绕所述阀芯(12)的周向面均匀设置。

6.根据权利要求1所述的调节阀，其特征在于，每组所述螺旋涡流道包括6至10个所述螺旋涡流道。

7.一种工程机械，包括调节阀，其特征在于，所述调节阀为权利要求1至6任意一项所述的调节阀。