CN108533828A - 一种迷宫式盘片及迷宫式调节阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种迷宫式盘片，包括设有中心孔的盘片，在盘片的一侧设有在径向排列的数层凸台，每层凸台均包括环形排列并等距间隔设置的数个水滴形凸台，水滴形凸台介质流出端的曲率半径均小于介质流入端的曲率半径，处于内层的每个水滴形凸台在圆周上位于其外层相邻的两个水滴形凸台的中心处；所有凸台的高度均相等，在最内层凸台的内侧设有低于凸台的环形的围堰；本发明还公开了使用该盘片的迷宫式调节阀。本发明其流道无回流区域，可减少颗粒物侵蚀和堵塞流道，并能减少固体杂质的冲击侵蚀，同时使得阀座区域免受高速冲击和横向震动，在保证降压效果的同时延长阀门的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种迷宫式盘片及使用该盘片的迷宫式调节阀。
背景技术
目前，芯包组件采用迷宫式盘片叠加而成的调节阀都可以称之为迷宫式调节阀。盘片上迷宫流道多由电火花刻蚀的方法加工而成，介质经迷宫流道流过，实现多级的转弯，消耗流体能量，实现逐级降压；根据迷宫流道结构形式的不同，常见的迷宫式盘片有如下三种典型结构：1.直流式迷宫盘片，其上每一个迷宫流道入口经多级直角转弯后直接连通唯一的出口中心孔，流体在流动过程中只改变流动方向而不分支或汇合，此类盘片多用于液体介质；2.分流式迷宫盘片，其迷宫流道入口数与出口数不一致，流体在流动过程中出现分支或汇合的现象；这种结构有助于提高流道截面积的扩张系数，使流体消耗更多的能量，是目前最为常见的迷宫盘片形式；3.围栏式迷宫盘片，其迷宫流道是由沿着盘片径向呈放射状的围栏型凸台围成，此类盘片由于其流通截面积相对更大，从而可以达到更大的流通能力。
现有迷宫式盘片存在的问题：
1、由于流入迷宫调节阀的介质中存在杂质，当迷宫盘片的入口采用上述结构的大流量流道时，难以保证大颗粒杂质不进入迷宫流道，进而会造成入口处杂质堵塞影响入口流量，同时，上述三种结构均在流道转弯部位的角度大于或接近90°，介质为大角度折流，出现回流区域，现有迷宫沟槽流道的盘片对流体清洁度要求较高，否则在流道的每个转弯部位由于介质不可避免的出现回流造成颗粒物的堆积、从而发生侵蚀并容易堵塞，影响调节阀的正常使用。
2、介质在流道转弯部位流动方向发生大角度的改变，流体及流体中固体杂质对流道金属材料的锐角处产生强烈冲刷和侵蚀，导致盘片迷宫沟槽的破坏，影响调节阀的正常使用，降低盘片及阀门的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种迷宫式盘片及使用该盘片的迷宫式调节阀，其盘片的流道无回流区域，可减少颗粒物侵蚀和堵塞流道，并能有效降低流体对材料的冲刷，减少固体杂质的冲击侵蚀，同时使得阀座区域免受高速冲击和横向震动，在保证降压效果的同时延长阀门的使用寿命。
为达到上述目的，本发明的一种迷宫式盘片，包括设有中心孔的盘片，其特征在于在盘片的一侧设有在径向排列的数层凸台，每层凸台均包括环形排列并等距间隔设置的数个水滴形凸台，水滴形凸台介质流出端的曲率半径均小于介质流入端的曲率半径，处于内层的每个水滴形凸台在圆周上位于其外层相邻的两个水滴形凸台的中心处；所有凸台的高度均相等，在最内层凸台的内侧设有环形的围堰，围堰的高度低于凸台的高度。
该盘片在各水滴形凸台之间形成连续转弯的迷宫式流道，可设置大规模的流道数量，转弯级数可大量布置，并在圆周上均匀分布，流体经历连续的流道收缩--流道扩张--流道收缩…流道扩张过程，并实现多级的转弯，流体在流道中自身冲撞，消耗流体能量，逐级降压；但流体每次转弯的角度较小，流道无回流区域，可减少颗粒物侵蚀和堵塞流道，加上各水滴形凸台无金属锐角，能有效降低流体“冲角”对材料的冲刷，减少固体杂质的冲击侵蚀，延长盘片及阀门的使用寿命；围堰使流体均匀流向中心孔或从中心孔流出，使阀座区域免受横向震动和高速冲击，避免侵蚀；
作为本发明的进一步改进，各个不同层上相邻的两水滴形凸台在圆周上的最小间距大致相等；对应的，采用该盘片的一种迷宫式调节阀，包括阀体、阀座环、阀盖、阀杆、与阀杆联接的阀芯、置于阀座环与阀盖之间重叠的数块盘片，在阀体内设与阀座环内孔相通的中心介质口及与所有盘片外侧相通的外圆介质口，其特征在于所述盘片均为上述的迷宫式盘片，阀芯与迷宫式盘片的中心孔及阀座环的内孔相配合；所述外圆介质口为介质进口，所述中心介质口为介质出口；该盘片及调节阀适用于液体介质，介质从盘片外侧流向中心孔，在降压的同时保持流速基本不变；
作为本发明的进一步改进，各个不同层上相邻的两水滴形凸台在圆周上的最小间距从内至外逐渐增大；对应的，采用该盘片的一种迷宫式调节阀，包括阀体、阀座环、阀盖、阀杆、与阀杆联接的阀芯、置于阀座环与阀盖之间重叠的数块盘片，在阀体内设与阀座环内孔相通的中心介质口及与所有盘片外侧相通的外圆介质口，其特征在于所述盘片均为上述的迷宫式盘片，阀芯与迷宫式盘片的中心孔及阀座环的内孔相配合；所述外圆介质口为介质出口，所述中心介质口为介质进口；该盘片及调节阀适用于气体介质，因降压时气体密度变小，流速变高，介质从盘片外侧流向中心孔，各个不同层上相邻的两水滴形凸台在圆周上的最小间距从内至外逐渐增大，即扩大流道截面积可防止流速过高。
作为本发明的进一步改进，迷宫式调节阀的阀芯内设有轴向的通孔；可保持阀芯两端压力相等，便于阀芯的启闭；
综上所述，本发明的盘片的流道无回流区域，可减少颗粒物侵蚀和堵塞流道，并能有效降低流体对材料的冲刷，减少固体杂质的冲击侵蚀，同时使得阀座区域免受高速冲击和横向震动，在保证降压效果的同时延长阀门的使用寿命。
附图说明
图1为盘片实施例一的主视图。
图2为数块实施例一盘片的仰视图。
图3为图2中A处的局部放大图。
图4为采用盘片实施例一的迷宫式调节阀的主视图。
图5为流体介质经过盘片实施例一的流向示意图。
图6为盘片实施例二的局部主视图及流体介质经过该盘片的流向示意图。
图7为采用盘片实施例二的迷宫式调节阀的主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1至图3所示，该实施例的一种迷宫式盘片，包括设有中心孔2的盘片1，在盘片1的一侧一体固设有在径向排列的数层凸台，每层凸台均包括环形排列并等距间隔设置的数个水滴形凸台3，水滴形凸台3的介质流出端（即内端）的曲率半径均小于其介质流入端（外端）的曲率半径，水滴形凸台3两端的两侧通过相切的直线或顺滑的曲线相连，处于内层的每个水滴形凸台3在圆周上位于其外层相邻的两个水滴形凸台的中心处，各个不同层上相邻的两水滴形凸台3在圆周上的最小间距a大致相等；所有水滴形凸台3的高度均相等，在最内层水滴形凸台3的内侧设有环形的围堰4，围堰4的高度低于水滴形凸台3的高度。
如图4所示，采用该盘片的一种迷宫式调节阀，包括阀体5、阀座环6、阀盖7、阀杆8、与阀杆8联接的阀芯9、置于阀座环6与阀盖7之间重叠的数块盘片1，在阀体5内设与阀座环6内孔相通的中心介质口10及与所有盘片1外侧相通的外圆介质口11，所述盘片1均为实施例一的迷宫式盘片，阀芯9与迷宫式盘片的中心孔2及阀座环6的内孔相配合，阀芯9内设有轴向的通孔12；所述外圆介质口11为介质进口，所述中心介质口10为介质出口；
该实施例的盘片由于每层的水滴形凸台3环形排列并等距间隔设置，处于内层的每个水滴形凸台3在圆周上位于其外层相邻的两个水滴形凸台的中心处，在各水滴形凸台3之间形成连续转弯的迷宫式流道，可设置大规模的流道数量，转弯级数可大量布置，并在圆周上均匀分布，流体在不同层水滴形凸台3之间经历连续的流道收缩--流道扩张--流道收缩--流道扩张过程，并实现多级的转弯，流体在流道中自身冲撞，消耗流体能量，逐级降压；但流体每次转弯的角度较小，远低于现有盘片90°左右的转向，流道无回流区域，可减少颗粒物侵蚀和堵塞流道，加上各水滴形凸台3无金属锐角，能有效降低流体“冲角”对材料的冲刷，减少固体杂质的冲击侵蚀，延长盘片及阀门的使用寿命；该盘片及调节阀适用于不可压缩的液体介质，如图5所示，介质从盘片1外侧流向中心孔2，因各个不同层上相邻的两水滴形凸台3在圆周上的最小间距a大致相等，在降压的同时保持流速基本不变；围堰4拦截所有下冲的环形流，保护阀座区域免受高速冲击侵蚀，并使流体均匀流向中心孔，并将其导入阀座环6的中心区域，使阀座区域免受横向震动和高速冲击，延长盘片及阀门的使用寿命；
实施例二
如图6所示，该实施例与实施例一的区别仅在于：水滴形凸台14的介质流入端（内端）的曲率半径均大于其介质流出端（外端）的曲率半径，盘片13各个不同层上相邻的两水滴形凸台14在圆周上的最小间距b从内至外逐渐增大，即各层相邻的两水滴形凸台14之间的最小流道截面积从内至外逐渐变大；如图7所示，采用该盘片的一种迷宫式调节阀，包括阀体5、阀座环6、阀盖7、阀杆8、与阀杆8联接的阀芯9、置于阀座环6与阀盖7之间重叠的数块盘片13，在阀体5内设与阀座环6内孔相通的中心介质口10及与所有盘片13外侧相通的外圆介质口11，所述盘片13均为实施例二的迷宫式盘片，阀芯9与迷宫式盘片的中心孔2及阀座环6的内孔相配合；所述外圆介质口11为介质出口，所述中心介质口10为介质进口；该盘片及调节阀适用于气体介质，因气体可压缩，在降压时气体密度变小，流速变高，介质从中心孔2流向盘片外侧，各个不同层上相邻的两水滴形凸台在圆周上的最小间距b从内至外逐渐增大，即扩大流道截面积可防止流速过高。
Claims (6)
1.一种迷宫式盘片，包括设有中心孔的盘片，其特征在于在盘片的一侧设有在径向排列的数层凸台，每层凸台均包括环形排列并等距间隔设置的数个水滴形凸台，水滴形凸台介质流出端的曲率半径均小于介质流入端的曲率半径，处于内层的每个水滴形凸台在圆周上位于其外层相邻的两个水滴形凸台的中心处；所有凸台的高度均相等，在最内层凸台的内侧设有环形的围堰，围堰的高度低于凸台的高度。
2.如权利要求1所述的一种迷宫式盘片，其特征在于各个不同层上相邻的两水滴形凸台在圆周上的最小间距大致相等，该盘片适用于不可压缩的流体。
3.如权利要求1所述一种迷宫式盘片，其特征在于各个不同层上相邻的两水滴形凸台在圆周上的最小间距从内至外逐渐增大，该盘片适用于可压缩的流体。
4.一种迷宫式调节阀，包括阀体、阀座环、阀盖、阀杆、与阀杆联接的阀芯、置于阀座环与阀盖之间重叠的数块盘片，在阀体内设有与阀座环内孔相通的中心介质口及与所有盘片外侧相通的外圆介质口，其特征在于所述盘片均为权利要求2所述的迷宫式盘片，阀芯与迷宫式盘片的中心孔及阀座环的内孔相配合；所述外圆介质口为介质进口，所述中心介质口为介质出口。
5.一种迷宫式调节阀，包括阀体、阀座环、阀盖、阀杆、与阀杆联接的阀芯、置于阀座环与阀盖之间重叠的数块盘片，在阀体内设有与阀座环内孔相通的中心介质口及与所有盘片外侧相通的外圆介质口，其特征在于所述盘片均为权利要求3所述的迷宫式盘片，阀芯与迷宫式盘片的中心孔及阀座环的内孔相配合；所述外圆介质口为介质出口，所述中心介质口为介质进口。
6.如权利要求4或5所述的一种迷宫式调节阀，其特征在于所述阀芯内设有轴向的通孔。
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