CN108223879A - 比例阀及其阀座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门领域，特别是涉及到了一种比例阀及其阀座。比例阀包括阀体、阀芯和阀座，阀芯与阀座滑动配合，阀座上设有阀口，阀芯可通过往复移动来开启、封闭阀口以及调节阀口的开度，定义阀口在工作时最先打开的一端为初开端，所述阀口具有渐变段，所述渐变段从阀口的初开端至另一端逐渐变大，渐变段的至少一侧的内壁面为从阀口的初开端至另一端向外侧扩展的弧面。本发明的比例阀无论在何种情况下均不会出现阀口开度变化速度的突变，从而可提高比例阀的流量控制精度。

Description

比例阀及其阀座

技术领域

本发明涉及阀门领域，特别是涉及到了一种比例阀及其阀座。

背景技术

比例阀是一种可对相应介质流量进行连续控制的阀门，在燃气具、车辆、医疗器械等各个领域中均有着十分广泛地应用。例如，在燃气具中，比例阀是核心控制部件，通过燃气比例阀的压力调节和稳压功能，能够在燃气进口压力波动的情况下稳定输出压力。同时燃气比例阀还具有通断燃气管路的作用，在燃气具关闭的状态下能够断开燃气通道，阻止燃气的流动和泄露，保护使用者的人身安全。

典型的比例阀包括阀体、阀芯、弹簧和电磁驱动组件，其中阀体上设有两个阀腔，两个阀腔中的一个上设有进口，另一个上设有出口，阀芯设在两阀腔之间的阀口处，弹簧顶压阀芯，使阀芯保持在封闭阀口的状态下，当电磁驱动组件通电时，阀芯被电磁驱动组件驱动，克服弹簧的阻力，继而将阀口打开，由于阀芯采用的是锥形结构，在运动的过程中，随着其位置的不同，阀口的打开程度也随之变化，进而起到调节流量的作用。典型的比例阀的结构可参考公布号为CN105626874A、公布日为2016年6月1日的中国发明专利申请的说明书。

除了上述采用锥形阀芯的比例阀外，市场上还有滑阀形式的比例阀，滑阀式结构的比例阀的结构见公告号为CN103055402A、公布日为2013年4月24日的中国发明专利说明书。该种结构的比例阀的阀芯滑动装配在阀体中，通过周壁与阀座的内壁滑动密封配合，阀芯上设有阀芯通道，阀芯通道具有位于阀芯周壁上的、与阀座上的开口对应的开口，在使用时，电磁驱动组件驱动阀芯运动，依靠阀芯上的开口与阀座上的开口之间的重叠度来调节流量，为了调节能够更加精细化，阀芯上的开口还会被设计成从一端向另一端逐渐变窄、变小的三角形结构。实际应用中，三角形的开口结构确实在一定程度上提高了比例阀的流量控制精度，但是由于为电磁阀结构，阀芯的运动同时受到电磁驱动部件和复位弹簧的力的作用，而弹簧的力的作用的变化与其压缩量之间的关系并非线性关系，因此比例阀在工作时，尤其是阀芯动作初期会出现比较严重的流量波动，此种情况下，即使是在将阀口设计为三角形，在一些对流量控制精度要求较高的场合，仍然无法满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种比例阀，以提高比例阀的流量控制精度。同时，本发明的目的还在于提供上述比例阀的阀座。

为实现上述目的，本发明的比例阀采用以下技术方案：

比例阀，包括阀体、阀芯和阀座，阀芯与阀座滑动配合，阀座上设有阀口，阀芯可通过往复移动来开启、封闭阀口以及调节阀口的开度，定义阀口在工作时最先打开的一端为初开端，所述阀口具有渐变段，所述渐变段从阀口的初开端至另一端逐渐变大，渐变段的至少一侧的内壁面为从阀口的初开端至另一端向外侧扩展的弧面。

由于为阀口设置了渐变段，并且渐变段从阀口的初开端至另一端逐渐变大，其至少一侧的内壁面为从阀口的初开端至另一端向外侧扩展的弧面。当阀芯移动时，对应于渐变段的不同位置，阀口开度将会做出不同的变化，由此可以在阀芯运动前期，比例阀的阻力相对较小的时候，阀芯快速运动也不会导致流量突变，在运动后期，当比例阀弹簧的阻力较大时，仅需阀芯移动较小的距离便可使阀口开度呈更大比例的放大。总而言之，即在阀芯受比例阀弹簧的阻力较小时，虽然能够快速运动，但是阀口的开度变化相对较慢，当阀芯受比例阀弹簧的阻力较大时，虽然运动较慢，但是每动作一点便可使阀口的开度快速变化，因此无论在何种情况下均不会出现阀口开度变化速度的突变，从而可提高比例阀的流量控制精度。

进一步的，将所述渐变段的两侧内壁面设为互相对称的结构，一方面便于加工，另一方面可以更加容易根据阀口开度的变化变化要求进行设计。

进一步的，无论阀口两侧内壁面是否互相对称，均为所述阀口设计了初开段，初开段位于阀口的初开端，所述弧面与初开段的相应内壁面相切，由此可以在所述渐变段参与工作之前首先建立起一个基础的流量，避免流量突变。

进一步的，在设置所述初开段的情况下，所述阀口还具有位于另一端处的后开段，所述后开段的横截面大于初开段的横截面，由此可以满足对不同流量的需求。且当后开段参与工作时，往往比例阀的弹簧已经达到了一定的压缩量，弹力与压缩量之间的关系已经相对固定，因此阀芯的波动较容易受控制，即使后开段的横截面相对更大，也不易引起流量的突变。

更进一步的，将所述初开段与后开段均设为矩形并且阀口的两侧内壁面之间互相对称，这样可以更加便于加工。

比例阀的阀座采用以下技术方案：

比例阀的阀座，该阀座上设有用于与相应的阀芯配合的阀口，定义阀口在工作时最先打开的一端为初开端，所述阀口具有渐变段，所述渐变段从阀口的初开端至另一端逐渐变大，渐变段的至少一侧的内壁面为从阀口的初开端至另一端向外侧扩展的弧面。

进一步的，无论阀口两侧内壁面是否互相对称，均为所述阀口设计了初开段，初开段位于阀口的初开端，所述弧面与初开段的相应内壁面相切。

进一步的，在设置所述初开段的情况下，所述阀口还具有位于另一端处的后开段，所述后开段的横截面大于初开段的横截面。

更进一步的，将所述初开段与后开段均设为矩形并且阀口的两侧内壁面之间互相对称。

附图说明

图1是本发明比例阀的实施例1的结构示意图；

图2是图1中比例阀的阀座的结构示意图；

图3是本发明比例阀的实施例2中的阀座的结构示意图；

图4是本发明比例阀的实施例3中的阀座的结构示意图；

图5是是本发明比例阀的实施例4中的阀座的结构示意图；

图6是是本发明比例阀的实施例5中的阀座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的比例阀的具体实施例1，如图1-2所示，该电磁比例阀的结构如图1、2所示，该电磁比例阀的主要构成部分有阀体11、阀座12、阀芯13、输出接头14、阀盖15、电磁驱动组件、阀杆16等。

阀座12安装在阀体11中，在本实施例中，电磁比例阀为滑阀式的结构，因此阀口17设在阀座12的周向上，通过阀芯13的往复运动，可以调整阀口17的开度，进而达到调节流量的目的。输出接头14设在阀体上，与阀口17相互连通，用于与下游的管路连接。

阀口17的形状如图2所示，定义阀口17在工作时最先打开的一端，即阀芯13从初始位置开始运动时，阀口17的最先被打开的一端为初开端（最先打开的一端），在本实施例中，阀口17分为初开段171、渐变段172和后开段173，其中渐变段172位于初开段171与后开段173之间。顾名思义，初开段171即在工作时最先打开的一段，后开段173即在工作时最后打开的一段，其横截面大于初开段171。在本实施例中，初开段171和后开段173均呈矩形，并且对中设置，渐变段172连接在初开段与后开段之间，其两个内壁面均为弧面并且互相对称，由此使得阀口17的两侧内壁面之间互相对称。需要特别指出的是，在本实施例中，上述弧面与初开段171相应的内壁面之间相切。

阀盖15安装在阀体11的远离阀座12的一端上，为了保证密封，阀盖15与阀体11之间设置了密封圈。另外，阀盖15的内侧面设置了向内侧凸出的凸台结构，外侧设有向外延伸的套筒结构，凸台结构可用于安装电磁驱动组件，关于凸台结构与电磁驱动组件之间的相互配合关系，下文中将会详细说明。套筒结构用于保护并避让阀杆16的外端，以使阀杆16的外端能够不受外界环境的干扰，能够顺畅的往复运动。

电磁驱动组件的主要构成部分有线圈组件、衔铁18、控制电路19和复位弹簧20。线圈组件包括线圈骨架21和设在线圈骨架21上的线圈22，其中线圈骨架21呈套状，其套壁的纵截面为呈“山”字形，形成两个线槽，从图1可以清楚的看到，上文中提到的阀盖15内侧的凸台结构形成了线圈骨架21的支撑并且与线圈骨架21之间设置了密封圈。线圈22为双线圈，双线圈的两组线圈在线圈骨架21上沿轴向间隔布置，分别位于线圈骨架21的两个线槽中。

阀杆16安装在衔铁18中，与衔铁18同轴设置。在本实施例中，阀杆16是直接穿过衔铁18，以挡销23、卡簧24和挡圈25与衔铁18配合，其两端分别延伸至阀芯13之外，由此形成了衔铁18的双端支撑结构。为了与阀杆配合，阀体上还设置了减磨环26，减磨环26有两个，分别设在阀体的阀座12和阀盖15上。阀芯13集成在阀杆16的靠近阀座的一端，与阀杆一体设置。

复位弹簧20顶装在上述的挡圈与阀盖内侧面之间，用于促使阀芯复位，以在初始状态下封闭阀口。

比例阀的具体实施例2，如图3所示，本实施例与比例阀的实施例1的区别仅在于，阀口27省略了初开段，渐变段采用了非对称的结构，仅一侧的内壁设为了弧面。

比例阀的具体实施例3，如图4所示，本实施例与比例阀的实施例1的区别仅在于，阀口37省略了后开段。

比例阀的具体实施例4，如图5所示，本实施例与比例阀的实施例1的区别仅在于，阀口47省略了初开段。

比例阀的具体实施例5，如图6所示，本实施例与比例阀的实施例1的区别仅在于，阀口57仅采用了渐变段。

比例阀阀座的具体实施例，该阀座的结构可以为上述比例阀的任一个实施例中的阀座，此处不予赘述。

Claims (10)

1.比例阀，包括阀体、阀芯和阀座，阀芯与阀座滑动配合，阀座上设有阀口，阀芯可通过往复移动来开启、封闭阀口以及调节阀口的开度，其特征在于，定义阀口在工作时最先打开的一端为初开端，所述阀口具有渐变段，所述渐变段从阀口的初开端至另一端逐渐变大，渐变段的至少一侧的内壁面为从阀口的初开端至另一端向外侧扩展的弧面。

2.根据权利要求1所述的比例阀，其特征在于，所述渐变段的两侧内壁面互相对称。

3.根据权利要求1或2所述的比例阀，其特征在于，所述阀口还具有位于初开端的初开段，所述弧面与初开段的相应内壁面相切。

4.根据权利要求3所述的比例阀，其特征在于，所述阀口还具有位于另一端处的后开段，所述后开段的横截面大于初开段的横截面。

5.根据权利要求4所述的比例阀，其特征在于，所述初开段与后开段均为矩形并且阀口的两侧内壁面之间互相对称。

6.比例阀的阀座，该阀座上设有用于与相应的阀芯配合的阀口，其特征在于，定义阀口在工作时最先打开的一端为初开端，所述阀口具有渐变段，所述渐变段从阀口的初开端至另一端逐渐变大，渐变段的至少一侧的内壁面为从阀口的初开端至另一端向外侧扩展的弧面。

7.根据权利要求6所述的比例阀的阀座，其特征在于，所述渐变段的两侧内壁面互相对称。

8.根据权利要求6或7所述的比例阀的阀座，其特征在于，所述阀口还具有位于初开端的初开段，所述弧面与初开段的相应内壁面相切。

9.根据权利要求8所述的比例阀的阀座，其特征在于，所述阀口还具有位于另一端处的后开段，所述后开段的横截面大于初开段的横截面。

10.根据权利要求9所述的比例阀的阀座，其特征在于，所述初开段与后开段均为矩形并且阀口的两侧内壁面之间互相对称。