CN110375100A - 流量调节阀及电动流量调节阀 - Google Patents

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CN110375100A
CN110375100A CN201910781908.3A CN201910781908A CN110375100A CN 110375100 A CN110375100 A CN 110375100A CN 201910781908 A CN201910781908 A CN 201910781908A CN 110375100 A CN110375100 A CN 110375100A
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Abstract

本申请提供一种流量调节阀及电动流量调节阀，涉及阀门技术领域。流量调节阀包括：阀盖、阀座、阀杆、迷孔式套筒和套筒座。阀盖与阀座围成容纳腔室，套筒座设置于阀座，迷孔式套筒架设于套筒座且容置于容纳腔室，阀杆穿设于阀盖和迷孔式套筒，套筒座具有贯通的套筒座孔，阀杆的端部设置有宽可调比等百分比流量特性阀头，阀头能封堵套筒座孔，阀头可随阀杆在套筒座和迷孔式套筒内滑动。阀座包括入水口和出水口，入水口与容纳腔室连通，容纳腔室与出水口的通断通过阀头与套筒座孔的配合进行控制。本申请的流量调节阀通过宽可调比等百分比流量特性阀头与套筒座的配合，加上迷孔式套筒的多级降压，可以实现一个高压差的流量精确调节，满足使用需求。

Description

流量调节阀及电动流量调节阀
技术领域
本申请涉及阀门技术领域，具体而言，涉及一种流量调节阀及电动流量调节阀。
背景技术
在传统工业中的生产过程中,会产生很多工业污水和废水,比如化工、医药、电力、垃圾填埋等，为了保证地下水的水质安全，这些工业污水和废水必须经过处理后达到相应的排放标准才能排放。经过分析，工业污水中含有大量有机物、无机盐和氨氮离子等污染物，根据各类工业污水中的化学组成成分及含量，一般选用不同的反渗透RO膜装置进行处理，原理是通过控制反渗透内膜压力，来提高分离设备的产水率，完成水质达标处理。高压反渗透DTRO膜装置就是其中一种反渗透膜处理设备。
在DTRO反渗透膜设备中，电动浓水比例调节阀的作用十分重要，它主要应用在高压反渗透膜装置的浓水排放口，主要作用如下：
1.通过电动浓水比例阀的控制，能降低浓水排放口的压力至0.1-0.3MPa。
2.控制浓水的排放量，稳定进口压力，从而保证反渗透膜内水分离所需压力，提高设备产水率至80～90％或更高。
3.为浓水收集和再次处理提供了方便。
现有的浓水比例调节阀对于浓水的排放量控制不够精确。
发明内容
本申请的目的在于提供一种流量调节阀，其能够改善现有的浓水比例调节阀对于浓水的排放量控制不够精确的问题。
本申请的另外一个目的在于提供一种电动流量调节阀，其包括上述流量调节阀，其同样能够改善上述问题。
本申请的实施例是这样实现的：
本申请的实施例提供了一种流量调节阀，包括：阀盖、阀座、阀杆、迷孔式套筒和套筒座；
所述阀盖与所述阀座围成容纳腔室，所述套筒座设置于所述阀座，所述迷孔式套筒架设于所述套筒座且容置于所述容纳腔室，所述阀杆穿设于所述阀盖和所述迷孔式套筒，所述套筒座具有贯通的套筒座孔，所述阀杆的端部设置有宽可调比等百分比流量特性阀头，所述阀头用于封堵所述套筒座孔，所述阀头可随所述阀杆在所述套筒座和所述迷孔式套筒内滑动，以使所述阀头的宽可调比等百分比特性曲线与所述套筒座孔形成不同的环形截流面积，所述阀头的固有可调比为50:1-100:1；
所述阀座包括入水口和出水口，所述入水口与所述容纳腔室连通，所述容纳腔室与所述出水口的通断通过所述阀头与所述套筒座孔的配合进行控制。
流量调节阀采用迷孔式套筒来降低流体的压力，并且通过使用阀头来进行流量的控制，既满足了降低压力的需求，又能够使得流量的控制更为精确。
另外，根据本申请的实施例提供的流量调节阀，还可以具有如下附加的技术特征：
在本申请的可选实施例中，所述阀座包括第一密封凸台，所述套筒座设置于所述第一密封凸台所在处且与所述第一密封凸台之间设有密封圈。
在本申请的可选实施例中，所述阀座包括第二密封凸台，所述阀盖设置于所述第二密封凸台所在处且与所述第二密封凸台之间设有密封圈。
在本申请的可选实施例中，所述阀盖包括第三密封凸台，所述流量调节阀包括密封组件，所述密封组件包括压紧构件和填料，所述阀杆和所述阀盖之间形成填充腔室，所述填充腔室位于所述第三密封凸台的远离所述容纳腔室的一侧，所述填料容置于所述填充腔室，所述压紧构件将所述填料限制于所述填充腔室内。
在本申请的可选实施例中，所述压紧构件包括填料螺钉、填料压套和填料垫，所述填料垫包括垫体以及嵌设于所述垫体的第一O型密封圈、第二O型密封圈，所述垫体设置于所述第三密封凸台，所述第一O型密封圈和所述阀杆抵接，所述第二O型密封圈和所述阀盖抵接，所述填料压套设置于所述填料的远离所述第三密封凸台的一侧，所述填料螺钉与所述阀盖可拆卸连接且挤压所述填料压套。
通过可靠的密封结构，能够避免流体外漏。
在本申请的可选实施例中，所述迷孔式套筒包括内层和外层，所述内层具有孔隙，所述外层具有节流孔，所述节流孔与所述孔隙连通，所述节流孔的孔径与所述孔隙的最小直径相同，最小直径的所述孔隙与对应的所述节流孔同轴心布设。
流体行经内层、外层，能够实现流体的压力减小。
在本申请的可选实施例中，所述孔隙为沉孔结构或者减缩结构；
所述孔隙为沉孔结构时，直径较大端与所述节流孔相接，直径较小端与所述阀杆相接；
所述孔隙为减缩结构时，直径较大端与所述节流孔相接，直径较小端与所述阀杆相接。
在本申请的可选实施例中，所述迷孔式套筒还包括次外层，所述次外层的层数至少为一层，所述次外层包括次级节流孔，所述次级节流孔的孔径大于所述节流孔的孔径；
所述次外层为多层时，每层所述次级节流孔的孔径从所述外层所在方向向着所述内层所在方向依次递增。
通过设计更多的次外层，能够实现流体的多级减压。
在本申请的可选实施例中，所述阀座包括一级减压通道，所述入水口与所述容纳腔室通过所述一级减压通道连通，所述一级减压通道的孔径小于所述入水口的孔径。
本申请的实施例提供了一种电动流量调节阀，包括电动执行器和上述任一项所述的流量调节阀，所述电动执行器与所述阀杆的位于所述容纳腔室外部的一端传动连接，所述电动执行器能够控制所述阀头插入所述套筒座孔的深度。
通过电动执行器来对阀杆进行控制，流量的控制可以更为精确，利于使用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请的实施例提供的流量调节阀的示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为图2所示的流量调节阀呈关闭状态时的流体路径示意图；
图4为图2所示的流量调节阀呈开启状态时的流体路径示意图；
图5为图2中的阀头的流量特性等百分比的示意图；
图6为迷孔式套筒的示意图；
图7为图6中的A-A方向或者C-C方向的剖视图；
图8为图6中的B-B方向的剖视图；
图9为填料的示意图。
图标：100-流量调节阀；10-阀盖；11-第三密封凸台；20-阀座；21-入水口；22-出水口；23-一级减压通道；24-第一密封凸台；25-第二密封凸台；30-阀杆；31-宽可调比等百分比流量特性阀头；40-迷孔式套筒；41-内层；42-外层；421-节流孔；50-套筒座；61-V型密封填料；611-上填料；612-中填料；613-下填料；62-填料螺钉；63-填料压套；641-垫体；642-第一O型密封圈；643-第二O型密封圈；101-容纳腔室；102-密封圈。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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申请中的具体含义。
实施例
请参照图1至图9，本实施例提供了一种流量调节阀100，包括：阀盖10、阀座20、阀杆30、迷孔式套筒40和套筒座50。阀盖10与阀座20围成容纳腔室101，套筒座50设置于阀座20，迷孔式套筒40架设于套筒座50(迷孔式套筒40由阀盖10与阀体导压固定)且容置于容纳腔室101，阀杆30穿设于阀盖10和迷孔式套筒40，套筒座50具有贯通的套筒座孔，阀杆30的端部设置有宽可调比等百分比流量特性阀头31，阀头用于封堵套筒座孔，阀头可随阀杆30在套筒座50和迷孔式套筒40内滑动，以使阀头的宽可调比等百分比特性曲线与套筒座孔形成不同的环形截流面积，阀头的固有可调比为50:1-100:1。阀座20包括入水口21和出水口22，入水口21与容纳腔室101连通，容纳腔室101与出水口22的通断通过阀头与套筒座孔的配合进行控制。
其中，阀头的流量特性等百分比可以参照图5，图中的纵坐标为流量的百分比，横坐标为行程的百分比(对应环形截流面积)。
其中，本实施例中的套筒座孔为文丘里扩散孔。本实施例附图中的箭头均为流体的流动方向示意。
流体进入阀座20之后，经过迷孔式套筒40来进行降压，当需要释放流体时，提拉阀杆30，使得流体从套筒座孔处流出。由于采用了宽可调比等百分比流量特性阀头31，阀头的宽可调比等百分比特性曲线与套筒座孔之间形成的环形截流面积可以有更为精确的调整，从而使得流体的流量控制变得更为精确。将流量调节阀100应用到DTRO反渗透膜设备后，DTRO反渗透膜设备能够更好地保证反渗透膜内水分离所需压力，整个设备的产水率能够得到保障。
流量调节阀100采用迷孔式套筒40来降低流体的压力，并且通过使用阀头来进行流量的控制，既满足了降低压力的需求，又能够使得流量的控制更为精确。
将电动执行器应用于流量调节阀100，可以形成电动流量调节阀100，电动执行器与阀杆30的位于容纳腔室101外部的一端传动连接，电动执行器能够控制阀头插入套筒座孔的深度。阀头的等百分比流量特性曲线调节精度高，固有可调比最高可达100：1，能提供很宽的流通能力通过电动执行器缓慢调节来控制阀芯微小出水口22，实现流量的微小精确控制，将之应用于DTRO反渗透膜设备时，可以保持膜内部分离水分子所需的压力，精确控制浓水排放量。并且可以通过选用不同规格(如推力2000N和推力3500N)的电动执行器，可满足低压降至高压降的需要。
请结合图1，具体的，在本实施例中，阀座20包括一级减压通道23，入水口21与容纳腔室101通过一级减压通道23连通，一级减压通道23的孔径小于入水口21的孔径。
进一步的，阀座20包括第一密封凸台24，套筒座50设置于第一密封凸台24所在处且与第一密封凸台24之间设有密封圈102。
此外，阀座20包括第二密封凸台25，阀盖10设置于第二密封凸台25所在处且与第二密封凸台25之间设有密封圈102。本实施例的阀盖10和阀座20采用双头螺柱、螺母进行连接。
请结合图1以及图9，详细的，在本实施例中，阀盖10包括第三密封凸台11，流量调节阀100包括密封组件，密封组件包括压紧构件和填料，阀杆30和阀盖10之间形成填充腔室，填充腔室位于第三密封凸台11的远离容纳腔室101的一侧，填料容置于填充腔室，压紧构件将填料限制于填充腔室内。填料为V型密封填料61，在本实施例中，V型密封填料61是由1片上填料611、8片中填料612以及1片下填料613组成，密封性好。通过V型密封填料61以及下文中的O型密封圈进行双重密封，可以确保填料部位无外漏，保障了阀杆30处的密封性。
其中，压紧构件包括填料螺钉62、填料压套63和填料垫，填料垫包括垫体641以及嵌设于垫体641的第一O型密封圈642、第二O型密封圈643，垫体641设置于第三密封凸台11，第一O型密封圈642和阀杆30抵接，第二O型密封圈643和阀盖10抵接，填料压套63设置于填料的远离第三密封凸台11的一侧，填料螺钉62与阀盖10可拆卸连接且挤压填料压套63。
上述的多重密封结构，阀杆30的填料密封、阀盖10密封以及套筒座50密封，设置单独的密封凹台，共同保障密封性的同时，提高整体的集成度。加上依靠容纳结构(比如阀座20上的第一密封凸台24处有容纳套筒座50的凹陷)来承载相应的部件，可以使得整个流量调节阀100的结构更为紧凑。通过可靠的密封结构，能够避免流体外漏。由此，整个流量调节阀100的精密性更有保障，整体的体积也能得到降低。本实施例的流量调节阀100的整体体积小，重量轻,与其它同等规格(同样是口径DN25PN100的调节阀，常规长度为230mm，高度在500mm以上，重量在25Kg以上，本申请的流量调节阀100的长度为90mm，高度在250mm以下，重量在15Kg以下)的调节阀相比，体积减小50％，重量减小40％。
此外，阀盖10和阀座20采用原材料锻件(原材料指钢厂的钢材坯件，通过锻打，锻钢件的质量和密度比铸钢件高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高)制作，耐高压性突出。这样能够保障的一个稳定而良好的工作表现，使得应用该流量调节阀100的DTRO反渗透膜设备有更稳定的工作基础。而本实施例的阀杆30、套筒座50以及迷孔式套筒40均为可拆卸设计，这样可以便于后续的维修更换，零部件的互换性强。
请结合图1以及图6至图8，具体的，迷孔式套筒40包括内层41和外层42，内层41具有孔隙，外层42具有节流孔421，节流孔421与孔隙连通，节流孔421的孔径与孔隙的最小直径相同，最小直径的孔隙与对应的节流孔421同轴心布设。
流体行经内层41、外层42，能够实现流体的压力的减小。
可以选择的是，孔隙为沉孔结构或者减缩结构。孔隙为沉孔结构时，直径较大端与节流孔421相接，直径较小端与阀杆30相接。孔隙为减缩结构时，直径较大端与节流孔421相接，直径较小端与阀杆30相接。在本实施例中，选用的是沉孔结构孔隙(如图7中D部分所指)。此外，在图6的上下方向上，如图7和图8所示的节流孔421和孔隙的分布可以不同，在图7中，A-A方向和C-C方向的节流孔421与孔隙是一致的，而图8中的节流孔421和孔隙的布设则相当于是将图7中的节流孔421和孔隙转动了一定角度。比如转动了22.5°。这样可以使得阀杆30受到的压力分布更均匀，方便提拉阀杆30，避免由于受力问题而导致提拉控制不够稳定，一定程度上对于流量的精确控制有所增益。
进一步的，迷孔式套筒40还包括设置于外层42远离内层41一侧的次外层(图中未示出)，次外层的层数至少为一层，次外层包括次级节流孔，次级节流孔的孔径大于节流孔421的孔径；次外层为多层时，每层次级节流孔的孔径从外层42所在方向向着内层41所在方向依次递增。通过设计更多的次外层，能够实现流体的多级减压。
比如：阀前压力为5.0MPa，阀后0.1MPa,流量1M3/h,介质为水，为防止空化和闪蒸，可设置三层降压迷孔套筒结构。即两个次外层，一个外层42。
第一层，先将5.0MPa减压至2.5MPa，通过计算，需要的节流孔421面积是6.68mm2,则孔径为2.92mm。第二层，将2.5MPa减压至1.25MPa，通过计算，需要的节流孔421面积是9.45mm2,则孔径为3.47mm。第三层，将1.25MPa减压至0.625MPa，通过计算，需要的节流孔421面积是13.37mm2,则孔径为4.13mm。然后通过内层41的沉孔结构的孔隙来进一步降低到0.1MPa。
除了上述可选的方式外，一般优选的迷孔式套筒40的减压级数最多为5级，这样能够保障正常的工作效果。本申请的流量调节阀100采用多级减压迷孔式套筒40，使流量调节阀100内部流体经过多级减压迷孔式套筒40后的流速均匀可控，能有效消除因流体高速运动，静压骤然下降引起的空化、高噪音、配管振动等流速所产生的问题。
本实施例的原理是：
请结合图3，高压流体通过入水口21进入流量调节阀100内，转向经一级减压通道23向上流动，流体的速度因为通流横截面面积减小而上升。整个涌流都要在同一时间内经历管道缩小过程，因而压力也在同一时间减小。从而实现第一级减压。
当第一级减压后的流体进入容纳腔室101以后，沿迷孔式套筒40的节流孔421-孔隙(或者是次级节流孔-节流孔421-孔隙)与阀杆30接触，每经过一级孔，实现一级节流减压，从而实现多级节流减压。
请结合图4，流量调节阀100开启时，阀杆30提起，阀头脱出套筒座孔，根据提起的可变距离，阀头的宽可调比等百分比特性曲线与套筒座孔形成了不同的环形截流面积，从而精确调节流体流量的大小。
随后流体自上向下经套筒座50的文丘里扩散孔流出出水口22，此时流体已经多级节流减压，入水口21的高压已在可控范围内均匀减至低压。
从而实现了流体的减压以及流量的精确控制。
综上所述，本申请的流量调节阀100通过宽可调比等百分比流量特性阀头31与套筒座50的配合，加上迷孔式套筒40的多级降压，可以实现一个高压差的流量精确调节，满足使用需求。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流量调节阀，其特征在于，包括：阀盖、阀座、阀杆、迷孔式套筒和套筒座；
所述阀盖与所述阀座围成容纳腔室，所述套筒座设置于所述阀座，所述迷孔式套筒架设于所述套筒座且容置于所述容纳腔室，所述阀杆穿设于所述阀盖和所述迷孔式套筒，所述套筒座具有贯通的套筒座孔，所述阀杆的端部设置有宽可调比等百分比流量特性阀头，所述阀头用于封堵所述套筒座孔，所述阀头可随所述阀杆在所述套筒座和所述迷孔式套筒内滑动，以使所述阀头的宽可调比等百分比特性曲线与所述套筒座孔形成不同的环形截流面积，所述阀头的固有可调比为50:1-100:1；
所述阀座包括入水口和出水口，所述入水口与所述容纳腔室连通，所述容纳腔室与所述出水口的通断通过所述阀头与所述套筒座孔的配合进行控制。
2.根据权利要求1所述的流量调节阀，其特征在于，所述阀座包括第一密封凸台，所述套筒座设置于所述第一密封凸台所在处且与所述第一密封凸台之间设有密封圈。
3.根据权利要求1所述的流量调节阀，其特征在于，所述阀座包括第二密封凸台，所述阀盖设置于所述第二密封凸台所在处且与所述第二密封凸台之间设有密封圈。
4.根据权利要求1所述的流量调节阀，其特征在于，所述阀盖包括第三密封凸台，所述流量调节阀包括密封组件，所述密封组件包括压紧构件和填料，所述阀杆和所述阀盖之间形成填充腔室，所述填充腔室位于所述第三密封凸台的远离所述容纳腔室的一侧，所述填料容置于所述填充腔室，所述压紧构件将所述填料限制于所述填充腔室内。
5.根据权利要求4所述的流量调节阀，其特征在于，所述压紧构件包括填料螺钉、填料压套和填料垫，所述填料垫包括垫体以及嵌设于所述垫体的第一O型密封圈、第二O型密封圈，所述垫体设置于所述第三密封凸台，所述第一O型密封圈和所述阀杆抵接，所述第二O型密封圈和所述阀盖抵接，所述填料压套设置于所述填料的远离所述第三密封凸台的一侧，所述填料螺钉与所述阀盖可拆卸连接且挤压所述填料压套。
6.根据权利要求1所述的流量调节阀，其特征在于，所述迷孔式套筒包括内层和外层，所述内层具有孔隙，所述外层具有节流孔，所述节流孔与所述孔隙连通，所述节流孔的孔径与所述孔隙的最小直径相同，最小直径的所述孔隙与对应的所述节流孔同轴心布设。
7.根据权利要求6所述的流量调节阀，其特征在于，所述孔隙为沉孔结构或者减缩结构；
所述孔隙为沉孔结构时，直径较大端与所述节流孔相接，直径较小端与所述阀杆相接；
所述孔隙为减缩结构时，直径较大端与所述节流孔相接，直径较小端与所述阀杆相接。
8.根据权利要求6所述的流量调节阀，其特征在于，所述迷孔式套筒还包括次外层，所述次外层的层数至少为一层，所述次外层包括次级节流孔，所述次级节流孔的孔径大于所述节流孔的孔径；
所述次外层为多层时，每层所述次级节流孔的孔径从所述外层所在方向向着所述内层所在方向依次递增。
9.根据权利要求1所述的流量调节阀，其特征在于，所述阀座包括一级减压通道，所述入水口与所述容纳腔室通过所述一级减压通道连通，所述一级减压通道的孔径小于所述入水口的孔径。
10.一种电动流量调节阀，其特征在于，包括电动执行器和权利要求1-9任一项所述的流量调节阀，所述电动执行器与所述阀杆的位于所述容纳腔室外部的一端传动连接，所述电动执行器能够控制所述阀头插入所述套筒座孔的深度。
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