CN114046370A - 一种机械驱动控制型流量调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械驱动控制型流量调节阀，包括压力控制腔体、阀座、调节系统、活塞、限流板，调节系统包括调整座和设置在调整座内部的螺旋塞、矩形弹簧；活塞滑动设置在压力控制腔体内，所述阀座内设置有限流通道，所述阀座的两侧对应限流板设置有滑道，所述限流板滑动穿设在限流通道内，且两端分别与滑道滑动连接，所述限流板用于控制限流通道的通流截面面积，所述限流板的上挡边与阀座之间形成节流口；所述限流板的一端伸入压力控制腔体并与活塞连接，且另一端伸入调整座并通过矩形弹簧与螺旋塞连接；所述压力控制腔体与气源连接。本发明实现了对通流截面面积进行实时调节，能及时有效的对通过阀体的流量进行调节，具有较好的实用性。

Description

一种机械驱动控制型流量调节阀

技术领域

本发明属于流量调节阀的技术领域，具体涉及一种机械驱动控制型流量调节阀。

背景技术

目前，国内使用流量调节阀多为定级、定量调节，阀芯的运动大多需要电磁阀控制，调节量区间越细，电磁设计就越复杂，同时电磁阀控制程序也越复杂。并且安装电磁阀需要更大空间尺寸，进而增加控制阀阀体的尺寸以及重量。为达到自动控制目的，还需要增加各种传感器，不仅增加的电磁阀的制造成本，同时随着电子元器件使用数量的增加，故障概率同步上升，增加了系统的维修概率，并且无法满足在严酷工况下的使用要求。常见控制阀使用场所局限性高，制造以及维护成本高，严酷工况下的使用寿命以及工作效率得不到保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械驱动控制型流量调节阀，通过控制气源实现对活塞的驱动，进而实现驱使限流板在限流通道内直线往复运动，进而通过限流板控制通流截面面积，即调节节流口的大小，实现实时控制气体通过通道时的流量，具有较好的实用性。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种机械驱动控制型流量调节阀，包括压力控制腔体、阀座、调节系统、活塞、限流板，所述调节系统包括调整座和设置在调整座内部的螺旋塞、矩形弹簧；所述阀座的左右两侧分别连通的设置有压力控制腔体、调整座，所述活塞滑动设置在压力控制腔体内，所述阀座内设置有限流通道，所述阀座的两侧对应限流板设置有滑道，所述限流板滑动穿设在限流通道内，且两端分别与滑道滑动连接，所述限流板用于控制限流通道的通流截面面积，所述限流板的上挡边与阀座之间形成节流口；所述限流板的一端伸入压力控制腔体并与活塞连接，且另一端伸入调整座并通过矩形弹簧与螺旋塞连接；所述压力控制腔体与气源连接。

本发明在使用过程中，本发明利用压力控制腔体内的高压气源驱使活塞克服矩形弹簧的弹力，实现控制限流板在阀座的滑槽内移动。当气源的主气路压力升高时，压力控制腔体内压力同步升高，推活塞向右移动，减小限流板与阀座形成的节流口面积；当气源的主气路压力减低时，压力控制腔体内压力同步降低，矩形弹簧推动限流板向左移动，此时节流口面积增加。本发明采用气源压力推活塞移动从而带动限流板移动，限流通道通流截面面积大小由限流板实时控制，矩形弹簧弹力给限流板提供复位作用力，限流板在活塞所受压力与弹簧反作用力下实时移动，由此改变通流截面面积，实时控制气体通过通道时的流量。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述阀座的通流截面为抛物线轮廓，所述限流板对应设置为抛物线轮廓。调节阀的阀座的通流截面采用抛物线轮廓，利用限流板的移动改变节流口截面面积，从而改变调节阀流阻大小，且节流口面积变化开始快，后续缓，即高压大流阻，低压小流阻，使无论低压还是高压气体通过调节阀时，气体质量流量均保持一致。所述限流板在限流通道位置采用阀座的抛物线轮廓，保证了调节阀在低压使用时，气体通道开口达到最大，在使用过程中升至极限高压时，气体通道开口最小但不会完全封闭。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述压力控制腔体包括接头、活塞体、阀芯、弹簧，所述活塞体与阀座固定连接，所述活塞滑动设置在活塞体内，所述活塞体的一端通过接头与控制气源连接，所述阀芯设置在接头内中心通气孔内，所述阀芯与活塞体之间设置有弹簧。

当限流板滑动到最左侧时，限流板与活塞体右侧接触，形成左侧限位点；当限流板滑动到最右侧时与调整座左侧接触，从而形成右侧限位点。

所述阀芯的密封面开微小沟槽，控制气体可快速进入压力控制腔体，活塞亦快速反应，当控制气体压力降低，压力控制腔体内气体通过阀芯的密封面微小沟槽慢速流出，活塞随即缓慢复位，可达到限流板“急开缓回”运动特性，当气源高频变化时，能有效控制限流板运动频率及幅度，极大提高限流板、矩形弹簧的使用寿命。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述活塞体通过螺钉与阀座连接，且活塞体与阀座之间通过O形密封圈密封连接；所述调整座与阀座螺纹连接，且调整座与阀座之间通过密封垫密封连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述接头通过进气密封圈与活塞体密封连接，所述活塞体的自由端通过端密封圈与端塞连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述活塞通过方形密封圈与活塞体滑动连接，所述限流板的一端通过销与活塞铰接。限流板与活塞使用销铰接，保证活塞推动限流板在无油润滑移动时的流畅性。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述螺旋塞与调整座螺纹连接，且螺旋塞的自由端设置有十字螺丝槽。螺旋塞与调整座通过螺纹连接，使用十字螺丝刀转动螺旋塞即可调节矩形弹簧初始预压力，拓宽自适应流量调节阀使用流量范围。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述螺旋塞与调整座之间通过旋塞密封圈密封连接，所述螺旋塞靠近限流板的一端嵌套设置有矩形弹簧，且矩形弹簧通过弹簧垫与螺旋塞连接。矩形弹簧与螺旋塞采用内孔定位，并通过弹簧垫支撑，保证弹簧压缩和回弹时具有良好的对中性。

为了更好地实现本发明，进一步地，调节阀与外部系统，阀座与活塞体、阀座与调整座、活塞体与端塞、螺旋塞与调整座均采用橡胶密封圈密封，利用橡胶的优良变形性，通过较小的预紧力实现气体密封。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过控制气源实现对活塞的驱动，进而实现驱使限流板在限流通道内直线往复运动，进而通过限流板控制通流截面面积，即调节节流口的大小，实现实时控制气体通过通道时的流量，具有较好的实用性；

（2）阀体流量大小在调试完成后，通过阀的流量不随使用环境的变化而变化，并且不需要任何传感器以及电控元器件辅助控制，应对环境变化时的感应调节完全由阀体机械结构特点自动调节，本发明具有可靠性高、使用范围广、不受尺寸及重量限制等优点；

（3）本发明通过活塞、限流板、矩形弹簧实现对通流截面面积进行实时调节，能及时有效的对通过阀体的流量进行调节；所述调节阀为全机械结构，无任何电路元器件控制，结构紧凑小巧，且稳定可靠；

（4）本发明通过阀芯构成的单向阀阻尼控制系统实现，当气源出于高频变化时，能有效拟制控制活塞的移动频率，控制调节阀的反应频率，提高限流板、方形密封圈以及矩形弹簧的使用寿命；

（5）本发明通过转动螺旋塞控制调节阀的初始调节值，使高调节阀的应用范围更广。

附图说明

图1为本发明调节阀的结构示意图；

图2为本发明调节阀的俯视图。

其中：1.弹簧，2.接头，3.阀芯，4.进气密封圈，5.螺钉，6.O形密封圈，7.阀座，8.密封垫，9.矩形弹簧，10.调整座，11.旋塞密封圈，12.螺旋塞，13.弹簧垫，14.密封圈，15.限流板，16.销，17.方形密封圈，18.活塞，19.活塞体，20.端密封圈，21.端塞。

具体实施方式

实施例1：

一种机械驱动控制型流量调节阀，如图1、图2所示，包括压力控制腔体、阀座7、调节系统、活塞18、限流板15，所述调节系统包括调整座10和设置在调整座10内部的螺旋塞12、矩形弹簧9；所述阀座7的左右两侧分别连通的设置有压力控制腔体、调整座10，所述活塞18滑动设置在压力控制腔体内，所述阀座7内设置有限流通道，所述阀座7的两侧对应限流板15设置有滑道，所述限流板15滑动穿设在限流通道内，且两端分别与滑道滑动连接，所述限流板15用于控制限流通道的通流截面面积，所述限流板15的上挡边与阀座7之间形成节流口；所述限流板15的一端伸入压力控制腔体并与活塞18连接，且另一端伸入调整座10并通过矩形弹簧9与螺旋塞12连接；所述压力控制腔体与气源连接。

进一步地，所述阀座7的通流截面为抛物线轮廓，所述限流板15对应设置为抛物线轮廓。

本发明在使用过程中，本发明利用压力控制腔体内的高压气源驱使活塞18克服矩形弹簧9的弹力，实现控制限流板15在阀座7的滑槽内移动。当气源的主气路压力升高时，压力控制腔体内压力同步升高，推活塞18向右移动，减小限流板15与阀座7形成的节流口面积；当气源的主气路压力减低时，压力控制腔体内压力同步降低，矩形弹簧9推动限流板15向左移动，此时节流口面积增加。本发明采用气源压力推活塞18移动从而带动限流板15移动，限流通道通流截面面积大小由限流板15实时控制，矩形弹簧9弹力给限流板15提供复位作用力，限流板15在活塞18所受压力与弹簧1反作用力下实时移动，由此改变通流截面面积，实时控制气体通过通道时的流量。

调节阀的阀座7的通流截面采用抛物线轮廓，利用限流板15的移动改变节流口截面面积，从而改变调节阀流阻大小，且节流口面积变化开始快，后续缓，即高压大流阻，低压小流阻，使无论低压还是高压气体通过调节阀时，气体质量流量均保持一致。所述限流板15在限流通道位置采用阀座7的抛物线轮廓，保证了调节阀在低压使用时，气体通道开口达到最大，在使用过程中升至极限高压时，气体通道开口最小但不会完全封闭。

本发明通过控制气源实现对活塞18的驱动，进而实现驱使限流板15在限流通道内直线往复运动，进而通过限流板15控制通流截面面积，即调节节流口的大小，实现实时控制气体通过通道时的流量，具有较好的实用性。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，所述压力控制腔体包括接头2、活塞体19、阀芯3、弹簧1，所述活塞体19与阀座7固定连接，所述活塞18滑动设置在活塞体19内，所述活塞体19的一端通过接头2与控制气源连接，所述阀芯3设置在接头2内中心通气孔内，所述阀芯3与活塞体19之间设置有弹簧1。

进一步地，所述活塞体19通过螺钉5与阀座7连接，且活塞体19与阀座7之间通过O形密封圈6密封连接；所述调整座10与阀座7螺纹连接，且调整座10与阀座7之间通过密封垫8密封连接。

进一步地，所述接头2通过进气密封圈4与活塞体19密封连接，所述活塞体19的自由端通过端密封圈20与端塞21连接。

进一步地，所述活塞18通过方形密封圈17与活塞体19滑动连接，所述限流板15的一端通过销16与活塞18铰接。

当限流板15滑动到最左侧时，限流板15与活塞体19右侧接触，形成左侧限位点；当限流板15滑动到最右侧时与调整座10左侧接触，从而形成右侧限位点。

所述阀芯3的密封面开微小沟槽，控制气体可快速进入压力控制腔体，活塞18亦快速反应，当控制气体压力降低，压力控制腔体内气体通过阀芯3的密封面微小沟槽慢速流出，活塞18随即缓慢复位，可达到限流板15“急开缓回”运动特性，当气源高频变化时，能有效控制限流板15运动频率及幅度，极大提高限流板15、矩形弹簧9的使用寿命。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，所述螺旋塞12与调整座10螺纹连接，且螺旋塞12的自由端设置有十字螺丝槽。螺旋塞12与调整座10通过螺纹连接，使用十字螺丝刀转动螺旋塞12即可调节矩形弹簧9初始预压力，拓宽自适应流量调节阀使用流量范围。

所述螺旋塞12与调整座10之间通过旋塞密封圈11密封连接，所述螺旋塞12靠近限流板15的一端嵌套设置有矩形弹簧9，且矩形弹簧9通过弹簧垫13与螺旋塞12连接。矩形弹簧9与螺旋塞12采用内孔定位，并通过弹簧垫13支撑，保证弹簧1压缩和回弹时具有良好的对中性。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

一种机械驱动控制型流量调节阀，如图1、图2所示，控制气源接入接头2，接头2与活塞体19连接，并通过进气密封圈4压紧密封。阀芯3插入接头2中心通气孔内，弹簧1套在阀芯3另一侧，弹簧1另一侧插入活塞体19凹槽处。端塞21连接在活塞体19上，使用端密封圈20密封。所述端塞21、活塞体19、活塞18、接头2、阀芯3组成的压力控制腔体。

所述方形密封圈17嵌套在活塞18的沟槽处，一同安装在活塞体19内部，方形密封圈17可在活塞体19内自由滑动。所述限流板15一侧通过销16与活塞18链接，链接后插入阀座7内部设计的滑道内。使用螺钉5将活塞体19连接到阀座7上，并使用O形密封圈6密封；所述调整座10一侧连接到阀座7并通过调整座10自带螺纹锁紧，两者使用密封垫8进行密封。所述调整座10另一侧安装螺旋塞12，螺旋塞12与调整座10之间用旋塞密封圈11密封，螺旋塞12靠近限流板15的一侧嵌套矩形弹簧9，且螺旋塞12与矩形弹簧9中间用弹簧垫13隔开，套矩形弹簧9一端与限流板15接触。

如图2所示，阀座7通流截面采用抛物线轮廓，限流板15采用同样抛物线轮廓，当限流板15滑动时，利用限流板15上挡边来控制与阀座7形成的节流口面积大小，并且开始快，后续缓，致使无论通过阀体的气体压力如变化，气体质量速度均保持一致，且在限流板15滑动到极限位置时，阀均不会完全封闭，仍然具有通流性能。

如图1所示，使用本发明时，使用螺栓将阀座7固定安装，充当进气口，使用密封圈14密封，阀座7一侧安装进气管道。

如图1所示，使用本发明时，使用十字螺丝刀转动螺旋塞12调节矩形弹簧9初始预压力，即在系统需要高流量通过要求时，增加矩形弹簧9的压缩量，初始预紧力调大，需要较小流量通过要求时，预紧力相应调小。

如图1所示，使用本发明时，矩形弹簧9、弹簧垫13、螺旋塞12组成调节系统，用于设置自适应调节阀通过的气体流量的设置值，使用十字螺丝刀转动螺旋塞12，增加矩形弹簧9的压缩量，阻流移动系统预紧力提高，压力腔需要更大的压力去推动活塞18，由此提高自适应调节阀的系统调节流量设置值，远离时，流量设置值降低，在小压力作用下，控制系统即可响应。

本发明通过控制气源实现对活塞18的驱动，进而实现驱使限流板15在限流通道内直线往复运动，进而通过限流板15控制通流截面面积，即调节节流口的大小，实现实时控制气体通过通道时的流量，具有较好的实用性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机械驱动控制型流量调节阀，其特征在于，包括压力控制腔体、阀座（7）、调节系统、活塞（18）、限流板（15），所述调节系统包括调整座（10）和设置在调整座（10）内部的螺旋塞（12）、矩形弹簧（9）；所述阀座（7）的左右两侧分别连通的设置有压力控制腔体、调整座（10），所述活塞（18）滑动设置在压力控制腔体内，所述阀座（7）内设置有限流通道，所述阀座（7）的两侧对应限流板（15）设置有滑道，所述限流板（15）滑动穿设在限流通道内，且两端分别与滑道滑动连接，所述限流板（15）用于控制限流通道的通流截面面积，所述限流板（15）的上挡边与阀座（7）之间形成节流口；所述限流板（15）的一端伸入压力控制腔体并与活塞（18）连接，且另一端伸入调整座（10）并通过矩形弹簧（9）与螺旋塞（12）连接；所述压力控制腔体与气源连接。

2.根据权利要求1所述的一种机械驱动控制型流量调节阀，其特征在于，所述阀座（7）的通流截面为抛物线轮廓，所述限流板（15）对应设置为抛物线轮廓。

3.根据权利要求1所述的一种机械驱动控制型流量调节阀，其特征在于，所述压力控制腔体包括接头（2）、活塞体（19）、阀芯（3）、弹簧（1），所述活塞体（19）与阀座（7）固定连接，所述活塞（18）滑动设置在活塞体（19）内，所述活塞体（19）的一端通过接头（2）与控制气源连接，所述阀芯（3）设置在接头（2）内中心通气孔内，所述阀芯（3）与活塞体（19）之间设置有弹簧（1）。

4.根据权利要求3所述的一种机械驱动控制型流量调节阀，其特征在于，所述活塞体（19）通过螺钉（5）与阀座（7）连接，且活塞体（19）与阀座（7）之间通过O形密封圈（6）密封连接；所述调整座（10）与阀座（7）螺纹连接，且调整座（10）与阀座（7）之间通过密封垫（8）密封连接。

5.根据权利要求3所述的一种机械驱动控制型流量调节阀，其特征在于，所述接头（2）通过进气密封圈（4）与活塞体（19）密封连接，所述活塞体（19）的自由端通过端密封圈（20）与端塞（21）连接。

6.根据权利要求3所述的一种机械驱动控制型流量调节阀，其特征在于，所述活塞（18）通过方形密封圈（17）与活塞体（19）滑动连接，所述限流板（15）的一端通过销（16）与活塞（18）铰接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种机械驱动控制型流量调节阀，其特征在于，所述螺旋塞（12）与调整座（10）螺纹连接，且螺旋塞（12）的自由端设置有十字螺丝槽。

8.根据权利要求7所述的一种机械驱动控制型流量调节阀，其特征在于，所述螺旋塞（12）与调整座（10）之间通过旋塞密封圈（11）密封连接，所述螺旋塞（12）靠近限流板（15）的一端嵌套设置有矩形弹簧（9），且矩形弹簧（9）通过弹簧垫（13）与螺旋塞（12）连接。

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