CN105626873A - 轴流式控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轴流式控制阀，其中外阀体轴向中空并具有第一末端和第二末端，内阀体的第一端部为封闭端部，第二端部具有开口，内阀体位于外阀体的内部并连接外阀体，第一端部邻近第一末端，第二端部抵靠第二末端，第二端部的侧面设置有若干通孔，第一末端通过内阀体和外阀体之间的间隙、通孔和开口管路连通第二末端，阀杆轴向可移动设置在内阀体中，动力传递机构穿设外阀体和内阀体且与阀杆的一端连接用于驱动阀杆轴向移动，阀芯设置在阀杆的另一端且轴向可移动设置在第二端部中。较佳地，还包括导套和止动件。本发明的轴流式控制阀调节精度高，噪音小，紊流少，流通能力强，设计巧妙，结构简洁，使用方便，适于大规模推广应用。

Description

轴流式控制阀

技术领域

本发明涉及阀门领域，特别涉及调节阀技术领域，具体是指一种轴流式控制阀。

背景技术

目前国内用于流量、压力、温度等调节用的阀门都是“S”型流道腔体，也即常说的调节阀等。但该类阀门由于内部结构等问题，造成阀门内腔极易冲刷，介质直接冲击阀内件，容易形成紊流、造成震动，同时阀门的噪声也大，调节精度差等。

为了适应如压缩机后端防喘振用阀门，或燃气加压站用调压阀等高精度调节的要求，需要提供一种调节阀，其调节精度高，噪音小，紊流少，流通能力强。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种轴流式控制阀，其调节精度高，适于大规模推广应用。

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种轴流式控制阀，其噪音小，适于大规模推广应用。

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种轴流式控制阀，其紊流少，适于大规模推广应用。

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种轴流式控制阀，其流通能力强，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种轴流式控制阀，其设计巧妙，结构简洁，使用方便，适于大规模推广应用。

为达到以上目的，本发明提供一种轴流式控制阀，其特点是，所述轴流式控制阀包括外阀体、内阀体、阀杆、阀芯和动力传递机构，所述外阀体轴向中空并具有第一末端和第二末端，所述内阀体具有第一端部和第二端部，所述第一端部为封闭端部，所述第二端部具有开口，所述内阀体位于所述外阀体的内部并连接所述外阀体，所述第一端部邻近所述第一末端，所述第二端部抵靠所述第二末端，所述第二端部的侧面设置有若干通孔，所述第一末端通过所述内阀体和所述外阀体之间的间隙、所述通孔和所述开口管路连通所述第二末端，所述阀杆轴向可移动设置在所述内阀体中，所述动力传递机构穿设所述外阀体和所述内阀体且与所述阀杆的一端连接用于驱动所述阀杆轴向移动，所述阀芯设置在所述阀杆的另一端且轴向可移动设置在所述第二端部中。

较佳地，所述轴流式控制阀还包括连接部，所述连接部位于所述内阀体和所述外阀体之间并分别连接所述内阀体和所述外阀体。

较佳地，所述动力传递机构是推杆，所述推杆竖向可移动穿设所述外阀体和所述内阀体且与所述阀杆的一端连接用于驱动所述阀杆轴向移动。

更佳地，所述推杆与所述的阀杆的一端通过斜齿条相互啮合。

较佳地，所述轴流式控制阀还包括驱动机构，所述驱动机构设置在所述外阀体上并连接所述动力传递机构用于通过所述动力传递机构驱动所述阀杆轴向移动。

较佳地，所述轴流式控制阀还包括连接件，所述连接件包括上阀盖和连接轴，所述上阀盖设置在所述外阀体上，所述连接轴穿设所述上阀盖且所述连接轴的下端连接所述动力传递机构用于通过所述动力传递机构驱动所述阀杆轴向移动。

较佳地，所述第一端部为导流罩和/或所述第二端部为套筒。

较佳地，所述通孔均匀分布在所述的第二端部的侧面。

较佳地，所述轴流式控制阀还包括导套，所述导套轴向设置在所述内阀体中，所述阀杆轴向可移动设置在所述导套中。

较佳地，所述轴流式控制阀还包括止动件，所述止动件设置在所述第二末端中用于限制所述阀芯朝向所述第二末端的轴向移动。

本发明的有益效果主要在于：

1、本发明的轴流式控制阀的内阀体位于外阀体的内部并连接外阀体，内阀体的第二端部抵靠第二末端且侧面设置有若干通孔，外阀体的第一末端通过内阀体和外阀体之间的间隙、通孔和第二端部的开口管路连通外阀体的第二末端，阀杆轴向可移动设置在内阀体中，动力传递机构穿设外阀体和内阀体且与阀杆的一端连接用于驱动阀杆轴向移动，阀芯设置在阀杆的另一端且轴向可移动设置在第二端部中，从而通过阀芯挡住通孔的多少来控制阀门的流量，调节精度高，适于大规模推广应用。

2、本发明的轴流式控制阀的内阀体位于外阀体的内部并连接外阀体，内阀体的第二端部抵靠第二末端且侧面设置有若干通孔，外阀体的第一末端通过内阀体和外阀体之间的间隙、通孔和第二端部的开口管路连通外阀体的第二末端，阀杆轴向可移动设置在内阀体中，动力传递机构穿设外阀体和内阀体且与阀杆的一端连接用于驱动阀杆轴向移动，阀芯设置在阀杆的另一端且轴向可移动设置在第二端部中，从而介质在阀内的流动基本沿轴线，噪音小，适于大规模推广应用。

3、本发明的轴流式控制阀的内阀体位于外阀体的内部并连接外阀体，内阀体的第二端部抵靠第二末端且侧面设置有若干通孔，外阀体的第一末端通过内阀体和外阀体之间的间隙、通孔和第二端部的开口管路连通外阀体的第二末端，阀杆轴向可移动设置在内阀体中，动力传递机构穿设外阀体和内阀体且与阀杆的一端连接用于驱动阀杆轴向移动，阀芯设置在阀杆的另一端且轴向可移动设置在第二端部中，从而介质在阀内的流动基本沿轴线，紊流少，适于大规模推广应用。

4、本发明的轴流式控制阀的内阀体位于外阀体的内部并连接外阀体，内阀体的第二端部抵靠第二末端且侧面设置有若干通孔，外阀体的第一末端通过内阀体和外阀体之间的间隙、通孔和第二端部的开口管路连通外阀体的第二末端，阀杆轴向可移动设置在内阀体中，动力传递机构穿设外阀体和内阀体且与阀杆的一端连接用于驱动阀杆轴向移动，阀芯设置在阀杆的另一端且轴向可移动设置在第二端部中，从而介质在阀内的流动基本沿轴线，流通能力强，适于大规模推广应用。

5、本发明的轴流式控制阀的内阀体位于外阀体的内部并连接外阀体，内阀体的第二端部抵靠第二末端且侧面设置有若干通孔，外阀体的第一末端通过内阀体和外阀体之间的间隙、通孔和第二端部的开口管路连通外阀体的第二末端，阀杆轴向可移动设置在内阀体中，动力传递机构穿设外阀体和内阀体且与阀杆的一端连接用于驱动阀杆轴向移动，阀芯设置在阀杆的另一端且轴向可移动设置在第二端部中，设计巧妙，结构简洁，使用方便，适于大规模推广应用。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明的一具体实施例的主视剖视示意图。

(符号说明)

1外阀体；11第一末端；12第二末端；13连接法兰；2内阀体；21第一端部；22第二端部；23开口；24通孔；25中间部；3阀杆；4阀芯；5动力传递机构；6连接部；7竖孔；8连接件；81上阀盖；82连接轴；9斜齿条；10导套；20止动件；30间隙。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，本发明的轴流式控制阀包括外阀体1、内阀体2、阀杆3、阀芯4和动力传递机构5，所述外阀体1轴向中空并具有第一末端11和第二末端12，所述内阀体2具有第一端部21和第二端部22，所述第一端部21为封闭端部，所述第二端部22具有开口23，所述内阀体2位于所述外阀体1的内部并连接所述外阀体1，所述第一端部21邻近所述第一末端11，所述第二端部22抵靠所述第二末端12，所述第二端部22的侧面设置有若干通孔24，所述第一末端11通过所述内阀体2和所述外阀体1之间的间隙30、所述通孔24和所述开口23管路连通所述第二末端12，所述阀杆3轴向可移动设置在所述内阀体2中，所述动力传递机构5穿设所述外阀体1和所述内阀体2且与所述阀杆3的一端连接用于驱动所述阀杆3轴向移动，所述阀芯4设置在所述阀杆3的另一端且轴向可移动设置在所述第二端部22中。

所述内阀体2连接所述外阀体1可以采用任何合适的结构，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述轴流式控制阀还包括连接部6，所述连接部6位于所述内阀体2和所述外阀体1之间并分别连接所述内阀体2和所述外阀体1。

所述动力传递机构5可以是任何合适的动力传递机构，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述动力传递机构5是推杆，所述推杆竖向可移动穿设所述外阀体1和所述内阀体2且与所述阀杆3的一端连接用于驱动所述阀杆3轴向移动。

所述推杆竖向可移动穿设所述外阀体1和所述内阀体2可以采用任何合适的结构，较佳地，所述轴流式控制阀还包括竖孔7，所述竖孔7穿设所述外阀体1和所述内阀体2，所述推杆竖向可移动设置在所述竖孔7中。请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，在存在所述连接部6的情况下，所述竖孔7穿设所述外阀体1、所述连接部6和所述内阀体2。

所述推杆与所述阀杆3的一端连接可以采用任何合适的结构，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述推杆与所述的阀杆3的一端通过斜齿条9相互啮合。

所述斜齿条9的角度可以根据需要确定，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述斜齿条9的角度为45°。

为了提供阀杆3轴向移动的动力，较佳地，所述轴流式控制阀还包括驱动机构(未示出)，所述驱动机构设置在所述外阀体1上并连接所述动力传递机构5用于通过所述动力传递机构5驱动所述阀杆3轴向移动。请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，在所述动力传递机构5是推杆的情形下，所述驱动机构是推杆驱动部件，所述推杆驱动部件设置在所述外阀体1上并连接所述推杆用于驱动所述推杆竖向移动。推杆驱动部件可以是例如电动执行器、气动执行器等等。

为了连接所述驱动机构，较佳地，所述轴流式控制阀还包括连接件8，所述连接件8包括上阀盖81和连接轴82，所述上阀盖81设置在所述外阀体1上，所述连接轴82穿设所述上阀盖81且所述连接轴82的下端连接所述动力传递机构5用于通过所述动力传递机构5驱动所述阀杆3轴向移动。请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，在所述动力传递机构5是推杆的情形下，所述连接轴82的下端连接所述推杆用于驱动所述推杆竖向移动。在这种情况下，所述驱动机构连接所述连接轴82的上端用于驱动所述连接轴82竖向移动。因此，这里的上阀盖81做为连接平台用于连接阀门的驱动机构如电动执行器、气动执行器等等，连接轴82用于驱动机构和动力传递机构5之间推力的传递。

所述上阀盖81设置在所述外阀体1上可以采用任何合适的结构，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述外阀体1上设置有连接法兰13，所述上阀盖81设置在所述连接法兰13上。

所述第一端部21可以是任何合适的部件，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述第一端部21为导流罩。

导流罩的形状可以根据需要确定，以实现导流为目的，较佳地，导流罩的形状越靠近第一末端11越细。

所述第二端部22可以是任何合适的部件，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述第二端部22为套筒。套筒根据工况不同可以采用单层套筒、双层套筒或迷宫结构的套筒。

所述内阀体2可以具有任何合适的结构，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述内阀体2还包括中间部25，所述中间部25位于所述第一端部21和所述第二端部22之间并分别密封连接所述第一端部21和所述第二端部22。密封连接可以采用常规密封件，例如弹簧蓄能圈、垫片等等。

为了均匀控制介质流速，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述通孔24均匀分布在所述的第二端部22的侧面。

所述阀杆3轴向可移动设置在所述内阀体2中可以采用任何合适的结构，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述轴流式控制阀还包括导套10，所述导套10轴向设置在所述内阀体2中，所述阀杆3轴向可移动设置在所述导套10中。在这种情况下，竖孔7还将穿设导套10以使得其中的推杆可以连接导套10中的阀杆3。

为了防止阀芯4朝向第二末端12的过度移动，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述轴流式控制阀还包括止动件20，所述止动件20设置在所述第二末端12中用于限制所述阀芯4朝向所述第二末端12的轴向移动。

所述止动件20可以是任何合适的止动件，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述止动件20是止动套。

由于内阀体2的存在，为了尽量不影响介质的流动速度，请参阅图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述外阀体1为中间粗两端细的流线型外阀体。所述内阀体2为子弹头形内阀体。且所述轴流式控制阀采用轴对称结构。

本发明使用时，执行器(阀门的驱动机构，可以按要求选配)带动推杆上下运动，推杆带动和其相配套的具有45度斜齿的阀杆3沿阀门的中心轴线做水平的左右运动，阀杆3带有阀芯4，阀芯4沿着与其导向的套筒水平运动，套筒上有根据流量要求和特性要求设计的通孔24，流体流经第一末端11、内阀体2和外阀体1之间的间隙30、通孔24、开口23和第二末端12，阀芯4挡住的通孔24多，则流量小，阀芯4挡住的通孔24少，则流量大，阀芯4运动到阀门最里面，基本不遮挡通孔24，则阀门的流量达到最大，整个阀门就是利用阀芯4遮挡或离开套筒的通孔面积的多少来控制阀门的流量和压力。

本发明的轴流式控制阀也可称为轴流式调节阀，因为轴流式控制阀应用在天然气分输站等地方常常做调压用，也常被称为轴流式调压阀，但不管怎么称呼，整体结构是轴流式的。为什么称之为轴流式，主要有2个原因：

1、介质流经轴流式控制阀时，流动方向基本不改变，沿着阀体轴线的环形流道运动，流动阻力小(而常规控制阀，或者说常说的调节阀，流体在阀腔内的运动轨迹是“S”型的)；

2、本发明的轴流式阀门的阀芯4(活塞)运动方向与管道或阀门的轴线方向一致(或水平的)，这样就避免了阀芯4等阀内件的运动对流动介质的过多干扰，减少了流体对阀内件的冲击，减缓了噪音和震动，延长了阀内件的寿命(而常规控制阀，或者说常说的调节阀的阀芯(活塞)运动方向与管道或阀门的轴线方向是垂直的)。

本发明的轴流式控制阀具有如下特点

1、最大特点是介质在阀腔内的流动基本沿轴线，仿佛介质在常规管道中流动一样，轴向对称流道，完全避免了间接流和流向不必要的改变，大大降低了噪音和紊流的形成。轴流式设计与传统设计相比，最大限度地提高了单位直径上的流通能力。

2、另一个重要特点是采用全压力平衡的设计，不仅阀芯4的设计是压力平衡的，而且将阀门内的压力全部引入水平运动的斜齿条9的后端(阀杆3的左端(靠近导流罩)、导套10和导流罩形成的空腔中了)，这样就能确保介质流体在流经所有活动部件上时施加同等反方向的作用力，这样无论阀门处于任何位置(或者说无论阀门处于何种开度，阀门入口和出口有多大压力，作用在阀杆和其它阀内件的压力都处于前后平衡状态)如阀门上游和下游端高压，这样阀杆3的左端和右端承受的压力始终相同，也即介质压力的大小对阀杆3的受力没有任何影响。这样就能确保无论阀门内的压力有多高，阀门的任一传动件都不会受到额外的力量，使得阀门所需扭矩与阀门前后压差无关，确保阀门可以用很小的执行器在很高的压力下灵活的运动。无论阀门两端压差有多大，阀门的操作都不需要齿轮变速装置。

3、另一个重要特点是采用一对45度斜齿条副的传动方式将垂直的运动转化为和管道轴线一致的水平运动。精确的45度齿轮设计减少了超程和滞后，操作更容易，冲程时间更短。特别适合于对微小压力波动的场合，如天然气分输站压力的调节。

4、阀门为轴流式设计，流通能力特别强，因此阀门全开压差很小。非常适用于要求压力损失小的压力/流量控制场合。

5、阀体(主要指外阀体1、连接部6、内阀体2的中间部25以及第二端部22)整体铸造或锻造减小了泄漏点，而且严密性很强，刚度好，阀门重量很小。

6、阀门的压力调节是通过套筒的多级降压进行的。套筒的四周均匀分布有通孔24。这样的设计和轴流式阀体保证流体均匀分布。流体穿过一系列通孔24，并在两级或多级套筒中间扩张来控制流速，能量分散是受控制的，从而使噪音很低。通过套筒上的通孔24流出的流体集中在阀门的径向。流体通过相互的冲击在阀门轴线上相互抵消。流体能量在套筒内部消散，不接触阀体和阀门的其它部件。

综上所述，本发明的轴流式控制阀调节精度高，噪音小，紊流少，流通能力强，设计巧妙，结构简洁，使用方便，适于大规模推广应用。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。

由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。

Claims (10)

1.一种轴流式控制阀，其特征在于，所述轴流式控制阀包括外阀体、内阀体、阀杆、阀芯和动力传递机构，所述外阀体轴向中空并具有第一末端和第二末端，所述内阀体具有第一端部和第二端部，所述第一端部为封闭端部，所述第二端部具有开口，所述内阀体位于所述外阀体的内部并连接所述外阀体，所述第一端部邻近所述第一末端，所述第二端部抵靠所述第二末端，所述第二端部的侧面设置有若干通孔，所述第一末端通过所述内阀体和所述外阀体之间的间隙、所述通孔和所述开口管路连通所述第二末端，所述阀杆轴向可移动设置在所述内阀体中，所述动力传递机构穿设所述外阀体和所述内阀体且与所述阀杆的一端连接用于驱动所述阀杆轴向移动，所述阀芯设置在所述阀杆的另一端且轴向可移动设置在所述第二端部中。

2.如权利要求1所述的轴流式控制阀，其特征在于，所述轴流式控制阀还包括连接部，所述连接部位于所述内阀体和所述外阀体之间并分别连接所述内阀体和所述外阀体。

3.如权利要求1所述的轴流式控制阀，其特征在于，所述动力传递机构是推杆，所述推杆竖向可移动穿设所述外阀体和所述内阀体且与所述阀杆的一端连接用于驱动所述阀杆轴向移动。

4.如权利要求3所述的轴流式控制阀，其特征在于，所述推杆与所述的阀杆的一端通过斜齿条相互啮合。

5.如权利要求1所述的轴流式控制阀，其特征在于，所述轴流式控制阀还包括驱动机构，所述驱动机构设置在所述外阀体上并连接所述动力传递机构用于通过所述动力传递机构驱动所述阀杆轴向移动。

6.如权利要求1所述的轴流式控制阀，其特征在于，所述轴流式控制阀还包括连接件，所述连接件包括上阀盖和连接轴，所述上阀盖设置在所述外阀体上，所述连接轴穿设所述上阀盖且所述连接轴的下端连接所述动力传递机构用于通过所述动力传递机构驱动所述阀杆轴向移动。

7.如权利要求1所述的轴流式控制阀，其特征在于，所述第一端部为导流罩和/或所述第二端部为套筒。

8.如权利要求1所述的轴流式控制阀，其特征在于，所述通孔均匀分布在所述的第二端部的侧面。

9.如权利要求1所述的轴流式控制阀，其特征在于，所述轴流式控制阀还包括导套，所述导套轴向设置在所述内阀体中，所述阀杆轴向可移动设置在所述导套中。

10.如权利要求1所述的轴流式控制阀，其特征在于，所述轴流式控制阀还包括止动件，所述止动件设置在所述第二末端中用于限制所述阀芯朝向所述第二末端的轴向移动。