CN109882623A - 精密限流阀及气动三通阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于流体流量调节控制领域，涉及一种精密限流阀及气动三通阀，该精密限流阀包括下固定块、调节垫片、上固定块和调节组件，调节垫片夹设在上固定块和下固定块之间，调节组件安装在上固定块背离调节垫片的一侧表面。精密限流阀通过设置限流槽和调节组件，在阀体内能实现流体的分流和流体流量的调节，提高了流体流量调节的灵敏度，降低了漏料的风险。本发明还包括与精密限流阀配套的气动三通阀，包括阀盖、阀体、阀芯和气缸，阀盖上设有第一端口，阀体上设有第二端口、第三端口和第四端口。与常用的三通阀只有三个端口相比，该气动三通阀在增加的一个端口处增加辅助测试流体性能的装置，能及时监控流体的状态，防止出现安全事故。

Description

精密限流阀及气动三通阀

技术领域

本发明属于流体流量调节控制领域，尤其涉及一种精密限流阀及气动三通阀。

背景技术

流体的分流及分流后流体流量的定量调节在工业生产中经常用到，现在通常用管道来实现流体的分流，用球阀来实现各管道内流体的流量调节。用管道实现流体的分流时，管道与分流口的衔接处通过球阀来控制管道内流体的流量。

这种流体的分流方式及分流后流体流量的定量调节方式存在一定的缺陷，首先，管道与各分流口的衔接处接头过多，容易导致管道内的流体流出，产生漏料现象，污染环境；其次，由于分流口处连接了很多的管道，导致整个管道的架设凌乱，增加了流体的流量调节难度；最后，管道内流体的流量调节容易受到外界环境的干扰，产生流量的脉动，致使管道内流体的流量不稳定，而三通阀是在管道内流体的流量超过设定值时即关闭，由于流体的流量产生了流量的脉动，导致管道内流体的实际流量值与显示流量值之间存在较大的误差，从而导致流体的流量调节不准确，调节精度差，调节量不能量化，不能精确的掌控各管道内流体的流量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有流体分流易漏料及流体的流量调节不精确的技术问题，提供一种精密限流阀及气动三通阀。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种精密限流阀，包括下固定块、调节垫片、上固定块和调节组件，所述调节垫片夹设在所述上固定块和所述下固定块之间，所述调节组件安装在所述上固定块背离所述调节垫片的一侧表面；

所述下固定块设有进料口、缓冲腔和出料口；

所述调节垫片设有与所述缓冲腔相适配的第一通孔，所述调节垫片设有与所述出料口相适配的第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔之间设有限流槽，所述进料口、所述缓冲腔、所述第一通孔、所述限流槽、第二通孔及所述出料口依次连通；

所述调节组件用于调节所述限流槽的流通截面积。

可选地，所述调节组件包括限流杆和固定组件，所述限流杆穿过所述固定组件并延伸至所述限流槽。

可选地，所述限流杆包括微分头、联轴器和调节杆，所述联轴器的一端与所述微分头连接，所述联轴器的另一端与所述调节杆连接，通过旋转所述微分头可带动所述调节杆上下移动，以此调节所述调节杆的下端插入所述限流槽的深度。

可选地，所述固定组件包括固定架和立杆，所述固定架置于所述立杆的上端，所述上固定块设有沉头孔，所述立杆为镂空状并与所述沉头孔相连，所述限流杆依次穿过所述固定架、立杆和沉头孔并延伸至所述限流槽。

可选地，所述立杆和所述沉头孔之间设有密封件。

可选地，所述下固定块的出料口设有管道接口。

可选地，所述精密限流阀还包括螺钉，所述下固定块设有螺纹孔，所述调节垫片设有与所述螺纹孔相适配的螺钉过孔，所述上固定块设有与所述螺钉过孔相适配的圆柱头内六角螺钉沉孔，所述螺钉依次穿过所述圆柱头内六角螺钉沉孔和螺钉过孔与所述螺纹孔螺纹连接。

另一方面，本发明实施例还提供一种与上述精密限流阀配套使用的气动三通阀，所述气动三通阀包括阀盖、阀体、阀芯和气缸，所述气缸与所述阀芯螺纹连接，所述阀盖和阀体内设有阀腔，所述阀盖设有与所述阀腔连通的第一端口，所述阀体与所述阀盖密封连接且设置在所述阀盖的上方，所述阀体设有与所述阀腔连通的第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口、第二端口、第三端口和第四端口通过所述阀腔相互连通；

所述阀芯从上至下依次设有第一活塞和第二活塞，所述第一活塞可由第一打开位置向下移动至第一堵塞位置，所述第二活塞可由第二打开位置向上移动至第二堵塞位置，所述第一活塞处于第一堵塞位置时，所述第二活塞处于第二打开位置，所述第一活塞处于第一打开位置时，所述第二活塞处于第二堵塞位置；

在所述第一打开位置，所述第一活塞开放所述第二端口及第三端口至所述第四端口的流道，所述第二活塞堵塞所述第二端口及第三端口至所述第一端口的流道；

在所述第一堵塞位置，所述第一活塞堵塞所述第二端口及第三端口至所述第四端口的流道，所述第二活塞开放所述第二端口及第三端口至所述第一端口的流道。

可选地，所述阀芯包括阀杆，所述气缸连接在所述阀杆的上端，所述第一活塞和第二活塞安装在所述阀杆的下端，所述第一活塞位于所述第二活塞的上方。

可选地，所述第一端口与所述精密限流阀的进料口通过法兰连通。

根据本发明实施例的精密限流阀，通过在精密限流阀内设置缓冲腔，缓冲腔可以减缓流体的流速，消除流体流量脉动，使流体的流速在分流之前更均衡；通过设置限流槽，使流体在精密限流阀体内实现流体的分流，通过调节调节组件与限流槽底部之间的距离来调节流体的流量，使流体在分流之前已控制了各分流流体的流量，该种调节方式能够提高流量调节的灵敏度，精确的调节流体的流量，实现了在精密限流阀体内分流及调节流体的流量；流体经过调节组件调节流量后经各出料口流出，此时，流体的流量已趋于平衡，出料口与管道连接处流速平缓，降低了漏料的风险，更加环保。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的精密限流阀和气动三通阀组合的示意图；

图2是本发明一实施例提供的精密限流阀的下固定块和调节垫片的示意图；

图3是本发明一实施例提供的精密限流阀的俯视图；

图4是图3中A-A处的部分剖面图；

图5是图4中A处的放大图；

图6是本发明一实施例提供的气动三通阀的示意图；

图7是本发明一实施例提供的气动三通阀的仰视图；

图8是图7中B-B处的剖视图。

说明书中的附图标记如下：

1、精密限流阀；11、下固定块；111、进料口；112、缓冲腔；113、出料口；114、管道接口；115、第一安装孔；116、螺纹孔；12、调节垫片；121、第一通孔；122、第二通孔；123、限流槽；124、销钉孔；125、螺钉过孔；13、上固定块；131、圆柱头内六角螺钉沉孔；14、调节组件；141、微分头；142、联轴器；143、调节杆；144、固定架；145、立杆；146、密封件；

2、气动三通阀；21、阀盖；211、第一端口；22、阀体；221、第二端口；222、第三端口；223、第四端口；23、阀芯；231、阀杆；232、第一活塞；233、第二活塞；24、气缸；

3、法兰。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明一实施例提供一种精密限流阀1，包括下固定块11、调节垫片12、上固定块13和调节组件14，所述调节垫片12夹设在所述上固定块13和所述下固定块11之间，所述调节组件14安装在所述上固定块13背离所述调节垫片12的一侧表面；

所述下固定块11设有进料口111、缓冲腔112和出料口113；

所述调节垫片12设有与所述缓冲腔112相适配的第一通孔121，所述调节垫片12设有与所述出料口113相适配的第二通孔122，所述第一通孔121与所述第二通孔122之间设有限流槽123，所述进料口111、所述缓冲腔112、所述第一通孔121、所述限流槽123、第二通孔122及所述出料口113依次连通；

所述调节组件14用于调节所述限流槽123的流通截面积。

通过在精密限流阀1内设置缓冲腔112，缓冲腔112可以减缓流体的流速，消除流体流量脉动，使流体的流速在分流之前更均衡；-通过设置限流槽123，使流体在精密限流阀1体内实现流体的分流，通过调节调节组件14与限流槽123底部之间的距离来调节流体的流量，调节组件14与限流槽123底部之间的距离的调节精度可达0.001mm，使流体在分流之前已控制了各分流流体的流量，该种调节方式能够提高流量调节的灵敏度，精确的调节流体的流量，实现了在精密限流阀1体内分流及调节流体的流量；流体经过调节组件14调节流量后经各出料口113流出，此时，流体的流量已趋于平衡，出料口113与管道连接处流速平缓，降低了漏料的风险，更加环保。

本发明中，下固定块11、调节垫片12、上固定块13和调节组件14之间均为可拆卸连接，当精密限流阀1用久了需要清洗，或者精密限流阀1流过一种流体，想要更换另一种流体时，可以直接拆卸各个部件清洗，这样的精密限流阀1清洗的更彻底，不会造成新旧流体之间的污染，也不会因清洗不便而需要更换精密限流阀1；而且，当其中一种部件磨损或老化时，不需要将精密限流阀1整体更换，只需将其中某一部件更换即可，这样能节约成本，不造成资源浪费。

本发明中，下固定块11、调节垫片12和上固定块13之间的固定方式很多，只要能确保三者之间固定即可。所述精密限流阀1还包括定位销，所述下固定块11设有第一安装孔115，所述调节垫片12设有与所述第一安装孔115相适配的销钉孔124，所述上固定块11下端设有与定位销适配的第二安装孔(图中未示出)，所述定位销的下端依次穿过所述销钉孔124和第一安装孔115与螺钉螺纹连接，所述定位销的上端固定在第二安装孔中。通过定位销先将调节垫片12和下固定块11之间固定，方便上固定块13与下固定块11和调节垫片12的彼此之间的安装。

所述精密限流阀1还包括螺钉，所述下固定块11设有螺纹孔116，所述调节垫片12设有与所述螺纹孔116相适配的螺钉过孔125，所述上固定块13设有与所述螺钉过孔125相适配的圆柱头内六角螺钉沉孔131，所述螺钉依次穿过所述圆柱头内六角螺钉沉孔131和螺钉过孔125与所述螺纹孔116螺纹连接。通过螺栓将上固定块13、调节垫片12和下固定块11固定，保证流体从进料口111依次进入缓冲腔112、限流槽123和出料口113，彼此之间不出现错位的情况而导致漏料等情况的发生；调节组件14能顺利的进入限流槽123，从而准确测量调节杆143插入限流槽123的深度，计算出限流槽123中流体流通的截面积，精确的测试流体的流量。定位销和螺钉的数量可以根据精密限流阀1的大小而设置，只要能将上固定块13、调节垫片12和下固定块11固定即可。

本发明中，为了消除流体产生的流量脉动，使流体的流速在缓冲腔112处更平缓，缓冲腔112腔体优选为与进料口111连接的一侧为垂直面，与限流槽123连接的一侧为坡面，垂直面与坡面通过圆弧面连接，这样流体能快速的进入缓冲腔112，经过腔体的缓冲作用，平缓的通过坡面进入限流槽123。

本发明中，为了增大流体单位移动量的调节量，限流槽123与第一通孔121相连的一端的槽宽度大于限流槽123与第二通孔122相连的另一端的槽宽度。

如图3、4和5所示，所述调节组件14包括限流杆和固定组件，所述限流杆穿过所述固定组件并延伸至所述限流槽123。所述限流杆包括微分头141、联轴器142和调节杆143，所述联轴器142的一端与所述微分头141连接，所述联轴器142的另一端与所述调节杆143连接，通过旋转所述微分头141可带动所述调节杆143上下移动，以此调节所述调节杆143的下端插入所述限流槽123的深度。微分头141和调节杆143之间为可拆卸连接，通过联轴器142将微分头141和调节杆143固定。微分头141上设有刻度，通过旋转微分头141从而带动调节杆143上下移动，根据微分头141上刻度的变化值来确定调节杆143插入限流槽123的深度，计算出限流槽123中流体流通的截面积，从而确定流体经过限流槽123时的流量。为了方便测试限流槽123内流体的流量，限流槽123的剖面优选为规则的形状，例如：正方形或长方形。

本发明中，对联轴器142没有限制，只要能够使微分头141与调节杆143连接并固定即可。

本发明中，限流槽123的深度可以根据流体的粘度和流量等来改变。流体通过缓冲腔112进入各个限流槽123，再通过调节组件14调整限流槽123中流体的流量，达到了流体分流和调节流体流量的目的，对限流槽123和调节组件14的数量没有限制，可以根据流体需要分流的数量来设计，调节组件14与限流槽123的数量相对应即可。

所述固定组件包括固定架144和立杆145，所述固定架144置于所述立杆145的上端，所述上固定块13设有沉头孔(图中未示出)，所述立杆145为镂空状并与所述沉头孔相连，所述限流杆依次穿过所述固定架144、立杆145和沉头孔并延伸至所述限流槽123。立杆145为镂空状是指立杆145的上端设有供微分头141穿过的第三通孔(图中未标出)，立杆145的下端设有供调节杆143穿过的第四通孔(图中未标出)，第三通孔与第四通孔连通并形成通道，立杆145的侧边设有第五通孔(图中未标出)，第五通孔与第三通孔与第四通孔形成的通道连通，联轴器142通过第五通孔进入通道连接微分头141和调节杆143。通过固定架144和立杆145的共同作用固定微分头141，从而通过旋转微分头141上端的外圈来带动调节杆143的移动。

本发明中，所述立杆145和所述沉头孔之间设有密封件146。密封件146可以使立杆145与沉头孔之间紧密连接，防止流体从立杆145与沉头孔之间的缝隙流出而污染精密限流阀1和造成资源浪费；同时，密封件146还具有防止磨损的作用，防止立柱与沉头孔的磨损，即使密封件146磨损也不需要更换整个组件，只需更换密封件146即可，这样可以节约资源，避免资源浪费。

本发明中，调节组件14与上固定块13的沉头孔处的连接方式为可拆卸连接，其中某一部件损坏只需要更换相应的部件，而不需要更换整个限流阀，可以节约成本。例如，可以通过螺钉将调节组件14与上固定块13固定。

所述下固定块11的出料口113设有管道接口114，在出料口113处连接管道接口114，从而将各限流槽123中的流体分流出去。

如图1、6、7和8所示，本发明另一实施例提供一种气动三通阀2，所述气动三通阀2与所述精密限流阀1配套使用，所述气动三通阀2包括：所述气动三通阀2包括阀盖21、阀体22、阀芯23和气缸24，所述气缸24与所述阀芯23螺纹连接，所述阀盖21和阀体22内设有阀腔，所述阀盖21设有与所述阀腔连通的第一端口211，所述阀体22与所述阀盖21密封连接且设置在所述阀盖21的上方，所述阀体22设有与所述阀腔连通的第二端口221、第三端口222和第四端口223，；

所述阀芯23从上至下依次设有第一活塞232和第二活塞233，所述第一活塞232可由第一打开位置向下移动至第一堵塞位置，所述第二活塞233可由第二打开位置向上移动至第二堵塞位置，所述第一活塞232处于第一堵塞位置时，所述第二活塞233处于第二打开位置，所述第一活塞232处于第一打开位置时，所述第二活塞233处于第二堵塞位置；

在所述第一打开位置，所述第一活塞232开放所述第二端口221及第三端口222至所述第四端口223的流道，所述第二活塞233堵塞所述第二端口221及第三端口222至所述第一端口211的流道；

在所述第一堵塞位置，所述第一活塞232堵塞所述第二端口221及第三端口222至所述第四端口223的流道，所述第二活塞233开放所述第二端口221及第三端口222至所述第一端口211的流道。

通过在气动三通阀2的阀体22上增加一个端口，该端口可以连接压力计、流量计和粘度计等辅助装置，从而测试流体的压力、流量和粘度等，该气动三通阀在保证原有三通阀功能的基础上，还能够直接测试流体的压力、流量和粘度等，从而更好的监控流体在管道内各个阶段的压力、流量和粘度等，实现对精密限流阀1的供料控制，当管道出现堵塞等情况时，通过气动三通阀2测试管道内流体的压力即可快速判定管道内是否出现堵塞的情况，及时阻止管道因堵塞而导致管道爆裂等意外情况发生。因此，在三通阀的阀体22上增加一个辅助装置的端口，一方面，可以更好的监控管道内流体的状态，能及时对流体的状态进行调整，实现对精密限流阀1的供料控制；另一方面，可以阻止意外情况的发生，防止出现安全事故，导致资源浪费和人员伤亡。

本发明中，所述阀腔包括第一阀腔、第二阀腔和第三阀腔，第一阀腔为阀盖21内与第一端口211相连的腔体，第二阀腔为阀体22内的第二端口221与第三端口222相互之间连通的腔体，第三阀腔为阀体22内与第四端口223相连的腔体，第二腔体的一端与第一腔体连通，第二腔体的另一端与第三腔体连通。

所述阀芯23包括阀杆231，所述气缸24连接在所述阀杆231的上端，所述第一活塞232和第二活塞233安装在所述阀杆231的下端，所述第一活塞232位于所述第二活塞233的上方。气缸24内设有内螺纹，阀芯23的上端设有外螺纹，气缸24与阀芯23通过螺纹连接，气缸24可以为止动气缸24，止动气缸24移动更平稳，带动阀杆231移动的时候可以减少因阀芯23的移动对流体的影响。所述阀杆231可以为两根杆可拆卸连接，也可以是一根杆。

本发明中，为了使第一阀腔能形成完全密闭的腔体，流体在第二阀腔和第三阀腔之间流通；或第三阀腔形成完全密闭的腔体，流体在第一阀腔和第二阀腔之间流通；第一活塞232呈倒圆台形，第二活塞233呈圆台形，第二端口221的一端与进料管道相连，第二端口221的另一端与第二阀腔相连，第二端口221与第二阀腔相连的一端端口的形状为锥形，该锥形端口能与第一活塞232和第二活塞233契合，使第一阀腔或第三阀腔能紧密闭合。

所述第一端口211与所述精密限流阀1的进料口111通过法兰3连通。流体先通过气动三通阀2测试相应的性能，再经过法兰3进入精密限流阀1进行分流和调节流体的流量，从而分流到各个管道。

本发明中，气动三通阀2可以跟精密限流阀1配套使用，也可以各种单独使用。

气动三通阀2和精密限流阀1的工作原理如下：

流体罐中的流体通过第二端口221进入阀腔，通过气缸24控制第一活塞232和第二活塞233的上下移动，第一活塞232可由第一打开位置向下移动至第一堵塞位置，第二活塞233可由第二打开位置向上移动至第二堵塞位置，第一活塞232处于第一堵塞位置时，第二活塞233处于第二打开位置，第一活塞232处于第一打开位置时，第二活塞233处于第二堵塞位置。

在第一打开位置，第一活塞232开放第二端口221及第三端口222至第四端口223的流道，第二活塞233堵塞第二端口221及第三端口222至第一端口211的流道。此时，第一阀腔为关闭状态，第二阀腔与第三阀腔为连通状态，辅助测试装置可以通过第三端口222监控流体的状态，流体可以通过第二阀腔进入第三阀腔，进而通过第四端口223回流到流体罐中，但是，流体不可以通过第二阀腔进入第一阀腔。

在第一堵塞位置，第一活塞232堵塞第二端口221及第三端口222至第四端口223的流道，第二活塞233开放第二端口221及第三端口222至第一端口211的流道。此时，第三阀腔为关闭状态，第二阀腔与第一阀腔为连通状态，辅助测试装置可以通过第三端口222监控流体的状态，流体可以通过第二阀腔进入第一阀腔，进而通过第一端口211流入精密限流阀1，但是，流体不可以通过第二阀腔进入第三阀腔。

流体通过精密限流阀1的进料口111依次经过缓冲腔112、第一通孔121和各个限流槽123，根据各分流管道的流量需求，使用微分头141调整调节杆143的下端插入限流槽123的深度，计算出限流槽123中流体流通的截面积，从而确定流体经过限流槽123时的流量。流体经过限流槽123后经过第二通孔122和出料口113后到达各分流管道接口114，通过管道接口114与管道相连流向各分流管道。此时，即完成了流体的分流及各分流管道流量的调节。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种精密限流阀，其特征在于，包括下固定块、调节垫片、上固定块和调节组件，所述调节垫片夹设在所述上固定块和所述下固定块之间，所述调节组件安装在所述上固定块背离所述调节垫片的一侧表面；

所述下固定块设有进料口、缓冲腔和出料口；

所述调节垫片设有与所述缓冲腔相适配的第一通孔，所述调节垫片设有与所述出料口相适配的第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔之间设有限流槽，所述进料口、所述缓冲腔、所述第一通孔、所述限流槽、第二通孔及所述出料口依次连通；

所述调节组件用于调节所述限流槽的流通截面积。

2.如权利要求1所述的精密限流阀，其特征在于，所述调节组件包括限流杆和固定组件，所述限流杆穿过所述固定组件并延伸至所述限流槽。

3.如权利要求2所述的精密限流阀，其特征在于，所述限流杆包括微分头、联轴器和调节杆，所述联轴器的一端与所述微分头连接，所述联轴器的另一端与所述调节杆连接，通过旋转所述微分头可带动所述调节杆上下移动，以此调节所述调节杆的下端插入所述限流槽的深度。

4.如权利要求2所述的精密限流阀，其特征在于，所述固定组件包括固定架和立杆，所述固定架置于所述立杆的上端，所述上固定块设有沉头孔，所述立杆为镂空状并与所述沉头孔相连，所述限流杆依次穿过所述固定架、立杆和沉头孔并延伸至所述限流槽。

5.如权利要求4所述的精密限流阀，其特征在于，所述立杆和所述沉头孔之间设有密封件。

6.如权利要求1所述的精密限流阀，其特征在于，所述下固定块的出料口设有管道接口。

7.如权利要求1所述的精密限流阀，其特征在于，所述精密限流阀还包括螺钉，所述下固定块设有螺纹孔，所述调节垫片设有与所述螺纹孔相适配的螺钉过孔，所述上固定块设有与所述螺钉过孔相适配的圆柱头内六角螺钉沉孔，所述螺钉依次穿过所述圆柱头内六角螺钉沉孔和螺钉过孔与所述螺纹孔螺纹连接。

8.一种气动三通阀，与权利要求1-7任一项所述的精密限流阀配套使用，其特征在于，所述气动三通阀包括阀盖、阀体、阀芯和气缸，所述气缸与所述阀芯螺纹连接，所述阀盖和阀体内设有阀腔，所述阀盖设有与所述阀腔连通的第一端口，所述阀体与所述阀盖密封连接且设置在所述阀盖的上方，所述阀体设有与所述阀腔连通的第二端口、第三端口和第四端口；

所述阀芯从上至下依次设有第一活塞和第二活塞，所述第一活塞可由第一打开位置向下移动至第一堵塞位置，所述第二活塞可由第二打开位置向上移动至第二堵塞位置，所述第一活塞处于第一堵塞位置时，所述第二活塞处于第二打开位置，所述第一活塞处于第一打开位置时，所述第二活塞处于第二堵塞位置；

在所述第一打开位置，所述第一活塞开放所述第二端口及第三端口至所述第四端口的流道，所述第二活塞堵塞所述第二端口及第三端口至所述第一端口的流道；

在所述第一堵塞位置，所述第一活塞堵塞所述第二端口及第三端口至所述第四端口的流道，所述第二活塞开放所述第二端口及第三端口至所述第一端口的流道。

9.如权利要求8所述的气动三通阀，其特征在于，所述阀芯包括阀杆，所述气缸连接在所述阀杆的上端，所述第一活塞和第二活塞安装在所述阀杆的下端，所述第一活塞位于所述第二活塞的上方。

10.如权利要求8所述的气动三通阀，其特征在于，所述第一端口与所述精密限流阀的进料口通过法兰连通。