CN105909803A - 锥形螺纹式微小流量调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀。一种锥形螺纹式微小流量调节阀，包括设有流道的阀体、位于阀体的流道内的设有阀门孔的阀座和同阀座配合的阀芯，所述阀芯设有控制所述阀门孔的开口面积的流量控制段，所述流量控制段为锥形，所述流量控制段的锥形周面上设有锥形外螺纹，所述阀门孔为锥形孔，所述锥形孔设有同所述锥形外螺纹配合的锥形内螺纹。本发明提供了一种能够将阀的KV值降低到低于0.003的锥形螺纹式微小流量调节阀，解决了现有的微小流量调节阀的KV值通常只能做到0.003以上的问题。

Description

锥形螺纹式微小流量调节阀

技术领域

本发明涉及阀，尤其涉及一种锥形螺纹式微小流量调节阀。

背景技术

阀的种类有很多，在中国专利号为2014207986021、授权号为CN204592322U、名称为“一种铜冶炼烟气除尘蝶阀”的专利文件中即公开了一种现有的除尘蝶阀。在精细化工、医药、食品添加剂、科技实验中，使用到一种称为微小流量调节阀或者叫滴加阀的专用控制阀。在控制阀的行业中的，当控制阀的CV或KV值小于0.01时, 比方说要控制每小时只有0.01立方米水的流量，设计与制造就变得非常因难，目前，国内外微小流量调节阀只有以下2种结构：一种为：阀芯阀座设计得非常小,这种结构一是阀芯稍微碰一下轻则变歪，重则折断；二是阀芯阀座加工只要相差0.1-1丝，或者使用磨损后相差0.1-1丝，流量就会变得与要求相差几十甚至几千倍；另一种为：阀芯上铣细小沟槽，这种结构相比于第一种方案优点为：沟槽为电脉冲加工，可以将沟槽加工到比较小的尺寸，但阀门的CV或KV值仍然不能够做得足够小，仍旧存在第一种所存在的阀芯阀座加工只要相差0.1-1丝，或者使用磨损后相差0.1-1丝，流量就会变得与要求相差几十甚至几千倍；故现有的微小流量调节阀的KV值通常只能做到0.003。

发明内容

本发明提供了一种能够将阀的KV值降低到低于0.003的锥形螺纹式微小流量调节阀，解决了现有的微小流量调节阀的KV值通常只能做到0.003以上的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种锥形螺纹式微小流量调节阀，包括设有流道的阀体、位于阀体的流道内的设有阀门孔的阀座和同阀座配合的阀芯，所述阀芯设有控制所述阀门孔的开口面积的流量控制段，所述流量控制段为锥形，所述流量控制段的锥形周面上设有锥形外螺纹，所述阀门孔为锥形孔，所述锥形孔设有同所述锥形外螺纹配合的锥形内螺纹。通过将阀芯和阀座升降为锥形螺纹配合进行开口面积的控制以实现流量的控制，从而使得阀的KV能够方便地实现降低到低于0.003。

本发明还包括驱动所述阀芯转动的多回转型执行机构，所述阀芯能够至少旋转1圈以上。实验证明通过将执行机构改为多回转型即能够连续转动的，然后使阀芯能够转动至少一圈的（现有的阀芯是不能够转动1圈即360°的，通常为90°多一点），能够使得本发明的阀的KV值能够最低做到0.00003，较现有的提高100倍。

作为优选，所述多回转型执行机构包括输出动力给所述阀芯而使所述阀芯转动的驱动轴和连接于驱动轴的握持杆，所述握持杆套设有把手套，所述握持杆和把手套之间设有调节把手套与握持杆之间的弹力的弹力调节机构，所述弹力调节机构包括套设在握持杆外且穿设在把手套内的基管和环绕在所述基管外部的夹持层，所述夹持层由若干块沿基管的周向分布的摩擦条构成，所述摩擦条设有若干沿基管的径向延伸的滑杆，所述滑杆滑动穿设于所述基管，所述滑杆的内端设有驱动滑杆外移进而驱动摩擦条同把手套抵接在一起的第三弹簧，所述弹力调节机构还设有调节所述第三弹簧的预紧力的预紧力调节结构。使用时，通过握持住把手套取转动转动轴而驱动阀芯转动。本技术方案中的握持杆具有弹性，从而提高使用时的舒适性，本技术方案中的弹性效果还可以改变，以适应不同的需要。握持杆弹性的具体的调节过程为，通过预紧力调节结构驱动第三弹簧沿基管的径向移动，从而使得摩擦条同把手套的正压力改变，从而实现预紧力的改变，使得把手套相对于握持杆晃动的力的大小改变来达到不同的弹性效果。

作为优选，所述预紧力调节结构包括两个将基管支撑在握持杆外的管状结构的锥形头、驱动锥形头轴向移动并能够使锥形头停止在设定位置的的驱动结构和若干顶杆，所述两个锥形头以小径端对向设置的方式滑动连接在所述基管的两端内，所述顶杆的两端搁置在所述两个锥形头的锥面上，同一块摩擦条的所有的所述滑杆通过所述弹簧支撑在同一根所述顶杆上，每一块摩擦条的所述滑杆各通过一根所述顶杆进行支撑。调节时，通过轴向改变锥形头的位置来实现顶杆沿基管的径向移动、从而实现顶杆沿基管径向位置的改变，从而实现第三弹簧预紧力的改变。调节时的方便性好。

作为优选，所述驱动结构包括两个螺纹连接在所述基管的两端内的顶块，所述两个锥形头位于所述两个顶块之间。通过转动顶块来驱动锥形头实现调节，调节到位则自动定位住，使用时的方便性更好。

作为优选，所述多回转型执行机构还包括电机和动力切换机构，所述电机包括电机壳和电机轴，所述电机壳同所述握持杆固接在一起，所述驱动轴连接在所述电机轴的一端，所述动力切换机构包括启动所述电机的开关、驱动所述开关的按压杆、将电机轴同握持杆连接在一起的滑动连接于握持杆内的插销和驱动插销插入到电机轴中的插入弹簧，所述插销位于所述开关和按压杆之间，所述插销设有避让孔，所述避让孔设有同所述按压杆配合以驱动所述插销脱离电机轴的驱动斜面。本技术方案既能够通过人工转动驱动轴、也能够通过电机驱动驱动轴转动。当通过电机驱动驱动轴转动时，按压按压杆，按压杆朝向开关平移的同时按压驱动斜面而使得插销平移而同电机轴脱离，按压杆移动到穿过避让孔而按压到开关或被开关感应到时（如果为感应开关则感应即可）时，插销完全从电机轴中脱出使得握持杆同电机轴断开且电机得到启动，电机启动后驱动驱动轴转动而实现将螺纹段螺纹连接到螺纹孔中。当拔出按压杆时，开关断开而使得电机停止，由于按压杆失去了对插销的阻拦作用，在插入弹簧的作用下插销重新插到电机轴中，此时转动握持杆时能够驱动电机轴转动，电机轴驱动驱动轴转动，也即能够进行人工转动。

作为优选，所述电机设有接线端子，所述接线端子包括绝缘体和设置于绝缘体的接线铜箔，所述接线铜箔同所述电机的线圈电连接在一起，所述接线铜箔设有贯通到所述绝缘体内的接线孔，所述接线孔中滑动连接有接线套，所述接线套包括沿接线套轴向分布的绝缘段和同接线铜箔抵接在一起的导电段，所述绝缘体内设有通过接线铜箔产生的热量进行加热的气腔和通过气腔内的气体膨胀进行驱动的用于驱动导电段同所述接线铜箔错开的过载响应气缸。给电机接线时，将电源线插入接线套中而实现同接线套的电连接，正常状态时为导电段同接线铜箔连接在一起即是电导通的。当过载时线路会产生温升，气腔内的气体会生产膨胀，气腔的气体膨胀时过载响应气缸产生动作而驱动接线套在接线孔内滑动，当温升到设定温度时则过载响应气缸驱动到接线套滑动到导电段同接线铜箔错开，从而实现断电；当故障消除后温度会下降，温度下降则气腔内的气体收缩，收缩的结果为使得接线套在接线孔内朝同温升时相反的方向滑动，当温度恢复到正常值时则导电段又重新同接线铜箔连接在一起、从而实现自动复位。

作为优选，所述过载响应气缸包括过载响应气缸缸体和过载响应气缸活塞，所述过载响应气缸活塞将所述过载响应气缸缸体分割为封闭腔和开放腔，所述封闭腔同所述气腔连通，所述过载响应气缸活塞通过连接杆同所述接线套连接在一起。结构简单。制作方便。

作为优选，所述过载响应气缸活塞的轴线同所述连接套的轴线平行。能够提高过载响应气缸驱动接线套移动时的可靠性和进一步提高结构紧凑性。

作为优选，所述接线孔沿上下方向延伸，所述接线铜箔位于所述接线孔的下端，所述绝缘段位于所述导电段的下方，所述绝缘段同所述接线孔密封连接在一起，所述接线孔内填充有导电液。能够避免多次动作产生磨损后而产生电气接触不良现象和防止动作时产生打火。

作为优选，所述绝缘段设有将绝缘段同接线孔密封连接在一起的外密封圈和用于将绝缘段同电源线密封连接在一起的内密封圈。能够既保证接线套同接线铜箔可靠地密封连接在一起，而且能够降低移动时的阻力。

作为优选，所述绝缘段的内周面设有支撑滚珠。能够进一步降低移动时的阻力，以提高动过载响应时的灵敏度。

作为优选，所述导电段的内周面设有沿导电段径向向内拱起的内支撑弹片、外周面设有沿导电段径向向外拱起的外支撑弹片。既能够提高电器接触时的可靠性，又能够降低移动时的阻力以提高响应灵敏度。

本发明具有下述优点：能够将阀的KV值降低到0.003以下；对阀芯阀座的制作要求精度要求低，产生磨损后又能够进行低流量精准控制。

附图说明

图1为本发明实施例一的示意图。

图2为本发明实施例二中的执行机构的示意图。

图3为图2中的握持杆的横截面示意图。

图4为图2中的握持杆的轴向剖视示意图。

图5为图2的A处的局部放大示意图。

图6为接线端子的放大示意图。

图7为接线端子同电源线连接在一起时的示意图。

图中：阀体1、流道11、阀座12、阀门孔13、动力切换机构2、开关21、按压杆22、插销23、避让孔231、驱动斜面232、插入弹簧24、锁止孔25、接线端子3、接线铜箔31、接线孔32、透气孔321、绝缘体33、接线套34、绝缘段341、导电段342、外密封圈343、内密封圈344、支撑滚珠345、内支撑弹片346、外支撑弹片347、气腔35、过载响应气缸36、过载响应气缸缸体361、封闭腔3611、开放腔3612、气孔3613、过载响应气缸活塞362、连接杆363、气道37、电源线38、执行机构4、驱动轴41、电机5、电机壳51、电机轴52、减速机53、握持杆6、把手套61、阀芯7、流量控制段71、锥形外螺纹72、弹力调节机构8、基管81、夹持层82、摩擦条821、滑杆822、第三弹簧823、预紧力调节结构83、锥形头831、顶杆832、驱动结构833、顶块8331。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一，参见图1，一种锥形螺纹式微小流量调节阀，包括阀体1、阀芯7和执行机构4。阀体1设有流道11。流道11内密封连接有阀座12。阀座12设有阀门孔13。流道11位于阀座12两侧的部分仅通过阀门孔13进行连通。阀门孔13为锥形孔。阀门孔13的锥形周面上设有锥形内螺纹。阀芯7转动密封连接于阀体1。阀芯7可以转动至少1圈以上，本实施例中为可以转动20圈。阀芯7的下端设有设有流量控制段71。流量控制段71穿设在阀门孔13内。流量控制段71为锥形。流量控制段71的锥形周面上设有锥形外螺纹72。锥形外螺纹72同阀门孔13的锥形内螺纹螺纹连接在一起。阀芯7的上端同执行机构4连接在一起。执行机构4为现有的多回转型执行机构、即能够连续转动的执行机构。执行机构4包括驱动轴41。

阀体1还设有供阀座12穿过的安装孔14，安装孔14密封连接有阀盖16。

使用时，执行机构4产生连续转动而使得驱动轴41连续转动、驱动轴41驱动阀芯7连续转动，阀芯7转动是使得锥形外螺纹72和锥形内螺纹的配合松紧度产生变化，产生变化的结果为阀门孔13的开口面积产生变化从而实现流量的变化。

实施例二，同实施例一的不同之处为：

参见图2，执行机构4还包括握持杆6、电机5和动力切换机构2。驱动轴41和握持杆6呈“T”字形连接在一起。握持杆6设有把手套61。电机5包括电机壳51和电机轴52。电机壳51同握持杆6固接在一起。电机壳51设有接线端子3。驱动轴41通过减速机53连接在电机轴52的一端。电机轴52的另一端穿设在握持杆6内。

参见图3，握持杆6和把手套61之间设有弹力调节机构8。弹力调节机构8包括基管81、夹持层82和预紧力调节结构83。基管81套设在握持杆6外。基管81穿设在把手套61内。夹持层82由若干块摩擦条821构成。摩擦条821沿基管81的周向分布。摩擦条821设有若干沿基管的径向延伸轴向分布的滑杆822。滑杆822滑动穿设于基管81。滑杆822的内端设有第三弹簧823。第三弹簧823通过滑杆驱动摩擦条同把手套61抵接在一起。外移的预紧力调节结构83包括两个锥形头831和若干顶杆832。锥形头831为管状结构。锥形头831套设在握持杆6上且穿设在基管81内将基管81同握持杆6连接在一起。锥形头831仅可滑动地连接于基管81内。顶杆832沿基管81的周向分布轴向延伸。同一块摩擦条821的所有的滑杆822通过第三弹簧823支撑在同一根顶杆832上，每一块摩擦条的滑杆各通过一根顶杆进行支撑。

参见图4，两个锥形头831以小径端对向设置的方式滑动连接在基管81的两端内。顶杆832的两端搁置在两个锥形头831的锥面上。预紧力调节结构83还包括驱动结构833。。驱动结构833包括两个螺纹连接在基管81的两端内的顶块8331。顶块8331套设在握持杆6上。两个锥形头831位于两个顶块8331之间。

参见图5，动力切换机构2包括开关21、按压杆22、插销23和插入弹簧24。开关21和按压杆22位于插销23的两侧。开关21固定在握持杆6内。开关21为按压开关，由于控制电机5启动与停止。按压杆22穿设在握持杆6中。插销23滑动连接于握持杆6内。电机轴52设有供插销23插入的锁止孔25。插销23设有避让孔231。避让孔231供按压杆22超过插销23去驱动开关21。避让孔231朝向按压杆22的一端设有驱动斜面232。插入弹簧24用于驱动插销23插入到电机轴52中的锁止孔25中。

参见图6，接线端子3包括绝缘体33和设置于绝缘体表面的接线铜箔31。绝缘体33同电机壳51固接在一起。接线铜箔31同电机的线圈电连接在一起。接线铜箔31设有接线孔32。接线孔32贯通到绝缘体33内。接线孔32为沿上下方向延伸的上端封闭的盲孔。接线铜箔31位于接线孔32的下端即开口端。接线孔32中滑动连接有接线套34。接线套34包括绝缘段341和导电段342。绝缘段341和导电段342沿接线套34轴向分布。绝缘段341位于导电段342的下方。绝缘体33内设有气腔35和过载响应气缸36。接线铜箔31构成气腔35的壁的一部分。过载响应气缸36至少有两个。过载响应气缸36沿接线套34的周向分布。过载响应气缸36包括过载响应气缸缸体361和过载响应气缸活塞362。过载响应气缸活塞362将过载响应气缸缸体361分割为封闭腔3611和开放腔3612。封闭腔3611通过气道37同气腔35连通。开放腔3612设有气孔3613、即通过气孔3613同大气连通而实现开放。过载响应气缸活塞362通过连接杆363同接线套34中的绝缘段341连接在一起。过载响应气缸活塞362的轴线同接线套34的轴线平行。

绝缘段341套设有外密封圈343。外密封圈343为橡胶圈。外密封圈343将绝缘段341同接线铜箔31密封连接在一起。绝缘段341内周面上设有内密封圈344和若干支撑滚珠345。导电段342的内周面设有内支撑弹片346。内支撑弹片346为沿导电段径向向内拱起的拱形结构。导电段342的外周面设有外支撑弹片347。外支撑弹片347为沿导电段径向向外拱起的拱形结构。导电段342通过外支撑弹片347同接线铜箔31抵接在一起。 接线孔32的上端设有透气孔321。

参见图7，引人电源给电机时，将电源线38从接线孔32位于接线铜箔31的一端插入接线套34中。内密封圈344将绝缘段341同电源线38密封连接在一起。内支撑弹片346同电源线38弹性抵接在一起而将导电段342和电源线38导电性连接在一起。在接线孔32中加入导电液。

当过载时接线铜箔31会产生温升，气腔35内的气体会生产膨胀且碘产生升华而使得气腔35内的气压升高，气压升高的结构为气腔35中的气体进气道37流到封闭腔3611中而驱动（开放腔3612中的压力始终保持同大气压相同）过载响应气缸活塞362向上移动。过载响应气缸活塞362通过连接杆363驱动接线套34在接线孔32内上移。当温升到设定温度时则过载响应气缸36驱动接线套滑动到导电段342同接线铜箔31错开、而绝缘段341同接线铜箔31接触，从而实现断电。当故障消除后温度会下降，温度下降则气腔35内的气体收缩和碘变成固态而使得气腔36内的气压下降，下降的结果为使得接线套34在接线孔32内向下滑动，当温度恢复到正常值时则导电段342又重新同接线铜箔31连接在一起、从而实现自动复位。

参见图5，本实施例进行动力切换的过程为：当按压杆22处于拔出状态时，在插入弹簧24的作用下，插销23插入到避让孔231中而将握持杆6和电机轴52连接在一起，此时开关21处于断开状态，电机5为停止的，只能人工转动，即人工握持住把手套61转动握持杆6，握持杆6通过插销23驱动电机轴52一起转动，电机轴52转动时带动驱动轴41转动而实现驱动阀芯。

需要进行电机驱动时，按压按压杆22，按压杆22下移的同时在驱动斜面232的作用下，插销23拔出避让孔231的套设使得按压弹簧24储能。当按压杆22作用到开关21时，插销23完成拔出避让孔231即电机轴52同握持杆6断开、此时电机5得电而启动，电机启动后电机轴52转动而驱动驱动轴41转动。当拔出按压杆22而使得按压杆失去对开关21的作用时，电机失电停止。

参见图3和图4，调整把手套的弹性效果的过程为：通过转动顶块8331驱动锥形头831沿基管81的轴向进行移动，锥形头831驱动顶杆832沿基管81的径向移动，顶杆832挤压第三弹簧823而改变预紧力即可。

Claims (10)

1.一种锥形螺纹式微小流量调节阀，包括设有流道的阀体、位于阀体的流道内的设有阀门孔的阀座和同阀座配合的阀芯，所述阀芯设有控制所述阀门孔的开口面积的流量控制段，其特征在于，所述流量控制段为锥形，所述流量控制段的锥形周面上设有锥形外螺纹，所述阀门孔为锥形孔，所述锥形孔设有同所述锥形外螺纹配合的锥形内螺纹。

2.根据权利要求1所述的锥形螺纹式微小流量调节阀，其特征在于，还包括驱动所述阀芯转动的多回转型执行机构，所述阀芯能够至少旋转1圈以上。

3.根据权利要求2所述的锥形螺纹式微小流量调节阀，其特征在于，所述多回转型执行机构包括输出动力给所述阀芯而使所述阀芯转动的驱动轴和连接于驱动轴的握持杆，所述握持杆套设有把手套，所述握持杆和把手套之间设有调节把手套与握持杆之间的弹力的弹力调节机构，所述弹力调节机构包括套设在握持杆外且穿设在把手套内的基管和环绕在所述基管外部的夹持层，所述夹持层由若干块沿基管的周向分布的摩擦条构成，所述摩擦条设有若干沿基管的径向延伸的滑杆，所述滑杆滑动穿设于所述基管，所述滑杆的内端设有驱动滑杆外移进而驱动摩擦条同把手套抵接在一起的第三弹簧，所述弹力调节机构还设有调节所述第三弹簧的预紧力的预紧力调节结构。

4.根据权利要求3所述的锥形螺纹式微小流量调节阀，其特征在于，所述预紧力调节结构包括两个将基管支撑在握持杆外的管状结构的锥形头、驱动锥形头轴向移动并能够使锥形头停止在设定位置的的驱动结构和若干顶杆，所述两个锥形头以小径端对向设置的方式滑动连接在所述基管的两端内，所述顶杆的两端搁置在所述两个锥形头的锥面上，同一块摩擦条的所有的所述滑杆通过所述弹簧支撑在同一根所述顶杆上，每一块摩擦条的所述滑杆各通过一根所述顶杆进行支撑。

5.根据权利要求4所述的锥形螺纹式微小流量调节阀，其特征在于，所述驱动结构包括两个螺纹连接在所述基管的两端内的顶块，所述两个锥形头位于所述两个顶块之间。

6.根据权利要求3或4或5所述的锥形螺纹式微小流量调节阀，其特征在于，所述多回转型执行机构还包括电机和动力切换机构，所述电机包括电机壳和电机轴，所述电机壳同所述握持杆固接在一起，所述驱动轴连接在所述电机轴的一端，所述动力切换机构包括启动所述电机的开关、驱动所述开关的按压杆、将电机轴同握持杆连接在一起的滑动连接于握持杆内的插销和驱动插销插入到电机轴中的插入弹簧，所述插销位于所述开关和按压杆之间，所述插销设有避让孔，所述避让孔设有同所述按压杆配合以驱动所述插销脱离电机轴的驱动斜面。

7.根据权利要求6所述的锥形螺纹式微小流量调节阀，其特征在于，所述电机设有接线端子，所述接线端子包括绝缘体和设置于绝缘体的接线铜箔，所述接线铜箔同所述电机的线圈电连接在一起，所述接线铜箔设有贯通到所述绝缘体内的接线孔，所述接线孔中滑动连接有接线套，所述接线套包括沿接线套轴向分布的绝缘段和同接线铜箔抵接在一起的导电段，所述绝缘体内设有通过接线铜箔产生的热量进行加热的气腔和通过气腔内的气体膨胀进行驱动的用于驱动导电段同所述接线铜箔错开的过载响应气缸。

8.根据权利要求7所述的锥形螺纹式微小流量调节阀，其特征在于，所述过载响应气缸包括过载响应气缸缸体和过载响应气缸活塞，所述过载响应气缸活塞将所述过载响应气缸缸体分割为封闭腔和开放腔，所述封闭腔同所述气腔连通，所述过载响应气缸活塞通过连接杆同所述接线套连接在一起。

9.根据权利要求7所述的锥形螺纹式微小流量调节阀，其特征在于，所述接线孔沿上下方向延伸，所述接线铜箔位于所述接线孔的下端，所述绝缘段位于所述导电段的下方，所述绝缘段同所述接线孔密封连接在一起，所述接线孔内填充有导电液。

10.根据权利要求9所述的锥形螺纹式微小流量调节阀，其特征在于，所述绝缘段设有将绝缘段同接线孔密封连接在一起的外密封圈和用于将绝缘段同电源线密封连接在一起的内密封圈。