CN109944955A - 控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种控制阀，其包括：一个阀体(110)、一个第一阀组件(120)和一个第一阀杆(125)。该第一阀组件包括：一个阀座(121)，其固定设置在阀体上且其侧壁上设有一个沿周向延伸的开口(1212)；一个滑动件(123)，其置于所述阀座(121)内部且能够在周向方向上部分或全部地遮蔽所述阀座侧壁上的开口(1212)，而在轴向(Z)上相对所述阀座(121)静止；一个调节阀塞(124)，同心地套设于所述阀座(121)，且能够沿所述阀座的轴向(Z)部分或全部地遮蔽所述阀座侧壁上的开口(1212)；其中，所述滑动件和所述调节阀塞(124)是通过操控所述第一阀杆(125)来驱动的。

Description

控制阀

技术领域

本发明涉及一种暖通空调系统中使用的控制阀，尤其涉及一种流量调节阀(RV：)和压力无关的控制阀(PICV：Pressure Independent Control Valve)。

背景技术

传统电动调节阀容易因系统压力的波动而影响其流量，由此导致电动调节阀具有输送热(冷)量不稳定，抗干扰能力差、调节精度低的缺点。动态平衡电动调节阀是动态平衡功能与电动调节功能一体化的产品。机械式的动态平衡电动调节阀可以使该调节阀在系统实际工作过程中自动平衡系统压力对流量产生的影响，从而使输出的流量特性曲线与理想的流量特性曲线是一致且恒定的，换言之与压力无关。

现有的一些PICV基本采用非平衡式设计，其运行时受阻力较大，需要较大功率的执行器才能控制。另一些现有PICV的流量预设功能借助阀杆限位来实现，因此阀杆既充当导向又起到限位作用。此外，再有一种现有PICV的阀杆还作为引压通道，因引流间隙较小。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个实施例中提出了一种控制阀，用于控制流体通道中流体的流量。该控制阀能够实现旋转方式的流量预设，且无需在阀杆内形成引压通道，因而降低了阀杆的加工难度，增加了阀杆的稳定性。

在本发明的一个实施例中，控制阀包括：一个阀体，其具有一个内腔，该内腔具有一个入口通道和一个出口通道；一个第一阀组件，其置于所述入口通道和所述出口通道之间，所述第一阀组件包括：一个阀座，其呈一端开口的圆筒形，并相对所述阀体固定设置，其中所述阀座的侧壁上设有一个沿周向延伸的开口；一个滑动件，其置于所述阀座内部且能够沿所述阀座侧壁的周向移动，以便在周向方向上部分或全部地遮蔽所述阀座侧壁上的开口，而在所述阀座的轴向上相对所述阀座静止；一个调节阀塞，呈一端开口的圆筒形，同心地套设于所述阀座，且能够沿所述阀座的轴向移动，以在轴向方向上部分或全部地遮蔽所述阀座侧壁上的开口；所述控制阀还包括一个第一阀杆，其与所述滑动件和所述调节阀塞连接，并且一端伸出所述阀体，其中，所述滑动件与所述开口在周向上的重叠量以及所述调节阀塞与所述开口在轴向上的重叠量是通过操控所述第一阀杆来改变。在一个优选实施方式中，所述阀座侧壁上设置的所述开口沿周向延伸约170°至190°。

本发明此实施例中的控制阀为机械式的动态平衡电动调节阀，其能够自动平衡HVAC系统的压力对流量产生的影响。在本发明实施例中，控制阀所包含的第一阀组件具有流量预设功能和流量调节功能。流量预设功能是通过第一阀杆带动滑动件在周向上部分或全部遮蔽阀座侧壁开口来实现的。该滑动件在流量调节过程中始终在轴向上与阀座/阀体相对静止。如此的流量预设功能可以通过旋转第一阀杆来实现，这既能更加精准的控制流量，又能在阀杆因故障无法轴向运动时依然能够通过调节预设流量来减小对系统的影响。流量调节功能是通过第一阀杆带动调节阀塞在轴向上部分或全部遮蔽阀座侧面开口来实现的，其能够在预设流量的范围内进行流量调节。

在一个实施方式中，所述第一阀杆可活动地穿过所述调节阀塞且在其轴向方向上与所述调节阀塞固定连接，而且所述第一阀杆可相对活动地穿过所述阀座使所述第一阀杆的另一端在周向方向上与所述滑动件形状配合连接。如此，根据本发明实施例的第一阀杆能够通过旋转方式预设允许的流量，还能够通过直行程的上下移动来调节流量，与此同时无需在第一阀杆内提供引压通道，由此第一阀杆的设计简单、安装方便、使用寿命长。

在一个实施方式中，所述控制阀还包括一置于所述入口通道和所述出口通道之间的第二阀组件。所述第二阀组件与所述第一阀组件在空间上相互分离开来，所述第二阀组件能够根据所述入口通道处的第一流体压强P1和所述第一和第二阀组件之间的第二流体压强P2之差来调节流量。这里，第二阀组件为压差平衡阀。在一个实施方式中，所述第一阀组件和第二阀组件优选彼此叠置，且所述第二阀组件位于所述第一阀组件的下游。这里，由于第一阀组件与第二阀组件在空间上分离设置，两个阀组件之间互不干扰、工作状态稳定、且易于安装、结构相对简单。

在一个实施方式中，所述第二阀组件优选包括；一个可活动的平衡阀塞，其呈一端开口的圆筒形，且能够沿其轴向发生位移以改变流到所述出口通道的流量，其中所述平衡阀塞一侧受到所述入口通道处的第一流体压强的施力，另一侧受到一个弹性件的施力和所述第二流体压强施力的合力，所述平衡阀塞在所述两侧力的共同作用下达到平衡状态。

在此实施例中，第二阀组件能够通过调节流量来保证第一和第二流体压强之差是定值。在控制阀受到HVAC系统压力变化影响时，第二阀组件可以快速响应，平衡系统压力对阀门带来的影响，并减少了噪音和系统振动。第二阀组件的上述机械结构也可以保证控制阀在断电状态下，仍具有动态平衡功能。

在一个实施方式中，所述第二阀组件具体包括；一个滚动膜片，其与所述阀体密封连接，所述滚动膜片的一侧受到所述第一流体压强的施力，另一侧与所述平衡阀塞的外壁相抵靠；所述弹性件，其置于所述平衡阀塞内部且可沿所述平衡阀塞的轴向伸缩，所述弹性件的一端固定，另一端抵靠在所述平衡阀塞的内壁上。此实施例中的滚动膜片能够将第一流体压强P1的施力传递给平衡阀塞，且滚动膜片体积小、使用方便。

在一个实施方式中，控制阀还包括一个第一引压管，其设置在所述阀体上，用于连通所述入口通道和所述滚动膜片的所述一侧。在阀体上开设第一引压管相对于直接用阀轴充当引压通道结构更可靠，并且不容易堵塞，便于实现和维护。

在一个实施方式中，所述第二阀组件还包括；一个阀盖，其覆盖所述平衡阀塞的开口，且所述阀盖上设有至少一个通孔，以连通所述流体通道和所述平衡阀塞的内部。此实施例的阀盖能够使得平衡阀塞内部的水流更加稳定，从而减少平衡阀塞内部的湍流，以及由湍流引起的震动和噪声。本发明实施例使用小通孔来实现平衡阀塞内外流体连通，小孔可以阻挡较大的杂质进入平衡阀塞内部。

在一个实施方式中，所述第二阀组件还包括；一个第二阀杆，其一端固定于所述阀体上，另一端插入所述平衡阀塞内，所述弹性件套设在所述第二阀杆上，且所述弹性件的所述一端抵接所述第二阀杆的另一端。在本实施例的第二阀杆起到了导向的作用，可以使平衡阀塞和弹性件在第二阀杆所在的轴向方向上运动，以免倾斜，使得导向和限位功能更加可靠，并且第二阀杆加工难度小，使用风险也小。

在一个实施方式中，所述第一阀组件还包括；一个引压槽，其环绕所述阀座设置在所述阀座和所述阀体之间；一个引压孔，其设置在所述阀座上，以使得所述阀座内部的具有第二流体压强的区域与所述引压槽流体连通；一个第二引压管，其设置在所述阀体上，使得所述引压槽与阀体外部流体连通。在此实施例中，引压槽、引压孔和第二引压管的结构能够更简单、更便捷的获取控制阀内部的第二流体压强。多点取压能够对控制阀进行更精准的监测。

在一个实施方式中，第一阀组件还包括一个支撑阀座，其呈环状，固定在所述阀体上，用于支撑所述阀座；所述引压槽设置在所述支撑阀座、所述阀座和所述阀体包围的环形空间内。支撑阀座能够使得更稳定的固定于阀体上。

在一个实施方式中，在与所述阀体接触的所述阀座的外壁环设有密封环，和/或与所述调节阀塞接触的所述阀座的外壁环设有密封环，和/或所述调节阀塞的开口端设有密封圈。在此实施例中，密封圈或密封环用于隔离调节阀塞与阀座间或者所述入口与所述调节阀塞间的流量流通。

在一个实施方式中，所述调节阀塞的端面上设有至少一个通孔，以使得所述调节阀塞内外流体连通。本发明实施例的通孔用于使得所述调节阀塞内、外流体连通，即使得调节阀塞内部的压力与入口通道处的第一流体压强相同，从而降低对第一阀杆的驱动力。

在一个实施方式中，所述阀体的允许所述第一阀杆伸出的端面处设有环绕所述第一阀杆的流量刻度盘，所述第一阀杆上设有沿纵向延伸的标记线，当所述第一阀杆旋转到位时，所述标记线对应的所述流量刻度盘上的数值表示当前预设的流量值。本发明实施例的流量刻度盘采用固定设置，更方便读数。

从上述方案中可以看出，本发明实施例是一种动态平衡与电动调节一体化的产品。采用机械式的动态平衡电动调节阀使系统在实际工程过程中可以自动平衡系统压力对流量产生的影响，从而使输出的流量特性曲线与理想的流量特性曲线是一致且恒定的。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为根据本发明一个实施例的控制阀沿Y方向的立体剖视图。

图2A为图1所示的实施例中第一阀组件120沿Y方向的剖视图。

图2B为图1所示的实施例中第一阀组件120的分解图。

图3为图1所示的实施例中第二阀组件130沿Y方向的剖视图。

图4A为图1所示的实施例中的控制阀沿X方向的剖视图。

图4B为图1所示的实施例中的控制阀的横向剖视图。

图5为图1所示的实施例中的流量刻度盘的放大图。

其中，附图标记如下：

100：控制阀； 110：阀体； 111：入口通道； 112：出口通道；

114：第一引压管； 115：塞块； 116：阀底座； 118：连通口；

120：第一阀组件；

121：阀座； 1211：引压孔； 1212：开口； 1214：密封环

123：滑动件； 1231：遮蔽部； 1235：连接部；

124：调节阀塞； 1241：通孔； 1242：密封圈

125：第一阀杆； 1251：阀杆下部； 1253：螺母； 1254：螺纹部；

1255：凸缘； 1257：标识线； 1259：操控部；

127：卡圈； 140：支撑阀座

130：第二阀组件；

131：平衡阀塞； 132：弹性件； 133：滚动膜片； 134：阀盖；

135：第二阀杆； 1342：通孔

150：刻度盘； 401：引压槽； 501：阀座开口 1101：引压孔

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图1为根据本发明一个实施例的控制阀100的立体剖视图。如图1所示，在本发明的一个实施例中，控制阀100的阀体110(连接到控制阀100的执行机构未示出)连接在一个流体通道内，用于控制该流体通道中流体的流量。阀体110具有一个内腔，流体从该内腔流过。流经阀体110的内腔的流体可以是液体，如水或含有水的混合物，也可以是气体，如蒸汽。阀体110的内腔中设有一个连通口118，其将该内腔分隔为一个入口通道111和一个出口通道112。这里，入口和出口的概念是相对的，而非限制的。根据实际应用需要，流体也可以从出口通道112进入，而从入口通道流出。

如图1所示，在阀体110内腔中设有第一阀组件120和第二阀组件130。第一阀组120设置在该连通口118的上游，其能够预设流过阀体110内腔的流量，并且能够在该预设流量限定的范围内响应于执行器的控制而调节流量。第二阀组件130为压差平衡阀，其能够在一定范围内自动平衡入口通道111处和连通口118处之间的压差，以保证流量与压力无关。

如图1所示例子中，第一阀组件120和第二阀组件130在空间上相互分离开来。在内腔中，第一阀组件120可以位于第二阀组件130的上游，也可以位于第二阀组件130的下游。在图1所示的例子中，第一阀组件120和第二阀组件130在入口通道和出口通道之间的腔体内上、下叠置，并且第一阀组件120位于第二阀组件130的上游。在其他实施例中，第二阀组件130也可以位于第一阀组件120的上游，其相对位置由具体应用情况而定。

假定入口通道111处的流体压强为第一流体压强P1。由于第一阀组件120的调节作用，在第一阀组件120和第二阀组件130之间的流体通道113处的流体压强为第二流体压强P2。第一流体压强P1和第二流体压强P2之间可能存在压差。在出口通道112处的流体压强为第三流体压强P3。第二阀组件130能够根据第一流体压强P1和第二流体压强P2之差调节面向出口通道112的开度，从而确保流过控制阀100的流量大小与入口通道处的第一流体压强P1和出口通道处的第二流体压强P2之间压差无关。

第一阀组件-流量调节阀

图2A和图2B分别示出了图1中第一阀组件120的剖面图和分解图。在图2A和图2B所示的实施例中，第一阀组件120具体包括一个阀座121、一个滑动件123、一个调节阀塞124。如图2A所示，阀座121设置在连通口118处且固定在阀体110上，调节阀塞124套设在阀座121上，滑动件123内置于阀座121内且能够沿阀座121内壁周向滑动。

如图2B所示，阀座121大体呈一端具有开口的圆筒形(或类似钟罩形)。在图2B中，阀座121的开口501位于阀座121的下端面，且开口501的尺寸大体与阀座121的内口径相当。滑动件123可从该开口501装入阀座121内。阀座121的侧壁上设有一个沿其周向延伸的开口1212。开口1212例如可沿该阀座的周向延伸约170°至190°左右。开口1212的尺寸决定了控制阀100的最大预设流量。在其他实施例中，开口1212也可以根据预设流量的最大值设置为周向延伸的其他角度。结合图2A和图2B可见，在无任何遮蔽的情况下，来自入口通道111的流体可以从阀座121的开口1212流入阀座121内，且从开口501流出。

如图2A和图2B所示，滑动件123套设在阀座121的内部，并且适于沿阀座121的内壁周向滑动，以遮蔽开口1212的部分或全部。滑动件123与阀座121在周向上的相对位置可以通过一个第一阀杆125来调节。具体地，如图2B所示，滑动件123包括一个弧形的遮蔽部1231和一个从该遮蔽部1231延伸出(或与之连接)的连接部1235。滑动件123的遮蔽部1231为弧形遮蔽块或遮蔽板，该弧形的外直径与阀座121的内径相匹配。在图2B所示的例子中，遮蔽部1231优选为大体延伸半周(例如170～190度左右)的圆筒壁，其能够通过滑动而部分或全部地遮蔽阀座121上的开口1212。通过调整开口1212被滑动件123遮挡的大小可调节预先设定的流量值，实现流量预设功能。滑动件123的连接部1235可以套设在第一阀杆125的下部1251上且能够和第一阀杆125的下部1251形状配合连接。例如，连接部1235的中心可具有一个方孔，第一阀杆125的下部1251的横截面也呈方形。由此，第一阀杆125的下部1251插入连接部1231的方孔后，第一阀杆125的旋转运动可以带动滑动件123相应旋转。与此同时，滑动件123在轴向上不发生位移，而是限制在阀座121内，即在Z轴方向上相对阀体静止。优选地，连接部1235还具有连接到遮蔽部的多个辐条，以实现更好的支撑和连接作用。

如图2A和图2B所示，调节阀塞124呈一端开口的圆筒型(类钟罩型)，其套设在阀座121上，并且能够沿阀座121的轴向移动(在图中沿Z方向上、下移动)，以在轴向方向上部分或全部地遮蔽阀座121上的开口1212。优选地，调节阀塞124与阀座121在轴向上的重叠量能够通过操控第一阀杆125来改变。具体地，如图2B所示，调节阀塞124顶部中心的通孔可以套设在第一阀杆125上，且其调节阀塞124的上端面可抵靠在第一阀杆125上的一个凸缘1255上。之后，螺母1253从第一阀杆125的下端套设，并在调节阀塞124的内部旋紧在第一阀杆125的螺纹部1254上，其中螺纹部1254与凸缘125之间的间隔恰好适于夹持调节阀塞124。由此，调节阀塞124在轴向上与第一阀杆125相对固定且随之上、下移动，而在周向上并不随着第一阀杆125同步转动。

优选地，在图2B的实施例中，调节阀塞124的上端面上可以设有至少一个通孔1241，以便于调节阀塞124内外流体连通。由于通孔1241的存在，调节阀塞124的内外表面承受相同的流体压力，从而可降低第一阀杆125驱动调节阀塞124的驱动力。

在图2B的例子中，第一阀组件还优选地包括一个支撑阀座140。支撑阀座140呈环状，其固定在阀体110上，用于支撑所述阀座121。支撑阀座140使得阀座121更稳定的固定于阀体110上。阀座121与阀体110间也可以设置有密封圈。在支撑阀座140与滑动件123间还可以设置有一个卡圈127，用于进一步将滑动件123轴向支撑在阀座121内。在其他实施例中，也可以采用其他形状的支撑阀座140或其他结构保证阀座121的稳定性，或者，若控制阀应用于小流量的环境中，也可以不设计支撑阀座结构。

在图1的实施例中，第一阀杆125一端伸出阀体110，且在阀体110的上端口处设有一个流量刻度盘150，以标识预设流量。图5给出流量刻度盘150的放大图。如图5所示，第一阀杆125伸出阀体110的部分可环设一个流量刻度盘150。相应地，第一阀杆125上可设有沿纵向延伸的标记线1257。当第一阀杆125旋转到位时，标记线1257对应的流量刻度盘150上的数值表示当前预设流量值。在一个实施例中，流量刻度盘150固定设置在阀体110的端口上，而没有设置在第一阀杆125上，因此流量刻度盘150不会因第一阀杆125运动而移动。在另一种实施例中，流量刻度盘也可设置在第一阀杆125上，而在阀体110上设有固定的标识线。优选地，第一阀杆125与流量刻度盘150的接触表面之间也可设置有密封(未示出)。图5中示出的凹部1259利于手动(例如用扳手转动)或自动旋转第一阀杆125。例如，该凹部1259可以与一个执行器形状配合连接，且由执行器驱动进行转动运动或直线运动。

优选地，在图2A所示的实施例中，阀座121与阀体110间也可以设置有密封圈1214。优选地，调节阀塞124和阀座121之间也可以设有密封环1216，以防止泄漏。具体地，密封环1216环设在阀座121的外壁上部且可与调节阀塞124的内壁接触。优选地，如图2A所示，调节阀塞124的开口端的端面上也可以设有密封圈1242，密封圈1242用于隔离入口通道111与阀座121内部的流量流通。

在图1、图2A和图2B所示的实施例中，第一阀组件120按照如下方式运行。第一阀杆125伸出阀体的一端可手动操控，也可连接到一个执行器(图中未示出)且由该执行器驱动。在阀体110安装到流体通道之后，可旋转第一阀杆125到一个预定刻度。第一阀杆125的旋转带动阀座121内的滑动件123发生沿阀座内周的滑动，从而滑动件123部分遮蔽阀座的开口121至一个与预定刻度对应的开口大小，从而实现流量预设。当需要对当前流量进行调节时，连接到第一阀杆125的执行器(未示出)可以驱动第一阀杆125上、下运动，从而带动调节阀塞124相应地发生轴向移动，由此在轴向上部分或全部遮蔽开口1212。当调节阀塞124全部遮蔽开口1212时，密封圈1242抵靠在阀座121底部的外缘上或抵靠在支撑阀座140上，从而可以阻止入口111的流体流入调节阀塞124或阀座121。与此同时，密封环1214能够防止流体从阀体110和阀座121之间的间隙流向第二阀组件130，密封环1216可以防止流体从调节阀塞124与阀座121之间的间隙流向第二阀组件130。经过调节阀塞124对流量的限制，进入到阀座121内部的流体压强从入口处的第一流体压强P1转换为第二流体压强P2。

这里，由于流量设定是通过第一阀杆125的旋转运动来实现，而流体流量调节是通过第一阀杆125的轴向运动来实现，因此在上述实施例中仅需要第一阀杆125即可实现流量设定和流量调节。同时，由于调节阀塞124内外流体连通，因此第一阀杆125可使用较小的动力即能完成上述功能需求，最大程度节约了资源，优化了结构。

第二阀组件-压差平衡阀

图3示出了图1中第二阀组件130正面剖视图的放大图。第二阀组件130为压差平衡阀结构，即第二阀组件130能够根据入口通道111处的第一流体压强P1和流体通道113内的第二流体压强P2之差调节流量，从而控制流经该控制阀100的流量并实现压差平衡。

具体地，如图3所示，第二阀组件130包括一个可活动的平衡阀塞131，其呈一端开口的圆筒形(或类似倒置的钟罩型)，且能够沿其轴向Z发生位移。在图3中，平衡阀塞131沿Z轴的位移可以部分或全部阻挡住与出口通道112连通的开口。由此，平衡阀塞131的位移能够改变流向出口通道112的流体流量。

在图3中，平衡阀塞131开口向上，呈倒置的钟罩形。在其他实施例中，可活动的平衡阀塞131的截面除了圆形，还可能是椭圆形、方形或其他不规则形状等等。平衡阀塞131内部设置有一个弹性件132，该弹性件132一端固定而另一端抵靠在平衡阀塞131内壁的底部。平衡阀塞131的内部与第一阀组件120流体连通，从而平衡阀塞131的内壁承受的流体压强为第二流体压强P2，与第一阀组件120出口501处的流体压强相同。如图1所示，引压管114将入口通道111处的流体引到平衡阀塞131外壁的底部，即平衡阀塞131底面受到与入口通道111处相同的第一流体压强P1。如此，在平衡阀塞131内侧，弹性件132施加的弹性力f和第二流体压强P2施加的力(图中合力F1向下)共同作用在平衡阀塞131的内底部。同时，在平衡阀塞131的外侧，与入口通道111处相同的第一流体压强P1作用在平衡阀塞131的外底上(在图中该力F2向上)。平衡阀塞131在内、外两侧压力的共同作用下可以达到平衡状态，即F1＝F2。若第一流体压强P1和/或第二流体压强P2发生变化，则平衡阀塞131因两侧力不平衡(F1≠F2)而发生位移，直到内、外两侧的压力再次达到平衡(F1＝F2)为止。由此，压差平衡阀可调整出口流量与入口通道和出口通道处的流体压强无关，而仅与P1和P2之间的压差，即弹性件的回复力有关。这里弹性件的最大弹性回复力为一个预先设定值，其决定了第一流体压强P1和第二流体压强P2之差的最大值。对于不同流量等级的控制阀，该弹性件的最大回复力预设值不同。

在图1和图3所示的具体例子中，平衡阀塞131可活动的置于第一阀组件120的下游。平衡阀塞131可从阀体100底部装入阀体内，且套设在一个第二阀杆135上。该第二阀杆135固定在一个底座116上，该底座116进一步通过螺栓旋紧在阀体110上。平衡阀塞131可沿第二阀杆135的轴向(Z方向)发生位移。

阀座116与阀体110间可以设有一个密封圈1363，以防止泄漏。这里，一个弹性件132设置在平衡阀塞131的内部，且套设在第二阀杆135上。弹性件132的一端抵靠在平衡阀塞131底部(内壁)，另一端固定在第二阀杆135上。弹性件132的伸缩可用来平衡流体压强P1和P2之间的差值。这里弹性件132优选可以是弹簧，例如是螺旋弹簧。在其他实施例中，弹性件132也可以选自其他可以储能的柔性元件。

这里，第二阀杆135起到了导向的作用，可以使平衡阀塞131和弹性件132在第二阀杆135所在的方向上运动，以免倾斜，使得导向和限位功能更加可靠。在其他实施例中，为精简结构，也可不安装第二阀杆135，或者通过其他的方式限定平衡阀塞131和弹性件132的运动方向。

在图1和图3的例子中，平衡阀塞131的底面(外壁)与一个由柔性材料制成的滚动膜片133相抵靠。滚动膜片133的边缘与阀体110/第二阀杆135密封连接。实际应用中，滚动膜片133可由任何适当的柔性材料制成。滚动膜片133可以做成顶部、底部可以带O型环边，或者底部周边带固定孔等形式。在特定的实施例中，滚动膜片133可以由丁腈橡胶，氯醇橡胶等橡胶材料和/或聚酯膜和/或金属箔等材料制作。如图3所示，位于滚动膜片133下方的区域与第一引压管114流体连通，其流体压强为P1。换言之，滚动膜片133将其受到的第一流体压强P1传递到平衡阀塞131的底面。位于滚动膜片133上方的区域与第一阀组件120的出口连通，其流体压强为P2。由此，滚动膜片133能够将第一流体压强P1区域与第二流体压强区域P2隔离开来。实际应用中，当第一流体压强P1增强时，原本达到的平衡状态被打破，滚动膜片133推动平衡阀塞131向上移动，压缩弹性件132，直到平衡阀塞131再次达到平衡状态，即与第二流体压强P2施加到平衡阀塞131底部(内壁)的力与弹性力f的合力大体与第一流体压强P1经由滚动膜片施加到平衡阀塞131底面(外壁)的力相等。由此，平衡阀塞131可根据第一和第二流体压强之差来调整流通通道的流量大小。

优选地，平衡阀塞131的开口侧(上端)还可以包括一个阀盖134。优选地，该阀盖134同样套设在第二阀杆135上。该阀盖134上设有通孔1342，优选地在阀盖上均匀布置多个通孔，以便流体能够流入平衡阀塞131的内部。阀盖134的作用在于降低平衡阀塞131内部湍流和噪声。

在图3中第一引压管114开设在阀体110上。优选地，引压管114可以设置成入口尺寸大于出口尺寸，即靠近入口通道111的部分的直径大于靠近滚动膜片133的部分。例如第一引压管114还可以为阶梯型，即第一引压管114可以分为两段，第一段靠近其入口通道111，第二端靠近滚动膜片133，且第一段的直径大于第二段的直径。可选地，第一引压管114还可以包括三段或更多，或者设计成直径渐变的管道。此外，靠近滚动膜片133部分的第一引压管114处可以设置有塞块115，塞块115固定于第一引压管114与底座116之间，有助于第一引压管114将入口处的流体流量直接引入滚动膜片133的密封区域，以防流体流出控制阀。相对于直接利用第一阀杆上的通道充当引压管或其他方式开设引压管，如图3所示的第一引压管114的结构更可靠，并且不容易堵塞，便于维护。

图4A和图4B示出了根据本发明一个实施例的具有P2压力测试口的控制阀。如图4A和图4B所示，第一阀组件120中还设有一个用于测量阀体110内部的第二流体压强P2的引压组件，其具体包括一个引压槽401、一个引压孔1211、一个第二引压管1101，其中第二引压管1101可由一个活塞410塞紧。图4B为沿图4A中A-A’剖切线剖开的横截面的示意图。如图4B所示，引压槽401环绕阀座121设置在阀座121和阀体110之间。引压孔1211设置在阀座121上，以使得阀座121内部与引压槽401流体连通。引压孔1211的具体位置也可参见图2B中的阀座121图，其位于阀座121的底部。第二引压管1101设置在阀体110上，使得引压槽401与阀体110外部流体连通。上述引压槽401、引压孔1211以及第二引压管1101用于测量阀座121内部的第二流体压强P2。实际应用中，也可以采用多点取压方式监测阀体110内部的第二流体压强P2，或者采用其他方式取压。

以上实施例中的PICV内第一阀组件120和第二阀组件130是在空间上分立设置的。图2A和图2B所示出的第一阀组件120还可以应用在其他需要流量预设和流量调节功能的控制阀中，而非限制使用在PICV中。换言之，第一阀组件120还可以应用在普通的电动调节阀中。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种控制阀，其用于控制流体通道中流体的流量，其中，所述控制阀包括：

一个阀体(110)，其具有一个内腔，该内腔具有一个入口通道(111)和一个出口通道(112)；

一个第一阀组件(120)，其置于所述入口通道(111)和所述出口通道(112)之间，所述第一阀组件(120)包括：

一个阀座(121)，其呈一端开口的圆筒形，并相对所述阀体(110)固定设置，其中所述阀座(121)的侧壁上设有一个沿周向延伸的开口(1212)；

一个滑动件(123)，其置于所述阀座(121)内部且能够沿所述阀座(121)内壁的周向移动，以便在周向方向上部分或全部地遮蔽所述阀座侧壁上的开口(1212)，而在所述阀座(121)的轴向(Z)上相对所述阀座(121)静止；

一个调节阀塞(124)，呈一端开口的圆筒形，同心地套设于所述阀座(121)，且能够沿所述阀座的轴向(Z)移动，以在轴向方向上部分或全部地遮蔽所述阀座侧壁上的开口(1212)；

一个第一阀杆(125)，其与所述滑动件(123)和所述调节阀塞(124)连接，并且一端伸出所述阀体(110)，

其中，所述滑动件(123)与所述开口(1212)在周向上的重叠量以及所述调节阀塞(124)与所述开口(1212)在轴向上的重叠量是通过所述第一阀杆(125)来改变。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，

所述第一阀杆(125)可相对活动地穿过所述调节阀塞(124)且在轴向(Z)方向上与所述调节阀塞(124)固定连接，而且

所述第一阀杆(125)可相对活动地穿过所述阀座(121)使所述第一阀杆(125)的另一端在周向方向上与所述滑动件(123)形状配合连接。

3.根据权利要求1或2所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀还包括一个第二阀组件(130)，其置于所述入口通道(111)和所述出口通道(112)之间，且与所述第一阀组件(120)在空间上相互分离开来，所述第二阀组件(130)为压差平衡阀，其能够根据第一流体压强(P1)和第二流体压强(P2)之差调节流量，其中第一流体压强(P1)为所述入口通道(111)处的压强，第二流体压强(P2)为第一阀组件(12)和第二阀组件(130)之间的流体压强。

4.根据权利要求3所述的控制阀，其特征在于，所述第一阀组件(120)和第二阀组件(130)在所述内腔中彼此叠置，且所述第二阀组件(130)位于所述第一阀组件(120)的下游。

5.如权利要求4所述的控制阀，其特征在于，所述第二阀组件(120)包括；

一个可活动的平衡阀塞(131)，其呈一端开口的圆筒形，且能够沿其轴向(Z)发生位移以改变流到所述出口通道(112)的流量，其中所述平衡阀塞(131)一侧受到所述入口通道(111)处的第一流体压强(P1)的施力(F2)，另一侧受到一个弹性件(132)的施力(f)和所述第二流体压强(P2)施力的合力(F1)，所述平衡阀塞(131)在所述两侧力的共同作用下达到平衡状态。

6.根据权利要求5所述的控制阀，其特征在于，所述第二阀组件(130)还包括；

一个滚动膜片(133)，其与所述阀体(110)密封连接，所述滚动膜片(133)的一侧受到所述第一流体压强(P1)的施力，另一侧与所述平衡阀塞(131)的外壁相抵靠；

所述弹性件(132)，其置于所述平衡阀塞(131)内部且可沿所述平衡阀塞(131)的轴向(Z)伸缩，所述弹性件(132)的一端固定，另一端抵靠在所述平衡阀塞(131)的内壁上。

7.根据权利要求6所述的控制阀，其特征在于，还包括一个第一引压管(114)，其连通所述入口通道(111)和所述滚动膜片(133)的所述一侧。

8.根据权利要求5-7中任一所述的控制阀，其特征在于，所述第二阀组件(130)还包括；

一个阀盖(134)，其覆盖所述平衡阀塞(131)的开口，且所述阀盖(134)上设有至少一个通孔(1341)，以使得所述平衡阀塞(131)内、外流体连通。

9.根据权利要求5-8中任一所述的控制阀，其特征在于，所述第二阀组件(130)还包括；

一个第二阀杆(135)，其一端固定于所述阀体(110)上，另一端插入所述平衡阀塞(131)内，所述弹性件(132)套设在所述第二阀杆(135)上，且所述弹性件(132)的所述一端抵接所述第二阀杆(135)的另一端。

10.根据权利要求1-8中任一所述的控制阀，其特征在于，所述第一阀组件(120)还包括；

一个引压槽(401)，其环绕所述阀座(121)设置在所述阀座(121)和所述阀体(110)之间；

一个引压孔(1211)，其设置在所述阀座(121)上，以使得所述阀座(121)内部的具有第二流体压强(P2)的区域与所述引压槽(401)流体连通；

一个第二引压管(1101)，其设置在所述阀体(110)上，使得所述引压槽(401)与阀体(110)外部流体连通。

11.根据权利要求10所述的控制阀，其特征在于，还包括一个支撑阀座(140)，其呈环状，固定在所述阀体(110)上，用于支撑所述阀座(121)；

所述引压槽(401)设置在所述支撑阀座(140)、所述阀座(121)和所述阀体(110)包围的环形空间内。

12.根据权利要求1-11中任一所述的控制阀，其特征在于，与所述阀体(110)接触的所述阀座(121)的外壁环设有密封环(1213)，和/或与所述调节阀塞(124)接触的所述阀座(121)的外壁环设有密封环(1212)，和/或所述调节阀塞(124)的开口端设有密封圈(1242)。

13.根据权利要求1-10中任一所述的控制阀，其特征在于，所述调节阀塞(124)的端面上设有至少一个通孔(1241)，以使得所述调节阀塞(124)内外流体连通。

14.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述阀体(110)的允许所述第一阀杆(125)伸出的端处环绕所述第一阀杆(125)设有一个流量刻度盘(150)，所述第一阀杆(125)上设有沿纵向延伸的标记线(1251)，当所述第一阀杆(125)旋转到位时，所述标记线(1251)对应的所述流量刻度盘(150)上的数值表示当前预设的流量值。

15.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述阀座(121)上设置的所述开口(1212)沿周向延伸约170°至190°。