CN111561594A - 动态流量平衡阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流量控制阀技术领域，公开了一种动态流量平衡阀，包括：阀体和阀芯组件；阀芯组件包括同轴布设的导向套筒、限位套筒和阀芯；导向套筒的一侧端部设有与进水端相连通的进水口，在导向套筒的外壁上沿水流方向依次设有可调流量孔和固定流量孔，限位套筒的一侧端部设有与出水端相连通的出水口；与阀体的内壁固接的限位套筒固定套装在导向套筒的另一侧端部；固定流量孔与出水口相连通，可往复滑动的阀芯套设在导向套筒上，通过阀芯的滑动改变可调流量孔的流通面积，以使可调流量孔与出水口相连通或者相断开。本发明提供的动态流量平衡阀，阀芯、导向套筒和限位套筒之间不易卡死，稳定性强；可调流量孔和固定流量孔的阻力系数小，噪音小。

Description

动态流量平衡阀

技术领域

本发明涉及流量控制阀技术领域，特别是涉及一种动态流量平衡阀。

背景技术

随着阀门技术水平的迅速发展和进步，为保证管路系统的稳定，舰船阀门管路系统中对动态流量平衡阀的应用逐步增加，动态流量平衡阀主要用于解决动态水力失调问题。

目前，国外的动态流量平衡阀一般采用一体化组装，这种动态流量平衡阀不便于后期的检修、维护、清洗，长期运行后导致控制精度下降，能耗增加；而国内厂家生产的动态流量平衡阀起始工作压力普遍偏高，流量精度低，后期检修、维护和清洗也存在同样的问题，且可靠性差。

发明内容

本发明实施例提供一种动态流量平衡阀，用以解决或部分解决现有的动态流量平衡阀可靠性较差的问题。

本发明实施例提供一种动态流量平衡阀，包括：阀体和安装于所述阀体的内部的阀芯组件；

所述阀芯组件包括同轴布设的导向套筒、限位套筒以及呈套筒结构的阀芯；所述导向套筒的一侧端部设有与进水端相连通的进水口，在所述导向套筒的外壁上沿水流方向依次设有可调流量孔和固定流量孔，所述限位套筒的一侧端部设有与出水端相连通的出水口；

与所述阀体的内壁固定连接的所述限位套筒固定套装在所述导向套筒的另一侧端部；所述固定流量孔与所述出水口相连通，可往复滑动的所述阀芯套设在所述导向套筒的外壁上，通过所述阀芯的滑动改变所述可调流量孔的流通面积，以使所述可调流量孔与所述出水口相连通或者相断开。

在上述技术方案的基础上，所述阀芯的端部与所述限位套筒的另一侧端部可分离式连接。

在上述技术方案的基础上，所述动态流量平衡阀还包括套设在所述导向套筒上的弹性件；

所述弹性件的一端与所述阀芯的端部相连，另一端与所述限位套筒的一侧端部相连。

在上述技术方案的基础上，所述动态流量平衡阀还包括与所述阀体的内壁固定连接的限位件，所述阀芯的端部与所述限位件可分离式连接。

在上述技术方案的基础上，所述阀体为空心的Y形筒体。

在上述技术方案的基础上，所述固定流量孔为一矩形孔，轴对称的所述可调流量孔为沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成。

在上述技术方案的基础上，所述固定流量孔包括沿水流方向依次布置的矩形孔和圆形孔；轴对称的所述可调流量孔为沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成。

在上述技术方案的基础上，所述固定流量孔包括沿所述导向套筒的周向方向布置的多个圆形孔，轴对称的所述可调流量孔为一矩形孔和沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成，所述矩形孔靠近所述圆形孔布置。

在上述技术方案的基础上，所述固定流量孔包括沿水流方向依次布置的两组圆形孔；其中一组所述圆形孔沿所述导向套筒的周向方向依次布置且相邻的两个所述圆形孔的直径不同；轴对称的所述可调流量孔为沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成。

在上述技术方案的基础上，所述固定流量孔包括沿水流方向依次布置的两组圆形孔；其中一组所述圆形孔沿所述导向套筒的周向方向依次布置且相邻的两个所述圆形孔的直径不同；呈轴对称的所述可调流量孔为沿水流方向流通面积逐渐减小的四个渐变孔相连通而成，相邻的两个所述渐变孔的流通面积不同，对称的两个所述渐变孔的流通面积相同。

本发明实施例提供的一种动态流量平衡阀，水流从阀体的进水端流入，并从导向套筒上的进水口进入导向套筒的内部，从可调流量孔和固定流量孔流出，之后再经过限位套筒上的出水口到达出水端处；当实际压差低于最小启动压差时，这时阀芯处于静止状态，即可调流量孔处于最大流通面积状态；当实际压差超过最小启动压差时，只要在预设压差范围内，随着压差值的增大，阀芯沿着水流的方向滑动，慢慢遮挡住可调流量孔，此时可调流量孔的流通面积逐渐减少，以维持流量的恒定。本发明实施例提供的动态流量平衡阀，阀芯、导向套筒以及限位套筒之间不易卡死，导向性好，稳定性强；可调流量孔和固定流量孔的阻力系数小，产生的噪音小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例的一种动态流量平衡阀的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种可调流量孔和固定流量孔的结构示意图；

图3为本发明实施例的另一种可调流量孔和固定流量孔的结构示意图；

图4为本发明实施例的再一种可调流量孔和固定流量孔的结构示意图；

图5为本发明实施例的又一种可调流量孔和固定流量孔的结构示意图；

图6为本发明实施例的又一种可调流量孔和固定流量孔的结构示意图；

图7为本发明实施例的又一种可调流量孔和固定流量孔的结构示意图；

图8为本发明实施例的又一种可调流量孔和固定流量孔的结构示意图。

附图标记：

1、阀芯；2、导向套筒；3、限位套筒；4、限位件；5、可调流量孔；6、固定流量孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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发明中的具体含义。

目前，国内外各企业推出的动态流量平衡阀的控制精度在其应用过程中还是偏低，很多动态流量平衡阀的流量控制精度仍然达不到±5％，控制精度偏低将直接导致能耗的浪费，故完善动态流量平衡阀，首先需提高其控制精度；在现有的各类动态流量平衡阀的工作过程中，普遍存在流体入口起始压差需超过预定压差，才能使动态流量平衡阀开始工作，这样导致动态流量平衡阀调节范围降低，无法达到预定的精度要求；在动态流量平衡阀工作过程中，当将要达到或达到最大工作压差时，节流严重，故会发生振动，导致动态流量平衡阀阀芯组件颤振，使流体频繁发生不规则变化，振动会严重影响动态流量平衡阀的稳定性。

为此，图1为本发明实施例的一种动态流量平衡阀的结构示意图，如图1所示，本发明实施例的动态流量平衡阀，包括：阀体和安装于阀体的内部的阀芯组件；

阀芯组件包括同轴布设的导向套筒2、限位套筒3以及呈套筒结构的阀芯1；导向套筒2的一侧端部设有与进水端相连通的进水口，在导向套筒2的外壁上沿水流方向依次设有可调流量孔5和固定流量孔6，限位套筒3的一侧端部设有与出水端相连通的出水口；

与阀体的内壁固定连接的限位套筒3固定套装在导向套筒2的另一侧端部；固定流量孔6与出水口相连通，可往复滑动的阀芯1套设在导向套筒2的外壁上，通过阀芯1的滑动改变可调流量孔5的流通面积，以使可调流量孔5与出水口相连通或者相断开。

需要说明的是，在导向套筒2的外壁上沿导向套筒2的轴向方向，即沿水流方向依次设有可调流量孔5和固定流量孔6，且可调流量孔5的流通面积沿水流方向逐渐减小。

可以理解的是，固定流量孔6始终与出水口相连通，即固定流量孔6始终与出水端相连通。初始状态时，可调流量孔5和固定流量孔6均与出水口相连通；切换状态过程中，在水提供的压力的驱动下，阀芯1沿着水流方向滑动，此时可调流量孔5的流通面积逐渐减小。

在本发明实施例中，水流从阀体的进水端流入，并从导向套筒2上的进水口进入导向套筒2的内部，从可调流量孔5和固定流量孔6流出，之后再经过限位套筒3上的出水口到达出水端处；当实际压差低于最小启动压差时，这时阀芯1处于静止状态，即可调流量孔5处于最大流通面积状态；当实际压差超过最小启动压差时，只要在预设压差范围内，随着压差值的增大，阀芯1沿着水流的方向滑动，慢慢遮挡住可调流量孔5，此时可调流量孔5的流通面积逐渐减少，以维持流量的恒定。本发明实施例提供的动态流量平衡阀，阀芯1、导向套筒2以及限位套筒3之间不易卡死，导向性好，稳定性强；可调流量孔5和固定流量孔6的阻力系数小，产生的噪音小。

在上述实施例的基础上，阀芯1的端部与限位套筒3的另一侧端部可分离式连接。

在本发明实施例中，限位套筒3的一侧端部为圆形的出水口，限位套筒3的另一侧端部呈敞口设置；导向套筒的一侧端部呈敞口设置，导向套筒2的一侧端部可以作为进水口，导向套筒2的另一侧端部固定在限位套筒3的一侧端部，即导向套筒2的另一侧端部与限位套筒3的一侧端部位于同一水平面上。其中，出水口的中心轴线与限位套筒3的中心轴线之间的距离大于导向套筒2的外径。

可以理解的是，根据阀芯1的外径与限位套筒3的内径之间的大小关系可以分为多种情况。第一种：阀芯1的外径小于限位套筒3的内径时，阀芯1沿着水流方向在导向套筒2的外壁上滑动时会由限位套筒3的另一侧端部进入限位套筒3的内部，此时需要保证阀芯1的滑动不会遮挡住固定流量孔6，此时可调流量孔5和固定流量孔6的位置均可以位于限位套筒3的内部；

第二种：阀芯1的尺寸与限位套筒3的尺寸相同时，即阀芯1不能进入限位套筒3的内部，此时需要保证阀芯1的滑动不会遮挡住固定流量孔6，此时固定流量孔6的位置可以位于限位套筒3的内部，可调流量孔5的位置必须位于限位套筒3的外部；阀芯1的两侧端部上沿朝向导向套筒2的方向形成有凸起部。

第三种：阀芯1的内径大于限位套筒3的外径时，即阀芯1不能进入限位套筒3的内部，此时阀芯1的滑动不会遮挡住固定流量孔6，此时固定流量孔6的位置可以位于限位套筒3的内部或者限位套筒3的外部，可调流量孔5的位置必须位于限位套筒3的外部。

以下均以第三种情况为例进行说明，阀芯1包括同轴布置的相连通的第一套筒和第二套筒，第一套筒和第二套筒可以呈一体设置，第一套筒的内径大于导向套筒2的外径，在第一套筒的两侧端部上沿朝向导向套筒2的方向形成有凸起部，导向套筒2位于第一套筒的内部，第一套筒沿着水流的方向滑动，凸起部慢慢遮挡住可调流量孔5，即遮挡住的可调流量孔5的部分位于第一套筒的内部，此时可调流量孔5的流通面积逐渐减少；

第二套筒的内径大于第一套筒的外径，第二套筒的内径大于限位套筒3的外径，在第二套筒的一侧端部上沿朝向导向套筒2的方向形成有凸起部，该凸起部与第一套筒的一侧端部相连。第一套筒和第二套筒构建呈台阶状的阀芯1。与此同时，在限位套筒3的另一侧端部的周向方向上沿背离导向套筒2的方向延伸形成有凸起部，第二套筒的另一侧端部与该凸起部相适配。

在上述实施例的基础上，动态流量平衡阀还包括套设在导向套筒2上的弹性件；弹性件的一端与阀芯1的端部相连，另一端与限位套筒3的一侧端部相连。

需要说明的是，弹性件可以为弹簧，即弹簧的一端与第一套筒的凸起部固定连接，弹簧的另一端与限位套筒3的一侧端部固定连接。

在本发明实施例中，水流从阀体的进水端流入，并从导向套筒2上的进水口进入导向套筒2的内部，从可调流量孔5和固定流量孔6流出，之后再经过限位套筒3上的出水口到达出水端处；当实际压差低于最小启动压差时，这时阀芯1处于静止状态，即可调流量孔5处于最大流通面积状态；当实际压差超过最小启动压差时，只要在预设压差范围内，随着压差值的增大，阀芯1沿着水流的方向滑动，慢慢遮挡住可调流量孔5，弹簧处于压缩状态，此时可调流量孔5的流通面积逐渐减少，调节完成之后在弹簧提供的回复力作用下，阀芯1回到原始状态即可调流量孔5处于最大流通面积状态。

在上述实施例的基础上，动态流量平衡阀还包括与阀体的内壁固定连接的限位件4，阀芯1的端部与限位件4可分离式连接。

需要说明的是，限位件4可以呈套筒结构，限位件4的内径与第一套筒的外径相适配，第二套筒的内径大于限位件4的内径。限位件4的安装位置需要确保在弹簧提供的回复力作用下，阀芯1能够回到原始状态即可调流量孔5处于最大流通面积状态，且第一套筒的端部不会与阀体的内壁产生接触。

在本发明实施例中，当实际压差超过最小启动压差时，只要在预设压差范围内，随着压差值的增大，阀芯1沿着水流的方向滑动，慢慢遮挡住可调流量孔5，弹簧处于压缩状态，此时可调流量孔5的流通面积逐渐减少，调节完成之后在弹簧提供的回复力作用下，阀芯1回到原始状态即可调流量孔5处于最大流通面积状态，此时第二套筒的凸起部恰好与限位件4相接触。

在上述实施例的基础上，阀体为空心的Y形筒体。

需要说明的是，两条支路相连通，第一条支路的端口设置为进水端，第二条支路的端口设置为出水端，进水端和出水端位于同一直线上；阀芯组件倾斜地安装在阀体的第二条支路内。

在本发明实施例中，动态流量平衡阀的进水端与出水端之间形成一定的压力差，阀芯1在水压和内部安装的高精度弹簧的作用下，沿水流方向来回伸缩；当压力差在工作范围以下时，阀芯1在高精度弹簧的预紧力作用下完全弹出，此时固定流量孔6和可调流量孔5完全开启，水流将从固定流量孔6和完全开启的可调流量孔5通过，此时具有最大的过流面积；当压力差在工作范围以内时，阀芯1将随进出端压力差的变化而来回伸缩，通过对可调流量孔5过流面积的控制使输出流量在一定范围内保持恒定；当进出口比差超出工作范围时，可调流量孔5被完全遮挡，流体只从固定流量孔6通过，具有最小的过流面积。

在上述实施例的基础上，如图2所示，固定流量孔6为一矩形孔，可调流量孔5为沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成。

需要说明的是，固定流量孔6和可调流量孔5之间间隔一定的距离。固定流量孔6和可调流量孔5均为轴对称结构，流体对固定流量孔6和可调流量孔5的力成对称分布，能够避免工作状况下的机械锁死。

在上述实施例的基础上，如图3所示，固定流量孔6包括沿导向套筒2的轴向方向依次布置的矩形孔和圆形孔；多个矩形孔和多个圆形孔均沿导向套筒2的周向方向布置；可调流量孔5为沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成。

需要说明的是，矩形孔的长度方向与水流方向一致，多个圆形孔呈轴对称布置，可调流量孔5呈轴对称布置，沿着水流方向可以设置两组矩形孔，第二组矩形孔位于第一组矩形孔的外侧。两组矩形孔均呈轴对称布置，每组矩形孔可以包括两个矩形孔。

在上述实施例的基础上，如图4所示，固定流量孔6包括沿导向套筒2的周向方向布置的多个圆形孔，可调流量孔5为一矩形孔和沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成，矩形孔靠近圆形孔布置。

需要说明的是，可调流量孔5和固定流量孔6均为轴对称结构，固定流量孔6可以包括四个圆形孔，矩形孔的宽度方向与水流方向一致。其中，两个渐变孔呈轴对称布置。

在上述实施例的基础上，如图5所示，固定流量孔6包括沿导向套筒2的轴向方向依次布置的两组圆形孔；一组圆形孔沿导向套筒2的周向方向依次布置，相邻的两个圆形孔的直径不同；可调流量孔5为沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成。

需要说明的是，可调流量孔5为轴对称结构，沿水流方向依次布置有第一组圆形孔和第二组圆形孔，第一组圆形孔为轴对称结构，第一组圆形孔包括一个圆形孔，第二组圆形孔包括四个圆形孔，相间隔的两个圆形孔的直径相同。

可以理解的是，导向套筒2的另一侧端部设有出水孔，该出水孔与出水端相连通。

在上述实施例的基础上，如图6所示，固定流量孔6包括沿导向套筒2的轴向方向依次布置的两组圆形孔；一组圆形孔沿导向套筒2的周向方向依次布置，相邻的两个圆形孔的直径不同；呈轴对称的可调流量孔5为沿水流方向流通面积逐渐减小的四个渐变孔相连通而成，相邻的两个渐变孔的流通面积不同，对称的两个渐变孔的流通面积相同。

需要说明的是，可调流量孔5为轴对称结构，沿水流方向依次布置有第一组圆形孔和第二组圆形孔，第一组圆形孔为轴对称结构，第一组圆形孔包括一个圆形孔，第二组圆形孔包括四个圆形孔，相间隔的两个圆形孔的直径相同。

在上述实施例的基础上，如图7所示，固定流量孔6包括沿导向套筒2的周向方向布置的多个圆形孔，相邻的两个圆形孔的直径不同；可调流量孔5为一矩形孔和沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成，矩形孔靠近圆形孔布置。

需要说明的是，可调流量孔5为轴对称结构，固定流量孔6可以包括四个圆形孔，相间隔的两个圆形孔的直径相同。矩形孔的宽度方向与水流方向一致。其中，两个渐变孔呈轴对称布置。

在上述实施例的基础上，如图8所示，固定流量孔6包括沿导向套筒2的周向方向布置的多个孔；可调流量孔5为一渐变孔。

需要说明的是，固定流量孔6可以包括四个孔，沿导向套筒2的周向方向依次为第一圆形孔、矩形孔、第二圆形孔以及第三圆形孔，第一圆形孔和第二圆形孔的直径相同。

可以理解的是，导向套筒2的另一侧端部设有出水孔，该出水孔与出水端相连通。

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 (10)

1.一种动态流量平衡阀，其特征在于，包括：阀体和安装于所述阀体的内部的阀芯组件；

所述阀芯组件包括同轴布设的导向套筒、限位套筒以及呈套筒结构的阀芯；所述导向套筒的一侧端部设有与进水端相连通的进水口，在所述导向套筒的外壁上沿水流方向依次设有可调流量孔和固定流量孔，所述限位套筒的一侧端部设有与出水端相连通的出水口；

与所述阀体的内壁固定连接的所述限位套筒固定套装在所述导向套筒的另一侧端部；所述固定流量孔与所述出水口相连通，可往复滑动的所述阀芯套设在所述导向套筒的外壁上，通过所述阀芯的滑动改变所述可调流量孔的流通面积，以使所述可调流量孔与所述出水口相连通或者相断开。

2.根据权利要求1所述的动态流量平衡阀，其特征在于，所述阀芯的端部与所述限位套筒的另一侧端部可分离式连接。

3.根据权利要求2所述的动态流量平衡阀，其特征在于，所述动态流量平衡阀还包括套设在所述导向套筒上的弹性件；

所述弹性件的一端与所述阀芯的端部相连，另一端与所述限位套筒的一侧端部相连。

4.根据权利要求2所述的动态流量平衡阀，其特征在于，所述动态流量平衡阀还包括与所述阀体的内壁固定连接的限位件，所述阀芯的端部与所述限位件可分离式连接。

5.根据权利要求1所述的动态流量平衡阀，其特征在于，所述阀体为空心的Y形筒体。

6.根据权利要求1至5任一项所述的动态流量平衡阀，其特征在于，所述固定流量孔为一矩形孔，轴对称的所述可调流量孔为沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成。

7.根据权利要求1至5任一项所述的动态流量平衡阀，其特征在于，所述固定流量孔包括沿水流方向依次布置的矩形孔和圆形孔；轴对称的所述可调流量孔为沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成。

8.根据权利要求1至5任一项所述的动态流量平衡阀，其特征在于，所述固定流量孔包括沿所述导向套筒的周向方向布置的多个圆形孔，轴对称的所述可调流量孔为一矩形孔和沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成，所述矩形孔靠近所述圆形孔布置。

9.根据权利要求1至5任一项所述的动态流量平衡阀，其特征在于，所述固定流量孔包括沿水流方向依次布置的两组圆形孔；其中一组所述圆形孔沿所述导向套筒的周向方向依次布置且相邻的两个所述圆形孔的直径不同；轴对称的所述可调流量孔为沿水流方向流通面积逐渐减小的两个渐变孔相连通而成。

10.根据权利要求1至5任一项所述的动态流量平衡阀，其特征在于，所述固定流量孔包括沿水流方向依次布置的两组圆形孔；其中一组所述圆形孔沿所述导向套筒的周向方向依次布置且相邻的两个所述圆形孔的直径不同；呈轴对称的所述可调流量孔为沿水流方向流通面积逐渐减小的四个渐变孔相连通而成，相邻的两个所述渐变孔的流通面积不同，对称的两个所述渐变孔的流通面积相同。

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