CN109681675A - 一种温控阀阀芯及自动式温控阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温控阀阀芯及采用该阀芯的自动式温控阀。该阀芯包括感温包、复位弹簧、阀芯推杆、阀芯底座、阀芯衬套、过载弹簧、阀芯滑套；阀芯滑套内固定设有弹簧限位块；感温包设于阀芯推杆一端，阀芯推杆另一端可自由滑动地依次穿过阀芯底座、弹簧限位块；阀芯衬套位于阀芯底座和弹簧限位块之间，并与阀芯推杆固定相连；复位弹簧、过载弹簧分别套于阀芯推杆两端；复位弹簧两端分别抵触感温包和阀芯底座；过载弹簧两端分别抵触阀芯衬套和弹簧限位块；阀芯底座上设有流体通道。本发明采用的温控阀阀芯，通过双弹簧和阀芯滑套的设计，既能实现对温度变化的敏感调控，又不易受到压力变化和突然波动的干扰，控温更加稳定。

Description

一种温控阀阀芯及自动式温控阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别地，涉及一种用于自动式温控阀的阀芯及自动式温控阀。

背景技术

温控阀，顾名思义，对流体温度进行控制的阀门，分为手动式和自动式。手动式温控阀是通过手动调整阀芯控制冷、热流体比例，进而对出口流体温度进行控制，存在操作不便的缺点。自动式温控阀是利用恒温控制器的热胀冷缩，推动阀杆改变阀门开度，改变冷、热流体流量比例，使温度达到设定温度，但现有技术中已经披露的自动式温控阀基本都存在温控延时性、推杆运动无法重现及推杆易损坏等各种各样的问题。因此，发明一种具有稳定设计、构造简单、具有改善动力学且经久耐用的自动式温控阀意义重大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能够对温度变化进行敏感调控，又不易受到压力变化和突然波动的干扰，控温稳定的自动式温控阀。

为了达到上述目的，本发明提供了一种温控阀阀芯，包括感温包、复位弹簧、阀芯推杆、阀芯底座、阀芯衬套、过载弹簧、阀芯滑套；阀芯滑套内固定设有弹簧限位块；感温包设于阀芯推杆一端，阀芯推杆另一端可自由滑动地依次穿过阀芯底座、弹簧限位块；阀芯衬套位于阀芯底座和弹簧限位块之间，并与阀芯推杆固定相连；复位弹簧、过载弹簧分别套于阀芯推杆两端；复位弹簧两端分别抵触感温包和阀芯底座；过载弹簧两端分别抵触阀芯衬套和弹簧限位块；阀芯滑套内部中空，近阀芯衬套的一端开口，另一端上至少设有与内部相连通的流体通道（该端也可直接设计为开口，将开口作为流体通道）；阀芯底座上设有流体通道。

通过感温包感温变化，带动阀芯推杆的运动，利用复位弹簧和过载弹簧的压缩量变化，带动阀芯滑套的位移，通过阀芯滑套的位移量改变温控阀流体入口处的通道开度变化，能够在确保对温度变化敏感调控的同时，又不易受到压力变化或突然波动的干扰，控温更加稳定。

进一步的，阀芯滑套上设有若干泄露孔。通过阀芯滑套上的泄露孔的设计，能够保持冷热两端入口处的一定的小流量，减缓预热循环，并防止冷凝或在极端情况下冻结。

进一步的，温控阀阀芯还包括弹簧托盘；弹簧托盘固定设于阀芯推杆近感温包一端；复位弹簧两端分别抵触弹簧托盘和阀芯底座。

进一步的，阀芯衬套周侧通过复位连杆与弹簧托盘周侧固定相连。

本发明还提供了一种采用上述温控阀阀芯的自动式温控阀，该自动式温控阀还包括阀壳；阀壳采用三通式结构，其上分别设有冷端入口、热端入口和混合出口；阀壳内部设有中空腔体，该中空腔体分别与冷端入口、热端入口和混合出口相连通；温控阀阀芯设于阀壳的中空腔体内；温控阀阀芯的阀芯底座固定设于阀壳内；感温包位于中空腔体内、近混合出口位置处；阀芯滑套可滑动地设于中空腔体内；当复位弹簧和过载弹簧处于自由伸长状态时，冷端入口和热端入口中的某一入口与阀芯滑套的内部相连通，另一入口被阀芯滑套完全覆盖。

通过三通式设计，既可确保在温度控制过程中，初始阶段流体温度低时所有流体经热端入口流至混合出口，以获得最短温度反馈时间，又可确保系统流体流量恒定。

进一步的，上述自动式温控阀内的温控阀阀芯设置为两个，平行分布于上述阀壳的中空腔体内，且分别位于近冷端入口、热端入口位置处；两个温控阀阀芯的感温包均位于阀壳的中空腔体内、近混合出口位置处；当两个温控阀阀芯的复位弹簧和过载弹簧处于自由伸长状态时，其中一个温控阀的阀芯滑套的内部与冷端入口和热端入口中的某一入口相连通，另一个温控阀的阀芯滑套完全覆盖另一入口。

通过双阀芯的并联设计，能够扩容流量，更加适用于大流量范围的温控阀。

进一步的，阀壳上设有调节螺帽；阀壳内近热端入口位置处设有阀座；阀座与调节螺杆相连，该调节螺杆穿过阀壳与调节螺帽螺纹连接；阀座与热端入口处设置的温控阀阀芯对应，当旋紧所述调节螺帽时，该阀座完全覆盖阀芯滑套的对应开口。

通过调节螺帽和阀座的设计，在需要时，可以强制封堵热端入口，使得流体全部经冷端入口流至混合出口，进行强制冷却。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明采用的温控阀阀芯，通过双弹簧和阀芯滑套的设计，既能实现对温度变化的敏感调控，又不易受到压力变化和突然波动的干扰，控温更加稳定。

2、本发明温控阀阀壳三通式的设计与阀芯结构的配合，能够获得对温度变化的最短时间反馈，又可确保系统流体流量恒定；同时阀芯可采用的双并联设计，能够扩容流量适用范围。

3、本发明温控阀采用调节螺帽和阀座，能够手动强制调节通道闭合方式，实现强制冷却。

4、本发明温控阀通过阀芯滑套上的泄露孔设计，保证了冷热两端小流量流体流动，维持系统的稳定运行。

5、本发明温控阀构造简单、设计稳定且经久耐用。

附图说明

图1为本发明温控阀的结构示意图；

图2为本发明温控阀在冷态时A端口处的温控阀阀芯的状态示意图；

图3为本发明温控阀在热态时B端口处的温控阀阀芯的状态示意图。

图中，1-阀壳，2-阀座，3-调节螺帽，4-阀芯，5-密封圈，41-感温包，42-阀芯推杆，43-阀芯衬套，44-过载弹簧，45-阀芯滑套，4501-弹簧限位块，46-复位弹簧，47-阀芯底座，48-弹簧托盘，49-复位连杆，A-热端入口，B-冷端入口，C-混合出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明温控阀自动式温控阀，有热端入口A、冷端入口B和混合出口C三个端口，主要由阀壳1、阀座2、调节螺帽3、阀芯4和密封圈5等组成，可选择并联配置1个或多个相同阀芯4以适应不同流量（根据A、B、C端口管径大小进行阀芯4的并联设计）需求，故本发明提供的自动式温控阀有很大流量范围的广泛适用性。本实施例以两个阀芯4进行并联为例进行结构说明。各阀芯4包括感温包41、复位弹簧46、阀芯推杆42、阀芯底座47、阀芯衬套43、过载弹簧44、阀芯滑套45；阀芯滑套45内固定设有弹簧限位块4501。阀壳1采用三通式结构；阀壳1内部设有中空腔体，该中空腔体分别与冷端入口B、热端入口A和混合出口C相连通。两个阀芯4平行分布于上述阀壳1的中空腔体内，且分别位于近冷端入口B、热端入口A位置处；两个温控阀阀芯的感温包41均位于阀壳的中空腔体内、近混合出口位置处。阀芯4的阀芯底座47固定设于阀壳内，阀芯滑套45可滑动地设于中空腔体内。阀芯推杆42一端设有弹簧托盘48，且该端与感温包41相连，阀芯推杆42另一端可自由滑动地依次穿过阀芯底座47、阀芯衬套43、弹簧限位块4501。阀芯衬套43周侧通过复位连杆49与弹簧托盘48周侧固定相连。复位弹簧46、过载弹簧44分别套于阀芯推杆42两端；复位弹簧46两端分别抵触复位弹簧46和阀芯底座47；过载弹簧44两端分别抵触阀芯衬套43和弹簧限位块4501。阀芯滑套45内部中空，两端开口。阀芯底座47上设有流体通道。

温控阀的阀芯4在不同的温度有不同的动作，阀芯4在C端口处有一感温包41，用于感知C端口处流体温度，感温包采用的材质对温度变化非常敏感，随着温度热胀冷缩。当温度低于温度a℃时，阀芯推杆42未被推出，阀芯衬套43贴于阀芯底座47上，过载弹簧44处于自然状态，阀芯滑套45在本身重力的作用下与阀芯底座47贴合，阀芯衬套43和弹簧托盘48通过复位连杆49相连，此时复位弹簧46也处于自然状态（如图1、图2所示）；随着温度的升高，阀芯推杆42被逐渐推出，过载弹簧44被压缩，当过载弹簧44被压缩的弹簧力等于阀芯滑套45的重力时，阀芯衬套43即将带着过载弹簧44和阀芯滑套45这个整体离开阀芯底座47；当温度继续升高至b℃时，阀芯推杆42将推动滑芯衬套43带着过载弹簧44和阀芯滑套45这个整体开始向上移动，此时复位弹簧46也开始被压缩；随着温度的继续升高，阀芯推杆42将推动滑芯衬套43带着过载弹簧44和阀芯滑套45这个整体开始向上移动，而复位弹簧46也越来越被压缩；当温度达到c℃时，阀芯滑套45被推至温控阀的阀座2上（如图2所示）；当温度继续升高，滑芯阀套45不可移动，阀芯推杆42将推动阀芯衬套43，使得过载弹簧44和复位弹簧46继续被压缩，此时过载弹簧44和复位弹簧46起保护作用，防止阀芯推杆42和阀芯滑套45等被压坏。当温度从c℃开始下降时，阀芯衬套43将在复位弹簧46的弹簧力下向下移动，带着过载弹簧44和阀芯滑套45这个整体开始向下移动，直至阀芯推杆42被压进这个温度的平衡位置；当温度下降至b℃时，滑芯滑套45又将重新贴上阀芯底座47；当温度继续下降，阀芯滑套45不能移动，阀芯推杆42将在过载弹簧44的弹簧力下通过阀芯衬套43被压进这个温度的平衡位置，直至温度下降至a℃时，阀芯衬套43贴于阀芯底座47上，过载弹簧44处于自然状态。阀芯4的感温包41不停的感受油温，并根据感受温度不断地有不同的动作和开度。将阀芯4低于b℃时的状态称为冷态，高于c℃时的状态称为热态。当温控阀的设定温度x℃确定后，可对阀芯4进行设定，一般设定b=x-5，c=x+5，即设定温控阀阀芯4在设定温度x℃以下5℃开始动作，在设定温度x℃以上5℃达到开度最大值。阀芯4为冷态时，温控阀A和C端口相通；阀芯4介于冷态和热态时，A和B端口均与C端口相通；阀芯4为热态时，B和C端口相通。温控阀根据温度不断调节经A端口至C端口的热流体和经B端口至C端口的冷流体流量比例，使充分混合后从C端口流出的流体温度得到精确控制。温控阀为内部感温阀，其采用三通式设计，既可确保在温度控制过程中，初始阶段流体温度低时所有流体经A端口流至C端口，以获得最短温度反馈时间，又可确保系统流体流量恒定。可靠坚固的结构使温控阀对温度变化敏感，不易受到压力变化和突然波动的干扰，从而在各种工作条件下保持稳定的出口温度。当需要时，可通过调节调节螺帽3使得阀座2贴死在阀芯4的阀芯滑套45上，使得温控阀的A和C端口强制不通，使流体全部流经冷却器，对其进行强制冷却。另外，可在阀芯滑套45上钻孔以允许A和B端口之间有少量的流体流动，其原因如下：1.允许小流量流体在阀芯4为冷态时流向冷却器，从而减慢预热循环；2.允许小流量热流体从A端口流至B端口，并保持一定流量，以防止冷凝或在极端情况下冻结；3.在A端口堵塞的情况下，当阀芯34处于冷态，必须有泄漏孔以确保小流量，以便感温包41能感受到温度变化，允许热负荷设备运行。本发明提供的自动式温控阀采用由阀壳、阀座、阀芯和调节螺帽等组件组成的机械结构，不受电源约束，可利用自身机理根据温度不断自动调节阀芯开度，控温快速准确，且其阀芯动作可往复重现，亦可并联阀芯扩容流量适用范围，构造简单、设计稳定且经久耐用。

Claims (7)

1.一种温控阀阀芯，其特征在于：包括感温包、复位弹簧、阀芯推杆、阀芯底座、阀芯衬套、过载弹簧、阀芯滑套；所述阀芯滑套内固定设有弹簧限位块；所述感温包设于所述阀芯推杆一端，阀芯推杆另一端可自由滑动地依次穿过所述阀芯底座、弹簧限位块；所述阀芯衬套位于阀芯底座和弹簧限位块之间，并与所述阀芯推杆固定相连；所述复位弹簧、过载弹簧分别套于阀芯推杆两端；所述复位弹簧两端分别抵触所述感温包和阀芯底座；所述过载弹簧两端分别抵触所述阀芯衬套和弹簧限位块；所述阀芯滑套内部中空，近阀芯衬套的一端开口，另一端至少设有与内部相连通的流体通道；所述阀芯底座上设有流体通道。

2.根据权利要求1所述的温控阀阀芯，其特征在于：所述阀芯滑套上设有若干泄露孔。

3.根据权利要求2所述的温控阀阀芯，其特征在于：所述温控阀阀芯还包括弹簧托盘；所述弹簧托盘固定设于所述阀芯推杆近感温包一端；所述复位弹簧两端分别抵触所述弹簧托盘和阀芯底座。

4.根据权利要求3所述的温控阀阀芯，其特征在于：所述阀芯衬套周侧通过复位连杆与所述弹簧托盘周侧固定相连。

5.一种采用权利要求1至4任一所述温控阀阀芯的自动式温控阀，所述自动式温控阀还包括阀壳；其特征在于：所述阀壳采用三通式结构，其上分别设有冷端入口、热端入口和混合出口；所述阀壳内部设有中空腔体，该中空腔体分别与冷端入口、热端入口和混合出口相连通；所述温控阀阀芯设于所述阀壳的中空腔体内；所述阀芯底座固定设于所述阀壳内；所述感温包位于中空腔体内、近混合出口位置处；所述阀芯滑套可滑动地设于中空腔体内；当所述复位弹簧和过载弹簧处于自由伸长状态时，所述冷端入口和热端入口中的某一入口与阀芯滑套的内部相连通，另一入口被所述阀芯滑套完全覆盖。

6.根据权利要求5所述的自动式温控阀，其特征在于：所述温控阀阀芯为两个，平行分布于所述阀壳的中空腔体内，且分别位于近冷端入口、热端入口位置处；两个温控阀阀芯的感温包均位于阀壳的中空腔体内、近混合出口位置处；当两个温控阀阀芯的复位弹簧和过载弹簧处于自由伸长状态时，其中一个温控阀的阀芯滑套的内部与冷端入口和热端入口中的某一入口相连通，另一个温控阀的阀芯滑套完全覆盖另一入口。

7.根据权利要求6所述的自动式温控阀，其特征在于：所述阀壳上设有调节螺帽；所述阀壳内近热端入口位置处设有阀座；所述阀座与调节螺杆相连，该调节螺杆穿过所述阀壳与所述调节螺帽螺纹连接；所述阀座与热端入口处设置的温控阀阀芯对应，当旋紧所述调节螺帽时，该阀座完全覆盖阀芯滑套的对应开口。