CN111706691A - 一种具有多种流量特性的调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明属于调节阀技术领域，具体涉及一种具有多种流量特性的调节阀，包括阀腔为圆柱状的阀体，所述阀体上设有与阀腔连通的进液口和出液口，所述出液口设置于阀体的腔壁上，进液口设置于阀体端部，所述阀体的阀腔中内套有圆柱形阀芯，所述阀芯上设置有与进液口适配的进口、与出液口适配的出口，多个具有不同流量特性的出口沿阀芯的侧壁周向间隔分布，介质进入阀体的进液口经阀芯的进口进入阀芯的内腔中并由出口引导至出液口；所述阀芯上连接有驱动机构，所述驱动机构驱动阀芯在阀腔中周向转动和/或轴向移动时，转换具有不同流量特性的出口与出液口适配和/或改变出口与出液口构成的介质通道的大小从而形成不同流量特性。

Description

一种具有多种流量特性的调节阀
技术领域
本发明属于调节阀技术领域，具体涉及一种具有多种流量特性的调节阀。
背景技术
调节阀又名控制阀，在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。调节阀一般由执行机构和阀门本体组成，流量特性是其最重要的性能参数，其性能与工艺匹配与否会影响流程工业的安全和稳定运行。调节阀的流量特性一般可分为线性特性、等百分比特性、快开特性及抛物线特性等。
目前市场上的各类调节阀，只能提供一种流量特性。当所选调节阀的流量特性与流程工业的工艺要求不相匹配时，或当工艺要求多种流量特性时，普通的调节阀则无法适应相应的工况，必须更换调节阀或相应的阀内件或提供多台调节阀来实现要求，而且操作维护麻烦，加大了企业成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有多种流量特性的调节阀，提高了阀门的工况适应性，降低了操作维护难度及成本。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有多种流量特性的调节阀，包括阀腔为圆柱状的阀体，所述阀体上设有与阀腔连通的进液口和出液口，所述出液口设置于阀体的腔壁上，进液口设置于阀体端部，所述阀体的阀腔中内套有圆柱形阀芯，所述阀芯上设置有与进液口适配的进口、与出液口适配的出口，多个具有不同流量特性的出口沿阀芯的侧壁周向间隔分布，介质进入阀体的进液口经阀芯的进口进入阀芯的内腔中并由出口引导至出液口；所述阀芯上连接有驱动机构，所述驱动机构驱动阀芯在阀腔中周向转动和/或轴向移动时，转换具有不同流量特性的出口与出液口适配和/或改变出口与出液口构成的介质通道的大小从而形成不同流量特性。
优选的，所述阀腔内壁与阀芯之间设有节流套，所述节流套的内壁与阀芯外壁之间构成密封配合；所述节流套的侧壁上设有开口，所述开口与阀腔上的出液口连通，所述阀芯在驱动机构的作用下其侧壁上的出口与开口适配构成介质通道。
优选的，所述开口在节流套侧壁上的表面积大于出口的表面积，当出口移动至开口处时，开口的孔边可完全覆盖在出口的边沿外
优选的，所述驱动机构包括阀杆，所述阀杆的一端伸至阀腔内与阀芯固定连接、阀杆的另一端延伸至阀体外与动力源连接。
优选的，所述阀体包括阀座和阀盖，所述阀盖盖合在阀座上形成圆柱状的阀腔。
优选的，所述节流套呈两端外径大、中间外径小，节流套的一端插置于阀座内端面上的插槽内，且节流套的端部与插槽之间构成密封配合；所述节流套的另一端与阀盖的端面贴靠，阀盖与插槽配合将节流套夹紧在阀腔中。
优选的，所述阀腔与节流套之间形成供介质流通的中空腔室。
优选的，所述阀杆穿过阀盖至阀腔，阀杆与阀盖之间设有导向衬套，所述导向衬套从外部延伸至临近阀盖的内端面。
本发明的有益效果在于：
1)、当流程工业工艺的需求与调节阀的流量特性不匹配时，驱动机构驱动阀芯在阀腔中周向转动和/或轴向移动时，转换具有不同流量特性的出口与出液口适配和/或改变出口与出液口构成的介质通道的大小从而形成不同流量特性，无需更换整个调节阀，通过周向转动和/或轴向移动阀芯即可满足不同工况对不同流量特性的需求，大大降低了操作和维护难度，降低了企业成本。
2)、节流套将阀芯与阀腔之间的摩擦损耗，转移到节流套与阀芯之间，损耗严重时仅需更换节流套即可，有利于易损件的维修更换，同时阀体采用阀盖盖合在阀座上的结构，便于对阀腔内节流套的拆装。
3)、导向衬套的设置使阀杆在周向转动和沿轴向移动时，阀杆只与导向衬套之间发生摩擦，与阀盖之间无摩擦，导向衬套磨损严重时，易于更换，同时导向衬套对长杆状的阀杆有着导向限位的作用。
附图说明
图1为本发明其中一种流量特性下阀处于关闭状态的轴向截面示意图；
图2为图1中流量特性下阀处于打开状态的轴向截面示意图；
图3为本发明其中一种流量特性下阀处于打开状态的轴向截面示意图；
图4为阀芯结构示意图；
图5为阀芯另一观察角度结构示意图；
图6为阀芯另一观察角度结构示意图。
本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：
阀体-10；阀腔-11；插槽-111；进液口-12；出液口-13；阀座-14；阀盖-15；阀芯-20；进口-21；出口-22；节流套-30；开口-31；阀杆-41；导向衬套-42；平衡孔-50。
具体实施方式
为了便于理解，以下结合附图对本发明进行详细说明。
本发明的调节阀包括阀腔11为圆柱状的阀体10，阀体10包括阀座14和阀盖15，所述阀盖15盖合在阀座14上形成圆柱状的阀腔11，阀杆41从阀体10外穿过阀盖15到达阀腔11中，阀杆41的一端伸至阀腔11内与阀芯20固定连接、阀杆41的另一端延伸至阀体10外与动力源连接。所述阀体10上设有与阀腔11连通的进液口12和出液口13，所述出液口13设置于阀体10的腔壁上，进液口设置于阀体10端部，所述阀芯20上设置有与进液口12适配的进口21、与出液口13适配的出口22，若干个具有不同流量特性的出口22沿阀芯20的侧壁周向间隔分布。
阀腔11内壁与阀芯20之间设有节流套30，所述节流套30的内壁与阀芯20外壁之间构成密封配合；所述节流套30的侧壁上设有开口31，所述开口31与阀腔11上的出液口13连通，所述阀芯20在驱动机构的作用下其侧壁上的出口22与开口31适配构成介质通道。
所述开口31在节流套30侧壁上的表面积大于出口22的表面积，当出口22移动至开口31处时，开口31的孔边可完全覆盖在出口22的边沿外。
所述驱动机构包括阀杆41，所述阀杆41的一端伸至阀腔11内与阀芯20固定连接、阀杆41的另一端延伸至阀体10外与动力源连接。
所述阀体10包括阀座14和阀盖15，所述阀盖15盖合在阀座14上形成圆柱状的阀腔11。
所述节流套30呈两端外径大、中间外径小，节流套30的一端插置于阀座14内端面上的插槽111内，且节流套30的端部与插槽111之间构成密封配合；所述节流套30的另一端与阀盖15的端面贴靠，阀盖15与插槽111配合将节流套30夹紧在阀腔11中。
在本实施例中阀芯20的出口22在侧壁周向等距间隔分布设置三个，侧壁上的三个出口22展开在平面上的形状分别为三角形、矩形、圆形，三个不同形状的出口22与节流套30的开口31适配时可对应形成三种不同流量特性的介质通道，实际应用时可根据需求设置不同数量、不同形状的出口22，以得到不同流量特性的介质通道。为了便于叙述，此处将三角形的出口22形成的流量特性设为第一流量特性、将矩形的出口22形成的流量特性设为第二流量特性、将圆形的出口22形成的流量特性设为第三流量特性。阀芯20绕周向转动时，三个不同形状的出口22可分别与开口31上对应适配形成从进液口12到出液口13的介质通道。
以下阐述调节阀具体的工作过程。当流程工业工艺的需求与调节阀的流量特性不匹配时，需要第一流量特性时，驱动机构中的阀杆41在外部动力源的作用下带动阀芯20绕周向转动，使三角形的出口22与开口31对应适配形成从进液口12到出液口13的介质通道，在三角形的出口22与开口31形成的介质通道逐渐增大的过程中，介质通道的流量特性逐渐改变，以满足需求；另外阀杆41可驱动阀芯20沿其轴向移动，进一步改变介质通道的流量特性，实现在第一流量特性下的调节功能，满足流程工业工艺的需求。当需要第二流量特性时，阀杆41带动阀芯20绕周向转动，使矩形的出口22与开口31对应适配形成从进液口12到出液口13的介质通道，同时阀杆41可驱动阀芯20沿其轴向移动，实现在第二流量特性下的调节功能，满足流程工业工艺的需求；当需要第三流量特性时，重复上述工作过程，具体不做赘述。
上述切换不同流量特性的过程中，有且仅有一个流量特性的出口22保持联通，其他流量特性对应的出口22处于封闭状态，保证了结构的稳定性。
另外，不同形状的出口22在阀芯20的侧壁周向等距间隔分布，在阀体10的外侧壁上设置有与不同形状的出口22对应的标记，每次切换流量特性时，只需旋转相同角度或对应角度的倍数即可，保证准备准确无误的转动至所需出口22与开口31对应。
阀芯20在阀腔11内转动和移动时，阀芯20与阀腔11之间摩擦会产生严重的磨损，使两者之间的密封性降低，大大降低了调节阀的使用寿命，所以阀芯20与阀腔11之间的节流套30将阀芯20对阀腔11的摩擦损耗转移到自身上，同时阀体10采用阀盖15盖合在阀座14上的结构，便于对阀腔11内节流套30的拆装。
所述阀杆41穿过阀盖15至阀腔11，阀杆41与阀盖15之间设有导向衬套42，所述导向衬套42从外部延伸至临近阀盖15的内端面。导向衬套42的设置使阀杆41在周向转动和沿轴向移动时，阀杆41只与导向衬套42之间发生摩擦，与阀盖15之间无摩擦，导向衬套42磨损严重时，易于更换，同时导向衬套42对长杆状的阀杆4有着导向限位的作用。
阀芯20上在与阀杆41连接的端部上设有贯穿的平衡孔50，平衡孔50平衡阀芯20的内腔与阀芯20外部之间的压力，保证阀杆41正常驱动阀芯20转动或移动。
上述方案仅是针对如图1-6所示的具体实施例中的结构作出的说明，本实施例中仅给出三种不同流量特性对应的出口22形状，但不局限于此，例如出口的形状为五边形、六边形或者其他不规则的多边形或曲面形等，例如具有不同流量特性的出口22在阀芯20的轴向方向处于错位布置，即各出口22所处高度不同，这些是在本发明原有结构及功能上的常规改变，均应当作为等同或相似设计而落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有多种流量特性的调节阀，包括阀腔(11)为圆柱状的阀体(10)，所述阀体(10)上设有与阀腔(11)连通的进液口(12)和出液口(13)，所述出液口(13)设置于阀体(10)的腔壁上，进液口设置于阀体(10)端部，其特征在于：所述阀体(10)的阀腔中内套有圆柱形阀芯(20)，所述阀芯(20)上设置有与进液口(12)适配的进口(21)、与出液口(13)适配的出口(22)，若干个具有不同流量特性的出口(22)沿阀芯(20)的侧壁周向间隔分布，介质进入阀体(10)的进液口(12)经阀芯(20)的进口(21)进入阀芯(20)的内腔中并由出口(22)引导至出液口(13)；所述阀芯(20)上连接有驱动机构，所述驱动机构驱动阀芯(20)在阀腔(11)中周向转动和/或轴向移动时，转换具有不同流量特性的出口(22)与出液口(13)适配和/或改变出口(22)与出液口(13)构成的介质通道的大小从而形成不同流量特性。
2.根据权利要求1所述的一种具有多种流量特性的调节阀，其特征在于：所述阀腔(11)内壁与阀芯(20)之间设有节流套(30)，所述节流套(30)的内壁与阀芯(20)外壁之间构成密封配合；所述节流套(30)的侧壁上设有开口(31)，所述开口(31)与阀腔(11)上的出液口(13)连通，所述阀芯(20)在驱动机构的作用下其侧壁上的出口(22)与开口(31)适配构成介质通道，且开口(31)。
3.根据权利要求2所述的一种具有多种流量特性的调节阀，其特征在于：所述开口(31)在节流套(30)侧壁上的表面积大于出口(22)的表面积，当出口(22)移动至开口(31)处时，开口(31)的孔边可完全覆盖在出口(22)的边沿外。
4.根据权利要求1所述的一种具有多种流量特性的调节阀，其特征在于：所述驱动机构包括阀杆(41)，所述阀杆(41)的一端伸至阀腔(11)内与阀芯(20)固定连接、阀杆(41)的另一端延伸至阀体(10)外与动力源连接。
5.根据权利要求4所述的一种具有多种流量特性的调节阀，其特征在于：所述阀体(10)包括阀座(14)和阀盖(15)，所述阀盖(15)盖合在阀座(14)上形成圆柱状的阀腔(11)。
6.根据权利要求5所述的一种具有多种流量特性的调节阀，其特征在于：所述节流套(30)呈两端外径大、中间外径小，节流套(30)的一端插置于阀座(14)内端面上的插槽(111)内，且节流套(30)的端部与插槽(111)之间构成密封配合；所述节流套(30)的另一端与阀盖(15)的端面贴靠，阀盖(15)与插槽(111)配合将节流套(30)夹紧在阀腔(11)中。
7.根据权利要求6所述的一种具有多种流量特性的调节阀，其特征在于：所述阀腔(11)与节流套(30)之间形成供介质流通的中空腔室。
8.根据权利要求4所述的一种具有多种流量特性的调节阀，其特征在于：所述阀杆(41)穿过阀盖(15)至阀腔(11)，阀杆(41)与阀盖(15)之间设有导向衬套(42)，所述导向衬套(42)从外部延伸至临近阀盖(15)的内端面。
9.根据权利要求4所述的一种具有多种流量特性的调节阀，其特征在于：所述阀芯(20)上在与阀杆(41)连接的端部上设有贯穿的平衡孔(50)。
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