CN111503337A - 一种平面密封自力式流量控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平面密封自力式流量控制阀，包括阀体（1），所述阀体（1）的进口处具有压力腔体P1、出口处具有压力腔体P3，所述阀体（1）内下部具有压力腔体P2a和压力腔体P2b，所述压力腔体P2a与压力腔体P1之间通过通口Ⅰ（12）连通，所述压力腔体P2b与压力腔体P1之间通过通口Ⅱ（13）连通，所述通口Ⅰ（12）和通口Ⅱ（13）位于同一轴线上，所述压力腔体P2a和压力腔体P2b之间通过通口Ⅲ（14）连通；所述压力腔体P2a与压力腔体P3之间通过扇形孔Ⅰ（16）连通。本发明设计合理，实现流量的稳定控制，具有很好的实际应用及推广价值。

Description

一种平面密封自力式流量控制阀
技术领域
本发明涉及控制阀技术领域，具体为一种应用于供暖设备的平面密封自力式流量控制阀。
背景技术
目前市场上有很多自力式流量控制阀，需要满足相应的国家标准（采暖空调用自力式流量控制阀，GB/T 29735-2013）。该阀门是一种无需系统外部动力驱动，依靠自身的机械动作，能够在工作压差范围内保持流量稳定的控制阀。同时可通过阀门上显示的流量刻度，准确知道通过该控制阀的流量大小。由于这两个性能特点被广泛应用在空调循环系统和供暖循环系统的水力平衡调节上，使调节变得简单方便。
自力式流量控制阀具有流量设定调节和保持流量恒定两种功能。而这两项功能的实现由阀内的两部分构建完成。在流量设定调节方面，目前市场上主要有两种结构的阀门，一种是转套式开关调节结构，该结构依靠转套在主阀体径向改变其流通面积而改变流量，由于转套和阀体必须有一定间隙便于手动或者使用电动执行器驱动，这一间隙的存在就使泄漏量不可避免的增大，故转动套很难完全关闭。另一种结构是锥旋塞式结构，该结构可实现关断但由于其是靠螺杆施压，在控制流量时只能靠旋转圈数来确定开口度，流量显示很不明确。当流量设定好后，由第二部分通过压力反馈由调节弹簧、膜片的作用带动浮动阀塞节流、调压，保持流量恒定不变。传统的自力式流量控制阀注重保证介质流量恒定的性能，但不能保证关断状态下完全切断介质流量，从而起不到关断作用，在很多情况下泄流量仍然很大。这样在工程上就必须增加一个关断阀，这必将增加成本和安装空间。
发明内容
本发明目的是提供一种新型结构的平面密封自力式流量控制阀，实现流量的稳定控制。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种平面密封自力式流量控制阀，包括阀体，所述阀体的进口处具有压力腔体P1、出口处具有压力腔体P3，所述阀体内下部具有压力腔体P2a和压力腔体P2b，所述压力腔体P2a与压力腔体P1之间通过通口Ⅰ连通，所述压力腔体P2b与压力腔体P1之间通过通口Ⅱ连通，所述通口Ⅰ和通口Ⅱ位于同一轴线上，所述压力腔体P2a和压力腔体P2b之间通过通口Ⅲ连通；所述压力腔体P2a与压力腔体P3之间通过扇形孔Ⅰ连通；所述阀体内上部具有执行腔P4，所述执行腔P4的腔口作为阀体的顶面阀口，所述顶面阀口安装阀盖，所述阀盖中央安装有阀轴，所述阀轴下端插入膜盖中央的方孔，所述膜盖固定于中空的T型转轴上部，所述阀轴内安装有弹簧，所述弹簧下端抵靠于膜片上，所述膜片位于膜盖内、并安装于T型转轴上部；所述膜片中央安装于阀杆上端，所述阀杆依次穿过T型转轴、压力腔体P2a的预留阀杆过孔、通口Ⅰ、通口Ⅱ，所述阀杆上位于通口Ⅰ下方设有阀塞Ⅰ、位于通口Ⅱ下方设有阀塞Ⅱ；所述T型转轴底部固定安装平动片，所述平动片上设有与扇形孔Ⅰ对应的扇形孔Ⅱ，所述平动片与阀体内扇形孔Ⅰ所在的平面构成平面摩擦副。
优选的，所述阀体内扇形孔Ⅰ所在的平面上固定有过流片，所述过流片上开有与扇形孔Ⅱ相同的扇形孔，所述平动片与过流片构成平面摩擦副。
工作时，水流从压力腔体P1流入，通过双阀孔的通口Ⅰ和通口Ⅱ分别进入压力腔体P2a和压力腔体P2b，然后进入压力腔体P2b的水流通过通口Ⅲ14与压力腔体P2a内的水流汇合后，再通过扇形孔Ⅰ及平动片的扇形孔Ⅱ后流入压力腔体P3，直至流出。（1）、当进口压力增大，即压力P 1 增大（导致进入压力腔体P2a和压力腔体P2b的压力P 2 增大），水流压力沿阀杆外径周边推动膜片向上运动，同时带动阀杆的阀塞Ⅰ和阀塞Ⅱ向上运动，对双阀孔的通口Ⅰ和通口Ⅱ同时进行节流，使得压力P 2 减小至设计值，则保持压力P 2 –P 3 基本不变，保证流量基本不变。（2）、当进口压力减小，即压力P 1 减小（导致进入压力腔体P2a和压力腔体P2b的压力P 2 减小），由于膜片上腔的弹簧作用使膜片带动阀杆的阀塞Ⅰ和阀塞Ⅱ下降，使双阀孔的通口Ⅰ和通口Ⅱ开口量增大，使得压力P 2 增大至设计值，则保持压力P 2 –P 3 基本不变，保证流量基本不变。（3）、当出口压力P 3 增大时，此时执行腔P4和压力腔体P3为同一压力P 3 ，该压力推动膜片带动阀杆的阀塞Ⅰ和阀塞Ⅱ下降，使双阀孔的通口Ⅰ和通口Ⅱ开口量增大，使得压力P 2 也相应增大，则保持压力P 2 –P 3 基本不变，保证流量基本不变。（4）、当出口压力P 3 减小时，此时执行腔P4和压力腔体P3为同一压力P 3 ，水流压力沿阀杆外径周边推动膜片向上运动，同时带动阀杆的阀塞Ⅰ和阀塞Ⅱ向上运动，对双阀孔的通口Ⅰ和通口Ⅱ同时进行节流，使得压力P 2 也相应减小，则保持压力P 2 –P 3 基本不变，保证流量基本不变。
本发明设计合理，具有很好的实际应用及推广价值。
附图说明
图1表示本发明的结构示意图。
图中：1-阀体，2-阀盖，3-阀杆，4-阀轴，5-弹簧，6-（弹性）膜片，7-平动片，8-膜盖，9-T型转轴，10-阀塞Ⅰ，11-阀塞Ⅱ，12-通口Ⅰ，13-通口Ⅱ，14-通口Ⅲ，15-阀杆过孔，16-扇形孔Ⅰ，17-扇形孔Ⅱ，18-测温塞，19-方孔，20-锁盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种平面密封自力式流量控制阀，如图1所示，包括阀体1，阀体1的进口处具有压力腔体P1（压力腔体P1的腔口作为控制阀进口，具有连接内螺纹），阀体1的出口处具有压力腔体P3（压力腔体P3的腔口作为控制阀出口，具有连接内螺纹）。阀体1内上部具有执行腔P4、下部具有压力腔体P2a和压力腔体P2b，压力腔体P2a与压力腔体P1之间通过通口Ⅰ12连通，压力腔体P2b与压力腔体P1之间通过通口Ⅱ13连通，通口Ⅰ12和通口Ⅱ13位于同一轴线上，压力腔体P2a和压力腔体P2b之间通过通口Ⅲ14连通；压力腔体P2a与压力腔体P3之间通过扇形孔Ⅰ16连通。
如图1所示，阀体1内上部具有执行腔P4（执行腔P4与压力腔体P3处于连通状态），执行腔P4的腔口作为阀体1的顶面阀口，顶面阀口通过螺栓安装阀盖2，阀盖2中央安装有阀轴4（阀盖2通过阀轴4的轴肩安装阀轴4），阀轴4下端配合插入膜盖8中央的方孔19驱动膜盖8旋转，膜盖8通过铆钉等方式固定于中空的T型转轴9上部（T型转轴9同轴位于压力腔体P2a的预留阀杆过孔15上方），阀轴4内安装有弹簧5，弹簧5下端抵靠于膜片6上，膜片6位于膜盖8内、并安装于T型转轴9上部（即膜片6四周弯曲后卡合安装于T型转轴9的凸缘）。
如图1所示，膜片6中央安装于阀杆3上端，阀杆3依次穿过T型转轴9、压力腔体P2a的预留阀杆过孔15、通口Ⅰ12、通口Ⅱ13（阀杆3与T型转轴9、阀杆过孔15之间留有足够的间隙），阀杆3上位于通口Ⅰ12下方设有锥形的阀塞Ⅰ10、位于通口Ⅱ13下方设有锥形的阀塞Ⅱ11，阀塞Ⅰ10和阀塞Ⅱ11的最大直径基本等于通口Ⅰ12、通口Ⅱ13的孔口直径，阀塞Ⅰ10用于调节进入压力腔体P2a的流量，阀塞Ⅱ11用于调节进入压力腔体P2b的流量。
如图1所示，T型转轴9底部固定安装平动片7，平动片7上设有与扇形孔Ⅰ16对应的扇形孔Ⅱ17，平动片7与阀体1内扇形孔Ⅰ16所在的平面构成平面摩擦副。阀轴4、膜盖8、T型转轴9及平动片7同步旋转，扇形孔Ⅱ17与扇形孔Ⅰ16交错，用于调节水流从压力腔体P2a进入压力腔体P3的流量。
优选的，阀体1内扇形孔Ⅰ16所在的平面上固定有过流片（图1中未画出过流片），则过流片上开有与扇形孔Ⅱ17相同或不同截面的扇形孔，那么平动片7与过流片构成平面摩擦副。
控制阀的流量与扇形孔Ⅰ16的开度存在线性关系，通过控制扇形孔Ⅱ17覆盖扇形孔Ⅰ16的开合面积，进而调节控制阀的流量，则在阀盖2表面具有流量指示刻度盘，阀轴4上端设有指示流量的响应指针，直观表示控制阀的流量。
如图1所示，阀体1上设有插入压力腔体P3的测温塞18，带有测温盲管的自力式流量控制阀可以测量控制阀出口水流温度，如果压力腔体P2b与测温盲管的管壁之间设计过孔，则还可以测量压力腔体P2a及压力腔体P2b的水流温度。
如图1所示，阀盖2外安装锁盖20，该锁盖用专用钥匙才能打开，防止无关人员随意调节。
具体实施时，装配过程如下：首先在T型转轴9的底端固定装配平动片7，阀杆3上端安装膜片6，然后将阀杆3穿过T型转轴9中央，将膜片6四周安装于T型转轴9的凸缘上，然后将膜盖8盖住膜片6后通过铆钉等方式固定于T型转轴9上（膜盖8上开有通水孔，则膜盖8与膜片6之间的空间并非密封，在使用状态下则是充满水），然后在阀杆3的设定位置安装阀塞Ⅰ10和阀塞Ⅱ11，然后将该组装件放入阀体1的执行腔P4，将阀杆3穿过通口Ⅰ12、通口Ⅱ13后使得阀塞Ⅰ10位于通口Ⅰ12下方（阀塞Ⅰ10处于压力腔体P1内）、阀塞Ⅱ11位于通口Ⅱ13下方（阀塞Ⅱ11位于压力腔体P2b内），此时平动片7与扇形孔Ⅰ16所在平面紧密贴合构成平面摩擦副（或者平动片7与固定于扇形孔Ⅰ16所在平面的过流片紧密贴合构成平面摩擦副），然后将阀轴4内装入弹簧5后其下端方头插入膜盖8的中央方孔19内，最后将阀轴4上端穿出阀盖2，阀盖2压合阀轴4的轴肩部，通过螺栓将阀盖2固定于顶面阀口处，最后盖上锁盖20锁止即可，装配完成。
该平面密封自力式流量控制阀，其结构特点为：阀体内设计有双塞孔，阀杆上的双阀塞间距和双塞孔相同，双阀塞上下运动可调节双塞孔的流量和压力。阀杆上端伸出部分和膜片连接，膜片上处设有弹簧，通过膜片带动阀杆的双阀塞上下运动。阀轴通过方孔带动膜盖及T型转轴旋转，T型转轴带动平动片进行平面转动；平动片带有扇形孔Ⅱ，材质可以选用陶瓷片、四氟片或者其他耐磨耐腐蚀材料；与平动片相结合的部分是固定好的带有扇形孔的过流片（材质可以选用陶瓷片、四氟片或者其他耐磨耐腐蚀材料），两片形成平面摩擦副，当两个扇形孔全部重合时，则流量为最大，当旋动平动片完全覆盖住过流片上的扇形孔时，则阀门关闭。
工作原理如下：
1、水流按照箭头方向流入压力腔体P1，通过双阀孔的两孔（通口Ⅰ12、通口Ⅱ13）分别进入压力腔体P2a和压力腔体P2b，然后进入压力腔体P2b的水流通过通口Ⅲ14与压力腔体P2a内的水流汇合后，再通过扇形孔Ⅰ16及平动片7的扇形孔Ⅱ17后流入压力腔体P3，直至流出。
2、当进口压力增大，即压力P 1 增大（导致进入压力腔体P2a和压力腔体P2b的压力P 2 增大），水流压力沿阀杆3外径周边推动膜片6向上运动，同时带动阀杆3的双阀塞（阀塞Ⅰ10和阀塞Ⅱ11）向上，对双阀孔（通口Ⅰ12和通口Ⅱ13）同时进行节流，使得压力P 2 减小至设计值，则保持压力P 2 –P 3 基本不变，保证流量基本不变。
3、当进口压力减小，即P 1 减小（导致进入压力腔体P2a和压力腔体P2b的压力P 2 减小），由于膜片6上腔的弹簧5作用使膜片6带动阀杆3的双阀塞下降，使双阀孔的开口量增大，使得压力P 2 增大至设计值，则保持压力P 2 –P 3 基本不变，保证流量基本不变。
4、当出口压力P 3 增大时，此时执行腔P4和压力腔体P3为同一压力P 3 ，该压力推动膜片6带动阀杆3的双阀塞下降，使双阀孔的开口量增大，使得压力P 2 也相应增大，则保持压力P 2 –P 3 基本不变，保证流量基本不变。
5、当出口压力P 3 减小时，此时执行腔P4和压力腔体P3为同一压力P 3 ，水流压力沿阀杆3外径周边推动膜片6向上运动，同时带动阀杆3的双阀塞向上，对双阀孔同时进行节流，使得压力P 2 也相应减小，则保持压力P 2 –P 3 基本不变，保证流量基本不变。
上述对本发明实施案例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所实施案例仅仅是本发明中的一部分实施例，而非全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所作出的所有其他实施例，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种平面密封自力式流量控制阀，其特征在于：包括阀体（1），所述阀体（1）的进口处具有压力腔体P1、出口处具有压力腔体P3，所述阀体（1）内下部具有压力腔体P2a和压力腔体P2b，所述压力腔体P2a与压力腔体P1之间通过通口Ⅰ（12）连通，所述压力腔体P2b与压力腔体P1之间通过通口Ⅱ（13）连通，所述通口Ⅰ（12）和通口Ⅱ（13）位于同一轴线上，所述压力腔体P2a和压力腔体P2b之间通过通口Ⅲ（14）连通；所述压力腔体P2a与压力腔体P3之间通过扇形孔Ⅰ（16）连通；所述阀体（1）内上部具有执行腔P4，所述执行腔P4的腔口作为阀体（1）的顶面阀口，所述顶面阀口安装阀盖（2），所述阀盖（2）中央安装有阀轴（4），所述阀轴（4）下端插入膜盖（8）中央的方孔（19），所述膜盖（8）固定于中空的T型转轴（9）上部，所述阀轴（4）内安装有弹簧（5），所述弹簧（5）下端抵靠于膜片（6）上，所述膜片（6）位于膜盖（8）内、并安装于T型转轴（9）上部；所述膜片（6）中央安装于阀杆（3）上端，所述阀杆（3）依次穿过T型转轴（9）、压力腔体P2a的预留阀杆过孔（15）、通口Ⅰ（12）、通口Ⅱ（13），所述阀杆（3）上位于通口Ⅰ（12）下方设有阀塞Ⅰ（10）、位于通口Ⅱ（13）下方设有阀塞Ⅱ（11）；所述T型转轴（9）底部固定安装平动片（7），所述平动片（7）上设有与扇形孔Ⅰ（16）对应的扇形孔Ⅱ（17），所述平动片（7）与阀体（1）内扇形孔Ⅰ（16）所在的平面构成平面摩擦副。
2.根据权利要求1所述的一种平面密封自力式流量控制阀，其特征在于：所述阀体（1）上设有插入压力腔体P3的测温塞（18）。
3.根据权利要求1或2所述的一种平面密封自力式流量控制阀，其特征在于：所述阀盖（2）外安装锁盖（20）。
4.根据权利要求1所述的一种平面密封自力式流量控制阀，其特征在于：所述阀体（1）内扇形孔Ⅰ（16）所在的平面上固定有过流片，所述过流片上开有与扇形孔Ⅱ（17）相同或者不同截面的扇形孔，所述平动片（7）与过流片构成平面摩擦副。
5.根据权利要求1所述的一种平面密封自力式流量控制阀，其特征在于：所述阀盖（2）表面具有流量指示刻度盘，所述阀轴（4）上端设有指示流量的响应指针。
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