CN112303306B - 一种流体控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种流体控制阀，包括稳流装置，所述稳流装置包括基座体和环形芯体，所述基座体包括环形容纳槽和节流孔，所述节流孔连通所述环形容纳槽与所述流路出口端，在所述环形芯体未受到流体压力作用的安装状态，所述环形芯体的内缘抵接所述环形容纳槽的内侧面，所述环形芯体的外缘与述环形容纳槽的外侧面之间具有设定的间隙；沿所述基座体的轴向方向，所述节流孔的投影轮廓与所述环形容纳槽的投影轮廓部分重合，本发明给出的稳流装置，可以在一定的区段内，减少因流路进口端的流体压力的变化，使流路出口端的流体流量的波动。

Description

一种流体控制阀

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，具体而言，涉及一种流体控制阀。

背景技术

一般而言，流体控制阀包括流路进口端和流路出口端，可以通过开/闭阀口及调节阀口的开度来控制流路出口端的流量，如电磁阀或球阀等。就流路中流体流通特性而言，流体控制阀的出口端的流量大小除与阀口的开度有关外，还与流体控制阀的进口端的流体压力的大小有关。在阀开度不变的条件下，进口端的流体压力变大，出口端的流体压力变大，反之减小。流体控制阀在一些特定的使用环境下，希望进口端的流体压力在一定的控制区段，出口端的流体流量受进口端的流体压力波动的影响较小。

发明内容

本发明给出的流体控制阀，包括阀体部件、阀芯部件及驱动部件，所述阀体部件包括阀腔、流路进口端和流路出口端，所述阀腔包括靠近所述流路出口端的流出通道，所述阀芯部件位于所述阀腔，所述驱动部件能够驱动所述阀芯部件抵接阀体部件的阀口部，所述阀体部件包括稳流装置，所述稳流装置位于所述流出通道，所述稳流装置包括基座体和环形芯体，所述基座体包括朝向所述流路出口端一侧的外端部和朝向所述流路出口端相反一侧的内端部，所述基座体还包括环形容纳槽和节流孔，所述环形容纳槽的槽口朝向所述内端部，所述节流孔连通所述环形容纳槽与所述流路出口端，所述节流孔为三个以上，所述环形芯体设置于所述环形容纳槽，沿所述基座体的轴向方向，所述节流孔的投影轮廓与所述环形容纳槽的投影轮廓部分重合；所述环形芯体能够受压变形，在所述环形芯体未受到流体压力作用的安装状态，所述环形芯体的内缘抵接所述环形容纳槽的内侧面，所述环形芯体的外缘与所述环形容纳槽的外侧面之间具有设定的间隙。

本发明给出的流体控制阀，通过设置稳流装置，稳流装置的环形芯体通过受压变形调节流经节流孔的流体的流量大小，能够在一定的区段内，减少因流路进口端的流体压力的波动，对流路出口端的流体的流量产生的影响。

附图说明

图1：本发明给出的一种流体控制阀的结构示意图；

图2：图1中连接接头的结构示意图；

图3：图2中稳流装置的一种具体结构的主视图；

图4A：图3中局部位置的放大示意图(环形芯体在小变形状态)；

图4B：图3中局部位置的放大示意图(环形芯体在大变形状态)；

图5：图3中基座体的主视图和侧视图；

图5A：图5中局部位置的放大示意图；

图6：图3中环形芯体的结构示意图；

图7：本发明给出的另一种连接接头的结构示意图；

图8：本发明给出的一种流体控制阀的流量控制曲线案例。

图1-图8中符号及图示说明：

1-流体控制阀；

100-阀体部件；

110-阀本体；

111-内螺纹、112-阀口部；

114-阀本体的内孔；

120/120A-连接接头、121-外螺纹；

122-流出通道/连接接头的内孔；

130-阀腔；

140-流路进口端、150-流路出口端；

200-驱动部件；

210-驱动线圈、220-驱动杆；

300-阀芯部件；

310-膜片；

400/400A-稳流装置；

410/410A-基座体；

411-环形容纳槽；

4111-外侧面、4112-内侧面；

412-阻挡部；

413-环形流通槽；

414-节流孔；415-环形台阶部；

416-外壁面端；

420-环形芯体/环形密封圈；

421-外缘、422-内缘；

430-内端部、440-外端部/端面；

450-环形筒部；

451-凸环部、452-筒部外缘；

S1：节流孔414的投影轮廓区域；

S2：环形容纳槽411的投影轮廓区域。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。本文中所涉及的上、下等方位词是附图中所示的零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便，应当理解，本文所采用的方位词不应限制本申请请求保护的范围。

图1为本发明给出的一种流体控制阀的结构示意图，图2为该流体控制阀的连接接头的结构示意图。

如图1和图2所示。在该具体实施例中，流体控制阀1包括阀体部件100、驱动部件200及阀芯部件300。

阀体部件100包括阀本体110和连接接头120。阀本体110内孔114的一端加工有内螺纹111，连接接头120具有内孔122，在内孔122的一端加工有外螺纹121，阀本体110与连接接头120通过螺纹连接。阀本体110的内孔114设置有流路进口端140，连接接头120的内孔122设置有流路出口端150。阀本体110与连接接头120固定后形成阀腔130，阀腔130的靠近流路出口端150的内孔122部分作为流出通道122。

在该具体实施例中，阀芯部件300包括膜片310。膜片310位于阀腔130中，膜片310与阀本体110的阀口部112相适配。驱动部件200具体为电磁驱动装置，包括驱动线圈210和驱动杆220。驱动杆220能够驱动膜片310抵接或离开阀口部112，使流路进口端140与流路出口端150之间的流路关闭或连通。

在该具体实施例中，作为流出通道122中设置有稳流装置400。

图3为上述稳流装置的一种具体结构的主视图，图5为其基座体的主视图和侧视图，图5A为基座体局部位置的放大示意图，图6为其环形芯体的结构示意图。

如图3、图5、图5A及图6所示。具体而言，稳流装置400设置于阀腔130的流出通道122，包括基座体410和环形芯体420。在本实施例中，为便于加工和与阀本体110之间的配合，基座体410大致为圆柱状结构，包括朝向流路出口端150一侧的外端部440，和朝向另一侧的内端部430。基座体410一般可以通过塑料材料注塑成型。当然，基座体410也可以加工成其他形状结构。

基座体410还包括环形容纳槽411，环形容纳槽411的槽口朝向内端部430。在该具体实施例中，环形芯体420具体为如橡胶等软性材料制成的能够受压变形的环形密封圈420，环形密封圈420设在环形容纳槽411中，环形密封圈420的内缘422抵接环形容纳槽411的内侧面4112，环形密封圈420的外缘421与环形容纳槽的411外侧面4111之间具有设定的间隙。

作为进一步的技术方案，在环形密封圈420未受到流体压力作用的安装状态下，定义在基座体410的径向，环形密封圈420的截面宽度为H1(参见图3)，环形容纳槽411的宽度为H2(参见图5)，(即环形芯体的外缘与环形容纳槽的外侧面之间的间隙就是H2－H1)。

则满足0.4*H2＜H1＜0.8*H2。在上述参数范围内，环形密封圈420受流体压力的变形曲线比较均匀。

阻挡部412从环形容纳槽411的内侧面4112沿径向向外缘延伸，并沿轴向向上延伸，形成扩径的锥状。阻挡部412能够限制环形密封圈420的轴向位移，使其保持在环形容纳槽411中。在该具体实施例中，阻挡部412具体为四个，并以基座体410的中心轴线对称设置。

环形流通槽413设置在环形容纳槽411的底部，环形流通槽413的底面与环形容纳槽411的底面之间形成环形台阶部415。

在该具体实施例中，以轴心对称设置并沿所述基座体的周向分布有10个节流孔414，各节流孔414大小及形状一致，这样的设计便于控制参数计算及提高稳流效果。节流孔414从环形流通槽413的底面延伸至基座体410的外端部440的端面，以贯通内端部430与外端部440，节流孔414连通环形容纳槽411与流路出口端150。

节流孔414的投影轮廓和环形容纳槽411的投影轮廓如图5A所示。在该局部图范围，沿基座体410的轴向方向，S1为节流孔414的沿基座体410的轴向方向的投影轮廓区域，其中S2为环形容纳槽411的沿基座体410的轴向方向投影轮廓区域，可以看出，△S为S1与S2的重合区域。作为进一步的技术方案，定义S1的面积为W1，△S的面积为W2，则满足0.2*W1＜W2＜0.8*W1。在上述参数范围内，环形密封圈420受流体压力的变形后，稳流效果较好。

图4A和图4B分别为本实施例中环形芯体在小变形和大变形状态下的局部位置的放大示意图。

如图4A和图4B所示，并参考图1、图2及图3。在阀口112处于打开状态下，流路进口端140的流体通过阀口部112流向基座体410的内端部430，再通过节流孔414流向流路出口端150，流体会对环形密封圈420施加一定的压力。

若流路进口端140的流体压力较小，则对环形密封圈420施加的力较小，环形密封圈420径向向外有较小的变形，在径向，环形密封圈420的外缘421与环形容纳槽411的外侧面4111之间的间隙缩短较少，阀腔130的流体通过上述间隙和节流孔414的未被环形容纳槽411覆盖的区域(即非重合部分的区域)流向流路出口端150(图4A)；

若流路进口端140的流体压力很大，则对环形密封圈420施加的力较大，环形密封圈420径向向外有较大的变形，在径向，环形密封圈420的外缘421与环形容纳槽411的外侧面4111之间的间隙缩短较大直至没有间隙，阀腔130的流体通过上述很小的间隙和节流孔414的未被环形容纳槽411覆盖的区域(即非重合部分的区域)流向流路出口端150，或只能通过节流孔414的未被环形容纳槽411覆盖的区域(即非重合部分的区域)流向流路出口端150(图4B)。

所以通过这种设置，当进口端的流体压力变化较大波动时，可以使流路出口端的流量处于相对稳定的范围。即可实现如图8所示的流体控制阀的流量控制曲线(仅参照案例效果，横坐标为流体进口端的压力，纵坐标为流体出口端的流量。在一定的横坐标区间，流体出口端的流量变动较小)。

同时可见，当流体压力增大到一定量后，环形密封圈420的外缘421抵接环形容纳槽411的外侧面4111。阀腔130的流体通过节流孔414的未被环形容纳槽411覆盖的区域(即非重合部分的区域)，流向流路出口端150。流体通径保持不变。

可以理解的是，设置多个节流孔可以在周向使流体均匀，并提高节流效果，节流孔可以设置三个以上，并周向均匀分布。

同样可以理解的是，节流孔的形状可以多种变化，如圆形或多边形结构，为便于设计和方便进行流量参数的计算，一般各节流孔414的形状和大小一致，节流孔414的外壁面端416到轴心的距离相等。

作为技术方案延伸，环形流通槽413的底面与环形容纳槽411的底面之间形成环形台阶部415，在受到流体压力作用时，环形密封圈420径向压缩变形，只是在轴向遮挡节流孔414，环形密封圈420不会直接与节流孔414抵压，便于控制节流效果。

作为技术方案延伸，基座体410还包括从内端部430的周部轴向延伸的环形筒部450，环形筒部450的筒部外缘452与流出通道122的内壁相配合以达到密封效果，使流出通道122内流体只能通过各节流孔414流向流路出口端150，便于控制节流效果。

作为进一步的技术方案，环形筒部450的端部包括直径渐大的凸环部451。该凸环部451可以与流出通道122的内壁紧配合，提高环形筒部450与流出通道122的内壁之间的卡合力，提高密封效果。

图7为本发明给出的另一种连接接头的结构示意图。

如图7所示，与前述技术方案不同点在于，在该实施例中，稳流装置400A包括基座体410A和环形芯体420。考虑到优化零件设计，将基座体410A与阀体部件的连接接头120A进行一体材料加工成型。上述变化也能达到本发明的技术效果，在此不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范。

Claims (9)

1.一种流体控制阀，包括阀体部件、阀芯部件及驱动部件，所述阀体部件包括阀腔、流路进口端和流路出口端，所述阀腔包括靠近所述流路出口端的流出通道，所述阀芯部件位于所述阀腔，所述驱动部件能够驱动所述阀芯部件抵接阀体部件的阀口部，其特征在于，

所述阀体部件包括稳流装置，所述稳流装置位于所述流出通道，所述稳流装置包括基座体和环形芯体，所述基座体包括朝向所述流路出口端一侧的外端部和朝向所述流路出口端相反一侧的内端部，所述基座体还包括环形容纳槽和节流孔，所述环形容纳槽的槽口朝向所述内端部，所述节流孔连通所述环形容纳槽与所述流路出口端，所述节流孔为三个以上，所述环形芯体设置于所述环形容纳槽；

沿所述基座体的轴向方向，所述节流孔的投影轮廓与所述环形容纳槽的投影轮廓部分重合；所述环形芯体能够受压变形，在所述环形芯体未受到流体压力作用的安装状态，所述环形芯体的内缘抵接所述环形容纳槽的内侧面，所述环形芯体的外缘与所述环形容纳槽的外侧面之间具有设定的间隙；

所述基座体还包括环形流通槽，所述环形流通槽位于所述环形容纳槽的底部，所述环形流通槽的底面与所述环形容纳槽的底面之间形成环形台阶部，所述节流孔从所述环形流通槽的底面延伸至所述外端部的端面；

所述环形流通槽的槽口朝向所述内端部。

2.如权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于，所述基座体还包括阻挡部，所述阻挡部从所述环形容纳槽的内侧部沿径向向外缘延伸，所述阻挡部能够限制所述环形芯体的轴向位移。

3.如权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于，所述基座体大致为圆柱状结构，并包括环形筒部，所述环形筒部从所述内端部的周部沿轴向延伸。

4.如权利要求3所述的流体控制阀，其特征在于，所述环形筒部包括朝向端部方向的直径渐大的凸环部，所述凸环部与所述流出通道的内壁紧配合。

5.如权利要求1-4任一项所述的流体控制阀，其特征在于，所述环形芯体为环形密封圈，在所述基座体的径向，定义所述环形密封圈未受到流体压力作用的安装状态的截面宽度为H1，所述环形容纳槽的宽度H2，则满足0.4*H2＜H1＜0.8*H2。

6.如权利要求1-4任一项所述的流体控制阀，其特征在于，沿所述基座体的轴向方向，定义所述节流孔的投影轮廓的面积为W1，所述节流孔与所述环形容纳槽重合部分的投影轮廓的面积为W2，则满足0.2*W1＜W2＜0.8*W1。

7.如权利要求6所述的流体控制阀，其特征在于，各所述节流孔的沿所述基座体的轴向投影的形状和大小大致相同，且各所述节流孔沿所述基座体轴线的周向大致均匀分布；在所述基座体的径向，所述节流孔的外壁面端到轴心的距离相等。

8.如权利要求6所述的流体控制阀，其特征在于，所述环形芯体为环形密封圈，在所述基座体的径向，定义所述环形密封圈未受到流体压力作用的安装状态的截面宽度为H1，所述环形容纳槽的宽度H2，则满足0.4*H2＜H1＜0.8*H2，所述阀体部件还包括阀本体和连接接头，所述连接接头与所述阀本体螺纹连接，所述连接接头包括所述流路出口端和所述流出通道。

9.如权利要求8所述的流体控制阀，其特征在于，所述基座体与所述连接接头一体材料加工成型。