CN116136276A - 一种阀芯及降噪控制阀 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种阀芯及降噪控制阀，阀芯包括：设有通道的球体；“T”型支撑板，其沿通道的轴线长度方向设于通道内，并将通道分割为彼此相邻的第一通道、第二通道和第三通道；两组面板组；每组面板组对应地位于第二通道和第三通道内，并将第二通道和第三通道分隔成多个通路；面板组与“T”型支撑板固定连接；每组面板组包括多个面板；面板的表面分布有多个第一通孔，“T”型支撑板的表面分布有多个第二通孔。通过各实施例能够在当高压气体介质通过时，有效旋转控制阀启闭时造成的短时间内大幅度的流量变化，避免产生涡流、共振，降低噪音、流速和振动，降低阀门的能量消耗，改善操作人员的工作环境。

Description

一种阀芯及降噪控制阀

技术领域

本发明属于煤化工领域，特别涉及一种阀芯及降噪控制阀。

背景技术

在可压缩流体(如天然气)的输送和分配过程中，所用到的控制阀经常处于高压降(即阀前和阀后压力存在高压差)的状态，压力或流量瞬间变化较大，由此会产生噪声，因此，对运行的控制阀提出了降噪要求。当可压缩流体在高压降下通过控制阀节流时，流体介质以空气动力学方式产生波动，并进一步通过流体介质向外界空间传播，从而导致噪声传播到周围大气中，并造成阀体和球体的磨损与伤害。同时，在控制阀启闭过程中的高噪声和强振动也造成了阀门的能量损失，还对操作人员的健康带来很大的危害。

因此，需要一种管道控制阀，在可压缩流体(如天然气)的输送和分配过程中，特别是处于高压降(即阀前和阀后压力存在高压差)的情况下，在压力或流量瞬间变化较大时，可降低噪音，减少机械振动，压降相对较低时，可实现最大流量，同时容易制造，利于装配。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本公开提供了一种结构简单、便于加工、利于装配且具有节能高效的阀芯及降噪控制阀。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：

一方面，提供一种阀芯，其包括：设有通道的球体；“T”型支撑板，其沿所述通道的轴线长度方向设于所述通道内，并将所述通道分割为彼此相邻的第一通道、第二通道和第三通道；两组面板组；每组所述面板组对应地位于所述第二通道和所述第三通道内，并将所述第二通道和所述第三通道分隔成多个通路；所述面板组与所述“T”型支撑板固定连接；每组所述面板组包括多个面板；所述面板的表面分布有多个第一通孔，和/或所述“T”型支撑板的表面分布有多个第二通孔。

在本公开的一些实施例中，所述“T”型支撑板包括彼此固定连接的第一支撑板和第二支撑板；其中，在横向于所述“T”型支撑板长度方向的横截面上，所述第二支撑板在所述第一支撑板的中间位置与其垂直，彼此的交点位于所述通道的轴线上。

在本公开的一些实施例中，每组所述面板组包括相同数量的面板。

在本公开的一些实施例中，每组所述面板组包括四个面板。

在本公开的一些实施例中，多个所述面板顺序层叠设置；相邻的所述面板之间设有间隙，以构成所述通路。

在本公开的一些实施例中，所述间隙均匀设置。

在本公开的一些实施例中，所述面板构造为弧形曲面板或平面板。

在本公开的一些实施例中，所述弧形曲面板在其横截面上构造为四分之一圆形；所述弧形曲面板的轴线与所述通道轴线重合。

在本公开的一些实施例中，所述第一通孔和所述第二通孔均设置为均匀分布。

另一方面，一种降噪控制阀，其包括所述阀芯，所述降噪控制阀还包括：第一阀体、第二阀体、阀座、阀杆和弹簧；所述第一阀体和所述第二阀体均包括流道；所述第一阀体和所述第二阀体以流道相对的方式设置，并形成固定连接；所述阀座设于所述第一阀体和所述第二阀体之间；所述阀芯位于所述阀座内，并与所述阀座的内表面形成球面密封；所述阀杆通过其端部与所述阀芯固定连接，所述阀杆对所述阀芯施加作用力，用于使所述阀芯转动；所述弹簧设于所述第一阀体、所述第二阀体与所述阀座之间；在降噪控制阀关闭的状态下，所述阀芯的球体堵塞所述流道，阻止流动介质通过；在降噪控制阀打开的状态下，所述通道与所述流道连通，流动介质从所述第一阀体一侧的流道经过所述通道进入所述第二阀体一端的流道。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种阀芯及包括阀芯的降噪控制阀，能够在可压缩流体介质输送和分配过程中，有效降低或避免阀门在启闭过程中由于其处于高压降的状态出现的高噪声和强振动，减少阀门的能量损失，避免对操作人员健康的危害。

附图说明

图1为本发明实施例的阀芯的结构示意图；

图2为本发明实施例的降噪控制阀在关闭状态下的一种结构示意图；

图3为本发明实施例的降噪控制阀在关闭状态下的另一种结构示意图；

图4为本发明实施例的降噪控制阀在打开状态下的一种结构示意图；

图5为本发明实施例的降噪控制阀在打开状态下的另一种结构示意图；

图6为本发明实施例的降噪控制阀在打开过程中的结构示意图。

附图标记说明

1-球体；2-第一通道；3-第二通道；4-第三通道；5-通路；

6-面板；7-第一通孔；8-第一支撑板；9-第二支撑板；

10-第二通孔；11-第一阀体；12-第二阀体；13-阀座；14-阀杆；

15-弹簧；16-流道

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行详细的描述，但不作为本发明的限定。为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

目前，在煤气化工领域，在可压缩流体(如天然气)的输送和分配过程中，控制阀经常处于高压降情况，压力或流量瞬间变化较大，导致在此过程中，阀门产生振动和噪声，操作者如果长时间处于该环境下，会对其身心造成巨大伤害。为此，本发明提出一种解决方案。

一方面，本发明提供一种阀芯，参见图1，其包括：设有通道的球体1；“T”型支撑板，其沿所述通道的轴线长度方向设于所述通道内，并将所述通道分割为彼此相邻的第一通道2、第二通道3和第三通道4；两组面板组；每组所述面板组对应地位于第二通道3和第三通道4内，并将第二通道3和第三通道4分隔成多个通路5；所述面板组与“T”型所述支撑板固定连接；每组所述面板组包括多个面板6；面板6的表面分布有多个第一通孔7，和/或所述“T”型支撑板的表面分布有多个第二通孔10。基于上述阀芯的设计方案，通过在面板6和/或所述“T”型支撑板上对应设置第一通孔7和第二通孔10，由此增大流体介质通过时的阻力，进而对流体介质产生扰流，增加流体介质的摩擦损失，降低流体介质通过阀芯的流速，使得压力逐级降减，降低了流体介质产生的噪声与振动。此外，所述“T”型支撑板可通过焊接的方式与所述通道形成固定连接。

同样基于上述设计方案，对高压流体介质(气体介质)形成曲折的通道，曲折的流动路径将高压流体降压并分成许多较小的介质流，在实现压降的同时保持较低的流体速度，由此可有效防止噪声、振动和气蚀的发生。

进一步地，参见图1，所述“T”型支撑板包括彼此固定连接的第一支撑板8和第二支撑板9；其中，在横向于所述“T”型支撑板长度方向的横截面上，第二支撑板9在第一支撑板8的中间位置与其垂直，彼此的交点位于所述通道的轴线上。其中，第一支撑板8将通道分隔成相同的两部分，第二支撑板9将其中的一部分进一步平分；在此，第一通道2、第二通道3和第三通道4的轴线重合，其中，第一通道2的横截面积等于第二通道3和第三通道4的横截面积之和，且该设计方案为优选方案。另外，在本实施例中，第一支撑板8将通道分隔为相同的两部分，当然，也可以分隔成不相等的两部分，具体可根据实际应用做相应的调整。第二支撑板9可参照第一支撑板8的设计方式进行对应调整。

进一步地，在该横截面上，第二支撑板9还可以与第一支撑板8构成其他角度。例如，成30°、45°或60°，当然，也可以是其他任意角度，在此不做进一步限定，可根据实际应用场景及生产加工能力等进行调整。另外，该交点的位置并不限于上述情况，即，可以通过调整第一支撑板8、第二支撑板9在所述通道中的位置来调整该交点的位置，具体可根据实际需求做进一步调整。

进一步地，参见图1，每组所述面板组包括相同数量的面板6。在本实施例中，每组所述面板组包括四个面板6。当然，还可以包括不同数量的面板6，例如，其中一组所述面板组包括四个面板6，而另一组所述面板组包括六个面板6，或其他数量的面板6。在本实施例中，多个面板6顺序层叠设置，例如，彼此平行设置；相邻的面板6之间设有间隙，以构成通路5。优选地，所述间隙均匀设置。当然，间隙也可以以顺序递增或递减的方式进行设置。同样，基于不同数量的面板6，间隙需要做相应的调整，只要能够实现扰流，并降低噪声和振动的效果即可。

进一步地，在本实施例中，面板6的数量具体还可根据面板6自身的物理尺寸、通道的尺寸以及间隙大小做相应的调整。例如，在流道16尺寸较大、而间隙尺寸较小的情况下，一方面，可以通过增加面板6的数量来实现，另一方面，可以通过增加每个面板6的厚度来实现。当然，还可以通过其他方式，例如，设置具有不同厚度的面板6，并以厚薄相间的方式进行设置，具体设置方式在此不做进一步限定，可根据需要进行对应调整。

在本实施例中，为了实现增大流体介质通过时的阻力，对流体介质实施扰流的目的，主要是通过设置在面板6和所述“T”型支撑板上的第一通孔7和第二通孔10来实现的。因此，对于第一通孔7和第二通孔10的设置方式在本发明中也做了相应的限定。例如，第一通孔7和第二通孔10均设置为均匀分布。关于均匀分布在此做一说明，例如，可以以行和列的方式，将第一通孔7/第二通孔10的间距设置为相同或成线性比例；还可以以同心圆的方式进行布置。在本实施例中，是以行和列的方式进行布置，具体结合图1和图4。通过调整第一通孔7/第二通孔10的数量、分布、形状、尺寸等，以实现上述功能。关于第一通孔7/第二通孔10的具体布置方式在此不做进一步限定，可根据实际应用场景做进一步调整。此外，在本实施例中，第一通孔7和第二通孔10为圆形孔，和可以设置为其他结构的孔，在此不做限定。

进一步地，参见图1，面板6构造为弧形曲面板或平面板。其中，所述弧形曲面板在其横截面上构造为四分之一圆形；所述弧形曲面板的轴线与所述通道轴线重合。在上述结构的基础上，可将第一通孔7的轴线方向做进一步的限定。例如，在所述弧形曲面板的横截面上，将第一通孔7的轴线设置为穿过所述通道的轴线。在本实施例中，除上述面板6结构外，还可根据需要设计不同的结构，例如，波纹状的面板。

另一方面，结合图1至图6，一种降噪控制阀，其包括所述阀芯，所述降噪控制阀还包括：第一阀体11、第二阀体12、阀座13、阀杆14和弹簧15；第一阀体11和第二阀体12均包括流道16；第一阀体11和第二阀体12以流道16相对的方式设置，并形成固定连接；阀座13设于第一阀体11和第二阀体12之间；所述阀芯位于阀座13内，并与阀座13的内表面形成球面密封；阀杆14通过其端部与所述阀芯固定连接，阀杆14对所述阀芯施加作用力，用于使所述阀芯转动；弹簧15设于第一阀体11、第二阀体12与阀座13之间；在降噪控制阀关闭的状态下，所述阀芯的球体1堵塞流道16，阻止流动介质通过；在降噪控制阀打开的状态下，所述通道与流道16连通，流动介质从第一阀体11一侧的流道16经过所述通道进入第二阀体12一端的流道16。在正常生产过程中，降噪控制阀从关闭状态至打开状态，由于根据工艺流程的要求，在工作状态下，流道16内的高压需要保持稳定，这使得在短时间内大幅度的流量变化会导致在此过程会产生巨大的噪声。而通过本发明实施例的降噪控制阀，能够在不降低流道16内压力的情况下，在阀芯的第一通孔7和第二通孔10及其他相关结构的协同作用下，大大降低噪音、流速和振动。同时，还能够降低阀门的能量消耗，进而改善操作人员的工作环境。

为理解本发明的技术方案，下面以工艺步骤的方式做一简要说明。

第一步骤，降噪控制阀的初始状态，结合图2和图3，此时，阀芯的球体1与阀座13的内表面形成球面密封，实现了降噪控制阀对流体介质的切断功能，阻止流体介质从第一阀体11一侧的流道16通过所述通道，进入第二阀体12一侧的流道16；

第二步骤，扳动阀杆14，具体参见图6，并带动球体1转动，通道逐渐转向流道16，并打开；在打开过程中，通道和流道16之间的开口逐渐有小到大打开；此时，压力瞬间释放，并逐渐随着球体1转动，通道完全打开，此时，压力逐渐趋于平稳；在打开过程中，基于本发明的设计方案，能够解决由于高压降所导致的噪声和振动；由于改善了介质的流动形态，进而减小了压力变化时产生的振动和噪声，使得球阀开关动作更加平稳；

第三步骤，结合图4和图5，通道完全打开，并与其两侧的流道16连通，流体介质顺利流过通道，降噪控制阀进入正常工作状态；

第四步骤，扳动阀杆14，并带动球体1转动，使通道的开口逐渐减小，参见图6，直至关闭；降噪控制阀恢复至初始状态。

此外，尽管在此描述了说明性的实施例，但是范围包括具有基于本公开的等效要素、修改、省略、组合(例如，跨各种实施例的方案的组合)、调整或变更的任何和所有实施例。权利要求中的要素将基于权利要求中使用的语言进行宽泛地解释，而不限于本说明书中或在本申请的存续期间描述的示例。此外，所公开的方法的步骤可以以任何方式进行修改，包括通过重新排序步骤或插入或删除步骤。因此，意图仅仅将描述视为例子，真正的范围由以下权利要求及其全部等同范围表示。

以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在阅读以上描述之后，例如本领域普通技术人员可以使用其他实施例。而且，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意图未请求保护的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。因此，以下权利要求作为示例或实施例结合到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的实施例，并且可以预期这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本发明的范围。

Claims (10)

1.一种阀芯，其特征在于，其包括：

设有通道的球体；

“T”型支撑板，其沿所述通道的轴线长度方向设于所述通道内，并将所述通道分割为彼此相邻的第一通道、第二通道和第三通道；

两组面板组；每组所述面板组对应地位于所述第二通道和所述第三通道内，并将所述第二通道和所述第三通道分隔成多个通路；所述面板组与“T”型所述支撑板固定连接；每组所述面板组包括多个面板；

所述面板的表面分布有多个第一通孔，和/或所述“T”型支撑板的表面分布有多个第二通孔。

2.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述“T”型支撑板包括彼此固定连接的第一支撑板和第二支撑板；其中，

在横向于所述“T”型支撑板长度方向的横截面上，所述第二支撑板在所述第一支撑板的中间位置与其垂直，彼此的交点位于所述通道的轴线上。

3.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于，每组所述面板组包括相同数量的面板。

4.根据权利要求3所述的阀芯，其特征在于，每组所述面板组包括四个面板。

5.根据权利要求3所述的阀芯，其特征在于，多个所述面板顺序层叠设置；相邻的所述面板之间设有间隙，以构成所述通路。

6.根据权利要求5所述的阀芯，其特征在于，所述间隙均匀设置。

7.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述面板构造为弧形曲面板或平面板。

8.根据权利要求7所述的阀芯，其特征在于，所述弧形曲面板在其横截面上构造为四分之一圆形；所述弧形曲面板的轴线与所述通道轴线重合。

9.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔均设置为均匀分布。

10.一种降噪控制阀，其包括权利要求1至9中任一项所述的阀芯，其特征在于，所述降噪控制阀还包括：第一阀体、第二阀体、阀座、阀杆和弹簧；所述第一阀体和所述第二阀体均包括流道；所述第一阀体和所述第二阀体以流道相对的方式设置，并形成固定连接；

所述阀座设于所述第一阀体和所述第二阀体之间；

所述阀芯位于所述阀座内，并与所述阀座的内表面形成球面密封；

所述阀杆通过其端部与所述阀芯固定连接，所述阀杆对所述阀芯施加作用力，用于使所述阀芯转动；

所述弹簧设于所述第一阀体、所述第二阀体与所述阀座之间；

在降噪控制阀关闭的状态下，所述阀芯的球体堵塞所述流道，阻止流动介质通过；

在降噪控制阀打开的状态下，所述通道与所述流道连通，流动介质从所述第一阀体一侧的流道经过所述通道进入所述第二阀体一端的流道。

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