CN1975220B - 新型蝶形阀芯及其蝶阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型蝶形阀芯，包括阀片，其特征在于：a.所述蝶形阀芯的转轴轴线通过该阀片中心且与该阀片平面具有一定倾角；b.所述阀片板面的一侧或两侧设置有一块或数块辅助片。该阀芯可以实现使阀芯转角与通过流量之间具有近似的直线或平方线性关系，从而使得阀体的通过流量与阀芯转角之间具有简单的量化关系，以便于控制阀体流量的改变。本发明还提供一种采用该阀芯的蝶阀。

Description

新型蝶形阀芯及其蝶阀
技术领域
本发明涉及阀体技术，尤其是涉及一种可控制蝶型阀芯阀体使其通过流量与蝶形阀芯的转角具有近似直线或平方线性关系的新型蝶型阀芯，以及应用该阀芯来快速、稳定、精确地控制阀门通过流量的新型蝶阀。
背景技术
目前，现有的蝶型阀芯的阀体如蝶阀其构造一般都是由壳体、蝶形阀片、转轴组件及其操纵机构等部分构成。其中操纵机构通过调节阀片转角，以改变阀门阻力特性或流量系数，从而使得通过阀门的流量随之发生改变以达到控制管路或通路中流量参数的目的。
但是，现有的蝶阀其阀片一般都为圆形或椭圆形轮廓，阀片的转轴不但通过阀片中心与阀片平面重合且与壳体轴线相垂直，工作时阀片绕该转轴旋转。阀门通过流量的大小(以下简称通过流量)与阀片转角之间具有复杂的曲线关系，在阀片从全开到全关的过程中，在相同的转角变化量的情况下，在初始阶段该转角变化对阀门通过流量的影响很小，但是到过程末段却会导致通过流量大幅变化；反之亦然。
显然，普通蝶阀的这种流量控制调节方式虽然简单，但是由于通过流量与阀片转角之间具有很复杂的曲线关系，使得通过流量不能均匀及精确调节，流量调节主要在靠近阀片全关的区域进行，由于越靠近全关位置流量的调节幅度很大，使得流量的调节控制很不稳定。
尤其对于配备有自动操纵设备的蝶阀而言，其自动操纵设备一般不具有转角检测器件(或功能)，如对阀片在各位置处的转角调节量与通过流量的调节量之间的对应关系按简单的线性关系处理，这样容易造成调节时间长和调节不稳定等问题。为解决此问题，部分制造商为阀门增加了复杂的智能控制机构或控制程序，以及相应的传动系统，但由此大大增加了阀门控制部分的成本、尺寸和重量以及相应的维护保养难度。
发明内容
针对现有蝶形阀芯存在的难以精确控制阀门其通过流量的缺陷和不足，本发明的一个目的在于提供一种新型蝶形阀芯，利用该阀芯可以实现使阀芯转角与通过流量之间具有近似的直线或平方线性关系，从而使得阀体的通过流量与阀芯转角之间具有简单的量化关系，以便于控制阀体流量的改变。
在直线线性关系状态下，通过流量与阀芯转角成近似比例关系，通过调节阀芯转角来均匀调节通过流量。
在平方线性关系状态下，通过流量与阀芯转角的平方成近似比例关系，通过流量在转角较小，同时通过流量也较小时变化量也小。因此随转角的变化，通过流量的变化量与流量自身亦成比例，便于流量精确控制。
本发明的另一个目的在于提供一种应用有上述阀芯的新型蝶阀。该蝶阀不仅能调节通过流量，而且能使通过流量与其阀片转角成近似直线或平方线性关系，使得该蝶阀流量控制调节更为方便、均匀、精确，而且制造简单，成本低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
可使通过流量与阀芯转角成近似直线或平方线性关系的新型蝶形阀芯，包括阀片，其特征在于：a.所述蝶形阀芯的转轴轴线通过该阀片中心且与该阀片平面具有一定倾角；b.所述阀片板面的一侧或两侧设置有一块或数块辅助片。
所述辅助片在阀芯处于全开位置时，其平面与流体流动方向平行。
所述两侧辅助片中其中一侧或两侧均至少有一块辅助片其平面与转轴重合。
所述转轴轴线与阀片平面之间的倾角为45°。
所述阀片两侧板面上的辅助片为旋转对称设置，便于流体双向流动的均匀流量调节。
一种应用有如上所述的阀芯的蝶阀，其特征在于：所述蝶阀的阀芯为如上所述的阀芯。
所述阀芯的转轴与蝶阀壳体轴线具有一定的倾角。
所述阀芯的转轴与蝶阀壳体轴线成45°角。
本发明的技术效果在于：
本发明通过在蝶形阀芯阀片上设置有通过该阀片中心且与该阀片平面成45°角倾斜设置的转轴，且在所述阀片两侧板面上分别设置有一块或数块辅助片，改变了传统蝶形阀芯转轴位置，阀芯阀片随该转轴旋转，在辅助片的阻力补充作用下，使通过流量的变化在各转角位置均匀化。并通过调整辅助片的数量、尺寸和形状，可获得最佳的均匀流量变化效果。实现阀芯转角与通过流量之间具有近似的简单线性关系，如直线或平方线性关系等，从而使得阀体的通过流量与阀芯转角之间具有简单的量化关系，以便于控制阀体流量的改变。
辅助片平面在全开位置与流体流动方向平行，使得流体通过阀体时流动阻力最小，因而通过流量最大。
辅助片所在平面与转轴轴线重合不但有利于减小阀芯处于全开位置时的流动阻力，同时可作为阀芯转轴着力的结构，且便于生产制造。
由于转轴不穿过密封材料，因此本发明的密封效果优于普通蝶阀。
另外，本发明还提供一种应用上述阀芯的蝶阀，由于本蝶阀应用上述阀芯，使得本蝶阀的阀芯转角与通过流量之间具有近似的直线或平方线性关系，这种通过流量与阀芯转角之间具有简单的量化关系，非常便于控制阀体流量的改变；同时应用该阀芯可以使得本蝶阀的生产、运行维护成本以及尺寸和重量大大降低，便于生产中应用和推广。
附图说明
图1、图2、图3分别为本发明蝶阀在全关闭状态下的左视图、主视图、俯视图；
图4、图5、图6分别为本发明蝶阀在半开启状态下的左视图、主视图、俯视图；
图7、图8、图9分别为本发明蝶阀在全开启状态下的左视图、主视图、俯视图。
附图标记列示如下：1-壳体，2-阀片，3-转轴，4-辅助片，5-辅助片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
如图1、图2、图3所示分别为本发明蝶阀在全关闭状态下的左视图、主视图、俯视图。阀片2圆周与壳体1中的密封垫紧密贴合，此时流体不能通过。在全关闭状态，由于本发明蝶阀阀片的转轴不经过阀片2的外缘，与阀片2的密封垫不会产生干涉，改善了阀片的装配条件和受力状况，故本发明的密封性能明显优于普通蝶阀。
本发明改变了普通蝶阀中阀片转轴的位置。本实施例中，转轴3其轴线通过阀片2中心，并与阀片2平面和壳体1轴线均成45度夹角；并在蝶阀阀片2板片两侧分别设置了辅助片4和辅助片5，辅助片4和辅助片5在阀片2为全开位置时与流体流动方向平行，这样可减小全开时的流动阻力；其中辅助片4所在平面与转轴3轴线重合，这样的结构既可减小工作时的流动阻力，同时可作为阀芯转轴着力的结构，且便于阀芯的生产制造。
图4、图5、图6所示分别为本发明蝶阀在半开启状态下的左视图、主视图、俯视图。在阀片2由关闭状态向本状态变化过程中，阀片2和辅助片4、5同时随转轴3转动，普通蝶阀在此阶段中其通过流量的变化随转角变化量增加幅度很大，本发明采用的辅助片4、5在此阶段增强了流体涡流，流动阻力增加，降低了通过流量的变化幅度。
图7、图8、图9所示分别为本发明蝶阀在全开启状态下的左视图、主视图、俯视图。在阀片2由半开启状态向全开启状态变化的过程中，阀片2和辅助片4、5继续同时随转轴3转动，在此阶段中，普通蝶阀其通过流量的变化随转角变化量变化幅度减小，此时辅助片4、5仍然起阻力补充作用，使通过流量的变化在各转角位置均匀化或与通过流量自身成比例。
本发明的蝶阀阀芯及蝶阀，在阀片2和辅助片4、辅助片5的共同作用下，可以使其通过流量随转角变化量均匀变化，或与通过流量自身成比例变化，与转角对应关系可近似为直线或平方线性关系，调整辅助片的数量、尺寸和形状，可获得所需最佳的流量调节效果。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员而言，依据本发明的精神和实质，还可以做出很多的变型和改进，但这些变型和改进均将落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1. 可使通过流量与阀芯转角成近似直线或平方线性关系的新型蝶形阀芯，包括阀片，其特征在于：
a.所述蝶形阀芯的转轴轴线通过该阀片中心且与该阀片平面具有一定倾角；
b.所述阀片板面的一侧或两侧设置有一块或数块辅助片。
2. 如权利要求1所述的可使通过流量与阀芯转角成近似直线或平方线性关系的新型蝶形阀芯，其特征在于：所述辅助片在阀芯处于全开位置时，其平面与流体流动方向平行。
3. 如权利要求2所述的可使通过流量与阀芯转角成近似直线或平方线性关系的新型蝶形阀芯，其特征在于：所述两侧辅助片中其中一侧或两侧均至少有一块辅助片其平面与转轴重合。
4. 如权利要求3所述的可使通过流量与阀芯转角成近似直线或平方线性关系的新型蝶形阀芯，其特征在于：所述转轴轴线与阀片平面之间的倾角为45°。
5. 如权利要求4所述的可使通过流量与阀芯转角成近似直线或平方线性关系的新型蝶形阀芯，其特征在于：所述阀片两侧板面上的辅助片为旋转对称设置。
6. 如权利要求5所述的可使通过流量与阀芯转角成近似直线或平方线性关系的新型蝶形阀芯，其特征在于：所述阀片转轴不穿过密封材料。
7. 一种应用有如权利要求1所述的阀芯的蝶阀，其特征在于：所述蝶阀的阀芯为如权利要求1所述的阀芯。
8. 如权利要求7所述的蝶阀，其特征在于：所述阀芯的转轴与蝶阀壳体轴线具有一定的倾角。
9. 如权利要求8所述的蝶阀，其特征在于：所述阀芯的转轴与蝶阀壳体轴线的倾角为45°。
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