CN107061834B - 内置驱动轴流式调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内置驱动轴流式调节阀，包括阀体、阀芯、阀座、控制机构，阀体内腔设置导流罩，导流罩外表面与阀体内腔壁之间构成环形流道，阀芯外圆面与导流罩出口端内孔动密封配合；主要是控制机构采用液压控制机构，所述液压控制机构由活塞传动装置和油压控制装置组成；油压控制装置由流量/压力传感器、PID控制器、伺服电机、油量控制器组成，油量控制器的两个输出端口分别与两个油压接头连通。而且在活塞传动装置内设置阻尼缓闭装置和阻尼慢开装置，减小启闭过程中阀芯与阀座及其他部件之间的撞击，具有调节精度高、使用寿命长、运行噪音小、密封性能好等优点。适用于原油、成品油、天然气长输管线泵站、接收站等工况的控制阀。

Description

内置驱动轴流式调节阀
技术领域
本发明属于阀门领域，特别是关于一种轴流式调节阀。本发明适用于原油、成品油、天然气长输管线泵站、接收站等工况的控制阀。
背景技术
轴流式调节阀主要有阀体、阀芯、阀杆组成，阀体与两端法兰一体结构，阀杆位于阀体内腔由控制机构传动，无填料密封，泄漏点少，广泛应用于石油、天然气长输管线。目前，国内外应用于石油天然气行业的轴流式控制阀的典型结构以荷兰MOKVELD公司的产品为代表，其阀芯通过90°的角式传动机构控制操作，该角式传动机构由一对相互啮合的齿条组成，两齿条分别阀芯杆上和阀杆上，阀杆上下移动带动阀芯杆左右移动，使阀芯在套筒内移动调节。其缺点是：角式传动机构的两个齿条存在配合误差，传动过程中齿条及其导向孔容易易磨损，形成传动误差，调节精度低、使用寿命短，阀芯关闭时易与阀座发生撞击，噪音大、密封可靠性差。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺点，提供一种调节精度高、密封性能可靠、噪音小、使用寿命长的内置驱动轴流式调节阀。
本发明的技术方案包括阀体、阀芯、阀座、控制机构，阀体与其两端法兰一体浇注而成，阀体内腔设置导流罩，导流罩外表面通过连接筋连接在阀体内腔壁上，导流罩外表面与阀体内腔壁之间构成环形流道，阀座设置在阀体出口通道口，阀芯采用U形空心圆筒结构，该U形空心圆筒外圆面与导流罩出口端内孔动密封配合，在U形空心圆筒下端面外周制有与阀座相互配合的密封面；主要是控制机构采用液压控制机构，所述液压控制机构由活塞传动装置和油压控制装置组成；活塞传动装置由活塞缸、活塞、活塞杆组成，活塞杆的一端与活塞固定连接，另一端穿出右缸盖与阀芯中心固定连接，活塞外圆面与活塞缸内壁动密封配合，阀体上的两个油压接头分别通过左缸盖和右缸盖与活塞两侧的活塞腔连通；油压控制装置由流量/压力传感器、PID控制器、伺服电机、油量控制器组成，流量/压力传感器安装在阀体出口通道内，其检测信号输入PID控制器与设定流量/压力对应的电信号进行比较运算，PID控制器输出信号控制伺服电机，伺服电机控制油量控制器输出油量大小和方向，油量控制器的两个输出端口分别与两个油压接头连通。
在以上技术方案中，活塞传动装置设有阻尼缓闭装置，该阻尼缓闭装置由阻尼套与阻尼油腔相互配合组成，阻尼套固定安装在活塞端面处的活塞杆上，阻尼油腔设置在活塞杆外圆周的右缸盖上，阻尼油腔通过一单向阀与活塞右腔连通，该单向阀由弹簧和钢珠组成，单向阀的进口位于活塞右腔一侧，出口位于阻尼油腔一侧。
在以上技术方案中，活塞传动装置设有阻尼慢开装置，该阻尼慢开装置由安装在左缸盖和导流罩内的导向套与安装在活塞上的阻尼杆组成，导向套的阻尼孔与活塞左腔连通，阻尼杆与阻尼孔间隙配合。
在以上技术方案中，在导向套内壁制有轴向泄压孔，该泄压孔与活塞左腔连通，另一端与阻尼孔底部连通，泄压孔内设置针形调节阀，针形调节阀采用螺纹安装在导流罩上的调节螺钉，调节螺钉端部径向插入泄压孔内。
本发明的优点是控制机构采用液压控制机构，调节精度高、使用寿命长；还进一步在活塞传动装置内设置阻尼缓闭装置和阻尼慢开装置，减小启闭过程中阀芯与阀座及其他部件之间的撞击，运行噪音小、密封性能好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
1 阀体、2 导流罩、3 左缸盖、4 活塞、5 油压接头、6 阻尼套、7 活塞缸、8 活塞杆、9 右缸盖、10 单向阀、11 阀芯、12 阀笼、13 隔套、14 四开环、15 压紧螺母、16 阻尼油腔、17 长螺栓、18 连接筋、19 导向套、20 阻尼杆。
具体实施方式
如图1所示的内置驱动轴流式调节阀，包括阀体1、阀芯11、阀座、控制机构，阀体1与其两端法兰一体浇注而成，阀门整体无密封泄漏点，达到石油、天然气长输管线的长寿命、免维护使用要求，阀体1内腔设置导流罩2，导流罩2外表面通过连接筋18连接在阀体1内腔壁上，导流罩2具有圆锥体结构，圆锥体的锥部位于阀体1进口一侧，导流罩2、连接筋18与阀体1一体浇注成型，导流罩2外表面与阀体1内腔壁之间构成环形流道，该环形流道具有相等的流通面积，阀座设置在阀体1出口通道口，阀芯11采用U形空心圆筒结构，该U形空心圆筒外圆面与导流罩2出口端内孔动密封配合，所述导流罩2出口端即导流罩2位于阀体1出口一侧的端面，在U形空心圆筒下端面外周制有与阀座相互配合的密封面，所述U形空心圆筒下端面即为U形空心圆筒正对阀体1出口通道一侧的端面，U形空心圆筒密封面内侧具有圆锥面，该圆锥面中心线即U形空心圆筒中心线与阀体1通道中心线重合；控制机构采用液压控制机构，所述液压控制机构由活塞传动装置和油压控制装置组成；活塞传动装置由活塞缸7、活塞4、活塞杆8组成，活塞杆8的一端与活塞4固定连接，另一端穿出右缸盖9与阀芯11中心固定连接，活塞4外圆面与活塞缸7内壁动密封配合，阀体1上的两个油压接头5分别通过左缸盖3和右缸盖9与活塞4两侧的活塞腔连通，其中一个油压接头5通过阀体1、连接筋18、导流罩2、左缸盖3内所制的通孔与活塞4左腔连通，另一个油压接头5通过阀体1、连接筋18、导流罩2、活塞缸7缸壁内所制的通孔与活塞4右腔连通，右缸盖9通过长螺栓17将活塞缸7、左缸盖3固定安装在导流罩2的安装孔内；油压控制装置由流量/压力传感器、PID控制器、伺服电机、油量控制器组成，流量/压力传感器安装在阀体1出口通道内，将检测到的流量或压力值转化为对应的电信号，其输出信号端接PID控制器输入端，PID控制器输出端接伺服电机，伺服电机控制端接油量控制器，检测信号输入PID控制器与设定流量/压力对应的电信号进行比较运算，PID控制器输出信号控制伺服电机，伺服电机控制油量控制器输出油量大小和方向，油量控制器的两个输出端口分别与两个油压接头5连通，油量控制器输出油量控制活塞4移动方向和距离，从而控制阀芯11的开度。
活塞传动装置设有阻尼缓闭装置，该阻尼缓闭装置由阻尼套6与阻尼油腔16相互配合组成，阻尼套6固定安装在活塞4端面处的活塞杆8上，阻尼油腔16设置在活塞杆8外圆周的右缸盖9上，在阻尼套6进入阻尼油腔16时，阻尼油腔16内的油压对阻尼套6产生的阻力使阀芯11缓闭，降低与阀座之间的撞击，阻尼油腔16通过一单向阀10与活塞4右腔连通，该单向阀10由弹簧和钢珠组成，单向阀10的进口与活塞4右腔连通，出口与阻尼油腔16连通，当活塞4右移时，活塞4右腔压力升高，单向阀10弹簧被压缩开启，弹簧的背压载荷作用提高活塞4移动的平稳性。
活塞传动装置设有阻尼慢开装置，该阻尼慢开装置由安装在左缸盖3和导流罩2内的导向套19与安装在活塞4上的阻尼杆20组成，导向套19的阻尼孔与活塞4左腔连通，阻尼杆20与阻尼孔间隙配合，当阻尼杆20进入导向套19的阻尼孔时，阻尼孔内的油压对阻尼杆20产生阻力，达到阀芯11缓慢开启。
在导向套19内壁制有轴向泄压孔，该泄压孔一端与活塞4左腔连通，另一端与阻尼孔底部连通，泄压孔内设置针形调节阀，调节泄压孔内的泄压流量，从而控制阀芯11的开启速度。针形调节阀采用螺纹安装在导流罩2上的调节螺钉，调节螺钉端部径向插入泄压孔内，调节螺钉的位置根据阀芯11开启速度的要求设定。
在导流罩2出口端与阀体1出口通道之间安装阀笼12，该阀笼12由隔套13、四开环14、压紧螺母15固定安装在阀体1进口通道与导流罩2出口端之间，位于环形流道处的阀笼12圆周均匀制有流通孔，阀笼12内圆壁与阀芯11外圆面动密封配合，阀座设置在阀体1出口处的阀笼12内圆壁上。

Claims (2)

1.一种内置驱动轴流式调节阀，包括阀体(1)、阀芯(11)、阀座、控制机构，阀体(1)内腔设置导流罩(2)，导流罩(2)外表面通过连接筋(18)连接在阀体(1)内腔壁上，导流罩(2)外表面与阀体(1)内腔壁之间构成环形流道，阀座设置在阀体(1)出口通道口，阀芯(11)采用U形空心圆筒结构，该U形空心圆筒结构外圆面与导流罩(2)出口端内孔动密封配合，在U形空心圆筒下端面外周制有与阀座相互配合的密封面；其特征是控制机构采用液压控制机构，所述液压控制机构由活塞传动装置和油压控制装置组成；活塞传动装置由活塞缸(7)、活塞(4)、活塞杆(8)组成，活塞杆(8)的一端与活塞(4)固定连接，另一端穿出右缸盖(9)与阀芯(11)中心固定连接，活塞(4)外圆面与活塞缸(7)内壁动密封配合，阀体(1)上的两个油压接头(5)分别通过左缸盖(3)和右缸盖(9)与活塞(4)两侧的活塞腔连通；油压控制装置由流量或压力传感器、PID控制器、伺服电机、油量控制器组成，流量或压力传感器安装在阀体(1)出口通道内，其输出信号端接PID控制器输入端，PID控制器输出端接伺服电机，伺服电机控制端接油量控制器，油量控制器的两个输出端口分别与两个油压接头(5)连通；
活塞传动装置设有阻尼缓闭装置，该阻尼缓闭装置由阻尼套(6)与阻尼油腔(16)相互配合组成，阻尼套(6)固定安装在活塞(4)端面处的活塞杆(8)上，阻尼油腔(16)设置在活塞杆(8)外圆周的右缸盖(9)上，阻尼油腔(16)通过一单向阀(10)与活塞(4)右腔连通，该单向阀(10)由弹簧和钢珠组成，单向阀(10)的进口与活塞(4)右腔连通，出口与阻尼油腔(16)连通；
活塞传动装置设有阻尼慢开装置，该阻尼慢开装置由安装在左缸盖(3)和导流罩(2)内的导向套(19)与安装在活塞(4)上的阻尼杆(20)组成，导向套(19)的阻尼孔与活塞(4)左腔连通，阻尼杆(20)与阻尼孔间隙配合。
2.根据权利要求1所述的内置驱动轴流式调节阀，其特征是在导向套(19)内壁制有轴向泄压孔，该泄压孔一端与活塞(4)左腔连通，另一端与阻尼孔底部连通，泄压孔内设置针形调节阀，针形调节阀采用螺纹安装在导流罩(2)上的调节螺钉组成，调节螺钉端部径向插入泄压孔内。
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