CN109798368B - 一种分程调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供的分程调节阀，包括阀体、主阀芯、副阀芯、副阀杆、主阀杆和执行机构。主阀芯与主阀杆固定连接，在执行机构的带动下在主流道中做伸缩运动，主阀芯上设置副流道，副阀芯与主阀芯同轴密封设置在副流道中，通过副阀杆独立于主阀芯在执行机构的带动下做伸缩运动，以截断或连通副流道，在调节流量时响应速度快，副阀芯与副阀杆固定连接，不会发生由于弹簧连接受流体压力机流速作用造成的抖动现象，且主阀芯与副阀芯上均具有等百分比流量特性，主流道与副流道的流量曲线拟合没有突变点，使得调节精度更高。

Description

一种分程调节阀

技术领域

本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种分程调节阀。

背景技术

调节阀在生产和生活中的应用越来越广泛，为适应不同的工况，对调节阀的流量调节范围也越来越高，市场上常见的调节阀，其可调比一般都比较固定，球型调节阀普遍为30:1至50:1，蝶阀100:1,V型球阀200:1。当需求的流量范围比较宽，往往要求阀门的可调比达到500:1以上时，单一调节阀便无法满足，传统方式通过并联两个调节阀来实现，每个调节阀负责调节上述范围中的一段，从而完成调节需求。但两个调节阀的使用带来安装、维护等诸多问题。

为解决这一问题，市场上出现了先导型的调节阀，比如中国专利文献CN102927336A公开的双阀芯分程调节阀，在阀体内层叠设有主阀芯和副阀芯，主阀芯与阀体内的阀座配合，副阀芯面向主阀芯一侧突出的头部配合在主阀芯上设有通孔上；主阀芯与副阀芯之间通过复位件连接；阀杆固定在副阀芯上。

此分程调节阀在打开时，阀杆受执行机构的驱动先带动副阀芯向上运动，开启副阀芯，形成小流量调节，此过程中复位件被拉伸，主阀芯仍配合在阀座上；当副阀芯全开时，阀杆继续向上运动，复位件将不再被拉伸，以带动主阀芯向上运动，开启主阀芯，形成大流量调节。但是，此结构的分程调节阀开启主阀芯之前，必须先开启副阀芯才能打开主阀芯，使得调节阀在大流量调节时的响应速度慢；且由于主阀芯与副阀芯之间一般采用弹簧作为复位件，受流体压力及流速作用容易产生抖动，影响调节精度。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于现有的双阀芯结构的调节阀在流量调节时响应速度慢且调节精度低。

为此，本发明提供分程调节阀，包括

阀体，其内具有主流道；

主阀芯，设在所述阀体的主流道内，与主流道内壁上的阀座密封配合；所述主阀芯的中部上设有将所述主流道的上游部分与下游部分连通的副流道；

副阀芯，与所述主阀芯同轴且密封配合在所述副流道中；

副阀杆，与所述副阀芯固定连接且用于独立于所述主阀芯而带动所述副阀芯做伸缩运动，以截断或连通所述副流道；

主阀杆，与所述主阀芯固定连接，用于带动所述主阀芯做伸缩运动，以使所述主阀芯与所述阀座密封或分离；

执行机构，用于驱动所述副阀杆及主阀杆做所述伸缩运动。

优选地，上述分程调节阀，所述执行机构包括

主执行机构，与所述主阀杆连接以驱动所述主阀杆运动；

副执行机构，固定在所述主执行机构上，并相对于所述主执行机构远离所述副阀芯，

所述副阀杆穿过所述主执行机构后连接于所述副执行机构。

优选地，上述分程调节阀，所述主执行机构和所述副执行机构包括滑动部件及驱动所述滑动部件做伸缩运动的驱动器。

优选地，上述分程调节阀，所述副执行机构还包括

第一壳体，具有第一密封腔；所述滑动部件密封且滑动地设在所述第一密封腔内，将所述第一密封腔分割为靠近所述副阀芯一侧的第一腔体和远离所述副阀芯一侧的第二腔体；所述副阀杆的端部密封且滑动地伸入所述第一密封腔内与所述滑动部件固定连接；所述第一腔体上设有与气源连通的第一进气口。

至少一个第一复位件，设在所述第二腔体内且给所述滑动部件施加朝向所述副阀芯一侧的偏压力。

优选地，上述分程调节阀，所述执行机构设在所述阀体外，所述副执行机构与所述阀体之间设有第一定位器；所述第一定位器一端密封连接作为驱动器的外部气源，另一端密封连接所述第一进气口。

优选地，上述分程调节阀，所述主执行机构还包括

第二壳体，具有第二密封腔；

弹性隔离部件，设在所述第二密封腔内，将所述第二密封腔分割为靠近所述主阀芯一侧的第三腔体和远离所述主阀芯一侧的第四腔体；所述第三腔体上设有与气源连通的第二进气口；所述滑动部件固定在所述弹性隔离部件上；所述主阀杆的端部密封且滑动地伸入所述第二壳体内与所述滑动部件连接；

至少一个第二复位件，设在所述滑动部件所在的腔体内给所述滑动部件施加朝向所述主阀芯一侧的偏压力。

优选地，上述分程调节阀，所述滑动部件设在所述第四腔体内，所述主阀杆的端部密封穿过所述弹性隔离部件固定在所述滑动部件上。

优选地，上述分程调节阀，所述主执行机构与所述阀体之间设有第二定位器；所述第二定位器一端密封连接作为驱动器的外部气源，另一端密封连接所述第二进气口。

优选地，上述分程调节阀，所述主阀杆为一个且同轴套在所述副阀杆外；

所述主阀芯包括与所述阀座密封配合且设有所述副流道的密封部，及成型在所述密封部上的安装部；所述安装部上设与副流道同轴延伸且连通的让位通道，及设有将所述副流道与所述主流道的下游部分连通的过渡通道；

所述主阀杆面向主阀芯的一端伸入所述阀体内且嵌装在所述让位通道内，且所述主阀杆与所述副阀芯之间的间距大于或等于所述副阀芯的行程。

优选地，上述分程调节阀，所述阀体上供主阀芯安装的壁面上设有开口，及密封设在所述开口上的阀盖；所述主阀芯和所述副阀芯均密封穿过所述阀盖伸入阀体内；

还包括紧密压接在所述阀座与所述阀盖之间的压圈，所述压圈的内腔形成供所述主阀芯做伸缩运动的伸缩腔；所述压圈上沿主阀杆的径向设有将所述过渡通道与主流道的下游部分连通的出液口。

优选地，上述分程调节阀，所述主阀芯与所述副阀芯均呈锥形体；所述主阀芯与所述副阀芯上均具有等百分比流量特性；且所述副阀芯满足如下条件：

(r+R1) ×L1×Π=S×a%×R(l/L-1) ，

a%=0.026×(l/L)2-0.118×(l/L)+0.127；

其中，r 相应开度时阀芯的小径；

R1阀芯的密封面直径；

L1相应开度阀芯密封面的母线与阀座密封面上最近点之间的垂直距离；

S为副阀芯全开时的节流面积；

a%为调节系数；

R为可调比；

l/L为副阀芯的开度，在设计时按每10%开度选取；

l为副阀芯在不同l/L时的行程；

L为阀芯全开时行程

优选地，上述分程调节阀，所述副阀芯全开时的截流面积和主阀芯15%开度时的截流面积相同；所述副阀芯的行程为所述主阀芯行程的三分之二。

优选地，上述分程调节阀，所述主流道的流量系数Cv值为2.43-100；所述副流道的流量系数Cv值为0.09-3.60。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的分程调节阀，主阀芯与主阀杆固定连接，在执行机构的带动下在主流道中做伸缩运动，主阀芯上设置副流道，副阀芯与主阀芯同轴密封设置在副流道中，通过副阀杆独立于主阀芯在执行机构的带动下做伸缩运动，以截断或连通副流道，在调节流量时响应速度快，且副阀芯与副阀杆固定连接，不会发生由于弹簧连接受流体压力机流速作用造成的抖动现象，使得调节精度更高。

2.本发明提供的分程调节阀，主阀杆由主执行机构控制，副阀杆由副执行机构控制，主阀杆与副阀杆可以分别独立控制对应的主阀芯和副阀芯，在流量调节时响应速度快。

3.本发明提供的分程调节阀，主执行机构和副执行机构通过各自的滑动部件和驱动各自滑动部件做伸缩运动的驱动器独立执行主阀芯和副阀芯的伸缩，以截断或连通各自对应的流道，流量调节响应速度快，且各执行机构相互独立，检修维护方便。

4.本发明提供的分程调节阀，副阀杆固定在滑动部件上，通过滑动部件将副执行机构的第一密封腔分割成两个独立的第一腔体和第二腔体，第一腔体与作为驱动器的外部气源连通，向第一腔体内充入气体，在第一腔体和第二腔体之间压力差的作用下，向上推动滑动部件；将第一腔体内的气体释放出来，受第二腔体中第一复位件的弹力及副阀杆和副阀芯自重作用，滑动部件向下滑动，实现副阀杆的伸缩运动，结构简单，伸缩响应速度快。

5.本发明提供的分程调节阀，第一定位器一端连通作为驱动器的外部气源，另一端密封连接第一进气口，通过第一定位器调节进入第一进气口的气体流量以控制副阀芯的开度大小，结构简单，气体作用效果明显。

6.本发明提供的分程调节阀，主阀杆固定连接在第二密封腔内的滑动部件上，通过弹性隔离部件将主执行机构的第二密封腔分割成两个独立的第三腔体和第四腔体，第三腔体与作为驱动器的外部气源连通，向第三腔体内充入气体，在第三腔体和第四腔体之间压力差的作用下，向上推动滑动部件；将第三腔体内的气体释放出来，受第四腔体中第二复位件的弹力及主阀杆和主阀芯自重作用，滑动部件向下滑动，实现主阀杆的伸缩运动，结构简单，伸缩响应速度快。

7.本发明提供的分程调节阀，将滑动部件设置在弹性隔离部件上方的第四腔体内，可以增大第三腔体的气体容量，同时避免气源中夹带的水分造成滑动部件的锈蚀。

8.本发明提供的分程调节阀，第二定位器一端连通作为驱动器的外部气源，另一端密封连接第二进气口，通过第二定位器调节进入第二进气口的气体流量以控制主阀芯的开度大小，结构简单，气体作用效果明显。

9.本发明提供的分程调节阀，主阀杆与副阀杆同轴设置，且主阀杆套设在副阀杆外，减少了占用空间，并且能够保证副阀杆与副阀芯、主阀杆与主阀芯的各自的同轴度，使主阀芯和副阀芯在伸缩运动时受力均匀。主阀杆嵌装在让位通道内，主阀杆与副阀芯之间的间距大于或等于副阀芯的行程，使副阀芯在向上升起且上顶面与主阀杆的下端面接触时能够将副流道完全打开。

10.本发明提供的分程调节阀，主阀芯与副阀芯的流量曲线能够实现完全拟合，没有突变点，流量调节精度高。

11.本发明提供的分程调节阀，主流道的流量系数Cv值为2.43-100，副流道的流量系数Cv值为0.09-3.60，使得单台阀门的可调比达到1111，远大于一般流量调节阀的可调比。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明分程调节阀的结构示意图；

图2为本发明分程调节阀中执行机构的结构示意图；

图3为本发明分程调节阀中阀体的结构示意图；

图4为本发明分程调节阀中相应开度下调节系数a%的数值表；

图5为本发明分程调节阀中相应开度下主阀芯与副阀芯的模拟流量数据表；

图6为本发明分程调节阀中主阀芯与副阀芯流量拟合曲线。

附图标记说明：

1-阀体；11-主流道；

2-主阀芯；21-副流道；22-主阀杆；231-让位通道；232-过渡通道；24-密封部；25-安装部；

3-副阀芯；31-副阀杆；

4-执行机构；

41-主执行机构；411-第二壳体；412-弹性隔离部件；413-第二滑动部件；414-第三腔体；415-第四腔体；416-第二进气口；417-第二复位件；418-支撑座；419-限位件；

42-副执行机构；421-第一壳体；422-第一滑动部件；423-第一腔体；424-第二腔体；425-第一进气口；426-第一复位件；427-密封环垫；

5-第一定位器；6-第二定位器；7-阀座；8-支撑架；9-阀盖；

10-压圈；101-伸缩腔；102-出液口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种分程调节阀，如图1所示，包括阀体1、主阀芯2、副阀芯3、副阀杆31、主阀杆22和执行机构4。

其中，如图3所示，阀体1内具有主流道11，主阀芯2设在阀体1的主流道11内，与主流道11内壁上的阀座7可密封配合，主阀芯2的中部上设有将主流道11的上游部分与主流道11的下游部分连通的副流道21，副阀芯3与主阀芯2同轴且可密封配合在副流道21中，副阀杆31与副阀芯3固定连接且用于独立于主阀芯2而带动副阀芯3做伸缩运动，以截断或连通副流道21，主阀杆22与主阀芯2固定连接，用于带动主阀芯2做伸缩运动，以使主阀芯2与阀座7密封或分离，执行机构4用于驱动副阀杆31及主阀杆22做伸缩运动。

如图1所示，执行机构4包括主执行机构41和副执行机构42，如图2所示，主执行机构41与主阀杆22连接并驱动主阀杆22做伸缩运动，如图2所示，主执行机构41具有第二壳体411，第二壳体411由上壳体和下壳体组成，上壳体与下壳体扣设在一起形成第二密封腔，弹性隔离部件412设在第二密封腔内，比如，弹性隔离部件412密封且固定连接在上壳体与下壳体的连接处，且位于第二密封腔内的弹性隔离部件412的一侧表面积大于上壳体与下壳体扣设在一起时的连接处所围成的平面的面积，使得弹性隔离部件412可以在第二密封腔内做上下升降运动，弹性隔离部件412将第二密封腔分割为靠近主阀芯2一侧的第三腔体414和远离主阀芯2一侧的第四腔体415，第二壳体上开设与第三腔体414连通的第二进气口416，第二进气口416与作为驱动器的外部气源连通，第三腔体414内设置支撑座418，支撑座418呈“冂”形设置在下壳体底部，主阀杆22穿设在“冂”形支撑座418的水平部上，“冂”形支撑座418的竖直部架设在第三腔体414内，防止主阀杆22做下降运动时带动弹性隔离部件412封堵第二进气口416，起到一定的限位作用。第二滑动部件413固定在弹性隔离部件412上方的第四腔体415内，第二滑动部件413上固定连接限位件419，限位件419整体呈“凵”形，与支撑座418对向设置，主阀杆22的端部密封且可滑动地依次穿过第三腔体414、支撑座418、弹性隔离部件412和第二滑动部件413并固定连接在“凵”形限位件419的水平部上，“凵”形限位件419的竖直部在主阀杆22在第四腔体415中上升运动时起限位作用，防止主阀杆22碰撞上壳体。

至少一个第二复位件417，例如，本实施例中，在第四腔体415内关于主阀杆22对称设置两个第二复位件417，第二复位件417采用复位弹簧，当然，也可以采用其他复位部件，任一第二复位件417上端固定连接在第二壳体411的上壳体的下表面，下端固定连接在第二滑动部件413的上表面，第二复位件417对第二滑动部件413施加朝向主阀芯2一侧的偏压力。

当第二进气口416向第三腔体414内充入气体时，在气体压力的作用下，推动弹性隔离部件412和第二滑动部件413向上运动并压缩第二复位件417以带动主阀杆22做上升运动，当第三腔体414内的气体由第二进气口416逐渐排出时，在第二复位件417的弹力作用下向下推动第二滑动部件413和弹性隔离部件412，压缩第三腔体414，带动主阀杆22做下降运动。

本实施例中，如图1至图3所示，主阀杆22同轴套设在副阀杆31外围，副阀杆31可在主阀杆22内部空腔中滑动。

再如图2所示，副执行机构42设置在主执行机构41上方，副执行机构42与副阀杆31连接并驱动副阀杆31做伸缩运动，副执行机构42具有第一壳体421，第一壳体421内部形成第一密封腔。

本实施例中，第一密封腔整体呈圆柱型，第一密封腔还可以为其他任意位置径向截面相同的体型，第一密封腔内设置第一滑动部件422，第一滑动部件422密封且可滑动地连接在第一壳体421的内壁面上，本实施例中，第一滑动部件422为圆柱体型滑动面板，滑动面板与第一壳体421内壁面的连接处设置密封环垫427，副阀杆31穿出主阀杆22上端面并依次穿过第四腔体415、第二壳体411的上壳体和第一壳体421固定连接在第一滑动部件422上，第一滑动部件422将第一密封腔分割为靠近副阀芯3一侧的第一腔体423和远离副阀芯3一侧的第二腔体424，第一壳体421上开设与第一腔体423连通的第一进气口425，第一进气口425与作为驱动器的外部气源连通。

至少一个第一复位件426，例如，本实施例中，第一复位件426设置一个，第一复位件426设置在第二腔体424中，且第一复位件426下端固定连接在第一滑动部件422的上表面，上端固定连接在第一壳体421的内表面上，本实施例中，第一复位件426为复位弹簧，第一复位件426还可以为其他复位部件，第一复位件426对第一滑动部件422施加朝向副阀芯3一侧的偏压力。

当第一进气口425向第一腔体423内充入气体时，在气体压力的作用下，推动第一滑动部件422向上运动并压缩第一复位件426以带动副阀杆31做上升运动，当第一腔体423内的气体由第一进气口425逐渐排出时，在第一复位件426的弹力作用下向下推动第一滑动部件422，压缩第一腔体423，带动副阀杆31做下降运动。

如图1所示，执行机构4与阀体1之间设置支撑架8，主阀杆22与副阀杆31穿出支撑架8设置在阀体1中。支撑架8上设置控制副执行机构42的第一定位器5和控制主执行机构41的第二定位器6，第一定位器5的出气口通过连接管与第一进气口425连通，第一定位器5的进气口与外部气源连通；第二定位器6的出气口通过连接管与第二进气口416连通，第二定位器6的进气口与外部气源连通，第一定位器5和第二定位器6的设置可以分别控制进出对应的第一进气口425和第二进气口416的气量，外部气源由图1中A处进入，通过两条支管路分别连接在第一定位器5和第二定位器6上，A处与两条支管路之间设置气体流量控制阀。第一定位器5与第二定位器6均为常规的气体流量调节控制器。

阀体1设置在支撑架8下方，如图3所示，支撑架8密封固定连接在阀体1的阀盖9上，主阀杆22和副阀杆31密封且可滑动的穿过阀盖9设置在阀体1内，阀盖9与下方阀座7之间设置压圈10，压圈10的内腔形成供主阀芯2做伸缩运动的伸缩腔101，压圈10上沿主阀杆22的径向设有出液口102。

主阀芯2包括密封部24和安装部25，密封部24整体呈锥形体，设置在主流道11上，锥形体的锥形面与阀座7密封配合，且主阀芯2具有等百分比流量特性，密封部24上设有与主流道11同向延伸的副流道21，且本实施例中，副流道21与主流道11同轴设置。

密封部24上方设置安装部25，安装部25上设与副流道21同轴延伸且连通的让位通道231，及设有将副流道21与主流道11的下游部分连通的过渡通道232，压圈10上的出液口102将过渡通道232与主流道11的下游部分连通，主阀杆22面向主阀芯2的一端伸入阀体1内且嵌装在让位通道231内，副阀芯3设置在密封部与安装部之间的伸缩腔内，本实施例中，副阀芯3的行程为主阀芯2行程的三分之二，副阀芯3整体呈锥形体，锥形体的锥形面与密封部上的副流道21密封配合，且副阀芯3上具有等百分比流量特性，副阀芯3关闭时，主阀杆22下端面与副阀芯3之间的间距大于或等于副阀芯3全开时的行程。

其中，副阀芯3满足条件：

(r+R1) ×L1×Π=S×a%×R(l/L-1) ，

a%=0.026×(l/L)2-0.118×(l/L)+0.127；

其中，r 相应开度时阀芯的小径；

R1阀芯的密封面直径；

L1相应开度阀芯密封面的母线与阀座密封面上最近点之间的垂直距离；

S为副阀芯全开时的节流面积；

a%为调节系数；

R为可调比；

l/L为副阀芯的开度，在设计时按每10%开度选取；

l为副阀芯在不同l/L时的行程；

L为阀芯全开时行程

本实施例中，副阀芯3全开时的截流面积和主阀芯2的15%开度时的截流面积相同。

本实施例中，调节系数a%在副阀芯3不同开度下的取值如图4中所示。

本实施例中，当主阀芯2的阀门Cv值最大为100，且主阀芯2的可调比设定为R=50时，副阀芯3采用：

(r+R1) ×L1×Π=S×a%×R(l/L-1) ，

a%=0.026×(l/L)2-0.118×(l/L)+0.127；公式进行设计，

此时，如图5所示，主流道11的流量系数Cv值为2.43-100之间，副流道21的流量系数Cv值为0.09-3.60之间，如图6所示，主流道11与副流道21的流量特性曲线完全拟合，没有突变点。提高了单台阀门的调节精度，保证了在副阀芯3流量调节向主阀芯2流量调节转换时的稳定性。

本实施例中分程调节阀的工作过程为：

以图1为例，且以主阀芯2和副阀芯3完全关闭时的状态为初始状态。

当需要调节小流量时，A处的气体流量控制阀打开，外部气源进入，打开第一定位器5，气体从第一定位器5进入副执行机构，通过第一定位器5控制进入第一腔体423的气体流量，气体进入第一腔体423逐渐抬升副阀杆31并压缩第一复位件426，副阀芯3逐渐打开，并按照流量需要控制副阀芯3的开度，当副阀芯3全开时，若继续增大流量，此时打开第二定位器6，气源从第二定位器6进入主执行机构，通过第二定位器6控制进入第三腔体414的气体流量，气体进入第三腔体414逐渐抬升第二滑动部件413并压缩第二复位件417，从而抬升主阀杆22，主阀芯2逐渐打开，并按照流量需要控制主阀芯2的开度，关闭阀门时，逆向操作，可以通过第一定位器5将第一腔体423中的气体逐渐排出，在第一复位件426的弹性力同时作用下，副阀杆31做下降运动，将副阀芯3逐渐关闭，然后再通过第二定位器6将第三腔体414内的气体逐渐排出，在第二复位件417的弹性力同时作用下，主阀芯2逐渐关闭，或者，第一定位器5和第二定位器6可以同时排气，关闭主阀芯2和副阀芯3的操作同时进行。

当在阀门完全关闭的状态下需要调节的流量大于副阀芯3最大开度的流量时，可以仅开启第二定位器6，将主阀杆22抬升，由于副阀芯3设置在主阀芯2的内腔中，主阀芯2随着主阀杆22抬升过程中，将副阀芯3一同抬升，副阀杆31随主阀杆22向上滑动，压缩第一复位件426，单独控制主阀芯2以达到所需流量，此时，副阀芯3受到副阀芯3、副阀杆31自身重力作用以及第一复位件426的弹性力作用抵接关闭在主阀芯2的副流道21上，关闭阀门时，第二定位器6将第三腔体414内的气体逐渐排出，在第二复位件417的弹性力同时作用下，主阀杆22下降并逐渐关闭主阀芯2，同时，受副阀杆31和副阀芯3的自身重力作用，以及第一复位件426的弹性力的作用，副阀芯3始终抵接在主阀芯2的副流道21上并随主阀芯2做下降运动直至主阀芯2完全关闭。

作为实施例1的第一个可替换的实施方式，副阀杆31可以不套设在主阀杆22的内腔中，副阀杆31和主阀杆22分别独立设置，主阀杆22可以设置两根阀杆，对称分布在副阀杆31两侧。

作为实施例1的第二个可替换的实施方式，主执行机构41和副执行机构42可以同时替换为气缸，或者主执行机构41和副执行机构42其中之一替换为气缸，气缸与对应的主阀杆22或者副阀杆31固定连接在一起并带动对应的主阀杆22或者副阀杆31做伸缩运动。

作为实施例1的第三个可替换的实施方式，可以不设置支撑架8，第一定位器5和第二定位器6安装在执行机构4和阀体1外部的其他位置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种分程调节阀，其特征在于，包括：

阀体（1），其内具有主流道（11）；

主阀芯（2），设在所述阀体（1）的主流道（11）内，与主流道（11）内壁上的阀座（7）密封配合；所述主阀芯（2）的中部上设有将所述主流道（11）的上游部分与下游部分连通的副流道（21）；

副阀芯（3），与所述主阀芯（2）同轴且密封配合在所述副流道（21）中；

副阀杆（31），与所述副阀芯（3）固定连接且用于独立于所述主阀芯（2）而带动所述副阀芯（3）做伸缩运动，以截断或连通所述副流道（21）；

主阀杆（22），与所述主阀芯（2）固定连接，用于带动所述主阀芯（2）做伸缩运动，以使所述主阀芯（2）与所述阀座（7）密封或分离；

执行机构（4），用于驱动所述副阀杆（31）及主阀杆（22）做所述伸缩运动；

所述执行机构（4）包括

主执行机构（41），与所述主阀杆（22）连接以驱动所述主阀杆（22）运动；

副执行机构（42），固定在所述主执行机构（41）上，并相对于所述主执行机构（41）远离所述副阀芯（3），

所述副阀杆（31）穿过所述主执行机构（41）后连接于所述副执行机构（42）；

所述主执行机构（41）还包括

第二壳体（411），具有第二密封腔；

弹性隔离部件（412），设在所述第二密封腔内，将所述第二密封腔分割为靠近所述主阀芯（2）一侧的第三腔体（414）和远离所述主阀芯（2）一侧的第四腔体（415）；所述第三腔体（414）上设有与气源连通的第二进气口（416）；滑动部件固定在所述弹性隔离部件（412）上；所述主阀杆（22）的端部密封且滑动地伸入所述第二壳体（411）内与所述滑动部件连接；

至少一个第二复位件（417），设在所述滑动部件所在的腔体内给所述滑动部件施加朝向所述主阀芯（2）一侧的偏压力；

所述主阀杆（22）为一个且同轴套在所述副阀杆（31）外；

所述主阀芯（2）包括与所述阀座（7）密封配合且设有所述副流道（21）的密封部，及成型在所述密封部上的安装部；所述安装部上设与副流道（21）同轴延伸且连通的让位通道（231），及设有将所述副流道（21）与所述主流道（11）的下游部分连通的过渡通道（232）；

所述主阀杆（22）面向主阀芯（2）的一端伸入所述阀体（1）内且嵌装在所述让位通道（231）内，且所述主阀杆（22）与所述副阀芯（3）之间的间距大于或等于所述副阀芯（3）的行程。

2.根据权利要求1所述的分程调节阀，其特征在于，所述主执行机构（41）和所述副执行机构（42）包括滑动部件及驱动所述滑动部件做伸缩运动的驱动器。

3.根据权利要求2所述的分程调节阀，其特征在于，所述副执行机构（42）还包括

第一壳体（421），具有第一密封腔；所述滑动部件密封且滑动地设在所述第一密封腔内，将所述第一密封腔分割为靠近所述副阀芯（3）一侧的第一腔体（423）和远离所述副阀芯（3）一侧的第二腔体（424）；所述副阀杆（31）的端部密封且滑动地伸入所述第一密封腔内与所述滑动部件固定连接；所述第一腔体（423）上设有与气源连通的第一进气口（425）；

至少一个第一复位件（426），设在所述第二腔体（424）内且给所述滑动部件施加朝向所述副阀芯（3）一侧的偏压力。

4.根据权利要求3所述的分程调节阀，其特征在于，所述执行机构（4）设在所述阀体（1）外，所述副执行机构（42）与所述阀体（1）之间设有第一定位器（5）；所述第一定位器（5）一端密封连接作为驱动器的外部气源，另一端密封连接所述第一进气口（425）。

5.根据权利要求4所述的分程调节阀，其特征在于，所述滑动部件设在所述第四腔体（415）内，所述主阀杆（22）的端部密封穿过所述弹性隔离部件（412）固定在所述滑动部件上。

6.根据权利要求5所述的分程调节阀，其特征在于，所述主执行机构（41）与所述阀体（1）之间设有第二定位器（6）；所述第二定位器（6）一端密封连接作为驱动器的外部气源，另一端密封连接所述第二进气口（416）。

7.根据权利要求5所述的分程调节阀，其特征在于，所述阀体（1）上供主阀芯（2）安装的壁面上设有开口，及密封设在所述开口上的阀盖（9）；所述主阀芯（2）和所述副阀芯（3）均密封穿过所述阀盖（9）伸入阀体（1）内；

还包括紧密压接在所述阀座（7）与所述阀盖（9）之间的压圈（10），所述压圈（10）的内腔形成供所述主阀芯（2）做伸缩运动的伸缩腔（101）；所述压圈（10）上沿主阀杆（22）的径向设有将所述过渡通道（232）与主流道（11）的下游部分连通的出液口（102）。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的分程调节阀，其特征在于，所述主阀芯（2）与所述副阀芯（3）均呈锥形体；所述主阀芯（2）与所述副阀芯（3）上均具有等百分比流量特性；且所述副阀芯（3）满足如下条件：

(r+R1) ×L1×Π=S×a%×R(l/L-1) ，

a%=0.026×(l/L)2-0.118×(l/L)+0.127；

其中，r 相应开度时阀芯的小径；

R1阀芯的密封面直径；

L1相应开度阀芯密封面的母线与阀座密封面上最近点之间的垂直距离；

S为副阀芯全开时的节流面积；

a%为调节系数；

R为可调比；

l/L为副阀芯的开度，在设计时按每10%开度选取；

l为副阀芯在不同l/L时的行程；

L为阀芯全开时行程。

9.根据权利要求1所述的分程调节阀，其特征在于，所述副阀芯（3）全开时的截流面积和主阀芯（2）15%开度时的截流面积相同；所述副阀芯（3）的行程为所述主阀芯（2）行程的三分之二。

10.根据权利要求1所述的分程调节阀，其特征在于，所述主流道（11）的流量系数Cv值为2.43-100；所述副流道（21）的流量系数Cv值为0.09-3.60。