CN106122511B - 一种调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调节阀，其特征在于包括壳体、橡胶管、变径机构和变径驱动机构，所述壳体呈直管状，壳体左右两端分别设有法兰盘，两个法兰盘间的壳体内设有两端与壳体相连接的橡胶管，橡胶管中部套有能改变橡胶管直径的变径机构，壳体上设有与变径机构相连接的变径驱动机构，本发明的有益效果一是调节阀内部流道始终为圆形或近似圆，阀门与管道自然形成一体；二是机械运动部件均不接触介质，可靠性高，使用寿命长；三是使用寿命，有效地减少了更换阀门所带来的人力和物力资源消耗；四是橡胶管是唯一消耗部件，磨损后，更换新的橡胶管即可，其他部件均可正常使用；五是橡胶管自带过度磨损报警功能，增加阀门工作的稳定性。

Description

一种调节阀

技术领域

本发明属于流体控制技术，具体地说是一种流量控制平稳精准、使用寿命长，通过改变流道通径方式实现流量控制的调节阀。

背景技术

调节阀是一种常见的流体控制设备。但是，现在无论日常生活还是工业生产中所涉及的调节阀仅可用于实现对水、气和油介质的流量控制。这类常规调节阀鉴于结构和材料的限制，其过流部位均未采用耐磨材料，也无法通过改变流道通径大小的方式来实现流量的控制。

目前还没有可以应用在涉及浆料和粉体物料输送领域的专用耐磨、耐腐蚀调节阀。常规调节阀门因结构和材料的限制无法应用在此领域。在涉及浆料和粉体等磨损性、腐蚀性物料输送的领域，工程师们往往会选用陶瓷或硬质合金的闸阀和球阀来实现流量的控制。这些阀门均是利用截流的形式实现流量调节，即阀门在调节流量过程中其内部流道非圆形，浆料直接冲刷截流部件。这种截流式的流量控制方式不能实现流量的精准控制，对截流部件的直接冲刷会严重影响阀门的寿命，导致阀门过早损坏。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有调节阀技术的不足，提供了一种全新耐磨、耐腐蚀的调节阀，用于解决磨损性、腐蚀性物料输送流量调节的问题，可以实现流量的精准控制，减少频繁更换调节阀带来的人力和物力资源浪费。

本发明所采用的技术方案为：

一种调节阀，其特征在于包括壳体、橡胶管、变径机构和变径驱动机构，所述壳体呈直管状，壳体左右两端分别设有法兰盘，两个法兰盘间的壳体内设有两端与壳体相连接的橡胶管，橡胶管中部套有能改变橡胶管直径的变径机构，壳体上设有与变径机构相连接的变径驱动机构。

本发明所述的变径机构至少设有两段弧形卡环，弧形卡环卡在橡胶管上，卡环的一端与壳体相连接，另一端与变径驱动机构相连接，通过操作变径驱动机构使弧形卡环卡住橡胶管并使橡胶管变径（直径减小），以调节橡胶管（阀）的流量。

本发明所述的变径机构为一段钢带，钢带绕在橡胶管上，钢带或钢带的一端与壳体固定连接，钢带的两端或一端与变径驱动机构相连接，在变径驱动装置机构的驱动下，环形钢带以阀门橡胶管轴心为圆心变化直径，以调节橡胶管（阀）的流量。

本发明所述的变径机构由六个变径弧形锁块环绕橡胶管组成，相邻变径弧形锁块间通过导向沟槽和导向面连接，变径弧形锁块卡在橡胶管并与橡胶管相配合，变径驱动机构为一压块，压块的一端与变径弧形锁块相抵触，压块的另一端与固定在壳体上的电机输出端相连接，变径弧形锁块的截面形状为抛物线状，通过操作变径驱动机构使弧形卡环卡住橡胶管并使橡胶管变径（直径减小），变径锁块向阀门中心整体位移，同时受到自身导向沟槽和导向面的影响，每个变径锁块会以自身轴心做顺时针微量旋转，变径锁块的整体位移，自身的旋转，抛物线状的截面形状，三者结合促使六个变径锁紧块在变径的全过程中内侧面始终为圆形，以调节橡胶管（阀）的流量。

本发明所述的橡胶管采用多种特殊工艺制作成型，模具和制作工装均为自动化设备，确保橡胶管的精准，本发明设有中央处理器、触发感应器、报警器，所述橡胶管由内径的耐磨橡胶层、中间的感应层和外径承压层组成，耐磨橡胶层、感应层和承压层的厚度大至相同，感应层的中间位置埋有触发感应器，触发感应器经输入电路与中央处理器电连接，中央处理器经输出电路与报警器电连接，报警器设置在壳体上，当橡胶管的管壁磨损减薄至感应层并触发感应器时，引发警报器发出提示操，以及时更换橡胶管。

本发明所述的橡胶管的外表面为承压层，承压层由若干层具有一定弹性的承压布缠绕而成，其作用是保证橡胶管可以承受设定的工作压力，确保阀门安全可靠工作；承压层表面设有自润滑性的四氟乙烯涂层，可以降低变径锁块与橡胶管间的摩擦，延长橡胶管的使用寿命。

本发明使用时，通过法兰安装在管道上，当需要调整管道内流体的流量时，通过变径驱动机构改变橡胶管中部的管径大小；在流量调节的全过程中，阀门内部始终形成一个圆形或近似圆形通道，这样使阀门成为管道的一部分，流量控制平稳精准，使用寿命长；当需要减小管道流量时，变径驱动机构内环收缩，给橡胶管提供圆形夹紧力，橡胶管受力变形，内径缩小；当需要增加管道流量时，变径驱动机构的内环直径增大，橡胶管在自身张力的作用下实现内径扩大，实现管道在线流量调节动作；橡胶管是唯一消耗部件，当橡胶管损坏后，更换橡胶管即可，其他部件均可正常使用；当橡胶管的管壁磨损减薄至感应层时，触发感应器，引发警报，提示操作者及时更换橡胶管。

本发明的有益效果一是调节阀内部流道始终为圆形或近似圆，阀门与管道自然形成一体；二是机械运动部件均不接触介质，可靠性高，使用寿命长；三是使用寿命，有效地减少了更换阀门所带来的人力和物力资源消耗；四是橡胶管是唯一消耗部件，磨损后，更换新的橡胶管即可，其他部件均可正常使用；五是橡胶管自带过度磨损报警功能，增加阀门工作的稳定性。

附图说明

图1是本发明的一种外形示意图。

图2是图1的左视图。

图3是本发明中橡胶管是的变径机构的一种状态图。

图4是本发明中橡胶管是的变径机构的另一种状态图。

图5是本发明中橡胶管的示意图。

图6是本发明在调节过程中橡胶管流道变化的示意图。

图7是本发明橡胶管的结构示意图。

图8是本发明的橡胶管过度磨损报警原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明所述的一种调节阀，包括壳体、橡胶管、变径机构和变径驱动机构，所述壳体呈直管状，壳体左右两端分别设有法兰盘，两个法兰盘间的壳体内设有两端与壳体相连接的橡胶管，本发明所述的橡胶管采用多种特殊工艺制作成型，模具和制作工装均为自动化设备，确保橡胶管的精准，本发明设有中央处理器、触发感应器、报警器，所述橡胶管由内径的耐磨橡胶层、中间的感应层和外径承压层组成，耐磨橡胶层、感应层和承压层的厚度大至相同，感应层的中间位置埋有触发感应器，触发感应器经输入电路与中央处理器电连接，中央处理器经输出电路与报警器电连接，报警器设置在壳体上，当橡胶管的管壁磨损减薄至感应层并触发感应器时，引发警报器发出提示操，以及时更换橡胶管；本发明所述的橡胶管的外表面为承压层，承压层由若干层具有一定弹性的承压布缠绕而成，其作用是保证橡胶管可以承受设定的工作压力，确保阀门安全可靠工作；承压层表面设有自润滑性的四氟乙烯涂层，可以降低变径锁块与橡胶管间的摩擦，延长橡胶管的使用寿命；橡胶管中部套有能改变橡胶管直径的变径机构，壳体上设有与变径机构相连接的变径驱动机构；本发明所述的变径机构一种情况是至少设有两段弧形卡环，弧形卡环卡在橡胶管上，卡环的一端与壳体相连接，另一端与变径驱动机构相连接，通过操作变径驱动机构使弧形卡环卡住橡胶管并使橡胶管变径（直径减小），以调节橡胶管（阀）的流量。本发明所述的变径机构的另一种情况是为一段钢带，钢带绕在橡胶管上，钢带或钢带的一端与壳体固定连接，钢带的两端或一端与变径驱动机构相连接，在变径驱动装置机构的驱动下，环形钢带以阀门橡胶管轴心为圆心变化直径，以调节橡胶管（阀）的流量。本发明所述的变径机构由六个变径弧形锁块环绕橡胶管组成，相邻变径弧形锁块间通过导向沟槽和导向面连接，变径弧形锁块卡在橡胶管并与橡胶管相配合，变径驱动机构为一压块，压块的一端与变径弧形锁块相抵触，压块的另一端与固定在壳体上的电机输出端相连接，变径弧形锁块的截面形状为抛物线状，通过操作变径驱动机构使弧形卡环卡住橡胶管并使橡胶管变径（直径减小），变径锁块向阀门中心整体位移，同时受到自身导向沟槽和导向面的影响，每个变径锁块会以自身轴心做顺时针微量旋转，变径锁块的整体位移，自身的旋转，抛物线状的截面形状，三者结合促使六个变径锁紧块在变径的全过程中内侧面始终为圆形，以调节橡胶管（阀）的流量。本发明使用时，通过法兰安装在管道上，当需要调整管道内流体的流量时，通过变径驱动机构改变橡胶管中部的管径大小；在流量调节的全过程中，阀门内部始终形成一个圆形或近似圆形通道，这样使阀门成为管道的一部分，流量控制平稳精准，使用寿命长；当需要减小管道流量时，变径驱动机构内环收缩，给橡胶管提供圆形夹紧力，橡胶管受力变形，内径缩小；当需要增加管道流量时，变径驱动机构的内环直径增大，橡胶管在自身张力的作用下实现内径扩大，实现管道在线流量调节动作；橡胶管是唯一消耗部件，当橡胶管损坏后，更换橡胶管即可，其他部件均可正常使用；当橡胶管的管壁磨损减薄至感应层时，触发感应器，引发警报，提示操作者及时更换橡胶管。

如图1、图2、图3和图4所示，一种调节阀，包括驱动装置1，变径机构2，橡胶管4，壳体3、壳体5和变径驱动机构6。

如图3和图4所示，一种调节阀，可通过壳体3和壳体5上的连接法兰与管道连接。驱动装置1可以驱动变径驱动机构6上的环形钢带以阀门轴心为中心做变径运动。变径机构2由六个变径锁块环绕组成，相邻变径锁块间通过导向沟槽和导向面连接。变径锁块与橡胶管外壁配合部位的截面形状为抛物线状，且配合面表面设有具自润滑性的四氟乙烯涂层，可以降低变径锁块与橡胶管间的摩擦。变径驱动机构6上的环形钢带在收缩时，给变径机构2上六个变径锁块分别提供指向阀门轴心的位移驱动力，受此驱动力影响，变径锁块向阀门中心整体位移，同时受到自身导向沟槽和导向面的影响，每个变径锁块会以自身轴心做顺时针微量旋转。变径锁块的整体位移，自身的旋转，抛物线状的截面形状，三者结合促使六个变径锁紧块在变径的全过程中内侧面始终环绕呈圆形。橡胶管4受到来自变径锁块的环形压力自身发生内凹变形，从而实现变径调节。

当需要减小管道流量时，驱动装置1接收指令动作，驱动变径驱动机构6上的环形钢带以阀门轴心为中心收缩。环形钢带收缩的过程中，驱动变径机构2上六个变径锁块动作，六个环形锁块环绕而成的圆形直径缩小，提供橡胶管4环形压力。胶管4受到环形压力后自身发生内凹变形，从而实现减小通径的调节。

当需要增加管道流量时，驱动装置1接收指令反向动作，驱动变径驱动机构6上的环形钢带以阀门轴心为中心扩张。环形钢带扩张的过程中，逐渐失去对变径机构2的驱动力，六个环形锁块受到来自橡胶管4释放的张力开始背离阀门轴心，橡胶管4内径逐渐增大，完成在线调节动作。变径驱动机构6内部采用梯形螺纹传动，具有自锁功能，确保在使用过程中橡胶管4内径不变。

如图5和图6所示，一种调节阀，在流量调节的全过程中，阀门内部始终形成一个圆形通道，这样使阀门成为管道的一部分，流量控制平稳精准，使用寿命长。

图示7为橡胶管剖视图，管壁内部结构包括耐磨橡胶，承压层和感应层，承压层和感应层的材料均有一定的弹性。根据应用现场的具体工况，橡胶层有多种耐磨、耐腐蚀橡胶材质可供选择。感应层设计在橡胶管壁厚1/2的位置，感应层内埋有感应器，当橡胶管的管壁磨损减薄至感应层时，触发感应器，引发警报，提示操作者及时更换橡胶管。承压层设计在橡胶管壁的最外侧，由若干层具有一定弹性的承压布缠绕而成，其作用是保证橡胶管可以承受设定的工作压力，确保阀门安全可靠工作。

图8是橡胶管过度磨损报警原理图。橡胶管感应器两端通过导线与电信号转换器相连接，电信号转换器与PLC控制器输入端电连接，PLC控制器输出端与报警器电连接。本发明当橡胶磨损至感应层时，触发感应器，引发警报，提示用户在设定时间内进行更换维修。维修时仅需更换橡胶管，阀体及其他部件仍可继续使用，避免阀门损坏时带来的生产和环境问题。

Claims (2)

1.一种调节阀，其特征在于包括壳体、橡胶管、变径机构和变径驱动机构，所述壳体呈直管状，壳体左右两端分别设有法兰盘，两个法兰盘间的壳体内设有两端与壳体相连接的橡胶管，橡胶管中部套有能改变橡胶管直径的变径机构，壳体上设有与变径机构相连接的变径驱动机构，变径机构由六个变径弧形锁块环绕橡胶管组成，相邻变径弧形锁块间通过导向沟槽和导向面连接，变径弧形锁块卡在橡胶管并与橡胶管相配合，变径驱动机构为一压块，压块的一端与变径弧形锁块相抵触，压块的另一端与固定在壳体上的电机输出端相连接。

2.根据权利要求1的一种调节阀，其特征在于弧形锁块的截面形状为抛物线状。