CN115823274B - 一种气动节流阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于节流阀领域，具体为一种气动节流阀，包括阀体组件、气缸组件、阀芯，阀芯上设有倾斜的密封槽，阀体上设有与密封槽配合的密封肋，阀芯底部设有调节块，阀体的容纳槽内设有与调节块配合的过滤组件。本发明通过上述结构，在密封槽与密封肋之间形成一条细长的流体通路，提高了气体的调节精度，减少了阀芯上下游的气压波动，提高气体输送的稳定性，大大提高了阀门的密封性；通过更换不同的调节块和过滤组件，就能够得到不同形状的导流通道，从而获得不同流量特性的气流；采用非过滤夹层将过滤组件分为第一过滤件和所述第二过滤件，使得两个过滤件互不影响，防止不同的气体运输过程相互污染。

Description

一种气动节流阀

技术领域

本发明涉及节流阀领域，具体为一种气动节流阀。

背景技术

在流体输送领域中，尤其是精密设备的气体输送过程中，流体的流量控制精度要求非常高，要求节流阀具有非常灵敏的调节性能，常用的各类阀门(比如截止阀、闸阀、蝶阀、膜片阀)的阀芯开闭路径很短，阀芯非常细小的操作，就能够导致流量较大的变动，这样的灵敏度和精度往往不能满足要求；并且，在不同的设备中，需要不同流量特性的气体供应，但是，通常的阀门无法满足不同流量特性的调节，当气体供应管路连接到不同的设备中时，需要更换满足要求的阀门，费时费力，增加设备成本，还可能在更换阀门的过程中对管路造成较大的外部污染。

精密设备对于防尘的要求也非常高，细小的灰尘也可能导致设备良品率的下降，因此，在精密设备的供气上应当尽可能的减少气体中所含的杂质或灰尘，但是目前的管路阀门要实现除尘和过滤，需要另外设置过滤器或除尘器，并且，在不同的管路中均需要设置过滤器或除尘器，增加了管路连接复杂度和设备成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中气动节流阀精度差、不能满足不同设备流量特性需求、容易沾染杂质灰尘等问题，而提出一种气动节流阀。

为了实现上述目的，本发明提供了一种气动节流阀，包括阀体组件、气缸组件，所述阀体组件包括阀体，所述阀体两端分别设有入口通道和出口通道，所述阀体上部固定连接气缸组件，所述阀体下部通过螺栓固定设有端盖，所述气缸组件通过阀杆连接阀芯，所述阀芯可移动的设置于阀体的密封腔内，所述阀芯的面向入口通道的一侧和面向出口通道的一侧分别设有密封槽，所述密封槽沿流体通道方向的截面形状呈三角形，两个所述密封槽从上至下逐渐彼此相向倾斜设置，所述密封槽两侧为导向平面，所述密封槽上部为封堵平面，所述导向平面与所述封堵平面处于同一竖直平面上；所述阀芯底部可拆卸的固定安装有调节块；所述阀体上设有密封肋，所述密封肋的形状与密封槽的形状相匹配，所述密封肋位于入口通道的下部；所述密封腔底部连通设有容纳槽，所述容纳槽内设有过滤组件，所述容纳槽底部设有开孔，所述开孔通过端盖封闭；所述过滤组件上方设有导向凹槽，所述导向凹槽的形状与所述调节块的下表面的形状相匹配；在所述密封槽与所述密封肋贴合时关闭流体通道，此时所述导向凹槽与所述调节块也相贴合。

优选的，所述气缸组件包括气缸，所述气缸底部设有开口，所述气缸下部侧面设有进气口，所述气缸内部设有活塞和复位弹簧，所述复位弹簧两端分别抵接在活塞上部和气缸顶部，所述活塞下部固定连接阀杆。

优选的，所述阀芯上部设有第一螺纹孔，所述阀杆底部螺纹连接在第一螺纹孔中；所述阀芯底部设有第二螺纹孔，所述调节块的顶部通过螺纹柱与第二螺纹孔固定连接。

优选的，所述调节块的上表面为平面，所述调节块的下表面为球面、椭球面、柱状弧面、水平面或斜面。

优选的，所述调节块的横截面为半圆形、三角形、四边形、半椭圆形。

优选的，所述阀体下部设有第一旁通支路、第二旁通支路，所述第一旁通支路连通入口通道与容纳槽，所述第二旁通支路连通出口通道与容纳槽，所述第一旁通支路上设有第一调节阀，所述第二旁通支路上设有第二调节阀。

优选的，所述过滤组件两端分别为第一过滤端和第二过滤端，所述第一过滤端遮盖第一旁通支路，所述第二过滤端遮盖第二旁通支路。

优选的，所述过滤组件包括第一过滤件和第二过滤件，所述第二过滤件两端分别为第一过滤端和第二过滤端，所述第一过滤端遮盖第一旁通支路，所述第二过滤端遮盖第二旁通支路；所述第一过滤件贴合于所述第二过滤件，所述导向凹槽形成于第一过滤件，所述第一过滤件和所述第二过滤件之间设有非过滤夹层。

优选的，所述密封腔底部设有密封垫，所述密封垫与阀芯底部接触密封。

优选的，所述入口通道上设有第一压力传感器，所述出口通道上设有第二压力传感器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述进气口均连接到控制器，所述控制器根据压力数据控制所述进气口的气压大小。

本发明提出的一种气动节流阀，有益效果在于：

1、本发明通过在阀芯上设置倾斜的密封槽，在阀体上设置倾斜的密封肋，使密封槽与密封肋相配合，在密封槽与密封肋之间形成一条细长的流体通路，提高了气体的调节精度，减少了阀芯上下游的气压波动，提高气体输送的稳定性，大大提高了阀门的密封性。

2、在阀芯底部设置调节块，在容纳槽内设置过滤组件，在调节块和过滤组件之间形成导流通道，通过更换不同的调节块和过滤组件，就能够得到不同形状的导流通道，从而获得不同流量特性的气流。

3、过滤组件既能作为导流部件，也能作为过滤部件，气体流经导流通道时，从过滤组件处流过时，过滤组件能够对气流中的杂质或灰尘进行一定程度的过滤和吸附，进一步降低气流中的杂质或灰尘。

4、通过设置第一旁通支路、第二旁通支路，能够提供连通入口通道和出口通道的另一条流路，通过采用非过滤夹层将过滤组件分为第一过滤件和所述第二过滤件，使得两个过滤件互不影响，防止不同的气体运输过程相互污染。

5、通过设置控制器和压力传感器，能够实时监测入口通道和出口通道的压力大小，进而根据气体流量需求，来调节气缸的进气口的压力，从而控制阀杆的位移和阀芯的开度，实现气体流量的精确调节。

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为本发明的气动节流阀的关闭状态的剖面图；

图2为本发明的气动节流阀的打开状态的剖面图；

图3为本发明的气动节流阀的密封腔的剖面图；

图4为本发明的气动节流阀的阀芯的结构示意图；

图5为本发明的气动节流阀的阀芯的的剖面图；

图6为本发明的气动节流阀的调节块的结构示意图；

图7为本发明的气动节流阀的阀芯与调节块安装后的结构示意图。

图8为本发明的气动节流阀的过滤组件的结构示意图。

图9为本发明的气动节流阀的过滤组件另一实施方式的结构示意图。

图中：阀体10，入口通道101，出口通道102，第一调节阀103，第二调节阀104，第一旁通支路105，第二旁通支路106，密封肋107，容纳槽108，密封腔109，气缸20，复位弹簧201，活塞202，进气口203，阀芯30，密封槽301，第一螺纹孔302，导向平面303，第二螺纹孔304，封堵平面305，调节块40，螺纹柱401，过滤组件50，导向凹槽501，第一过滤端502，第二过滤端503，第一过滤件504，第二过滤件505，隔板60，阀杆70，端盖80。

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1-3，本发明提出了一种气动节流阀，包括阀体组件、气缸组件，所述阀体组件包括阀体10，所述阀体10两端分别设有入口通道101和出口通道102，所述阀体10上部固定连接气缸组件，所述阀体10下部通过螺栓固定设有端盖80，所述气缸组件通过阀杆70连接阀芯30，所述阀芯30可移动的设置于阀体10的密封腔109内；所述阀芯30的面向入口通道101的一侧和面向出口通道102的一侧分别设有密封槽301，所述密封槽301沿流体通道方向的截面形状呈三角形，两个所述密封槽301从上至下逐渐彼此相向倾斜设置，所述密封槽301两侧为导向平面303，所述密封槽301上部为封堵平面305，所述导向平面303与所述封堵平面305处于同一竖直平面上；所述阀芯30底部可拆卸的固定安装有调节块40；所述阀体10上设有密封肋107，所述密封肋107的形状与密封槽301的形状相匹配，所述密封肋107位于入口通道101的下部；所述密封腔109底部连通设有容纳槽108，所述容纳槽108内设有过滤组件50，所述容纳槽108底部设有开孔，所述开孔通过端盖80封闭；所述过滤组件50上方设有导向凹槽501，所述导向凹槽501的形状与所述调节块40的下表面的形状相匹配；在所述密封槽301与所述密封肋107贴合时关闭流体通道，此时所述导向凹槽501与所述调节块40也相贴合。本发明通过在阀芯上设置倾斜的密封槽，在阀体上设置倾斜的密封肋，使密封槽与密封肋相配合，在阀芯打开的过程中，密封槽与密封肋逐渐脱离接触，密封槽与密封肋之间形成一条细长的流体通路，使入口通道和出口通道相连通，由于密封槽、密封肋倾斜设置，在阀杆移动相同位移的情况下，相比于现有技术中的截止阀或闸阀，本发明的密封槽、密封肋之间的流体通路的直径变化更小，从而使得调节的精度更高，并且，在密封槽、密封肋之间形成的细长流体通路，使得气体流过该细长流体通路的时间更长，能够减少阀芯上下游的气压波动，提高气体输送的稳定性；另外，当阀门关闭时，密封槽与密封肋完全贴合，形成较长的密封面，大大提高了阀门的密封性；同时，在阀芯底部设置调节块，在容纳槽内设置过滤组件，阀门打开时，在调节块和过滤组件之间形成导流通道，导流通道属于流体通路的一部分，调节块和过滤组件相向的表面具有特定的形状，从而实现特定的导流效果，通过打开端盖，可从开孔处更换不同的调节块和过滤组件，从而能够形成不同流量特性的气流，从而满足设备对于气体供应的需求；并且，过滤组件既能作为导流部件，也能作为过滤部件，气体流经导流通道时，从过滤组件处流过时，过滤组件能够对气流中的杂质或灰尘进行一定程度的过滤和吸附，进一步降低气流中的杂质或灰尘。

所述气缸组件包括气缸20，所述气缸20底部设有开口，所述气缸20下部侧面设有进气口203，所述气缸20内部设有活塞202和复位弹簧201，所述复位弹簧201两端分别抵接在活塞202上部和气缸20顶部，所述活塞202下部固定连接阀杆70。通过气缸来驱动阀杆和阀芯移动，控制气缸的进气口压力的大小，就能够控制阀杆的位移和阀门的开度，有利于阀门精度的控制。

参照图4、5、7，所述阀芯30上部设有第一螺纹孔302，所述阀杆70底部螺纹连接在第一螺纹孔302中；所述阀芯30底部设有第二螺纹孔304，所述调节块40的顶部通过螺纹柱401与第二螺纹孔304固定连接。通过螺纹连接的方式将调节块固定在阀芯底部，能够更加方面的拆卸调节块。

参照图6，所述调节块40的上表面为平面，所述调节块40的下表面为球面、椭球面、柱状弧面、水平面或斜面；所述调节块40的横截面为半圆形、三角形、四边形、半椭圆形。将调节块和过滤组件设置成不同的形状，就能够得到不同形状的导流通道，从而获得不同流量特性的气流(比如当调节块下表面呈柱状弧面时，能够降低气体转向流动的阻力，减少压力的损失，当调节块下表面呈斜面时，导流通道存在急剧的流体转向过程，能够增大气流压力损失，降低出口通道的气体压力)，不同导流通道的流量特性可根据常规的实验获得，这里就不再赘述。

参照图1-2，所述阀体10下部设有第一旁通支路105、第二旁通支路106，所述第一旁通支路105连通入口通道101与容纳槽108，所述第二旁通支路106连通出口通道102与容纳槽108，所述第一旁通支路105上设有第一调节阀103，所述第二旁通支路106上设有第二调节阀104。通过设置第一旁通支路、第二旁通支路，能够提供连通入口通道和出口通道的另一条流路，当节流阀用于中间存储气罐的管路中时，从外部设备向存储气罐供气时，可以通过第一旁通支路、第二旁通支路进行充气。

参照图8，所述过滤组件50两端分别为第一过滤端502和第二过滤端503，所述第一过滤端502遮盖第一旁通支路105，所述第二过滤端503遮盖第二旁通支路106。在充气过程中，气体经过过滤组件50进行一次过滤，能够减少进入气罐中的杂质或灰尘。

参照图9，作为过滤组件的另一实施方式，还可以采用以下方式设置，所述过滤组件50包括第一过滤件504和第二过滤件505，所述第二过滤件505两端分别为第一过滤端502和第二过滤端503，所述第一过滤端502遮盖第一旁通支路105，所述第二过滤端503遮盖第二旁通支路106；所述第一过滤件504贴合于所述第二过滤件505，所述导向凹槽501形成于第一过滤件504，所述第一过滤件504和所述第二过滤件505之间设有非过滤夹层。通过采用非过滤夹层将过滤组件分为第一过滤件和所述第二过滤件，使得两个过滤件互不影响，防止不同的气体运输过程相互污染，第一过滤件主要起到导向的作用，其次也能起到过滤和吸附的辅助作用，第二过滤件主要起到过滤和吸附的作用。

所述密封腔109底部设有密封垫，所述密封垫与阀芯30底部接触密封，能够减小阀芯和阀体的碰撞，提高两者之间的密封性。

所述入口通道101上设有第一压力传感器，所述出口通道102上设有第二压力传感器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述进气口203均连接到控制器，所述控制器根据压力数据控制所述进气口203的气压大小。通过设置控制器和压力传感器，能够实时监测入口通道和出口通道的压力大小，进而根据气体流量需求，来调节气缸的进气口的压力，从而控制阀杆的位移和阀芯的开度，实现气体流量的精确调节。

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 (8)

1.一种气动节流阀，包括阀体组件、气缸组件，所述阀体组件包括阀体(10)，所述阀体(10)两端分别设有入口通道(101)和出口通道(102)，所述阀体(10)上部固定连接气缸组件，所述阀体(10)下部通过螺栓固定设有端盖(80)，所述气缸组件通过阀杆(70)连接阀芯(30)，所述阀芯(30)可移动的设置于阀体(10)的密封腔(109)内，其特征在于，所述阀芯(30)的面向入口通道(101)的一侧和面向出口通道(102)的一侧分别设有密封槽(301)，所述密封槽(301)沿流体通道方向的截面形状呈三角形，两个所述密封槽(301)从上至下逐渐彼此相向倾斜设置，所述密封槽(301)两侧为导向平面(303)，所述密封槽(301)上部为封堵平面(305)，所述导向平面(303)与所述封堵平面(305)处于同一竖直平面上；所述阀芯(30)底部可拆卸的固定安装有调节块(40)；所述阀体(10)上设有密封肋(107)，所述密封肋(107)的形状与密封槽(301)的形状相匹配，所述密封肋(107)位于入口通道(101)的下部；所述密封腔(109)底部连通设有容纳槽(108)，所述容纳槽(108)内设有过滤组件(50)，所述容纳槽(108)底部设有开孔，所述开孔通过端盖(80)封闭；所述过滤组件(50)上方设有导向凹槽(501)，所述导向凹槽(501)的形状与所述调节块(40)的下表面的形状相匹配；在所述密封槽(301)与所述密封肋(107)贴合时关闭流体通道，此时所述导向凹槽(501)与所述调节块(40)也相贴合；所述过滤组件(50)两端分别为第一过滤端(502)和第二过滤端(503)，所述第一过滤端(502)遮盖第一旁通支路(105)，所述第二过滤端(503)遮盖第二旁通支路(106)所述过滤组件(50)包括第一过滤件(504)和第二过滤件(505)，所述第二过滤件(505)两端分别为第一过滤端(502)和第二过滤端(503)，所述第一过滤端(502)遮盖第一旁通支路(105)，所述第二过滤端(503)遮盖第二旁通支路(106)；所述第一过滤件(504)贴合于所述第二过滤件(505)，所述导向凹槽(501)形成于第一过滤件(504)，所述第一过滤件(504)和所述第二过滤件(505)之间设有非过滤夹层。

2.根据权利要求1所述的一种气动节流阀，其特征在于，所述气缸组件包括气缸(20)，所述气缸(20)底部设有开口，所述气缸(20)下部侧面设有进气口(203)，所述气缸(20)内部设有活塞(202)和复位弹簧(201)，所述复位弹簧(201)两端分别抵接在活塞(202)上部和气缸(20)顶部，所述活塞(202)下部固定连接阀杆(70)。

3.根据权利要求1所述的一种气动节流阀，其特征在于，所述阀芯(30)上部设有第一螺纹孔(302)，所述阀杆(70)底部螺纹连接在第一螺纹孔(302)中；所述阀芯(30)底部设有第二螺纹孔(304)，所述调节块(40)的顶部通过螺纹柱(401)与第二螺纹孔(304)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种气动节流阀，其特征在于，所述调节块(40)的上表面为平面，所述调节块(40)的下表面为球面、椭球面、柱状弧面、水平面或斜面。

5.根据权利要求1所述的一种气动节流阀，其特征在于，所述调节块(40)的横截面为半圆形、三角形、四边形、半椭圆形。

6.根据权利要求1所述的一种气动节流阀，其特征在于，所述阀体(10)下部设有第一旁通支路(105)、第二旁通支路(106)，所述第一旁通支路(105)连通入口通道(101)与容纳槽(108)，所述第二旁通支路(106)连通出口通道(102)与容纳槽(108)，所述第一旁通支路(105)上设有第一调节阀(103)，所述第二旁通支路(106)上设有第二调节阀(104)。

7.根据权利要求1所述的一种气动节流阀，其特征在于，所述密封腔(109)底部设有密封垫，所述密封垫与阀芯(30)底部接触密封。

8.根据权利要求2所述的一种气动节流阀，其特征在于，所述入口通道(101)上设有第一压力传感器，所述出口通道(102)上设有第二压力传感器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述进气口(203)均连接到控制器，所述控制器根据压力数据控制所述进气口(203)的气压大小。