CN111853306A - 可改变固有阀门特性的阀芯组件、调节阀及流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可改变固有阀门特性的阀芯组件、调节阀及其流量控制方法。阀芯组件中，外套筒的外壁上设置有一层第一节流窗口；内套筒的外壁上设置有第二节流窗口和流体出口；第二节流窗口沿轴向设有多层，且流量特性不同；在内套筒相对于外套筒轴向滑动时，能使不同层的第二节流窗口与所述第一节流窗口重合；阀芯在第二致动件驱动下沿内套筒轴向相对滑动，以改变第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口的开度；外部流体从第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口中流入，从内套筒流体出口中流出。在不对调节阀进行解体的前提下，本发明通过外部调节结构，改变其固有阀门特性，拓展了调节阀的使用范围，提升了调节阀的使用便利性。

Description

可改变固有阀门特性的阀芯组件、调节阀及流量控制方法

技术领域

本发明涉及调节阀，尤其涉及一种调节阀中可在线改变固有阀门特性的阀芯组件。

背景技术

调节阀又名控制阀，是一种带有执行机构的阀门。依据控制单元输出的信号，调节阀通过执行机构改变阀门开度，可实现对系统中压力、流量等工艺参数的控制以满足用户的需要。随着现代工业自动化程度的不断提高，调节阀日益广泛地应用于冶金、能源、化工、石油、军事、水利等工业部门，发挥着不可替代的作用。

调节阀的固有阀门特性是指一定进出口压差下，通过调节阀的流体流量与调节阀开度之间的关系。典型的阀门固有特性有线性阀门固有特性，快开阀门固有特性与等百分比阀门固有特性。在当前的工程应用中，一种调节阀在线使用时只具有一种固有阀门特性。欲改变调节阀的固有阀门特性时，需要将调节阀解体，并更换其节流部件。这对维护人员带来了额外的工作负担，并使调节阀所在系统无法连续运转，降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在线改变固有阀门特性的阀芯组件、调节阀，在不对调节阀进行解体的前提下，通过外部调节结构，改变其固有阀门特性。更进一步地，本发明还提供了一种基于所提出的可在线改变固有阀门特性的调节阀的流量调节方法。

本发明采用的技术方案是：

一种可改变固有阀门特性的阀芯组件，其包括外套筒、内套筒和阀芯；

所述的外套筒为中空柱状零件，其外壁上设置有一层第一节流窗口；

所述的内套筒为中空柱状零件，其内套筒安装于外套筒内部且内套筒的外壁面与外套筒的内壁面贴合，内套筒在第一致动件驱动下沿外套筒轴向相对滑动；内套筒的外壁上设置有第二节流窗口和流体出入口；所述的第二节流窗口沿轴向设有多层，在内套筒相对于外套筒轴向滑动时，能使不同层的第二节流窗口与所述第一节流窗口重合，所述重合包括第一节流窗口和第二节流窗口边界刚好吻合或者第二节流窗口被所述第一节流窗口完全包围；不同层的第二节流窗口对应的固有阀门特性不同或部分不同；

所述阀芯为柱状零件，安装于内套筒内部且阀芯的外壁面与内套筒的内壁面贴合，阀芯在第二致动件驱动下沿内套筒轴向相对滑动，以改变第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口的开度；

外部流体从所述流体出入口或者所述第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口中择一种开口流入，从另一种开口中流出。

作为优选，所述的外套筒中一层第一节流窗口的个数与所述内套筒中每一层第二节流窗口的个数相同，且均沿所在套筒周向等角度均布。

作为优选，所述的外套筒中，同一层第一节流窗口的形状大小均相同；所述的内套筒中，同一层第二节流窗口的形状大小均相同，不同层第二节流窗口的形状大小不同。

作为优选，所述内套筒在第一致动件驱动下沿外套筒轴向的滑动范围，应当使每一层的第二节流窗口均能够与所述第一节流窗口重合；所述阀芯在第二致动件驱动下沿内套筒轴向的滑动范围，应当使阀芯能够完全封闭以及完全打开第一节流窗口与第二节流窗口的所有重合窗口。

本发明的另一目的在于提供一种可改变固有阀门特性的调节阀，其包括阀盖、阀体和前述任一方案所述的阀芯组件；所述阀盖安装于阀体上，在阀体内部形成从阀门进口通向阀门出口的内部流道；所述的阀芯组件设置于内部流道中，从阀门进口流入的流体，流经第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口后，从阀门出口排出。

作为优选，所述的第一致动件为中空的第一调节阀杆，所述的第二致动件为第二调节阀杆，第一调节阀杆同轴嵌套于第二调节阀杆的外部；第一调节阀杆底部与内套筒相连，第二调节阀杆底部与阀芯相连；第一调节阀杆和第二调节阀杆均与外部固定件构成螺纹配合，通过杆体旋转使其沿轴向相对外部固定件移动。

作为优选，所述的第一调节阀杆底部与内套筒顶部固定，并伸出阀盖上的螺纹孔，与阀盖构成螺纹配合；所述的第二调节阀杆底部与阀芯顶部固定，并伸出第一调节阀杆顶部，与固定在阀盖上的支架构成螺纹配合。

作为优选，所述的第一调节阀杆与第二调节阀杆顶部均设有用于旋转阀杆的手轮。

本发明的另一目的在于提供一种利用前述任一方案所述的调节阀的流量控制方法，其步骤如下：

S1：通过旋转第一调节阀杆和第二调节阀杆，调整内套筒和阀芯在外套筒中的相对位置，使阀芯完全封闭第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口，保持调节阀处于关闭状态，并将其连接至待控制的管路系统中；

S2：根据目标工况，确定阀门所需满足的固有阀门特性，然后旋转第一调节阀杆，使内套筒中满足该固有阀门特性的其中一层第二节流窗口与外套筒上的第一节流窗口重合，使阀门进口和阀门出口的内部流道通过重合窗口连通，通过所述重合窗口的流体流量与开度间的关系即为阀门当前的固有阀门特性；

S3：旋转第二调节阀杆，使阀芯相对于内套筒沿轴向移动，调节所述重合窗口的开度直至满足目标开度。

作为优选，当目标工况发生变化时，重新执行S1～S3，实现在线的固有阀门特性调整。

本发明的有益效果是，可以在不对调节阀进行解体的前提下，通过外部调节结构，改变其固有阀门特性，该阀芯组件拓展了调节阀的使用范围，提升了调节阀的使用便利性。

附图说明

图1是可改变固有阀门特性的阀芯组件结构示意图。

图2是外套筒结构示意图。

图3是内套筒结构示意图。

图4是可在线改变固有阀门特性的调节阀结构示意图。

图5是内套筒不同层通孔与对应的固有阀门特性示意图。

图6是支架结构示意图。

图7是第一调节阀杆结构示意图。

图8是内套筒上不同层序号的通孔与外套筒通孔对齐时的示意图。

图9是第二调节阀杆结构示意图。

图中：1为第二手轮，2为第二调节阀杆，3为支架，4为第一手轮，5为第一调节阀杆，6为阀盖，7为螺钉，8为外套筒，9为内套筒，10为阀芯，11阀体，3-1为顶板，3-2为支撑板，3-3为底板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，在本发明的一个基本实施例中，提供了一种可改变固有阀门特性的阀芯组件，其主要部件包括外套筒8、内套筒9和阀芯10。该阀芯组件用于调节阀阀体中，可实现在无需拆卸阀体的前提下改变调节阀固有阀门特性的功能。下面详细描述该阀芯组件的结构，以说明其工作原理。

如图2所示，其中外套筒8为中空柱状零件，其外壁上设置有一层第一节流窗口。一层第一节流窗口中，第一节流窗口的个数最少为1个，优选设置多个，以增加其过流面积，提高流通能力。

如图3所示，内套筒9为中空柱状零件。内套筒9同轴安装于外套筒8内部，且内套筒9的外壁面与外套筒8的内壁面贴合，使两者之间不会直接漏水。内套筒9的外壁上设置有第二节流窗口和流体出入口；第二节流窗口沿轴向设有多层，即每一层第二节流窗口位于内套筒9的不同高度处。本实施例中，每一层第二节流窗口中的第二节流窗口个数，与一层第一节流窗口中的第一节流窗口个数相同。

传统的阀芯组件中，仅具有一层节流窗口，因此其窗口形状是无法改变的，相应的调节阀固有阀门特性也是固定的，仅能够通过调节阀芯相对于节流窗口的高度改变其有效过流面积，达到调节流量的目的。而本发明中设置了两个嵌套的套筒，并在内套筒9中设置多层第二节流窗口，其目的是为了与第一节流窗口配合，通过两层窗口之间重合形成的重合窗口来改变整个阀芯组件的最终节流窗形状。因此，内套筒9需要相对于外套筒8进行轴向滑动，该滑动力由第一致动件施加。在内套筒9相对于外套筒8轴向滑动时，通过调节两者的相对位置不同，能使不同层的第二节流窗口分别与外套筒8上的一层第一节流窗口重合。需要说明的是，此处所说的重合，包括两种情况：

第一种：第一节流窗口和第二节流窗口边界刚好吻合。该种情况需要满足单个第一节流窗口和单个第二节流窗口的形状大小完全相同。

第二种：第二节流窗口被第一节流窗口完全包围。该种情况需要满足单个第一节流窗口要大于单个第二节流窗口，第二节流窗口的外轮廓能够完全置于第一节流窗口内。

本实施例中，为了便于调节，同一层第一节流窗口的形状大小均相同，内套筒9中，同一层第二节流窗口的形状大小均相同，不同层第二节流窗口的形状大小不同，由此使得不同层的第二节流窗口对应的固有阀门特性不同。

另外，阀芯10为柱状零件，可以是中空的也可以是实心的，其作用与普通的阀芯组件中阀芯的作用相同。阀芯10安装于内套筒9内部且阀芯10的外壁面与内套筒9的内壁面贴合，阀芯10在第二致动件驱动下沿内套筒9轴向相对滑动，以改变第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口的开度。

当整个阀芯组件安装于阀体中时，外部流体从流体出入口或者第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口中择一种开口流入，从另一种开口中流出。此处“择一种”的含义是：相对于整个阀芯组件而言，当选择第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口作为流入口时，另一种开口即流体出入口就成为了流出口，反之当选择流体出入口作为流入口时，另一种开口即第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口就成为了流出口。

也就是说，当阀芯组件有外部流体流经时，流体的流向可以根据实际情况进行调整。一种工况下，外部流体可从外套筒(8)外侧流入第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口，继而从内套筒(9)底部的流体出入口中流出内套筒(9)；另一种工况下，外部流体亦可从内套筒(9)底部的流体出入口流入，继而从第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口流出外套筒(8)。在如图4所示的实施例中，外部流体从第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口中流入，从内套筒9流体出口中流出，内套筒9的流体出口设置于内套筒9的筒体底面。

由此，当需要改变固有阀门特性时，无需拆卸阀芯组件，即可通过第一致动件改变内套筒9中与外套筒8重合的第二节流窗口，使具有目标流量特性的第二节流窗口与第一节流窗口重合，完成固有阀门特性的在线调整。

当然，上述实施例仅为一种基础的实现形式，其还可以采用不同的变形。

例如，在另一实施例中，第二节流窗口具有3层或3层以上时，不一定每一层的第二节流窗口对应的流量特性都是互不相同的，可以仅有部分层的第二节流窗口对应的流量特性不同即可，但是为了实现固有阀门特性的调整，至少有两层第二节流窗口对应的流量特性应该是不同的。

在另一实施例中，外套筒8中一层第一节流窗口的个数不一定完全与内套筒9中每一层第二节流窗口的个数相同，必要时外套筒8中一层第一节流窗口的个数可以多于内套筒9中每一层第二节流窗口的个数，但多出来的第一节流窗口被内套筒9的侧壁完全封堵，无法形成用于过流的重合窗口。

在另一实施例中，外套筒8中一层第一节流窗口的个数与内套筒9中每一层第二节流窗口的，优选沿所在套筒周向等角度均布。但必要时，也可以是非均匀分布的。

在本发明中，为了保证调节范围的最大化，内套筒9和阀芯10的调节范围优选满足如下条件：内套筒9在第一致动件驱动下沿外套筒8轴向的滑动范围，应当使每一层的第二节流窗口均能够与第一节流窗口重合；阀芯10在第二致动件驱动下沿内套筒9轴向的滑动范围，应当使阀芯10能够完全封闭以及完全打开第一节流窗口与第二节流窗口的所有重合窗口。

上述阀芯组件可安装在一个调节阀中使用，调节阀可以是具有直通式阀体、直流式阀体或角式阀体的调节阀，不做限定。此类调节阀中基本结构包括阀盖6、阀体11和本发明的阀芯组件。阀盖6安装于阀体11上，在阀体11内部形成从阀门进口通向阀门出口的内部流道。阀芯组件设置于内部流道中，从阀门进口流入的流体，流经第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口后，从阀门出口排出。

在阀芯组件中，第一致动件和第二致动件的形式不限，可以采用机械控制结构、电磁控制结构等形式来实现，以能够驱动内套筒9和阀芯10为准。考虑到制造方便，图1中示出的第一致动件和第二致动件优选采用两条底端分别与内套筒9和阀芯10相连的阀杆来实现，第一调节阀杆5、第二调节阀杆2分别通过轴向移动来驱动内套筒9和阀芯10轴向移动。

下面以阀杆形式的致动件为例，结合附图说明阀芯组件与具体阀体的一种优选安装形式，以便于理解。

如图4所示，在本发明的该优选实施例中，提供了一种可在线改变固有阀门特性的调节阀，由第二手轮1、第二调节阀杆2、支架3、第一手轮4、第一调节阀杆5、阀盖6、连接件7、外套筒8、内套筒9、阀芯10和阀体11组成。其中，外套筒8、内套筒9、阀芯10组成了前述的阀芯组件，第二手轮1、第二调节阀杆2组成了第一致动件，第一手轮4、第一调节阀杆5组成了第二致动件。

其中，阀体11内部中空，有三个端口，其中两个端口分别为阀门进口与阀门出口，用于流体流入及流出阀门；另一个端口为安装口，用于向阀体11内装入或卸出阀内零部件。在本实施例中，阀体11为角式。阀盖6为板形零件，其中央开设有圆形通孔，圆形通孔内表面设置有螺纹，并与第一调节阀杆5外表面的螺纹相啮合。第一致动件为中空的第一调节阀杆5，第二致动件为第二调节阀杆2，第一调节阀杆5底部与内套筒9相连，第二调节阀杆2底部与阀芯10相连；第一调节阀杆5和第二调节阀杆2均与外部固定件构成螺纹配合，通过杆体旋转使其沿轴向相对外部固定件移动，以实现固有阀门特性的调节。其中，第一调节阀杆5的外部固定件为阀盖6，第二调节阀杆2的外部固定件为固定在阀盖6上的支架3。下面具体描述该优选实施例中中各部件的实现形式和结构参数。

如图2所示，外套筒8为管状零件，其侧面沿周向均匀分布有1层n₁个通孔，n₁为正整数且n₁大于或等于1。在本实施例中，n₁＝6。外套筒8侧面上的6个通孔截面形相同，均为矩形，其截面宽度W＝160mm，其截面高度为H＝150mm。利用螺钉7，阀盖6安装于阀体11安装口上方，并将外套筒8夹持于阀体11与阀盖6之间。

如图3所示，内套筒9为桶形零件，其侧面沿轴向分布有n₂层通孔，每层通孔沿周向均匀布置，每层通孔数n₁＝6。n₂为正整数，且n₂大于或等于2。在本实施例中，n₂＝3。内套筒9侧面沿底部至顶部，各层通孔的层序号分别为“1”、“2”、“3”，每层通孔截面高度分别为“H₁”、“H₂”、“H₃”；每层通孔截面宽度分别为“W₁”、“W₂”、“W₃”。在本实施例中，H₁＝H₂＝H₃＝H＝150mm，W₁＝W₂＝W₃＝W＝160mm，满足“H_max＝max{H₁,H₂……H_n2}＝max{H₁,H₂……H₃}＝150mm≤H＝150mm”及“W_max＝max{W₁,W₂……W_n2}＝max{H₁,H₂……H₃}＝160mm≤W＝160mm”的条件，由此不同层的第二节流窗口能够分别与外套筒8上的一层第一节流窗口重合。内套筒9侧面上相邻两层通孔的截面在内套筒9轴向上有间隔距离h＝18mm；每层内，6个通孔截面形状完全相同；不同层的通孔截面形状不相同，对应不同的固有阀门特性。如图5所示，在本实施例中，层序号为“1”的通孔，其截面形状为矩形，对应于快开固有阀门特性；层序号为“2”的通孔，其截面形状为宽口漏斗形，对应于线性固有阀门特性；层序号为“3”的通孔，其截面形状为细口漏斗形，对应于等百分比固有阀门特性。内套筒9外径小于外套筒8内径，二者间隙配合。内套筒9顶部中央设置有一个上大下小的阶梯孔，大孔内表面设置有螺纹，利用该螺纹，内套筒9与内套筒调节杆5底端紧密连接；小孔内表面光滑，其直径大于第二调节阀杆2直径，二者间隙配合。内套筒9内部高度L_s满足“L_s≥n₂*(h+H_max)+H_c”的条件。H_c为阀芯10外侧轴向高度，其满足“H_c≥H_max”的条件。在本实施例中，H_c＝200mm，L_s＝n₂*(h+H_max)+H_c＝3*(18+150)+200＝704mm。

阀芯10为桶形零件，其顶部中央设置有一个盲孔，盲孔内表面设置有螺纹，利用该螺纹，阀芯10与第二调节阀杆2底端紧密连接。阀芯10外径小于内套筒9内径，二者间隙配合。

如图6所示，支架3由一块顶板3-1、N块支撑板3-2和一块底板3-3焊接组成。N为正整数且N大于或等于3。在本实施例中，N＝3。顶板3-1与底板3-3平行，支撑板3-2与顶板3-1、底板3-3垂直。3块支撑板3-2沿顶圆板3-1、底圆板3-3的周向均匀布置，任意两块支撑板3-2之间最小横向宽度为x，x大于等于150mm，以满足手动操作需要。在本实施例中，x＝274mm。顶板3-1与底板3-3中央各开设有一个通孔，顶板3-1中央通孔内表面设置有螺纹，并与第二调节阀杆2外表面螺纹相啮合；底板3-3中央通孔内表面光滑，其直径大于第一调节阀杆5。利用连接件7，支架3底板3-3与阀盖6相连接，使支架3安装于阀盖6上部。

如图7所示，第一调节阀杆5为管状零件，其顶端通过外表面的螺纹与第一手轮4紧密连接；其底端通过外表面的螺纹与内套筒8紧密连接；其中部外表面上设置有一段螺纹，该段螺纹沿内套筒调节杆5轴向的长度为L₂，其与阀盖6中央圆形通孔内表面螺纹相啮合。通过旋转第一手轮4，可使内套筒调节杆5带动内套筒9在外套筒8内部沿内套筒调节杆5轴向上、下运动，其最大位移为L₂。L₂满足“L₂＝(n₂–1)*(H_max+h)”的条件，螺纹螺距P满足“(H_max+h)为P的正整数倍”的关系。在本实施例中，L₂＝336mm，P＝10*(H_max+h)＝(150+18)/10＝16.8mm。如图8所示，内套筒9沿着内套筒调节杆5轴线上、下运动的过程中，处于最高位时，内套筒9上层序号为“1”的通孔与外套筒8上通孔对齐；处于最低位时，内套筒9上层序号为“3”的通孔与外套筒8上通孔对齐。当内套筒9某层通孔与外套筒8上通孔对齐时，内套筒9该层中任一通孔在阀门纵剖面上的投影均重合于或被包含于外套筒上某一通孔在阀门纵剖面的投影。阀门纵剖面为阀门进口面中心点和出口面中心点的连线与内套筒9轴线所在的平面。

如图9所示，第二调节阀杆2为杆状零件，其外径小于第一调节阀杆5内径，二者间隙配合。第二调节阀杆2底端通过外表面的螺纹与阀芯10紧密连接；第二调节阀杆2顶端通过外表面的螺纹与第二手轮1紧密连接；第二调节阀杆2中部外表面上设置有一段螺纹，该段螺纹沿第二调节阀杆2轴向的长度为L₁，其与支架3顶板3-1中央圆形通孔内表面螺纹相啮合。通过旋转第二手轮1，可使第二调节阀杆2带动阀芯10在内套筒9内部沿阀杆轴向上、下移动，其最大位移为L₁。在本实施例中，L₁＝150mm。L₁满足“H_max≤L₁≤(H_max+2*h)”的条件。在本实施例中，H_max＝150mm≤L₁＝150mm≤(H_max+2*h)＝186mm。阀芯10沿着第二调节阀杆2轴线上、下运动的过程中，处于最低位时，阀芯最底位置在阀芯轴线上的投影高度低于外套筒8窗口形通孔截面最低位置在阀芯轴线上的投影高度，但二者间的高度差不大于h＝18mm。

在该优选实施例中，可在线改变固有阀门特性的调节阀的操作方法如下：

1)将该种可在线改变固有阀门特性的调节阀的各零部件按图4所示的相对位置关系进行组装。

2)旋转第一手轮4，使内套筒9处于最高位。旋转手轮1，使阀芯10处于最低位。

3)将该种可在线改变流量特性的调节阀连接于管路系统中。此时，阀芯10完全封闭第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口，该可在线改变流量特性的调节阀处于关闭状态。

4)根据当前工况，确定阀门所需满足的固有阀门特性，然后旋转第一调节阀杆5，使内套筒9中满足该固有阀门特性的其中一层第二节流窗口与外套筒8上的第一节流窗口重合，使阀门进口和阀门出口的内部流道通过重合窗口连通。例如，若需要满足线性阀门固有特性时，旋转内套筒调节手轮4，使与所需的固有阀门特性相对应的“2”层内套筒9侧面通孔与外套筒8侧面通孔对齐。

5)旋转第二手轮1，使阀芯10相对于内套筒9沿轴向上、下运动，调节所述重合窗口的开度直至满足目标开度。此时，阀门开度及通过阀门的流体流量随之变化，通过阀门的流体流量与阀门开度间的关系即为当前所需的固有阀门特性，即线性阀门固有特性。

6)当工况发生变化，旋转手轮1，使阀芯10处于最低位，此时该可在线改变流量特性的调节阀处于关闭状态。

7)再次确定新工况条件下所需的固有阀门特性，如等百分比阀门固有特性。旋转内套筒调节手轮4，使与新工况条件下所需的固有阀门特性相对应的“3”层内套筒9侧面通孔与外套筒8侧面通孔对齐。

8)旋转手轮1，使阀芯10上、下运动，阀门开度及通过阀门的流体流量随之变化，通过阀门的流体流量与阀门开度间的关系即为新工况条件下所需的固有阀门特性，即等百分比阀门固有特性。

9)当工况再次发生变化，再次重复步骤6)-步骤8)。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可改变固有阀门特性的阀芯组件，其特征在于，包括外套筒(8)、内套筒(9)和阀芯(10)；

所述的外套筒(8)为中空柱状零件，其外壁上设置有一层第一节流窗口；

所述的内套筒(9)为中空柱状零件，其内套筒(9)安装于外套筒(8)内部且内套筒(9)的外壁面与外套筒(8)的内壁面贴合，内套筒(9)在第一致动件驱动下沿外套筒(8)轴向相对滑动；内套筒(9)的外壁上设置有第二节流窗口和流体出入口；所述的第二节流窗口沿轴向设有多层，在内套筒(9)相对于外套筒(8)轴向滑动时，能使不同层的第二节流窗口与所述第一节流窗口重合，所述重合包括第一节流窗口和第二节流窗口边界刚好吻合或者第二节流窗口被所述第一节流窗口完全包围；不同层的第二节流窗口对应的固有阀门特性不同或部分不同；

所述阀芯(10)为柱状零件，安装于内套筒(9)内部且阀芯(10)的外壁面与内套筒(9)的内壁面贴合，阀芯(10)在第二致动件驱动下沿内套筒(9)轴向相对滑动，以改变第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口的开度；

外部流体从所述流体出入口或者所述第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口中择一种开口流入，从另一种开口中流出。

2.如权利要求1所述的可改变固有阀门特性的阀芯组件，其特征在于，所述的外套筒(8)中一层第一节流窗口的个数与所述内套筒(9)中每一层第二节流窗口的个数相同，且均沿所在套筒周向等角度均布。

3.如权利要求1所述的可改变固有阀门特性的阀芯组件，其特征在于，所述的外套筒(8)中，同一层第一节流窗口的形状大小均相同；所述的内套筒(9)中，同一层第二节流窗口的形状大小均相同，不同层第二节流窗口的形状大小不同。

4.如权利要求1所述的可改变固有阀门特性的阀芯组件，其特征在于，所述内套筒(9)在第一致动件驱动下沿外套筒(8)轴向的滑动范围，应当使每一层的第二节流窗口均能够与所述第一节流窗口重合；所述阀芯(10)在第二致动件驱动下沿内套筒(9)轴向的滑动范围，应当使阀芯(10)能够完全封闭以及完全打开第一节流窗口与第二节流窗口的所有重合窗口。

5.一种可改变固有阀门特性的调节阀，其特征在于，包括阀盖(6)、阀体(11)和权利要求1～4任一所述的阀芯组件；所述阀盖(6)安装于阀体(11)上，在阀体(11)内部形成从阀门进口通向阀门出口的内部流道；所述的阀芯组件设置于内部流道中，从阀门进口流入的流体，流经第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口后，从阀门出口排出。

6.如权利要求5所述的可改变固有阀门特性的调节阀，其特征在于，所述的第一致动件为中空的第一调节阀杆(5)，所述的第二致动件为第二调节阀杆(2)，第一调节阀杆(5)同轴嵌套于第二调节阀杆(2)的外部；第一调节阀杆(5)底部与内套筒(9)相连，第二调节阀杆(2)底部与阀芯(10)相连；第一调节阀杆(5)和第二调节阀杆(2)均与外部固定件构成螺纹配合，通过杆体旋转使其沿轴向相对外部固定件移动。

7.如权利要求6所述的可改变固有阀门特性的调节阀，其特征在于，所述的第一调节阀杆(5)底部与内套筒(9)顶部固定，并伸出阀盖(6)上的螺纹孔，与阀盖(6)构成螺纹配合；所述的第二调节阀杆(2)底部与阀芯(10)顶部固定，并伸出第一调节阀杆(5)顶部，与固定在阀盖(6)上的支架(3)构成螺纹配合。

8.如权利要求5所述的可改变固有阀门特性的调节阀，其特征在于，所述的第一调节阀杆(5)与第二调节阀杆(2)顶部均设有用于旋转阀杆的手轮。

9.一种利用如权利要求5～8所述调节阀的流量控制方法，其特征在于，步骤如下：

S1：通过旋转第一调节阀杆(5)和第二调节阀杆(2)，调整内套筒(9)和阀芯(10)在外套筒(8)中的相对位置，使阀芯(10)完全封闭第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口，保持调节阀处于关闭状态，并将其连接至待控制的管路系统中；

S2：根据目标工况，确定阀门所需满足的固有阀门特性，然后旋转第一调节阀杆(5)，使内套筒(9)中满足该固有阀门特性的其中一层第二节流窗口与外套筒(8)上的第一节流窗口重合，使阀门进口和阀门出口的内部流道通过重合窗口连通，通过所述重合窗口的流体流量与开度间的关系即为阀门当前的固有阀门特性；

S3：旋转第二调节阀杆(2)，使阀芯(10)相对于内套筒(9)沿轴向移动，调节所述重合窗口的开度直至满足目标开度。

10.如权利要求9所述的流量控制方法，其特征在于，当目标工况发生变化时，重新执行S1～S3，实现在线的固有阀门特性调整。

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