CN115479138A - 一种可调节流量的盘阀 - Google Patents

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陈长青
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刘飞飞
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Abstract

本发明属于调节阀技术领域，具体为一种可调节流量的盘阀，包括阀体、阀盖、阀盘、阀座，阀盘上设有直径逐渐变化的多个调节孔，多个调节孔以及阀座的阀口能够与轴线X相切于同一个切点，使得阀口处的流通面积能够处于温和增大或减小的变化状态，能够实现温和精确的流量调节，并能够保持不同的流量档位，使流量的调节精度和阀门的使用体验大大的提高；本发明的阀座采用可浮动的密封部进行密封，能够通过充排气孔改变第一腔体内的气压，从而改变阀座对阀盘的密封力，并且，阀座的连接件一端还设有第一凸出部，安装槽底部设有第二凸出部，通过调节充排气孔的气压大小，能够驱动第一凸出部在安装槽内移动，进而带动密封部转动，使得密封部的磨损更加均匀，保持密封部良好的密封性。

Description

一种可调节流量的盘阀
技术领域
本发明涉及调节阀技术领域，具体涉及一种可调节流量的盘阀。
背景技术
在流体管道中，通常会采用阀门来调节流体的流量、压力，常用的调节阀包括蝶阀、闸阀、球阀、多通阀等，但是上述阀门微小的调节，就会导致流量巨大的变化，可调节的距离较小，调节精度较差，无法满足流量精细调节的需求。
在阀门中，阀芯通常与阀座配合进行密封，阀座或阀芯上设有密封圈，但是密封圈的设置往往依靠自身的弹力来进行密封，当密封圈被磨损后，就无法再进行有效密封，导致流体泄漏，这时只能使管道停工，从而更换密封圈。有些阀门中，采用弹簧对密封圈施加弹力，以使其能够贴紧阀芯，保持密封性能，但是由于阀芯表面通常不规则或者流体中固体颗粒的侵入，导致密封圈的磨损常常不是均匀的磨损，这时密封圈上有的部分磨损严重，有的部分磨损不严重，即使有弹簧提供压紧力，由于磨损部位的不均匀，将无法使密封圈进行有效的密封。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中调节阀精度差、密封性差的问题，而提出一种可调节流量的盘阀。
为了实现上述目的，根据本文的第一方面，本发明提供了一种可调节流量的盘阀，包括阀体、阀盖、阀盘、阀座，阀体内具有流体通道，阀盖固定安装在阀体顶部，其特征在于，所述阀盘为圆形，阀盘沿其中心周向均匀划分为八个扇形区域，令相邻的两个所述扇形区域之间的分界线为切线X；所述阀盘沿周向设有七个圆形的调节孔和一个无孔部，七个所述调节孔和一个所述无孔部分别位于八个所述扇形区域，每个所述扇形区域中仅分布有一个所述调节孔或一个所述无孔部，且每个所述调节孔的同一侧均与切线X相切，且所有相切的切点位置距离阀盘的中心的距离相同；七个所述调节孔从所述无孔部开始，距离所述无孔部越远，所述调节孔的直径越大；所述阀座的中心具有圆形的阀口，所述调节孔的直径不超过所述阀口的直径，所述阀口也在相同的所述切点位置处与切线X相切。
优选的，所述八个扇形区域在周向上分别依次设有一个第一调节孔、一个第二调节孔、一个第三调节孔、一个第四调节孔、无孔部、一个第四调节孔、一个第三调节孔、一个第二调节孔。
优选的，在阀盘转动过程中，当一个所述调节孔与所述阀口的重合面积开始减小时，下一个相邻的所述调节孔与所述阀口的重合面积开始增大。
优选的，当阀盘的所述无孔部遮盖所述阀口时，可关闭阀门。
优选的，相邻的两个调节孔中，其中一个调节孔是另一个调节孔面积的两倍。
优选的，所述阀座还包括密封部、连接件、阀座本体、阀座盖体，所述密封部由弹性材料制成，所述连接件由刚性材料制成，所述密封部一端与阀盘接触密封，所述密封部另一端具有凹槽，所述凹槽具有台阶部和比所述台阶部直径大的内腔；所述连接件的一端具有头部，头部插入凹槽内，头部包括位于端部的头部尖端和远离端部的头部尾端，头部尖端直径小于台阶部直径，头部尾端直径大于台阶部直径；所述连接件还包括连接杆、活塞部，连接杆一端与头部尾端固定连接，连接杆另一端与活塞部固定连接，活塞部滑动设置于阀座本体的安装槽内，阀座盖体与阀座本体固定连接并将活塞部封闭在两者之间。
优选的，所述活塞部与阀座本体之间设有密封圈，所述活塞部在阀座本体的内部远离所述头部的一侧为第一腔体，靠近所述头部的一侧为第二腔体，所述第一腔体连接有至少一个充排气孔，充排气孔可使第一腔体内的气压增大或减小。
优选的，所述活塞部朝向安装槽底部的一侧固定设有第一凸出部，第一凸出部向安装槽底部延伸并隔断第一腔体，安装槽底部朝向活塞部的一侧固定设有第二凸出部，第二凸出部向活塞部延伸并隔断第一腔体；所述充排气孔包括第一充排气孔、第二充排气孔，第一充排气孔和第二充排气孔在周向上位于第二凸出部的两侧，第一凸出部可滑动的设于第一充排气孔和第二充排气孔之间。
优选的，所述第二腔体内填充有弹性密封填料。
优选的，所述阀盘中心设有中心孔，所述中心孔内固定连接有输出轴，输出轴两侧分别设有轴承，输出轴一端延伸至阀体外并与电机传动连接，电机与控制器信号连接。
本发明提出的一种可调节流量的盘阀，有益效果在于：
1、本发明的阀盘上设有直径逐渐变化的多个调节孔，多个调节孔以及阀座的阀口能够与轴线X相切于同一个切点，这使得当与阀口连通的一个调节孔与所述阀口内圆相切时，下一个调节孔与阀口的外圆相切，当一个调节孔继续转动而与阀口重合面积逐渐减小时，下一个调节孔正好开始与阀口具有重合面积并逐渐增大，这样，使得阀口处的流通面积能够处于温和增大或减小的变化状态，并且，在每个扇形区域旋转过阀口时，在一定的旋转角度内，都能使阀口仅与某一调节孔单独相同，使流量保持恒定，因此，本发明能够实现温和精确的流量调节，并能够保持不同的流量档位，使流量的调节精度和阀门的使用体验大大的提高。
2、本发明的阀座采用可浮动的密封部进行密封，能够根据需求，通过充排气孔增大或减小第一腔体内的气压，从而增大或减小阀座对阀盘的密封力，调节阀门密封性。
3、本发明阀座的连接件一端还设有第一凸出部，安装槽底部设有第二凸出部，将连接件安装在安装槽内时，第一凸出部和第二凸出部都能够隔断第一腔体，第一充排气孔和第二充排气孔在周向上位于第二凸出部的两侧，第一凸出部可滑动的设于第一充排气孔和第二充排气孔之间，通过调节第一充排气孔和第二充排气孔的气压大小，能够驱动第一凸出部在安装槽内移动，进而带动连接件和密封部转动，这样，就能够使密封部与阀盘的相对位置发生改变，使得密封部的磨损更加均匀，不至于使密封部上已经严重磨损的部位磨损的更加严重。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明的可调节流量的盘阀的剖面图；
图2为本发明的可调节流量的盘阀的示意图；
图3为本发明的可调节流量的盘阀的阀盘的示意图；
图4为本发明的可调节流量的盘阀的阀盘与阀口的示意图；
图5为本发明的可调节流量的盘阀的阀盘与阀座的示意图；
图6为本发明的可调节流量的盘阀的阀盘上各调节孔与轴线X相切的示意图；
图7为本发明的可调节流量的盘阀的阀座的连接件的示意图；
图8为本发明的可调节流量的盘阀的阀座的剖面图；
图9为本发明的可调节流量的盘阀的阀座的连接件的另一实施方式的示意图；
图10为本发明的可调节流量的盘阀的阀座的另一实施方式的剖面图；
图11为本发明的可调节流量的盘阀的阀座本体的另一实施方式的剖面图。
图中：阀体1，流体通道11，阀盖2，阀盘3，第一调节孔31，第二调节孔32，第三调节孔33，第四调节孔34，无孔部35，中心孔36，阀座4，阀口41，密封部42，台阶部421，连接件43，头部尖端431，头部尾端432，连接杆433，活塞部434，第一凸出部435，阀座本体44，第一充排气孔441，第二充排气孔442，第二凸出部443，阀座盖体45，第一腔体46，第二腔体47，密封圈48，电机5，输出轴6，轴承7，切线X。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本文。
具体实施方式
为使本文实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本文中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
参照图1-8，提供了本文的第一实施方式，提出了一种可调节流量的盘阀，包括阀体1、阀盖2、阀盘3、阀座4，阀体1内具有流体通道11，阀盖2固定安装在阀体1顶部，其特征在于，所述阀盘3为圆形，阀盘3沿其中心周向均匀划分为八个扇形区域，为便于观察和理解，参照图3，令相邻的两个所述扇形区域之间的分界线为切线X；所述阀盘3沿周向设有七个圆形的调节孔和一个无孔部35，七个所述调节孔和一个所述无孔部35分别位于八个所述扇形区域，每个所述扇形区域中仅分布有一个所述调节孔或一个所述无孔部35，且每个所述调节孔的同一侧均与切线X相切，且所有相切的切点位置距离阀盘3的中心的距离相同；七个所述调节孔从所述无孔部35开始，距离所述无孔部35越远，所述调节孔的直径越大；所述阀座4的中心具有圆形的阀口41，所述调节孔的直径不超过所述阀口41的直径，所述阀口41也在相同的所述切点位置处与切线X相切。
所述八个扇形区域在周向上分别依次设有一个第一调节孔31、一个第二调节孔32、一个第三调节孔33、一个第四调节孔34、无孔部35、一个第四调节孔34、一个第三调节孔33、一个第二调节孔32。
参照图4，所述阀口41同时与其左侧的轴线X和右侧的轴线X相切，所述第一调节孔31略小于阀口41，所述第一调节孔31仅与其右侧的轴线X相切，并且，所有的调节孔均与其逆时针方向上的轴线X相切，并且，所有的切点位置处于同一个圆上。
参照图6，为便于观察和理解，将多个调节孔转动至与同一轴线X相切，所有的切点都重合，包括了阀口41与轴线X的切点。参照图4，在阀盘3转动过程中，当一个所述调节孔与所述阀口41的重合面积开始减小时，下一个相邻的所述调节孔与所述阀口41的重合面积开始增大。在阀盘逆时针转动过程中，当第一调节孔31转动到图4中的位置时，第一调节孔31上游的第二调节孔32刚好与阀口41和轴线X相切，那么，当第一调节孔31继续逆时针转动，第一调节孔31的一部分区域将与阀口41错开而形成非流通面积，从而失去了一部分流通面积，上游的第二调节孔32同时也将阀口41交汇而产生新的流通面积，由于第二调节孔32面积小于第一调节孔31面积，使得第二调节孔32的新产生的流通面积小于第一调节孔31的失去的一部分流通面积，使得整体的流通面积有所减小，通过这样一增一减的流通面积的调节，可以降低调节的幅度，提高调节的精度。
当阀盘3的所述无孔部35遮盖所述阀口41时，可关闭阀门，若进一步逆时针旋转阀盘3，流通面积将逐步增大，与流通面积降低的原理相同，流通面积的增大也是通过“一增一减”的流通面积的调节来进行。相邻的两个调节孔中，其中一个调节孔是另一个调节孔面积的两倍，比如，第一调节孔31的面积是第二调节孔32面积的两倍，第二调节孔32的面积是第三调节孔33面积的两倍，第三调节孔33面积是第四调节孔34面积的两倍。
所述阀座4还包括密封部42、连接件43、阀座本体44、阀座盖体45，所述密封部42由弹性材料制成，所述连接件43由刚性材料制成，所述密封部42一端与阀盘3接触密封，所述密封部42另一端具有凹槽，所述凹槽具有台阶部421和比所述台阶部421直径大的内腔；所述连接件43的一端具有头部，头部插入凹槽内，头部包括位于端部的头部尖端431和远离端部的头部尾端432，头部尖端431直径小于台阶部421直径，头部尾端432直径大于台阶部421直径；所述连接件43还包括连接杆433、活塞部434，连接杆433一端与头部尾端432固定连接，连接杆433另一端与活塞部434固定连接，活塞部434滑动设置于阀座本体44的安装槽内，阀座盖体45与阀座本体44固定连接并将活塞部434封闭在两者之间。通过将连接件43的头部挤入到密封部42内，可将两者进行固定安装，再将连接件43底部的活塞安装到阀座本体44的安装槽内，然后安装密封圈48和阀座盖体45即可完成阀座的组装。
所述活塞部434与阀座本体44之间设有密封圈48，所述活塞部434在阀座本体44的内部远离所述头部的一侧为第一腔体46，靠近所述头部的一侧为第二腔体47，所述第一腔体46连接有至少一个充排气孔，充排气孔可使第一腔体46内的气压增大或减小。通过充排气孔可增加第一腔体46的气压，使得连接件43和密封部42向阀盘方向移动，增加了密封部42与阀盘之间的密封力，提高了密封性。
参照图9-11，提供了本文的第二实施方式，第二实施方式在第一实施方式的基础上，增加了下述的技术特征。所述活塞部434朝向安装槽底部的一侧固定设有第一凸出部435，第一凸出部435向安装槽底部延伸并隔断第一腔体46，安装槽底部朝向活塞部434的一侧固定设有第二凸出部443，第二凸出部443向活塞部434延伸并隔断第一腔体46；所述充排气孔包括第一充排气孔441、第二充排气孔442，第一充排气孔441和第二充排气孔442在周向上位于第二凸出部443的两侧，第一凸出部435可滑动的设于第一充排气孔441和第二充排气孔442之间。在活塞部434底部和安装槽底部均设置凸出部，能够将第一腔体隔离成两个独立的腔室，第一充排气孔441和第二充排气孔442分别与这两个腔室连通，当增加第一充排气孔441的气压，同时降低第二充排气孔442的气压时，就会增加两个腔室之间的压差，而第一凸出部435与活塞部434连接，是可活动的，而第二凸出部443固定在阀座本体44底部，是固定不动的，因此，在压差的作用下，会驱动第一凸出部周向移动，从而带动活塞部434转动，进而使得密封部42周向转动，使得密封部42的磨损更加均匀，从而保持良好的密封性。
参照图5，阀盘3转动过程中，阀座4的一些部位(比如切点附近的部位)持续的收到调节孔边沿的刮擦，这种刮擦所造成的的磨损远远要比正常的摩擦严重；而阀座4的另一些部位(比如远离切点的部位)与调节孔基本上没有接触，仅仅受到正常的挤压和摩擦，其磨损相对较小。因此，若能够转动密封部42，将使得受磨损严重的部位和受磨损较轻的部位发生轮转，从而使密封部42整体受到均匀的磨损，这样能够提高密封部整体的密封性。
所述第二腔体47内填充有弹性密封填料，能够有效的防止流体通道11中的流体进入到第一腔体，防止活塞部的磨损。
所述阀盘3中心设有中心孔36，所述中心孔36内固定连接有输出轴6，输出轴6两侧分别设有轴承7，输出轴6一端延伸至阀体外并与电机5传动连接，电机5与控制器信号连接。通过控制器来控制电机5，进而控制阀盘转动，可以通过减速齿轮来降低电机输出的转动速度，根据需要，可进行微小流量的调节，也容易操作使得阀盘保持在某一流量恒定的位置。
尽管已描述了本文的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本文范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本文进行各种改动和变型而不脱离本文的精神和范围。这样，倘若本文的这些修改和变型属于本文权利要求及其等同技术的范围之内，则本文的意图也包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种可调节流量的盘阀，包括阀体(1)、阀盖(2)、阀盘(3)、阀座(4)，阀体(1)内具有流体通道(11)，阀盖(2)固定安装在阀体(1)顶部，其特征在于，所述阀盘(3)为圆形，阀盘(3)沿其中心周向均匀划分为八个扇形区域，令相邻的两个所述扇形区域之间的分界线为切线X；所述阀盘(3)沿周向设有七个圆形的调节孔和一个无孔部(35)，七个所述调节孔和一个所述无孔部(35)分别位于八个所述扇形区域，每个所述扇形区域中仅分布有一个所述调节孔或一个所述无孔部(35)，且每个所述调节孔的同一侧均与切线X相切，且所有相切的切点位置距离阀盘(3)的中心的距离相同；七个所述调节孔从所述无孔部(35)开始，距离所述无孔部(35)越远，所述调节孔的直径越大；所述阀座(4)的中心具有圆形的阀口(41)，所述调节孔的直径不超过所述阀口(41)的直径，所述阀口(41)也在相同的所述切点位置处与切线X相切。
2.根据权利要求1所述的一种可调节流量的盘阀，其特征在于，所述八个扇形区域在周向上分别依次设有一个第一调节孔(31)、一个第二调节孔(32)、一个第三调节孔(33)、一个第四调节孔(34)、无孔部(35)、一个第四调节孔(34)、一个第三调节孔(33)、一个第二调节孔(32)。
3.根据权利要求2所述的一种可调节流量的盘阀，其特征在于，在阀盘(3)转动过程中，当一个所述调节孔与所述阀口(41)的重合面积开始减小时，下一个相邻的所述调节孔与所述阀口(41)的重合面积开始增大。
4.根据权利要求3所述的一种可调节流量的盘阀，其特征在于，当阀盘(3)的所述无孔部(35)遮盖所述阀口(41)时，可关闭阀门。
5.根据权利要求3所述的一种可调节流量的盘阀，其特征在于，相邻的两个调节孔中，其中一个调节孔是另一个调节孔面积的两倍。
6.根据权利要求1所述的一种可调节流量的盘阀，其特征在于，所述阀座(4)还包括密封部(42)、连接件(43)、阀座本体(44)、阀座盖体(45)，所述密封部(42)由弹性材料制成，所述连接件(43)由刚性材料制成，所述密封部(42)一端与阀盘(3)接触密封，所述密封部(42)另一端具有凹槽，所述凹槽具有台阶部(421)和比所述台阶部(421)直径大的内腔；所述连接件(43)的一端具有头部，头部插入凹槽内，头部包括位于端部的头部尖端(431)和远离端部的头部尾端(432)，头部尖端(431)直径小于台阶部(421)直径，头部尾端(432)直径大于台阶部(421)直径；所述连接件(43)还包括连接杆(433)、活塞部(434)，连接杆(433)一端与头部尾端(432)固定连接，连接杆(433)另一端与活塞部(434)固定连接，活塞部(434)滑动设置于阀座本体(44)的安装槽内，阀座盖体(45)与阀座本体(44)固定连接并将活塞部(434)封闭在两者之间。
7.根据权利要求6所述的一种可调节流量的盘阀，其特征在于，所述活塞部(434)与阀座本体(44)之间设有密封圈(48)，所述活塞部(434)在阀座本体(44)的内部远离所述头部的一侧为第一腔体(46)，靠近所述头部的一侧为第二腔体(47)，所述第一腔体(46)连接有至少一个充排气孔，充排气孔可使第一腔体(46)内的气压增大或减小。
8.根据权利要求7所述的一种可调节流量的盘阀，其特征在于，所述活塞部(434)朝向安装槽底部的一侧固定设有第一凸出部(435)，第一凸出部(435)向安装槽底部延伸并隔断第一腔体(46)，安装槽底部朝向活塞部(434)的一侧固定设有第二凸出部(443)，第二凸出部(443)向活塞部(434)延伸并隔断第一腔体(46)；所述充排气孔包括第一充排气孔(441)、第二充排气孔(442)，第一充排气孔(441)和第二充排气孔(442)在周向上位于第二凸出部(443)的两侧，第一凸出部(435)可滑动的设于第一充排气孔(441)和第二充排气孔(442)之间。
9.根据权利要求7所述的一种可调节流量的盘阀，其特征在于，所述第二腔体(47)内填充有弹性密封填料。
10.根据权利要求1所述的一种可调节流量的盘阀，其特征在于，所述阀盘(3)中心设有中心孔(36)，所述中心孔(36)内固定连接有输出轴(6)，输出轴(6)两侧分别设有轴承(7)，输出轴(6)一端延伸至阀体外并与电机(5)传动连接，电机(5)与控制器信号连接。
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