CN118793793A - 一种智能电动调节阀及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电动调节阀及其控制方法，涉及调节阀技术领域，包括阀体和阀盖，所述阀体内设有阀座，所述阀盖上滑动连接有位于所述阀体内的阀芯，所述阀芯能够伸入所述阀座内，所述封堵机构设置在所述阀芯的圆周侧，用于对所述阀芯和所述阀座之间的间隙进行封堵，所述调节机构转动设置在所述阀芯的内部，用于调节封堵机构的位置，所述传动机构设置在所述阀芯的内部，且位于所述调节机构的内部，用于提供所述调节机构转动的动力；本发明能够保证下游管道内流体的压力和流量的稳定性，从而进一步提高了管道内流体的流动的稳定性，便于工业生产的稳定进行。

Description

一种智能电动调节阀及其控制方法

技术领域

本发明涉及调节阀技术领域，特别涉及一种智能电动调节阀及其控制方法。

背景技术

电动调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表，随着工业领域的自动化程度越来越高，正被越来越多的应用在各种工业生产领域中，电动调节阀由阀门和执行器组成，阀门是在流体系统中，用来控制流体的方向、压力、流量的装置，执行器作为控制阀不可或缺的部件，它在自动控制系统中的作用是接受来自调节器发出的信号，以其在工艺管路的位置和特性，调节工艺流体的流量，从而将流体的各种参数控制在所要求的范围内。

目前电动调节阀在使用时，一般都是通过执行器接受信号后再对管道内的流体的流量和压力进行调节，然而这种调节在达到预设值后，当管道上游内流体的流量和压力发生变化时，由于阀芯处于恒定位置，致使阀芯不能够自适应的调节与阀座之间的位置，使得下游管道内流体的流量和压力输出不稳定，致使管道内的流体供应不稳定，影响工业产生的稳定运行。

因此，发明一种智能电动调节阀及其控制方法解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种智能电动调节阀及其控制方法，可以有效解决背景技术中的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种智能电动调节阀，包括阀体和阀盖，所述阀体内设有阀座，所述阀盖上滑动连接有位于所述阀体内的阀芯，所述阀芯能够伸入所述阀座内，还包括：

封堵机构，所述封堵机构设置在所述阀芯的圆周侧，用于对所述阀芯和所述阀座之间的间隙进行封堵；

调节机构，所述调节机构转动设置在所述阀芯的内部，用于调节封堵机构的位置；

传动机构，所述传动机构设置在所述阀芯的内部，且位于所述调节机构的内部，用于提供所述调节机构转动的动力。

优选地，所述封堵机构包括多个与所述阀芯滑动连接的封堵板，多个所述封堵板均匀设置在所述阀芯的圆周侧，每个所述封堵板靠近所述阀芯轴线的一侧均设有连接板，每个所述连接板均与所述阀芯滑动连接。

优选地，所述调节机构包括开设在所述阀芯内的容纳槽，所述容纳槽内转动连接有调节筒，所述调节筒的圆周侧开设有多个与所述连接板相对应且轴向间隔分布的引导槽，多个所述引导槽组成阶梯状，所述调节筒的圆周侧开设有多个与所述引导槽相对应的缓冲槽，每个所述缓冲槽均与相对应的引导槽连通，每个所述封堵板靠近所述阀芯轴线的一侧均设有插杆，每个所述插杆均能够伸入相对应的所述引导槽内。

优选地，每个所述引导槽的深度沿所述调节筒的圆周侧的其中一个方向逐渐加深，每个所述连接板远离所述阀芯轴线的一侧均通过第一弹性件与所述容纳槽内壁连接。

优选地，所述传动机构包括位于所述容纳槽内且与所述阀芯转动连接的转轴，所述转轴靠近所述调节筒的一端固定连接有主动齿轮，所述调节筒内同轴固定连接有与所述主动齿轮相啮合的从动齿轮。

优选地，所述阀芯内滑动连接有竖向延伸的动力杆，所述容纳槽内固定连接有固定板，所述动力杆伸入所述容纳槽内的一端通过第二弹性件与所述固定板连接，所述动力杆远离所述固定板的一端伸入所述阀体内，所述动力杆上固定连接有顶杆，所述转轴的圆周侧上开设有推槽，所述顶杆的自由端伸入所述推槽内。

优选地，所述阀体内沿流体进入的方向依次设置有进气腔和出气腔，所述进气腔和所述出气腔之间通过所述阀座连通。

优选地，所述阀盖上滑动连接有竖向延伸的阀杆，所述阀杆与所述阀盖之间设置有密封填料，所述阀杆靠近所述阀体的一端与所述阀芯固定连接。

优选地，所述阀盖上设置有电动执行机构，用于驱动所述阀杆进行直线运动，所述电动执行机构输出端与所述阀杆自由端固定连接。

一种智能电动调节阀的控制方法，包括以下步骤：

S1：首先将所述阀体连接在管道上，使流体流经的方向与所述进气腔的方向一致；

S2：随之将所述电动执行机构与电源相连接，设定管道的压力和流量，使电动执行机构通过所述阀杆带动所述阀芯移动到预设位置；

S3：然后通过所述阀芯和所述阀座之间的间隙对所述阀体内的流体的流量和压力进行调节；

S4：最后在管道内流体的压力和流量发生动态化变化后，能够通过所述封堵板对流入到所述阀体内的流体动态化调节，进行稳压和稳流。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过在管道内流体的压力和流量的动态化变化的过程中，使得流体能够作用于动力杆，在流体的压力增大或减小时，能够带动调节筒顺或逆时针转动，使得调节筒圆周侧上呈阶梯状分布的引导槽能够逐个带动封堵板从阀芯内滑出或滑入，且设置缓冲槽的长度沿调节筒轴向朝上的方向逐渐增长，使得多个封堵板能够单独依次的对阀座和阀芯的之间的间隙封堵或不再封堵，从而能够通过多个封堵板对通过阀座和出气腔的流体的流量和压力进行动态化的调节，从而保证下游管道内流体的压力和流量的稳定性，从而进一步提高了管道内流体的流动的稳定性，便于工业生产的稳定进行。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的局部剖切示意图；

图3为本发明中阀芯的结构示意图；

图4为本发明中阀芯的剖切结构示意图；

图5为本发明中调节机构、封堵机构和传动机构的剖切结构示意图；

图6为本发明中调节机构和封堵机构的展开结构示意图；

图7为本发明中封堵机构收紧状态的结构示意图；

图8为本发明中封堵机构的其中一个运动状态的结构示意图；

图9为本发明中封堵机构展开到极限位置的结构示意图。

图中：1、阀体；2、阀盖；3、阀座；4、阀芯；5、封堵机构；501、封堵板；502、连接板；6、调节机构；601、容纳槽；602、调节筒；603、引导槽；604、缓冲槽；605、插杆；606、第一弹性件；7、传动机构；701、转轴；702、主动齿轮；703、从动齿轮；704、动力杆；705、固定板；706、第二弹性件；707、顶杆；708、推槽；8、进气腔；9、出气腔；10、阀杆；11、密封填料；12、电动执行机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

目前调节阀在使用时，一般都是人工调节阀芯4位于阀体1内的位置，从而达到控制流体流动时的流量和压力的目的，然而人工进行调节时，不仅容易造成调节流量时存在误差，也容易增大工作人员的工作负担，为解决上述问题特发明此实施例。

如图1-图3所示，本发明的一实施例的一种智能电动调节阀，包括阀体1和阀盖2，阀体1内设有阀座3，阀盖2上滑动连接有位于阀体1内的阀芯4，阀芯4能够伸入阀座3内，阀体1内沿流体进入的方向依次设置有进气腔8和出气腔9，进气腔8和出气腔9之间通过阀座3连通，阀盖2上滑动连接有竖向延伸的阀杆10，阀杆10与阀盖2之间设置有密封填料11，阀杆10靠近阀体1的一端与阀芯4固定连接，阀盖2上设置有电动执行机构12，用于驱动阀杆10进行直线运动，电动执行机构12输出端与阀杆10自由端固定连接，其中电动执行机构12为现有技术，具体结构不再赘述。

使用时，首先将阀体1通过法兰固定连接在管道上，且使得进气腔8与管道内流体进入的方向一致，随之控制电动执行机构12启动，使得电动执行机构12的输出端带动阀杆10沿阀盖2向下滑动，阀杆10向下滑动带动阀芯4沿阀盖2向阀体1滑动，使得阀杆10带动阀芯4逐渐插入到阀座3内，阀芯4与阀座3之间的间隙逐渐减小，当阀芯4与阀座3之间的间隙达到预设位置后，使得电动执行机构12停止运行，此时阀芯4能够处于稳定位置，能够通过阀芯4和阀座3之间的间隙，从而能够调节通过阀座3流向出气腔9内流体的流量和压力，进一步的稳定的管道内流体的压力和流量。

实施例2

在当管道上游内流体的流量和压力发生变化时，由于阀芯4处于恒定位置，致使阀芯4不能够自适应的调节与阀座之间的位置，使得下游管道内流体的流量和压力输出不稳定，致使管道内的流体供应不稳定，影响工业产生的稳定运行，因此基于上述实施例的基础上进一步的改进。

如图4-图9所示，封堵机构5设置在阀芯4的圆周侧，用于对阀芯4和阀座3之间的间隙进行封堵，封堵机构5包括多个与阀芯4滑动连接的封堵板501，多个封堵板501均匀设置在阀芯4的圆周侧，每个封堵板501靠近阀芯4轴线的一侧均设有连接板502，每个连接板502均与阀芯4滑动连接。

调节机构6转动设置在阀芯4的内部，用于调节封堵机构5的位置；调节机构6包括开设在阀芯4内的容纳槽601，容纳槽601内转动连接有调节筒602，调节筒602的圆周侧开设有多个与连接板502相对应且轴向间隔分布的引导槽603，多个引导槽603组成阶梯状，调节筒602的圆周侧开设有多个与引导槽603相对应的缓冲槽604，每个缓冲槽604均与相对应引导槽603连通，每个封堵板501靠近阀芯4圆心的一侧均设有插杆605，每个插杆605均能够伸入相对应的引导槽603内，每个引导槽603的深度沿调节筒602的圆周方向逐渐加深，每个连接板502远离阀芯4轴线的一侧均通过第一弹性件606与容纳槽601内壁连接。

传动机构7设置在阀芯4的内部，且位于调节机构6的内部，用于提供调节机构6转动的动力，传动机构7包括位于容纳槽601内且与阀芯4转动连接的转轴701，转轴701靠近调节筒602的一端固定连接有主动齿轮702，调节筒602内同轴固定连接有与主动齿轮702相啮合的从动齿轮703，阀芯4内滑动连接有竖向延伸的动力杆704，容纳槽601内固定连接有固定板705，动力杆704伸入容纳槽601内的一端通过第二弹性件706与固定板705连接，动力杆704远离固定板705的一端伸入阀体1内。动力杆704固定连接有顶杆707，转轴701的圆周侧上开设有推槽708，顶杆707的自由端伸入推槽708内。

在使用时，当位于阀体1上游的管道内的流体的流量压力增大时，在流体的作用下，流体推动阀芯4上的动力杆704沿容纳槽601向上滑动，且固定板705的形状为倒L型，使得第二弹性件706在固定板705的约束下被压缩，进而使得动力杆704通过顶杆707和推槽708带动转轴701沿阀芯4转动；需要说明的是，推槽708为沿转轴701顺时针方向朝上的斜槽，使得转轴701能够带动主动齿轮702逆时针转动，主动齿轮702通过与其啮合的从动齿轮703带动调节筒602沿阀芯4顺时针转动，且主动齿轮702的齿数多于从动齿轮703的齿数，便于主动齿轮702带动从动齿轮703快速转动，使得最下侧的插杆605从调节筒602上最下侧的缓冲槽604内滑动至引导槽603内；需要说明的是，多个缓冲槽604的长度沿调节筒602轴向朝上的方向逐渐增长，使得其他位置的插杆605沿缓冲槽604向靠近引导槽603的方向滑动，在调节筒602持续转动中，当最下侧的插杆605从引导槽603内滑出并与调节筒602圆周侧接触的过程中，此时由于引导槽603的深度沿顺时针方向逐渐加深，且缓冲槽604与引导槽603最深处的位置连通，使得引导槽603侧壁通过插杆605带动连接板502径向朝外滑动，第一弹性件606被压缩，使得连接板502带动封堵板501沿阀芯4径向朝外滑动，进而使得封堵板501对阀芯4和阀盖2之间的间隙局部封堵，使得流体流过阀芯4和阀座3的面积减小，从而调节阀体1下游的管道内流体的压力和流量，能够起到稳压和稳流的作用。

当最下侧的插杆605与调节筒602的圆周侧接触后，此时与最下侧的插杆605相邻的插杆605滑动到缓冲槽604和引导槽603的连通点处，当阀体1上游处的管道内流体的压力和流量还在增大时，调节筒602继续转动，最下侧的插杆605沿调节筒602的圆周侧移动，相邻的插杆605从缓冲槽604滑动到引导槽603内并且在与调节筒602圆周侧接触的过程中，使得引导槽603的侧壁通过插杆605和连接板502带动封堵板501沿阀芯4径向朝外滑动，第一弹性件606被压缩，使得封堵板501对阀芯4和阀座3之间的间隙封堵，从而再一次的缩小流体流过阀座3和阀芯4之间的面积，能够动态化的调节阀体1下游处的管道内流体的流量和压力，起到稳压和稳流的作用，此时与调节筒602圆周侧接触的插杆605相邻的插杆605处于缓冲槽604和引导槽603的连通点处，其余的插杆605继续沿缓冲槽604朝向引导槽603的方向移动，通过重复上述运动，能够使得多个封堵板501逐个的沿阀芯4径向朝外滑动，对阀座3和阀芯4之间的间隙封堵截流。

当管道内的流体带动动力杆704沿容纳槽601向上滑动到极限位置时，主动齿轮702通过从动齿轮703带动调节筒602转动到极限位置，此时所有插杆605均与调节筒602的圆周侧接触，使得插杆605通过多个连接板502带动封堵板501沿阀芯4径向朝外滑动到极限位置，此时多个封堵板501对阀座3和阀芯4之间的间隙达到最大的封堵面积，从而便于最大限度的调节管道内的压力。

当阀体1上游管道内流体的压力和流量减小时，此时动力杆704受到的流体的流量和压力减小，在第二弹性件706的作用下，第二弹性件706带动动力杆704沿阀芯4向下滑动，使得动力杆704通过顶杆707和推槽708带动转轴701反向转动，使得转轴701通过主动齿轮702和从动齿轮703带动调节筒602逆时针转动，反向重复上述运动，使得多个插杆605沿调节筒602轴向朝下的方向逐个从调节筒602的圆周侧先移动到引导槽603内，再移动到缓冲槽604内的极限位置处，此时多个封堵板501沿阀芯4径向朝内滑动到初始位置，不再对阀座3和阀芯4之间的间隙封堵，且在此过程中，不同压力和流量下，多个封堵板501逐个沿阀芯4径向朝内滑动，逐渐减小对阀座3和阀芯4之间的间隙封堵，从而逐渐增大流体流通的面积，便于更好稳压和稳流。

通过在管道内流体的压力和流量的动态化变化的过程中，使得流体能够作用于动力杆704，在流体的压力增大或减小时，能够带动调节筒602顺时针转动或逆时针转动，使得调节筒602圆周侧上呈阶梯状分布的引导槽603能够逐个带动封堵板501从阀芯4内滑出或滑入，且设置缓冲槽604的长度沿调节筒602轴向朝上的方向逐渐增长，使得多个封堵板501能够单独依次的对阀座3和阀芯4的之间的间隙封堵或不再封堵，从而能够通过多个封堵板501对通过阀座3和出气腔9的流体的流量和压力进行动态化的调节，从而保证下游管道内流体的压力和流量的稳定性，从而进一步提高了管道内流体的流动的稳定性，便于工业生产的稳定进行。

实施例3

在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种智能电动调节阀的控制方法，包括以下步骤：

S1：首先将阀体1连接在管道上，使流体流经的方向与进气腔8的方向一致；

S2：随之将电动执行机构12与电源相连接，设定管道的压力和流量，使电动执行机构12通过阀杆10带动阀芯4移动到预设位置；

S3：然后通过阀芯4和阀座3之间的间隙对阀体1内的流体的流量和压力进行调节；

S4：最后在管道内流体的压力和流量发生动态化变化后，能够通过封堵板501对流入到阀体1内的流体动态化调节，进行稳压和稳流。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种智能电动调节阀，包括阀体和阀盖，所述阀体内设有阀座，所述阀盖上滑动连接有位于所述阀体内的阀芯，所述阀芯能够伸入所述阀座内，其特征在于，还包括：

封堵机构，所述封堵机构设置在所述阀芯的圆周侧，用于对所述阀芯和所述阀座之间的间隙进行封堵；

调节机构，所述调节机构转动设置在所述阀芯的内部，用于调节封堵机构的位置；

传动机构，所述传动机构设置在所述阀芯的内部，且位于所述调节机构的内部，用于提供所述调节机构转动的动力。

2.根据权利要求1所述的一种智能电动调节阀，其特征在于：所述封堵机构包括多个与所述阀芯滑动连接的封堵板，多个所述封堵板均匀设置在所述阀芯的圆周侧，每个所述封堵板靠近所述阀芯轴线的一侧均设有连接板，每个所述连接板均与所述阀芯滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能电动调节阀，其特征在于：所述调节机构包括开设在所述阀芯内的容纳槽，所述容纳槽内转动连接有调节筒，所述调节筒的圆周侧开设有多个与所述连接板相对应且轴向间隔分布的引导槽，多个所述引导槽组成阶梯状，所述调节筒的圆周侧开设有多个与所述引导槽相对应的缓冲槽，每个所述缓冲槽均与相对应的引导槽连通，每个所述封堵板靠近所述阀芯轴线的一侧均设有插杆，每个所述插杆均能够伸入相对应的所述引导槽内。

4.根据权利要求3所述的一种智能电动调节阀，其特征在于：每个所述引导槽的深度沿所述调节筒的圆周侧逐渐加深，每个所述连接板远离所述阀芯轴线的一侧均通过第一弹性件与所述容纳槽内壁连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能电动调节阀，其特征在于：所述传动机构包括位于所述容纳槽内且与所述阀芯转动连接的转轴，所述转轴靠近所述调节筒的一端固定连接有主动齿轮，所述调节筒内同轴固定连接有与所述主动齿轮相啮合的从动齿轮。

6.根据权利要求5所述的一种智能电动调节阀，其特征在于：所述阀芯内滑动连接有竖向延伸的动力杆，所述容纳槽内固定连接有固定板，所述动力杆伸入所述容纳槽内的一端通过第二弹性件与所述固定板连接，所述动力杆远离所述固定板的一端伸入所述阀体内，所述动力杆上固定连接有顶杆，所述转轴的圆周侧上开设有推槽，所述顶杆的自由端伸入所述推槽内。

7.根据权利要求6所述的一种智能电动调节阀，其特征在于：所述阀体内沿流体进入的方向依次设置有进气腔和出气腔，所述进气腔和所述出气腔之间通过所述阀座连通。

8.根据权利要求7所述的一种智能电动调节阀，其特征在于：所述阀盖上滑动连接有竖向延伸的阀杆，所述阀杆与所述阀盖之间设置有密封填料，所述阀杆靠近所述阀体的一端与所述阀芯固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种智能电动调节阀，其特征在于：所述阀盖上设置有电动执行机构，用于驱动所述阀杆进行直线运动，所述电动执行机构输出端与所述阀杆自由端固定连接。

10.一种智能电动调节阀的控制方法，用于控制权利要求9所述的智能电动调节阀，其特征在于，包括以下步骤：

S1：首先将所述阀体连接在管道上，使流体流经的方向与所述进气腔的方向一致；

S2：随之将所述电动执行机构与电源相连接，设定管道的压力和流量，使电动执行机构通过所述阀杆带动所述阀芯移动到预设位置；

S3：然后通过所述阀芯和所述阀座之间的间隙对所述阀体内的流体的流量和压力进行调节；

S4：最后在管道内流体的压力和流量发生动态化变化后，能够通过所述封堵板对流入到所述阀体内的流体动态化调节，进行稳压和稳流。