CN110953363A - 一种电动调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动调节阀，调节阀技术领域，电动执行机构套设于阀体顶部，底盖盖合于阀体底部，上阀杆套设于下阀杆上，支架和阀盖连接并包覆上阀杆和下阀杆，阀芯套设于下阀杆下部，调节套包覆阀芯，阀座支撑阀芯底部，入口流道连通阀座底部，出口流道连通调节套侧部，调节套下部由上至下、由密至疏设置若干组调节孔，相邻调节孔之间的距离相同，阀芯在调节套内上下直线运动，对下游流量或压力进行平衡，阀芯和阀座之间设有阀芯硬密封端面、阀座端面和软密封圈。通过阀芯遮蔽调节套调节孔的面积对阀门下游流量或压力进行控制，暴露的调节孔趋于对称布置，控制精确；阀芯和阀座之间采用硬软双质密封副保证了气体流体零泄漏。

Description

一种电动调节阀
技术领域
本发明涉及调节阀技术领域，具体涉及一种电动调节阀。
背景技术
调节阀也叫控制阀，主要用于石油、天然气、化工等油、气管道作为压力或流量的控制设备，电动调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表，随着工业领域的自动化程度越来越高，正被越来越多的应用在各种工业生产领域中。
现有调节阀存在一些缺点：
1、现有调节阀采用的传动部件连接方式仍需改进，该阀回差和死区有待进一步缩小，不满足较高精度调节需求，适用性不足；
2、市场上大多数调节阀都是通过现场操作或控制室人工操作方式对管道流量、压力进行控制，自动化程度低，调节精度不高，操作人员劳动强度大，工作程序繁琐，流量调节误差大，智能化程度低；
3、现有调节阀采用的密封结构不够严密，造成流体泄漏，影响使用效果；
4、现有调节阀用于流量不同的流体时，不能有效的调节，或调节后效果不好，影响了使用效果；
现有技术的不足，亟待解决，以满足市场使用需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是对管道流量、压力进行控制的自动化程度低，调节精度不高，结构不够严密影响使用效果等。目的在于提供一种电动调节阀，采用精密结构设计，采用硬密封和软密封组合密封形式，实现零泄漏级密封；对调节机构进行改进，并与配套的控制器配合，实现了现场流量的自动控制，提高调节精度，解决现有技术的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种电动调节阀，包括阀体、电动执行机构和底盖，所述电动执行机构套设于阀体顶部，所述底盖盖合于阀体底部，所述阀体包括上阀杆、下阀杆、阀座、阀盖、阀芯、调节套和支架，所述上阀杆套设于下阀杆上，所述支架和阀盖连接并包覆上阀杆和下阀杆，所述阀芯套设于下阀杆下部，所述调节套包覆阀芯，所述阀座支撑阀芯底部，所述阀体还包括入口流道和出口流道，所述入口流道连通阀座底部，所述出口流道连通调节套侧部，其特征在于，所述调节套下部由上至下、由密至疏设置若干组调节孔，相邻调节孔之间的距离相同，所述阀芯在调节套内上下直线运动，对下游流量或压力进行平衡。
本发明在使用过程中，根据下游流量计或压力传感器反馈给电动执行机构中控制模块的信息，由控制模块处理后向电动执行机构发出动作指令，对下游的流量或压力进行控制，实现自动化控制，控制准确、及时；阀杆在电动执行机构的驱动下作上下往复直线运动，固定在阀杆上的阀芯在调节套内同步运动，调节套下部由上至下、由密至疏设置若干组调节孔，通过阀芯遮蔽调节套调节孔的面积对阀门下游流量或压力进行控制，相邻调节孔之间的距离相同，调节稳定。
电动执行机构套设于阀体顶部，用于控制阀体，底盖盖合于阀体底部，使阀体底部密封。
上阀杆套设于下阀杆上，实现伸缩配合，支架和阀盖连接并包覆上阀杆和下阀杆，使上阀杆和下阀杆稳定伸缩，并且使阀体内部密封。
阀芯套设于下阀杆下部，调节套包覆阀芯，阀杆带动阀芯伸缩运动，通过阀芯遮蔽调节套调节孔的面积对阀门下游流量或压力进行控制，阀座设于阀芯底部支撑阀芯。
阀体还包括入口流道和出口流道，入口流道连通阀座底部，出口流道连通调节套侧部，流体从入口流道进入，从出口流道出去。
进一步，所述调节孔共十一组，一个竖列为一组，孔的数目从左至右依次减小，七组一个循环直至调节孔完全铺设调节套。
调节孔的排列设计使阀芯与调节套配合时，暴露的调节孔趋于对称布置，在通过阀芯遮蔽调节套调节孔的面积对阀门下游流量或压力进行控制时，能够保持流体的稳定性，流体从暴露孔排出时不会因为不对称而增加流量或压力的不稳定性。
进一步，所述调节孔与调节套圆弧相贯处无毛刺。
去除毛刺，使流体在从孔排出时免受影响，增加稳定性。
进一步，所述阀芯和阀座之间设有阀芯硬密封端面、阀座端面和软密封圈。
阀芯硬密封端面紧压在阀座端面上形成一道硬质密封副，同时阀芯和阀座之间的软密封圈形成软密封副，硬软双质密封副保证了气体流体零泄漏。
进一步，所述阀芯硬密封端面和阀座端面采用钛镍合金制备。
钛镍合金是形状记忆合金，除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点，能够保持阀芯和阀座之间很好的密封性。
进一步，所述阀盖与下阀杆之间填充有填料，填料间隔设置，填料之间设有衬套，最下端填料底部设有填料垫，最上端填料顶部设有填料压盖。
填料用于缓冲上阀杆伸缩时产生的力；填料设置在填料压盖下端，降低了阀门高度；填料之间衬套设计，便于添加润滑脂；最下端填料底部设有填料垫，填料垫起到了缓冲作用。
进一步，所述上阀杆上部套设键，键套套设于键上并与支架压合，所述键顶部设有压板，所述键底部设有挡板。
上阀杆上部套设键，键套套设于键上并与支架压合，键顶部设有压板，键底部设有挡板，能够将上阀杆稳固，不发生晃动，增加阀杆伸缩时的稳定性，同时也增加了密封性。
进一步，所述上阀杆套设于下阀杆上，所述上阀杆和下阀杆通过紧缩螺栓固定。
上阀杆和下阀杆通过紧缩螺栓固定，保障上阀杆和下阀杆的同心同轴，使传动具有稳定性，上阀杆带动下阀杆做上下往复运动，整个结构同步性和稳定性得到保障。
进一步，所述下阀杆底部设有螺母和止退螺钉，螺母和止退螺钉紧固连接。
下阀杆底部设有螺母和止退螺钉，螺母和止退螺钉紧固连接，下阀杆上下往复运动时能够得到一定的缓冲，同时也进一步加强了整个结构的稳定性。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种电动调节阀，根据外接的下游流量计或压力传感器反馈给电动执行机构控制模块的信息，由控制模块处理后向电动执行机构发出动作指令，对下游的流量或压力进行控制，实现对流体的自动精确控制。
2、本发明一种电动调节阀，阀杆在电动执行机构的驱动下作上下往复直线运动，固定在阀杆上的阀芯在调节套内同步运动，通过阀芯遮蔽调节套调节孔的面积对阀门下游流量或压力进行控制，对下游流量或压力进行平衡，流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，在不同开度上，具有相同的调节精度；调节孔的排列设计使阀芯与调节套配合时，暴露的调节孔趋于对称布置，流体从暴露孔排出时不会因为不对称而增加流量或压力的不稳定性。
3、本发明一种电动调节阀，阀芯采用平衡式结构，阀芯上下端钻孔导通，阀芯运动不受流体压力影响，极小的力矩即可驱动阀门动作，调节过程中，阀门在正、反行程上力矩相似，有利于实现阀芯准确定位。
4、本发明一种电动调节阀，阀芯硬密封端面紧压在阀座端面上形成一道硬质密封副，同时镶嵌在阀芯和阀座之间的软密封O型圈形成软密封副，硬软双质密封副保证了气体流体零泄漏。
5、本发明一种电动调节阀，填料设置在阀盖下端，降低了阀门高度，节约现场安装空间，且外形更紧凑、美观；填料之间衬套设计，便于添加润滑脂，使阀杆升降灵活，调节阀整体无卡阻。
6、本发明一种电动调节阀，阀杆和阀芯由螺栓固定，无连接间隙，使调节阀死区和回差控制在1％以内，满足了高精度调节需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明调节套圆弧展开图；
图3为本发明密封结构局部放大图；
图4为本发明填料结构局部放大图；
图5为本发明阀芯阀杆装配结构局部放大图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-电动执行机构，2-压板，3-键，31-键套，4-挡板，5-支架，6-上阀杆，7-紧缩螺栓，8-填料压盖，9-阀盖，10-填料，11-下阀杆，12-调节套，121-调节孔，13-阀芯，131-阀芯硬密封端面，14-阀座，141-阀座端面，15-阀体，16-底盖，17-螺母，18-止退螺钉，19-软密封圈，20-衬套，21-填料垫，22-入口流道，23-出口流道。
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明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1-5所示，本发明一种电动调节阀，包括阀体15、电动执行机构1和底盖16，所述电动执行机构1套设于阀体15顶部，所述底盖16盖合于阀体15底部，所述阀体15包括上阀杆6、下阀杆11、阀座14、阀盖9、阀芯13、调节套12和支架5，所述上阀杆6套设于下阀杆11上，所述支架5和阀盖9连接并包覆上阀杆6和下阀杆11，所述阀芯13套设于下阀杆11下部，所述调节套12包覆阀芯13，所述阀座14支撑阀芯13底部，所述阀体15还包括入口流道22和出口流道23，所述入口流道22连通阀座14底部，所述出口流道23连通调节套12侧部，所述调节套12下部由上至下、由密至疏设置若干组调节孔121，相邻调节孔121之间的距离相同，所述阀芯13在调节套12内上下直线运动，对下游流量或压力进行平衡。
更具体地，电动执行机构套设于阀体顶部，用于控制阀体，调节流体压力或流量，实现高精度自动控制。
更具体地，底盖盖合于阀体底部，使阀体底部密封，保障调节阀的密封性。
更具体地，上阀杆套设于下阀杆上，实现伸缩配合，支架和阀盖连接并包覆上阀杆和下阀杆，使上阀杆和下阀杆稳定伸缩，并且使阀体内部密封，保持阀杆伸缩时的稳定性，提高了调节的精准性。
更具体地，阀芯套设于下阀杆下部，调节套包覆阀芯，阀杆带动阀芯伸缩运动，通过阀芯遮蔽调节套调节孔的面积对阀门下游流量或压力进行控制，对下游流量或压力进行平衡，阀座设于阀芯底部支撑阀芯。
更具体地，阀体还包括入口流道和出口流道，入口流道连通阀座底部，出口流道连通调节套侧部，流体从入口流道进入，从出口流道流出，调节阀对流量和压力进行控制，完成流体的输送。
更具体地，调节套下部由上至下、由密至疏设置若干组调节孔，相邻调节孔之间的距离相同，分布均匀，使调节稳定，所述阀芯在调节套内上下直线运动，通过阀芯遮蔽调节套调节孔的面积对阀门下游流量或压力进行控制，对下游流量或压力进行平衡。
进一步，所述调节孔121共十一组，一个竖列为一组，孔的数目从左至右依次减小，七组一个循环直至调节孔121完全铺设调节套12。
更具体地，调节孔的排列设计使阀芯与调节套配合时，暴露的调节孔趋于对称布置，且相邻调节孔之间的距离相同，分布均匀，在通过阀芯遮蔽调节套调节孔的面积对阀门下游流量或压力进行控制时，能够保持流体的稳定性，流体从暴露孔排出时不会因为不对称而增加流量或压力的不稳定性，不利于下游流量或压力的调节控制，影响调节的准确性。
进一步，所述调节孔121与调节套12圆弧相贯处无毛刺。
更具体地，将调节孔与调节套圆弧相贯处的毛刺去除，使流体在从孔排出时免受影响，增加稳定性。
进一步，所述阀芯13和阀座14之间设有阀芯硬密封端面131、阀座端面141和软密封圈19。
更具体地，阀芯硬密封端面紧压在阀座端面上形成一道硬质密封副，同时阀芯和阀座之间的软密封圈形成软密封副，硬软双质密封副保证了气体流体零泄漏，提高了调节阀的精密度。
进一步，所述阀芯硬密封端面131和阀座端面141采用钛镍合金制备。
更具体地，钛镍合金是形状记忆合金，除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点，能够保持阀芯和阀座之间很好的密封性。
进一步，所述阀盖9与下阀杆11之间填充有填料10，填料10间隔设置，填料10之间设有衬套20，最下端填料10底部设有填料10垫，最上端填料10顶部设有填料10压盖8。
更具体地，填料用于缓冲上阀杆伸缩时产生的力，延长了阀杆的使用寿命。
更具体地，填料设置在填料压盖下端，降低了阀门高度，节约现场安装空间，且外形更紧凑、美观。
更具体地，填料之间衬套设计，便于添加润滑脂，使阀杆升降灵活，调节阀整体无卡阻；
更具体地，最下端填料底部设有填料垫，填料垫起到了缓冲作用，减小了阀杆的损耗。
进一步，所述上阀杆6上部套设键3，键套31套设于键3上并与支架5压合，所述键3顶部设有压板2，所述键3底部设有挡板4。
更具体地，上阀杆上部套设键，键套套设于键上并与支架压合，键顶部设有压板，键底部设有挡板，能够将上阀杆稳固，不发生晃动，重心不发生便宜，增加阀杆伸缩时的稳定性，同时也增加了密封性，提高精密程度。
进一步，所述上阀杆6套设于下阀杆11上，所述上阀杆6和下阀杆11通过紧缩螺栓7固定。
更具体地，上阀杆和下阀杆通过紧缩螺栓固定，保障上阀杆和下阀杆的同心同轴，使传动具有稳定性，上阀杆带动下阀杆做上下往复运动，整个结构同步性和稳定性得到保障，上阀杆和下阀杆由螺栓固定，无连接间隙，使调节阀死区和回差控制在1％以内。
进一步，所述下阀杆11底部设有螺母17和止退螺钉18，螺母17和止退螺钉18紧固连接
更具体地，下阀杆底部设有螺母和止退螺钉，螺母和止退螺钉紧固连接，下阀杆上下往复运动时能够得到一定的缓冲，同时也进一步加强了整个结构的稳定性。
工作原理：流体从入口流道进入，阀芯处于最低位，阀芯完全遮挡调节套，调节阀下腔处于封闭状态，调节阀下腔充满后，电动执行机构控制阀杆上下往复运动，阀杆向上运动时，阀芯没有完全遮蔽调节套，流体会从调节套的调节孔流出并从出口流道流出，根据外接的下游流量计或压力传感器反馈给电动执行机构控制模块的信息，由控制模块处理后向电动执行机构发出动作指令，对下游的流量或压力进行控制，流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，在不同开度上，具有相同的调节精度，从而完成流体压力或流量的精确控制。
进一步，调节孔的排列设计使阀芯与调节套配合时，暴露的调节孔趋于对称布置，流体从暴露孔排出时不会因为不对称而增加流量或压力的不稳定性。
进一步，阀芯硬密封端面紧压在阀座端面上形成一道硬质密封副，同时镶嵌在阀芯和阀座之间的软密封O型圈形成软密封副，硬软双质密封副保证了气体流体零泄漏。
进一步，阀芯采用平衡式结构，阀芯上下端钻孔导通，阀芯运动不受流体压力影响，极小的力矩即可驱动阀门动作，调节过程中，阀门在正、反行程上力矩相似，有利于实现阀芯准确定位。
进一步，采用合理的传动部件连接方式，阀杆和阀芯由螺栓固定，无连接间隙，使调节阀死区和回差控制在1％以内，满足了高精度调节需求。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动调节阀，包括阀体(15)、电动执行机构(1)和底盖(16)，所述电动执行机构(1)套设于阀体(15)顶部，所述底盖(16)盖合于阀体(15)底部，所述阀体(15)包括上阀杆(6)、下阀杆(11)、阀座(14)、阀盖(9)、阀芯(13)、调节套(12)和支架(5)，所述上阀杆(6)套设于下阀杆(11)上，所述支架(5)和阀盖(9)连接并包覆上阀杆(6)和下阀杆(11)，所述阀芯(13)套设于下阀杆(11)下部，所述调节套(12)包覆阀芯(13)，所述阀座(14)设于阀芯(13)底部，所述阀体(15)还包括入口流道(22)和出口流道(23)，所述入口流道(22)连通阀座(14)底部，所述出口流道(23)连通调节套(12)侧部，其特征在于，所述调节套(12)下部由上至下、由密至疏设置若干组调节孔(121)，相邻调节孔(121)之间的距离相同，所述阀芯(13)在调节套(12)内上下直线运动，对下游流量或压力进行平衡。
2.根据权利要求1所述的一种电动调节阀，其特征在于，所述调节孔(121)共十一组，一个竖列为一组，孔的数目从左至右依次减小，七组一个循环直至调节孔(121)完全铺设调节套(12)。
3.根据权利要求1或2所述的一种电动调节阀，其特征在于，所述调节孔(121)与调节套(12)圆弧相贯处无毛刺。
4.根据权利要求1所述的一种电动调节阀，其特征在于，所述阀芯(13)和阀座(14)之间设有阀芯硬密封端面(131)、阀座端面(141)和软密封圈(19)。
5.根据权利要求4所述的一种电动调节阀，其特征在于，所述阀芯硬密封端面(131)和阀座端面(141)采用钛镍合金制备。
6.根据权利要求1所述的一种电动调节阀，其特征在于，所述阀盖(9)与下阀杆(11)之间填充有填料(10)，填料(10)间隔设置，填料(10)之间设有衬套(20)，最下端填料(10)底部设有填料垫(21)，最上端填料(10)顶部设有填料压盖(8)。
7.根据权利要求1所述的一种电动调节阀，其特征在于，所述上阀杆(6)上部套设键(3)，键套(31)套设于键(3)上并与支架(5)压合，所述键(3)顶部设有压板(2)，所述键(3)底部设有挡板(4)。
8.根据权利要求1所述的一种电动调节阀，其特征在于，所述上阀杆(6)套设于下阀杆(11)上，所述上阀杆(6)和下阀杆(11)通过紧缩螺栓(7)固定。
9.根据权利要求1所述的一种电动调节阀，其特征在于，所述下阀杆(11)底部设有螺母(17)和止退螺钉(18)，螺母(17)和止退螺钉(18)紧固连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112283439A (zh) * 2020-10-20 2021-01-29 吴忠仪表有限责任公司 直行程梯度形填料密封结构
CN112483279A (zh) * 2020-11-30 2021-03-12 湖北航天技术研究院总体设计所 一种火箭发动机阀门
CN113074269A (zh) * 2021-03-23 2021-07-06 深圳市铱程机电设备有限公司 一种便于拆装检修的工业仪表st型电动头

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