CN112145779A - 具有止回功能的电磁调节阀 - Google Patents

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吴泽咏
陈德胜
张光
朱祖超
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Abstract

本发明公开了一种具有止回功能的电磁调节阀。本发明提供了一种含有调节流量和止回功能的阀门，可有效调节阀体内的流量大小，由于阀瓣群具有不同的长度和锥角，可使流量调节更加精细，止回功能可以在必要的时候防止介质倒流。同时，阀瓣的底座网状结构可有效减小流场运动的不稳定性，起到整流的效果。

Description

具有止回功能的电磁调节阀
技术领域
本发明属于流体控制阀技术领域的一种电磁控制阀，具体涉及一种具有止 回功能的电磁调节阀。
背景技术
调节阀又称为控制阀，其主要作用是用于过程工业中借助动力操作来改变 流体的流量、压力等工艺参数。
在调节阀的使用过程当中，在小开度下，普通的调节阀在调节流量时由于 阀瓣单一，调节精度有限，无法实现更加精准的调节。同时，由于普通的控制 阀只可以简单的调节阀体内的流量、压力等参数，当阀体内出现回流现象时， 会造成不良后果。因此针对现有实际使用过程当中的需要，发明了一种新型具 有止回功能的电磁调节阀。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种具有止回功能的电磁 调节阀，通过简单的电路就可以进行流量的调节，防止介质倒流，并起到整流 的效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明包括左端阀体、阀瓣、电磁线圈、铁芯、圆环形永磁体、圆环形弹 簧、右端阀体、密封圈、孔板和阀瓣底座；左端阀体和右端阀体之间通过螺栓 和螺母连接，且左端阀体和右端阀体的流道同轴连通；左端阀体靠近右端阀体 一端的侧壁内部设有一个环形的空腔，空腔内放置绕制有电磁线圈的铁芯，左 端阀体在靠近右端阀体一端的流道截面加工设置成孔板；右端阀体靠近左端阀 体一端的内侧壁设有一个与流道相联通的环形凹槽，环形凹槽内从靠近左端阀 体到远离左端阀体方向依次放置圆环形永磁铁和圆环形弹簧，圆环形弹簧连接 在环形凹槽远离左端阀体一侧的槽壁和圆环形永磁铁之间，圆环形永磁铁的中 间孔中固定装有圆形的阀瓣群底座，阀瓣群底座在靠近左端阀体的一端面安装 有阀瓣。
所述阀瓣群底座主要由若干数量的圆形底座通过支撑架连接而成，各个圆 形底座布置分成多圈，沿径向从外到内各圈的圆形底座的直径尺寸逐渐变小， 每圈上的各个圆形底座直径尺寸相同；最外圈的圆形底座通过支撑架固定连接 到圆环形永磁铁的中间孔的孔壁；每个圆形底座上装有一个阀瓣，所有阀瓣形 成阀瓣群，阀瓣包含凸台和阻流圆柱体，阻流圆柱体一端安装在圆形底座中， 阻流圆柱体另一端从孔板的孔穿出后连接设置有凸台；沿径向从外到内各圈的 圆形底座上的阀瓣的轴向长度逐渐变短。
各圈的圆形底座上的阻流圆柱体长度从中心向外围逐渐递增，各圈的圆形 底座上的凸台高度从中心向外围逐渐递增。凸台为圆台形的，各圈的圆形底座 上的凸台端部锥面的倾斜角从中心向外围逐渐减小。
所述阀瓣上的各个圆形底座位置分布与孔板的各个孔位置分布相一致吻 合。
所述的左端阀体的空腔外侧面开设一个通孔，通孔用于将电磁线圈的输出 电线引出连接到外部控制电路。
所述的左端阀体的右端法兰与右端阀体的左端法兰相配合正对安装，且之 间通过螺栓和螺母相连接。左端阀体与右端阀体的端面法兰间通过密封圈密封 连接。
本发明的有益效果：
本发明通过外接电路控制永磁体和阀瓣群的位置，通过孔板、弹簧和阀瓣 群的配合实现防止介质倒流，相对于传统的单一阀瓣，现在采用阀瓣群结构， 可以在调节过程当中，更加精准的调控流量的大小，实现精准调节和快速止回， 可以广泛应用于化工、轻工业、水利、石油等领域。
附图说明
图1为本发明的立体图。
图2为本发明的剖视图。
图3为本发明阀瓣群外观示意图。
图4为本发明阀瓣群的右视图。
图5为本发明阀瓣群的主视图。
图6为本发明左端阀体的剖视图。
图7为本发明阀体处于最大开度的剖视图。
图中：1-左端阀体；2-阀瓣；3-电磁线圈；4-铁芯；5-螺栓；6-螺母；7-圆环 形永磁体；8-圆环形弹簧；9-右端阀体；10-密封圈；11-通孔；12-孔板；21-凸 台；22-阻流圆柱体；23-支撑架；24-阀瓣群底座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明包括左端阀体1、阀瓣2、电磁线圈3、铁芯4、 圆环形永磁体7、圆环形弹簧8、右端阀体9、密封圈10、孔板12和阀瓣底座 24；左端阀体1的右端法兰与右端阀体9的左端法兰相配合正对安装，通过螺 栓5和螺母6连接形成总阀体，且左端阀体1和右端阀体9的流道同轴连通； 左端阀体1与右端阀体9的端面法兰间通过密封圈10密封连接，密封圈采用氟 橡胶材料制成。阀体的其中一侧的法兰连接件内孔作为入水口，阀体的另一侧 法兰连接件内孔作为出口，具体实施中的流体流向为左端阀体1流向右端阀体9。
左端阀体1靠近右端阀体9一端的侧壁内部设有一个环形的空腔，空腔内 放置绕制有电磁线圈3的铁芯4，左端阀体1在靠近右端阀体9一端的流道截面 加工设置成孔板12；右端阀体9靠近左端阀体1一端的内侧壁设有一个与流道 相联通的环形凹槽，环形凹槽内从靠近左端阀体1到远离左端阀体1方向依次 放置圆环形永磁铁7和圆环形弹簧8，即圆环形永磁铁7布置在靠近左端阀体1 的环形凹槽一侧内，圆环形弹簧8布置在远离左端阀体1的环形凹槽一侧内， 圆环形弹簧8连接在环形凹槽远离左端阀体1一侧的槽壁和圆环形永磁铁7之 间，在圆环形永磁体背离电磁线圈一侧放置，圆环形永磁铁7的中间孔中固定 装有圆形的阀瓣群底座24，阀瓣群底座24在靠近左端阀体1的一端面安装有阀 瓣2。
动力控制装置位于左端阀体1孔板处的外围空腔内，用于控制嵌套在右端 阀体9内部的圆环形永磁体7的水平移动。还包括用于安装在阀体内部的止回 调节体，该止回调节体包括：嵌套在左端阀体1内的孔板结构、与左端阀体1 内部孔板结构相配的阀瓣群、固定在左端阀体1空腔内的绕制有电磁线圈3的 铁芯4、嵌套在右端阀体9环形凹槽内的圆环形永磁体7和放置在圆环形永磁体 7的背对电磁线圈3的轨道内的圆环形弹簧8，其中阀瓣群由不同长度的阻流圆 柱体22和锥角的凸台21构成的阀瓣2组合而成，阀瓣群安装在阀瓣群底部的 阀瓣群底座24，阀瓣群底座24的直径大于阀瓣2。阀瓣群底座24用支撑架23 相互连接，形成网状结构，整体网状结构上下与轨道内的圆环形永磁体7相连 接。
圆环形弹簧8用于控制整个阀瓣群的运动，该圆环形弹簧8放置在不同于 电磁线圈3一侧的另一侧，使得阀瓣2在常态下处于闭合状态，有利于提高整 体结构的密封性能。
如图3、图4和图5所示，阀瓣群底座24主要由若干数量的圆形底座通过 支撑架23连接而成，各个圆形底座布置分成多圈，沿径向从外到内各圈的圆形 底座的直径尺寸逐渐变小，每圈上的各个圆形底座直径尺寸相同；形成一个规 则的多圈网状结构，周向相邻/径向相邻的两个圆形底座之间均通过支撑架23连 接，最外圈的圆形底座通过支撑架23固定连接到圆环形永磁铁7的中间孔的孔 壁；每个圆形底座上装有一个阀瓣2，所有阀瓣2形成阀瓣群，阀瓣2包含顶端 的凸台21和中间的阻流圆柱体22，阻流圆柱体22一端安装在圆形底座中，阻 流圆柱体22布置在靠近左端阀体1的一侧，阻流圆柱体22另一端从孔板12的 孔穿出后连接设置有圆台形的凸台21；沿径向从外到内各圈的圆形底座上的阀 瓣2的轴向长度逐渐变短。通过圆环形永磁铁7与左端阀体1空腔内的电磁线 圈3相互配合，条件阀瓣群底座24及其上的阀瓣群相对于孔板12的位置，实 现阀门的流量调节和止回功能。
各圈的圆形底座上的阻流圆柱体22长度从中心向外围逐渐递增，各圈的圆 形底座上的凸台21高度从中心向外围逐渐递增。
凸台21为圆台形的凸台21，各圈的圆形底座上的凸台21端部锥面的倾斜 角从中心向外围逐渐减小。
阀瓣2上的各个圆形底座位置分布与孔板12的各个孔位置分布相一致吻 合，孔板12与右端阀瓣2相对应放置。孔板12的孔直径和阻流圆柱体22、凸 台21的外径相同。
如图6所示，左端阀体1的空腔外侧面开设一个通孔11，通孔11用于将电 磁线圈3的输出电线引出连接到外部控制电路。
左端阀体1的右端法兰与右端阀体9的左端法兰相配合正对安装，且之间 通过螺栓5和螺母6相连接。
左端阀体1与右端阀体9的端面法兰间通过密封圈10密封连接。密封圈采 用氟橡胶材料制成。
工作原理：本发明旨在结合电磁作用和阀门结构的设计以及圆环形弹簧8 的作用，通过控制通电电磁线圈3是否通电来控制阀门的启闭和止回功能，通 过控制电磁线圈3中通电的电流大小来改变电磁铁4的磁场强度，从而控制右 端永磁体7及阀瓣2与左端孔板12之间的距离，从而控制流量的大小。由于阀 瓣2数量众多，可实现流量的精准控制，尾部网状结构可减小阀门内流体的紊 乱性，起到整流的作用。结构简单，维修方便。
本发明采用上述具有止回功能的电磁调节阀的调节方法过程如下：
在初始常态时，阀门处于关闭状态，最中心一圈的阀瓣2与孔板12最中心 一圈的孔板12紧密贴合。圆环形永磁体7与空腔靠近电磁线圈3的侧壁面紧密 贴合。
开启和调节功能：对左端阀体1空腔内电磁线圈3通电，电磁线圈3内产 生磁场，右端阀体9内的圆环形永磁体7受到电磁线圈3产生磁场的排斥力的 作用，使得圆环形永磁体7带动整个阀瓣群向远离电磁线圈3方向的流体前进 方向移动，使得阀瓣群上位于中心一圈圆形底座上的阀瓣与孔板12上中心一圈 的各个孔相分离，使得阀瓣群和孔板12之间形成间隙并可调节；
通过改变通电线圈3的电流大小来改变阀瓣2的轴向位置，使得流体从阀 体进口进入经阀瓣群和孔板12之间的间隙流向出口，并调节圆形底座不同径向 圆周上的阀瓣2与孔板12上对应径向圆周上的各个孔相分离，不同圈位置的间 隙改变，实现开度大小调节，实现阀门的开启和开度调节。
止回功能：对电磁线圈3进行断电，圆环形永磁体7失去了左端阀体1空 腔内电磁线圈3施加的磁场排斥力，在圆环形弹簧8的作用下向靠近孔板12的 方向轴向移动，移动到圆环形永磁体7与环形凹槽在靠近左端阀体1一侧槽壁 贴合，即直至移动到如图2所示的环形凹槽最左端，使得最中心一圈的阀瓣圆 柱面与孔板12最中心一圈的孔相贴合密封，阻止流体的流通。
外接电路通过对电磁线圈3通电产生磁场，控制右端圆环形永磁体7左右 移动，通过调节圆环形永磁体7在轨道中的位置来控制阀门的开度，轨道中的 圆环形弹簧8起到精准控制圆环形永磁体7位置的作用。
具体实施例：
如图7所示，当电磁线圈3通电流时，电磁线圈3产生有磁场强度的电磁 场，对右端阀体9的圆环形永磁体7产生排斥力，使得圆环形永磁体7向右端 阀体方向运动，带动与圆环形永磁体7相连的阀瓣群底座24也向右端阀体方向 移动；当电流不断增大，圆环形永磁体7向右端阀体方向运动对圆环形弹簧8 不断压缩，圆环形弹簧8压缩到不能压缩时，此时阀瓣群底座24的位置为阀瓣 群底座24可达到的最远距离，阀体处于最大开度。
如图2所示，当电磁线圈3不通电流时，右端阀体9的圆环形永磁体7和 阀瓣群底座24由于圆环形弹簧8和水流的作用力向左运动，最终使得圆环形永 磁体7与环形凹槽左端壁面相贴合，此时阀瓣2中心处阀瓣的阻流圆柱体22顶 端和孔板12中心处圆孔相贴合，其余阀瓣的阻流圆柱体22也与孔板12对应位 置圆孔相贴合，实现阀门的流量方向控制和密封控制。
具体实施时，圆环形永磁体7磁极方向和电磁线圈3电流的方向均可做出 相应的调整。
在本实施案例中，进一步限定了阀瓣2各阀瓣的长度变化为从中心处向外 围逐渐增大，各阀瓣前端凸台21的高度从中心向外围逐渐增大，倾斜角从中心 处向外围逐渐减小。孔板12及阀瓣直径从中心处向外围逐渐增大。
由此看见，本发明技术效果显著突出，可以实现对阀门流量的精准控制和 防止阀门内介质倒流，同时可实现很好的密封效果并降低了阀门内流体的不稳 定性，实现整流的效果。结构简单，便于维修。

Claims (8)

1.一种具有止回功能的电磁调节阀，其特征在于：包括左端阀体(1)、阀瓣(2)、电磁线圈(3)、铁芯(4)、圆环形永磁体(7)、圆环形弹簧(8)、右端阀体(9)、密封圈(10)、孔板(12)和阀瓣底座(24)；左端阀体(1)和右端阀体(9)之间通过螺栓(5)和螺母(6)连接，且左端阀体(1)和右端阀体(9)的流道同轴连通；左端阀体(1)靠近右端阀体(9)一端的侧壁内部设有一个环形的空腔，空腔内放置绕制有电磁线圈(3)的铁芯(4)，左端阀体(1)在靠近右端阀体(9)一端的流道截面加工设置成孔板(12)；右端阀体(9)靠近左端阀体(1)一端的内侧壁设有一个与流道相联通的环形凹槽，环形凹槽内从靠近左端阀体(1)到远离左端阀体(1)方向依次放置圆环形永磁铁(7)和圆环形弹簧(8)，圆环形弹簧(8)连接在环形凹槽远离左端阀体(1)一侧的槽壁和圆环形永磁铁(7)之间，圆环形永磁铁(7)的中间孔中固定装有圆形的阀瓣群底座(24)，阀瓣群底座(24)在靠近左端阀体(1)的一端面安装有阀瓣(2)。
2.根据权利要求1所述的一种具有止回功能的电磁调节阀，其特征在于：所述阀瓣群底座(24)主要由若干数量的圆形底座通过支撑架(23)连接而成，各个圆形底座布置分成多圈，沿径向从外到内各圈的圆形底座的直径尺寸逐渐变小，每圈上的各个圆形底座直径尺寸相同；最外圈的圆形底座通过支撑架(23)固定连接到圆环形永磁铁(7)的中间孔的孔壁；每个圆形底座上装有一个阀瓣(2)，所有阀瓣(2)形成阀瓣群，阀瓣(2)包含凸台(21)和阻流圆柱体(22)，阻流圆柱体(22)一端安装在圆形底座中，阻流圆柱体(22)另一端连接设置有凸台(21)；沿径向从外到内各圈的圆形底座上的阀瓣(2)的轴向长度逐渐变短。
3.根据权利要求1所述的一种具有止回功能的电磁调节阀，其特征在于：各圈的圆形底座上的阻流圆柱体(22)长度从中心向外围逐渐递增，各圈的圆形底座上的凸台(21)高度从中心向外围逐渐递增。
4.根据权利要求1所述的一种具有止回功能的电磁调节阀，其特征在于：所述的凸台(21)为圆台形的，各圈的圆形底座上的凸台(21)端部锥面的倾斜角从中心向外围逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的一种具有止回功能的电磁调节阀，其特征在于：所述阀瓣(2)上的各个圆形底座位置分布与孔板(12)的各个孔位置分布相一致吻合。
6.根据权利要求1所述的一种具有止回功能的电磁调节阀，其特征在于：所述的左端阀体(1)的空腔外侧面开设一个通孔(11)，通孔(11)用于将电磁线圈(3)的输出电线引出连接到外部控制电路。
7.根据权利要求1所述的一种具有止回功能的电磁调节阀，其特征在于：所述的左端阀体(1)的右端法兰与右端阀体(9)的左端法兰相配合正对安装，且之间通过螺栓(5)和螺母(6)相连接。
8.根据权利要求1所述的一种具有止回功能的电磁调节阀，其特征在于：所述的左端阀体(1)与右端阀体(9)的端面法兰间通过密封圈(10)密封连接。
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