CN110578817A - 一种动态平衡调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动态平衡调节阀，包括具有进口、出口和阀座的壳体，与所述壳体侧壁围合形成压力调节容腔的盖体，以及流量调节组件和压力平衡组件；其中，所述流量调节组件可采用电动比例执行器；所述流量调节组件的流量调节阀门适配于阀座的一侧；其中，所述压力平衡组件的膜片将所述压力调节容腔分隔形成分别连通所述进口和所述出口的第一腔和第二腔；其弹性件置于所述第一腔中，且所述弹性件的两个工作端分别与所述壳体和所述膜片抵接；其压力调节阀门的位于所述第一腔的端部与所述膜片固定连接，且所述压力调节阀门插装于构建所述第一腔的所述壳体并形成滑动配合副。本发明提供的动态平衡调节阀，通过结构优化，大大提升了使用可靠性及工作范围。

Description

一种动态平衡调节阀

技术领域

本发明涉及热力控制技术领域，具体涉及一种动态平衡调节阀。

背景技术

众所周知，动态平衡调节阀以其能使系统流量平衡在要求设定值的特点，在热力系统中得以广泛应用，从而自动消除系统中因各种因素引起的水力失调现象。实际使用过程中，可保持用户所需流量，有效提高系统能效，确保运行经济性。

然而，受其自身结构的限制，现有动态平衡调节阀存在可靠性不足，结构复杂等缺陷。

有鉴于此，亟待针对现动态平衡调节阀进行结构优化，在简化结构的基础上，能够有效提升产品的使用可靠性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种结构优化的动态平衡调节阀，以通过结构简化提升使用可靠性。

本发明提供的一种动态平衡调节阀，包括具有进口、出口和阀座的壳体，与所述壳体侧壁围合形成压力调节容腔的盖体，以及流量调节组件和压力平衡组件；其中，所述壳体的进口和出口沿第一方向同轴设置；至少部分所述流量调节组件置于所述壳体中，所述流量调节组件的流量调节阀门适配于阀座的一侧，并相对于所述阀座的开度调节方向为与所述第一方向垂直的第二方向；其中，所述压力平衡组件的膜片将所述压力调节容腔分隔形成分别连通所述进口和所述出口的第一腔和第二腔；其弹性件置于所述第一腔中，且所述弹性件的两个工作端分别与所述壳体和所述膜片抵接；其压力调节阀门的位于所述第一腔的端部与所述膜片固定连接，且所述压力调节阀门插装于构建所述第一腔的所述壳体并形成滑动配合副。

优选地，所述流量调节阀门适配于所述阀座的接近所述进口的一侧，所述压力调节阀门的插装端置于所述阀座的接近所述出口的一侧所述壳体中；且所述压力调节阀门的筒状本体具有贯通所述插装端的内腔及连通所述内腔和所述第一腔的通孔，所述第二腔与所述进口连通。

优选地，所述膜片的边缘形成有密封凸圈，与所述密封凸圈适配的容纳槽开设在所述壳体、所述盖体或者所述壳体与所述盖体的贴合位置处。

优选地，所述膜片包括圆形本体和自所述圆形本体周缘轴向延伸形成的外周本体，所述密封凸圈设置在所述外周本体的边缘。

优选地，所述圆形本体与膜片支撑片一体成型。

优选地，所述压力调节阀门的端部具有与所述筒状本体连接的底壁，所述底壁、所述膜片和所述膜片支撑板通过螺纹紧固件固定连接。

优选地，所述进口侧的所述壳体与所述盖体上具有压力传送通道，以连通所述第二腔与所述进口。

优选地，所述压力传送通道包括依次连通的：第一通道，开设在所述进口一侧的所述壳体上；环形第二通道，开设在所述壳体与所述盖体的贴合面中的一者或两者上；第三通道，开设在所述盖体上。

优选地，所述阀座本体沿第一方向设置，所述压力调节阀门与所述流量调节阀门沿第二方向同轴设置。

优选地，所述壳体的侧壁具有向外延伸形成的止口，所述盖体与所述止口之间螺纹连接；且所述压力传送通道外侧的所述止口的适配面上嵌装设置有第一密封件，所述壳体的压力调节阀门插装孔壁嵌装设置有第二密封件。

优选地，所述流量调节组件为电动比例控制执行器，且其本体与所述壳体的适配位置处设置有第三密封圈。

与现有技术相比，本发明创新性地提出一种动态平衡调节阀。具体地，在壳体外侧利用盖体围合形成压力调节容腔，相应地，压力平衡组件的膜片、弹性件及部分压力调节阀门置于该调节容腔，压力调节阀门插装于构建所述第一腔的所述壳体并形成滑动配合副，盖体与壳体固定后能够同步完成压力平衡组件的组装，同时，至少部分流量调节组件置于壳体中。如此设置，无需针对压力平衡组件独立设置组装元件，具有整体结构相对简单的特点。同时，在压力动态调节过程中，压力调节阀门的一端与膜片抵接，相对于壳体滑动配合，沿轴向最大限度地增加了压力调节阀门的限位支撑距离，可有效提高阀动作的可靠性；另外，基于压力调节阀门插装于壳体中的设计，为提高阀门的理论工作范围提供了良好的技术保障。

在本发明的优选方案中，其流量调节阀适配于阀座的接近进口的一侧，其压力调节阀门的插装端置于接近出口侧壳体中，筒状本体具有贯通插装端的内腔及连通该内腔和第一腔的通孔，第二腔与进口连通。相比较而言，第一腔通过筒状本体内腔与出口连通，能够在一定程度上提高了低压侧压力敏感度，从而确保两侧压差的控制精度。

在本发明的另一优选方案中，膜片的边缘形成有密封凸圈，与该密封凸圈适配的容纳槽开设在壳体或者盖体上，也可开设在壳体与盖体的贴合位置处。由此，建立压力平衡的两腔之间，通过形成于膜片的自体结构实现可靠密封，无需另外增设密封件，由此进一步了简化产品结构。

在本发明的又一优选方案中，该阀门的压力传送通道在平衡部分设有环形压力传送通道，确保了压力可在平衡部分旋转到任何角度的情况下均可实现压力的导通，为实现盖体与壳体螺纹连接的可行性提供了良好技术保障。

附图说明

图1为具体实施方式所述动态平衡调节阀的整体结构示意图。

图中：

壳体1、止口11、插装孔12、流量调节组件2、流量调节阀门21、盖体3、压力平衡组件4、膜片41、膜片支撑板411、密封凸圈412、弹性件42、压力调节阀门43、筒状本体431、底壁432、螺纹紧固件44、第一密封件51、第二密封件52、第三密封圈53；

进口A、阀座B、出口C、第一腔D、第二腔E、第一通道a、第二通道b、第三通道c、内腔d、通孔e。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施方式以图中所示的动态平衡调节阀进行详细说明，组装完成后，该阀的进口、出口分别连通设置用户系统管路中。应当理解，该二通阀的压力控制范围及阀开度大小等与阀机能相关的参数，对本申请请求保护的动态平衡调节阀未构成实质性限制。

请参见图1，该图示出了本实施方式所述动态平衡调节阀的整体结构。

该动态平衡调节阀的进口A和出口C设置在壳体1两侧，且壳体1内设置有与流量调节组件2适配的阀座B，流量调节组件2位于阀座B的一侧，以通过流量调节阀门21与阀座B间的开度变化调节阀流量。

本方案中，盖体3与壳体1侧壁围合形成压力调节容腔；压力平衡组件4包括膜片41、弹性件42和压力调节阀门43，其中，膜片41将压力调节容腔分隔形成第一腔D和第二腔E，一者连通进口A，另一者连通出口C。弹性件42置于第一腔D中，且弹性件42的两个工作端分别与壳体1和膜片41抵接，随着两腔压力变化及弹性件42的形变，膜片41可同步随动；其压力调节阀门43的位于第一腔D的端部与膜片41固定连接，且压力调节阀门43插装于构建第一腔D的壳体1并形成滑动配合副。如此设置，盖体3与壳体1固定后，能够同步完成压力平衡组件4的组装，无需针对压力平衡组件4独立设置组装元件，整体结构相对简单，由此可降低元件的加工量，提高生产效率。

图中所示，本方案所述动态平衡调节阀的进口A和出口C沿第一方向X同轴设置，流量调节阀门21相对于阀座B的开度调节方向为第二方向Y，与第一方向X垂直。本方案中，进口A与出口C设置在同一壳体1元件上，有效解决了现有技术中连接出口C和进口A的元件不在同一水平线上，可能导致两部分装置受力分离的问题。

实际使用时，液体进入壳体进口A后，通过压力平衡组件4的调节使主体进出口压差始终恒定，并且与进口A的压力无关。因此，可通过流量调节组件2的流量调节阀门21与阀座B之间的距离来控制阀门的开度，以此来获得所需要的流量值。该二通阀能够使系统流量平衡在要求的设定值，自动消除系统中各种因素引起的水力失调现象，保持用户所需流量，并且能够有效的提高系统能效。作为优选，流量调节组件2优选采用电动比例控制执行器；可以理解的是，电动比例控制执行器非本申请的核心发明点所在，本领域技术人员可以基于具体产品设计需要选择正反比例控制方式，本文不再赘述。

在压力动态调节过程中，压力调节阀门43的一端与膜片抵接，相对于壳体1滑动配合，沿轴向最大限度地增加了压力调节阀门43的限位支撑距离，可有效提高阀动作的可靠性；另外，基于压力调节阀门43插装于壳体1中的设计，为提高阀门的工作范围提供了技术保障。

为了获得良好的压差控制精度，流量调节阀门21适配于阀座B的接近进口A的一侧，相应地，压力调节阀门43的插装端置于阀座B的接近出口C的一侧壳体1中；本方案中的压力调节阀门43兼具流道功能，如图所示，该压力调节阀门43的筒状本体具有贯通插装端的内腔d，也即压力调节阀门43内腔d开口部分置于壳体1内部，与出口C连通；且该筒状本体还具有连通该内腔d和第一腔D的通孔e，通孔e可优选设置为周向均布的至少两个。第二腔E与进口A连通。相比较而言，第一腔D通过筒状本体内腔d与出口C连通，能够在一定程度上提高了低压侧压力敏感度，确保两侧压差的控制精度。

如前所述，盖体3与壳体1侧壁围合形成压力调节容腔，两者之间可采用不同的方式封固连接。例如但不限于图中优选的螺纹连接方式。如图所示，壳体1的侧壁具有向外延伸形成的止口11，盖体3外周表面与止口11之间螺纹连接；将压力平衡部分用螺纹连接的方式与主体部分连接固定，相比于传统螺纹紧固件的连接方式，本方案在连接位置无受力薄弱点，可完全规避远离螺栓的位置出现的连接强度不足的情况。

进一步地，进口侧压力传送通道外侧的止口11的适配面上嵌装设置有第一密封件51，在壳体1的压力调节阀门插装孔12的孔壁嵌装设置有第二密封件52，以利于压力调节阀门43在插装孔12中的润滑和导向。

其中，弹性件42优选采用套设于膜片41与压力调节阀门43之间的弹簧，可以有效的固定弹簧使其处于壳体1与膜片41之间，并且合理的利用了内部空间。

其中，出口侧压力传送通道由压力调节阀门21作为主要元件构建，进口侧压力传送通道可形成于第一密封件51内侧的壳体1与盖体3上，以连通第二腔E与进口A。如图所示，第一通道a开设在进口A一侧的壳体1上，环形第二通道b开设在盖体3的与壳体1的贴合面上，第三通道c开设在盖体3上与第二腔E连通，三者依次连通。这里，在盖体3上设有环形压力传送通道，确保了可在盖体3旋转到任何角度的情况下均可实现压力的导通，为实现盖体与壳体螺纹连接的可行性提供了良好技术保障。

需要说明的是，环形第二通道b开设在盖体3的与壳体1的贴合面上，是本实施方式提供的优选示例。实际上，还也可以采用这样的设计，也就是说，环形第二通道b开设在壳体1的与盖体3的贴合面上，或者同时开设两者贴合面上，只要能够满足在盖体3旋转到任何角度均可实现压力导通的功能需要，均在本申请请求保护的范围内。

图中所示，本方案的阀座B本体沿第一方向X设置，压力调节阀门43与流量调节阀门21及阀座B沿第二方向Y同轴设置。结构更加紧凑，并具良好的加工工艺性。

在此基础上，压力调节阀门43端部具有与筒状本体431连接的底壁432，该底壁432、膜片41和膜片支撑板411通过螺纹紧固件44固定连接。加工工艺性较好，且便于组装。

其中，膜片41的边缘形成有密封凸圈412，与密封凸圈412适配的容纳槽开设在壳体1上，建立压力平衡的两腔之间的密封，显然，通过形成于膜片的自体结构实现可靠密封，无需另外增设密封件，由此进一步了简化产品结构。当然，与密封凸圈412适配的容纳槽也可设置在盖体3上，或者壳体1与盖体3的贴合位置处，同样能够建立压力平衡的两腔之间的密封。整体上，该阀门设置有两段防液体泄漏装置，可极大的降低液体泄漏的情况，第一段密封效果由膜片43边缘处的密封凸圈412形成；同时，在使用专用密封圈，同时利用第一密封件51形成第二段密封效果。

具体地，膜片41包括圆形本体和自圆形本体周缘轴向延伸形成的外周本体，上述密封凸圈412设置在该外周本体的边缘。进一步地，该圆形本体与膜片支撑片412一体成型，如此设置，可避免了元件二次组装的工序，并且避免了二次组装所产生的连接不牢靠的风险。

另外，该电动比例控制执行器的本体与流量调节阀门21之间设置有第三密封圈53，例如但不限于设置在图中所示两者之间的安装止口位置处。应当理解，上述密封圈的具体设置形式不局限于图中所示，只要满足相应密封功能需要均可。此外，除电动比例控制执行器外，流量调节组件2亦可采用机械调节阀芯。

下面结合图1简要说明该动态平衡调节阀的工作原理。

当液体由进口A流入，穿过阀座B后经由出口C流出时，进口A的压力由第一通道a流入，流经第二通道b再通过的压力由第三通道c导入第二腔E，并对膜片41产生一个向上方向的力；与此同时，液体由进口A流入，流过阀座B时，其产生的压力由压力调节阀门43的杯口处流入内腔d，经过通孔e将压力导入第一腔D中对膜片41产生一个向下方向的力。由于第二腔E的压力大于第一腔D的压力，由膜片41带动压力调节阀门43向靠近阀座B方向运动，直至第二腔E的压力与第一腔D的压力加弹性件42的作用力的总和相等时，膜片41停止运动。由此，在进口A的压力不断变化时，膜片41会不断带动压力调节阀门43达到压力平衡位置，也即动态调整，通过压力调节阀门43与阀座B之间的距离不断的变化，从而使阀座B的两端压差始终保持一致。在此基础上，当调节所需要的流量值时只需通过调整流量调节组件2中流量调节阀门21与阀座B之间的距离即可。

需要说明的是，本实施方式提供的上述实施例，并非局限于图中所示第一腔D与阀出口C侧连通、第二腔E与阀进口A侧连通的配置关系，应当理解，基于本申请的核心构思，也可采用第一腔D与阀进口A侧连通、第二腔E与阀出口C侧连通的配置关系，该配置关系同样在本申请请求保护的范围内。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.动态平衡调节阀，其特征在于，包括：

具有进口、出口和阀座的壳体，所述进口和所述出口沿第一方向同轴设置；

盖体，与所述壳体侧壁围合形成压力调节容腔；

流量调节组件，至少部分所述流量调节组件置于所述壳体中，其流量调节阀门适配于阀座的一侧，并相对于所述阀座的开度调节方向为与所述第一方向垂直的第二方向；和

压力平衡组件，其膜片将所述压力调节容腔分隔形成分别连通所述进口和所述出口的第一腔和第二腔；其弹性件置于所述第一腔中，且所述弹性件的两个工作端分别与所述壳体和所述膜片抵接；其压力调节阀门的位于所述第一腔的端部与所述膜片固定连接，且所述压力调节阀门插装于构建所述第一腔的所述壳体并形成滑动配合副。

2.根据权利要求1所述的动态平衡调节阀，其特征在于，所述流量调节阀门适配于所述阀座的接近所述进口的一侧，所述压力调节阀门的插装端置于所述阀座的接近所述出口的一侧所述壳体中；且所述压力调节阀门的筒状本体具有贯通所述插装端的内腔及连通所述内腔和所述第一腔的通孔，所述第二腔与所述进口连通。

3.根据权利要求2所述的动态平衡调节阀，其特征在于，所述膜片的边缘形成有密封凸圈，与所述密封凸圈适配的容纳槽开设在所述壳体、所述盖体或者所述壳体与所述盖体的贴合位置处。

4.根据权利要求3所述的动态平衡调节阀，其特征在于，所述膜片包括圆形本体和自所述圆形本体周缘轴向延伸形成的外周本体，所述密封凸圈设置在所述外周本体的边缘。

5.根据权利要求4所述的动态平衡调节阀，其特征在于，所述圆形本体与膜片支撑片一体成型。

6.根据权利要求5所述的动态平衡调节阀，其特征在于，所述压力调节阀门的端部具有与所述筒状本体连接的底壁，所述底壁、所述膜片和所述膜片支撑板通过螺纹紧固件固定连接。

7.根据权利要求1所述的动态平衡调节阀，其特征在于，所述进口侧的所述壳体与所述盖体上具有压力传送通道，以连通所述第二腔与所述进口；所述压力传送通道包括依次连通的：

第一通道，开设在所述进口一侧的所述壳体上；

环形第二通道，开设在所述壳体与所述盖体的贴合面中的一者或两者上；

第三通道，开设在所述盖体上。

8.根据权利要求1至7所述的动态平衡调节阀，其特征在于，所述阀座本体沿第一方向设置，所述压力调节阀门与所述流量调节阀门沿第二方向同轴设置。

9.根据权利要求8所述的动态平衡调节阀，其特征在于，所述壳体的侧壁具有向外延伸形成的止口，所述盖体与所述止口之间螺纹连接；且所述压力传送通道外侧的所述止口的适配面上嵌装设置有第一密封件，所述壳体的压力调节阀门插装孔壁嵌装设置有第二密封件。

10.根据权利要求1所述的动态平衡调节阀，其特征在于，所述流量调节组件为电动比例控制执行器，且其本体与所述壳体的适配位置处设置有第三密封圈。