CN201944359U - 大口径可调节阀锥式阀前膜压动态平衡阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供大口径可调节阀锥型阀前膜压式动态平衡阀，其平衡单元采用膜片式结构，通过膜片两侧的压力比较调节联动的平衡组件，自动改变不同压力下的阀门开度，实现流量的平衡；流量调节单元位于阀体的流体入口处，采用多回转调节方式的调节结构与阀体组成一个整体，可配合安装相应的手轮组件或电动执行器组件达到手动调节或电动调节的目的。本实用新型具有阻力系数小，结构合理、工作压差范围宽、控制精度高、调节方便、通过阀门的流量可实时控制的优点，主要应用于建筑暖通空调系统及工业或民用流体管网输配系统上，以控制流经设备及用户的流体流量，达到实时调节管网动态流量平衡、节约能源的目的。

Description

大口径可调节阀锥式阀前膜压动态平衡阀

技术领域

本实用新型涉及一种阀门，特别是涉及一种大口径可调节阀锥式阀前膜压动态平衡阀。

背景技术

在流体输配异程管网变流量水系统中，实际设计时往往只考虑最不利环路的阻力计算，当系统最不利结点的作用压力得以保证的同时，其它结点的作用压力可能远大于设计值，导致系统的水力失调。而水泵的选型过大或不当也会导致运行流量偏离设计值，管网水力不平衡的结果是造成能源的大量浪费、运行噪声的增加和设备使用寿命的缩短。为了减轻或消除这种管网不平衡现象，需要对系统不断进行调试，不仅麻烦，耗费大量时间，更重要的是这种调节是滞后的，其结果是实际使用时系统随时存在不平衡现象。目前国内动态平衡电动调节阀主要依赖进口，价格很高，也有部分厂家生产仿制品，其产品工作压差范围小，流量控制精度低，并且存在严重的振动噪音，无法满足实际工程的需要。从产品结构上来看，这些产品都只是简单地把流量平衡阀与调节阀组合在一起，阀门的阻力系数很大，结构也很大；关断所需的力值较大，不利于工程实际应用；不能真正达到零关断等技术缺陷。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是提供一种阻力系数小，结构合理、工作压差范围宽、控制精度高、调节方便、通过阀门的流量可实时控制的大口径可调节阀锥式阀前膜压动态平衡阀，主要应用于建筑暖通空调系统及工业或民用流体管网输配系统上，以控制流经设备及用户的流体流量，达到实时调节管网动态流量平衡、节约能源的目的。

本实用新型的技术方案是：

大口径可调节阀锥式阀前膜压动态平衡阀，其特征在于：

包括上盖、下盖、位于上盖和下盖之间、且与上盖及下盖紧固在一起的阀体、以及位于阀体内部、且与阀体同轴心的流量调节单元和位于流量调节单元下方的流量平衡单元；

所述阀体的中部为上宽下窄的斜坡环面流体通道，将阀体内腔分为上部的入流腔和下部的出流腔；

所述流量调节单元自上而下穿过上盖中心，且位于所述入流腔内；所述流量调节单元包括由上至下中心同心的阀轴、轴套、压套、阀锥；所述轴套与上盖固定密封连接；所述阀轴自上而下穿过轴套，所述压套外套于阀轴下部，通过梯形螺纹与阀轴的下部螺纹连接，所述阀锥和压套固定连接；所述压套通过阀轴旋转，在螺纹的驱动下在轴套内上下移动，并带动阀锥一起上下移动；

所述流量平衡单元位于所述出流腔内，且位于斜坡环面流体通道的正下方，下盖与阀体通过螺钉将其固定在出流腔内，下盖上的下盖导压孔与阀体上的阀体导压孔相通；

所述流量平衡单元自上而下包括中心同轴的平衡塞、平衡座、弹簧支架、弹簧、小轴、弹簧座、压块、膜片、挡块和第二螺母；

小轴位于流量平衡单元的中心，小轴的旋转轴与阀轴中心同轴，平衡塞从上方与小轴的顶部固定连接；

平衡座套设在平衡塞的外部，平衡座上部与平衡塞的外壁接触的内壁上开有凹槽，第一O型圈内嵌在该凹槽内，确保平衡座与平衡塞之间的密封；

平衡座的下部与阀体的内壁接触的外壁上开有凹槽，第二O型圈内嵌于该凹槽内，确保平衡座与阀体之间密封，平衡座被下盖从下方压紧固定在阀体腔内；

连接小轴外表面套设弹簧，弹簧座从下方与连接小轴固定连接，继而使平衡塞、连接小轴和弹簧座一起动作；

弹簧支架位于平衡座的内腔中，其垂直的外壁面从弹簧的上方与平衡塞的垂直的内壁面密接，使弹簧内嵌于弹簧支架与弹簧座之间；

下盖与阀体通过螺钉紧固在一起，并压紧膜片的外周缘，膜片的上方和下方均为空腔，上方为流量平衡组件内腔，下方为入水导压腔，膜片的中部被压块和挡块分别从上、下方压紧，压块向下依次穿过膜片的中心孔和挡块的中心孔，靠第二螺母从下方压紧，从而把膜片压紧在阀体腔内。

进一步地，本实用新型的还可以是：

轴套与上盖通过内六角螺钉与弹簧垫圈固定连接。

阀锥和压套通过内六角螺钉、弹簧垫圈牢固连接。

平衡塞与连接小轴的上部螺纹连接固定。

下盖导压孔与阀体导压孔的联接部位装有缩口塞并安装O型圈密封。

本实用新型的大口径可调节阀锥型阀前膜压式动态平衡阀的阀体使用铸铁铸造而成，大口径满足大流量的使用条件，平衡单元采用膜片式结构，通过膜片两侧的压力比较调节联动的平衡组件，自动改变不同压力下的阀门开度，实现流量的平衡；流量调节单元位于阀体的流体入口处，采用多回转调节方式的调节结构与阀体组成一个整体，可配合安装相应的手轮组件或电动执行器组件达到手动调节或电动调节的目的。

附图说明

图1为本实用新型的大口径可调节阀锥型阀前膜压式动态平衡阀的外观立体结构示意图。

图2为本实用新型的大口径可调节阀锥型阀前膜压式动态平衡阀的主视图。

图3为本实用新型的大口径可调节阀锥型阀前膜压式动态平衡阀的左视图。

图4为本实用新型的大口径可调节阀锥型阀前膜压式动态平衡阀的右视图。

图5为本实用新型的大口径可调节阀锥型阀前膜压式动态平衡阀的俯视图。

图6为本实用新型的大口径可调节阀锥型阀前膜压式动态平衡阀的仰视图。

图7为本实用新型的大口径可调节阀锥型阀前膜压式动态平衡阀的剖视结构示意图。

图号说明

1…弹簧垫圈  2…内六角螺钉  3…内六角螺钉  4…压套  5…阀轴   6…轴套   7…弹簧垫圈   8…上盖   9…阀锥   10…阀体   11…缩口塞  12…堵头  13…下盖  14…平衡座  15…膜片  16…弹簧座   17…轴   18…弹簧  19…弹簧支架  20…内六角螺钉  21…弹簧垫圈  22…平衡塞  23…流体通道  24…入流腔  25…出流腔  26…下盖导压孔  27…阀体导压孔  28…压块  29…挡块  30…第二螺母  31…第一O型圈 32 …第二O型圈   33…流量平衡单元内腔  34…入水导压腔

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-7所示的本实用新型的大口径可调节阀锥型阀前膜压式动态平衡阀，包括上盖8、下盖13、位于上盖8和下盖13之间、且与上盖8及下盖13紧固在一起的阀体10、以及位于阀体10内部、且与阀体10同轴心的流量调节单元和位于流量调节单元下方的流量平衡单元。

阀体的中部为上宽下窄的斜坡环面流体通道23，将阀体内腔分为上部的入流腔24和下部的出流腔25；

流量调节单元自上而下穿过上盖8中心，且位于入流腔24内；流量调节单元包括由上至下中心同心的阀轴5、轴套6、压套4、阀锥9；轴套6与上盖8固定密封连接；阀轴5自上而下穿过轴套6，压套4外套于阀轴5下部，通过梯形螺纹与阀轴5的下部螺纹连接，并且有限位装置（图中未显示）保证通过螺纹传动使压套随着阀轴转动而上下移动，压套4在轴套6内不能跟随阀轴一起转动，只能通过阀轴5的转动，在螺纹的驱动下，压套4在轴套6内上下移动；阀锥9和压套4固定连接；压套4通过阀轴5的带动，在螺纹的驱动下在轴套6内上下移动，并带动阀锥9一起上下移动。

本例中，轴套6通过内六角螺钉3和弹簧垫圈7与上盖8固定连接。还可以在弹簧垫圈的基础上进一步加装O型圈以保证密封不泄露。

本例中，阀锥9通过内六角螺钉2及弹簧垫圈1与压套4牢固连接。

本实用新型的流量调节单元位于阀体的流体入口处，采用多回转调节方式的调节结构与阀体组成一个整体。工作时通过阀轴5旋转，螺纹驱动压套4下压，带动阀锥9下行，与阀体10内锥面形流体通道23不断接近，最终实现关断。由于阀锥9曲面设计与阀体10的流体通道23的环形锥面结合，可实现流量曲线的线性调节。

流量平衡单元位于所述出流腔25内，且位于斜坡环面流体通道23的正下方，下盖13与阀体10通过螺钉将其固定在出流腔内，下盖上的下盖导压孔26与阀体上的阀体导压孔27相通；

流量平衡单元自上而下包括中心同轴的平衡塞22、平衡座14、弹簧支架19、弹簧18、小轴17、弹簧座16、压块28、膜片15、挡块29和第二螺母30；

小轴17位于流量平衡单元的中心，小轴17的旋转轴与阀轴5中心同轴，平衡塞22从上方与小轴17的顶部固定连接；

平衡座14套设在平衡塞22的外部，平衡座14上部与平衡塞22的外壁接触的内壁上开有凹槽，第一O型圈31内嵌在该凹槽内，确保平衡座14与平衡塞22之间的密封；

平衡座14的下部与阀体10的内壁接触的外壁上开有凹槽，第二O型圈32内嵌于该凹槽内，确保平衡座14与阀体10之间密封，平衡座14被下盖和阀体10压紧固定在阀体的出流腔25内。

第一O型圈31和第二O型圈32的设置保证从入流腔24经由流体通道进入出流腔25内的流体不会漏至流量平衡单元内腔33。

弹簧支架19位于由平衡塞22、平衡座1下方的内腔中，呈倒U形，其上部与平衡塞的垂直向下的壁的外壁面密接，其垂直向下的两壁的顶端部继而水平向外延伸至与平衡座内壁面密接，弹簧座16从下方与小轴17固定连接，小轴17外表面套设弹簧18，使弹簧内嵌于弹簧支架与弹簧座之间，继而使平衡塞22、小轴17和弹簧座16一起动作。

本例中，平衡塞22与小轴17的上部螺纹连接固定，弹簧座与连接小轴是焊接连接固定，使平衡塞22、小轴17和弹簧座16一起动作。

本例中，下盖导压孔与阀体导压孔的联接部位装有缩口塞并安装O型圈密封。

本实用新型的流量平衡单元采用膜片式结构，通过膜片两侧的压力比较调节联动的平衡组件，自动改变不同压力下的阀门开度，实现流量的平衡。

下盖13与阀体10通过螺钉紧固在一起，并压紧圆片形膜片15的外周缘，膜片15的上方和下方均为相互隔绝的空腔，上方为流量平衡单元内腔33，下方为入水导压腔34，膜片15的中部被压块28和挡块29分别从上、下方压紧，压块28向下依次穿过膜片15的中心孔和挡块29的中心孔，靠第二螺母30从下方压紧，从而把膜片15压紧。由于阀体导压孔27和下盖导压孔26的作用，该入水导压腔34内的压力是与阀门入水口的压力相等。膜片15是两侧压力比较的载体。膜片15下方为入水口压力P₁，膜片上方为流量平衡单元内腔33内的压力P₂。入水压力的改变会造成膜片的上下移动。在入水压力变化时，膜片15带动压块28向上或下运动，压块28推动弹簧座16动作，引起弹簧座16、小轴17、平衡塞22一起动作。

独特的一体化设计，使阀门动态流量平衡与流量调节融为一体，通过多回转下压阀锥关断结构实现流量调节；优化设计阀体及自动流量平衡部件结构，降低流阻和噪音，进一步实现节能环保功能；可配合电动执行器与手动手轮使用，适合各种不同使用环境，操作方便，样式美观。本实用新型具有流通能力大、控制准确方便、工作压差范围广、组装维护方便、寿命长、制造成本低的特点。可应用于中央空调水系统、城市管网水系统、石油、化工等行业，从根本上解决客户管网系统水利流量失调现象，满足流量控制的要求。

所述流量调节单元，工作时通过阀轴旋转，螺纹驱动压套下压，带动阀锥下行，与阀体内锥形斜坡环面流体通道不断接近，最终实现关断。由于阀锥曲面设计与阀体斜坡环面流体通道结合，可实现流量曲线的线性调节。

本例中，阀体可使用铸铁铸造而成，大口径满足大流量的使用条件，阀轴上部采用花键设计，通过安装相关组件后，可配合安装相应的手轮组件或电动执行器组件达到手动调节或电动调节的目的，以满足不同条件下的需求。

阀体内腔独特的圆锥形流道设计，使流体通道顺畅合理，可降低阀门在系统中的局部阻力，更加节能，另外由于流体通道的合理优化，使平衡功能在相对小膜片和小预紧力的情况下更易于实现，可有效降低振动和噪音，更加节能、环保。

工作过程中，异程管网变流量系统压力的变化是时刻存在的，本实用新型产品通过流量调节单元的作用，在系统压力升高时，通过阀体导压孔27和下盖导压孔26的作用，与阀体10进水口相连的膜片15的下部压力升高打破原来的平衡状态，膜片15带动压块28向上运动，压块28推动弹簧座16动作，引起弹簧座16、小轴17、平衡塞22一起向上运动，关小阀腔内出水口，减少阀体内腔出水面积，并增加阀体内腔的压力，向下压流量平衡单元，弹簧座16继而压压块28，带动膜片15向下运动，直至实现新的平衡状态，使流量维持不变。反之亦然，从而达到了流量自动平衡的目的，使流量恒定在标定的范围内，消除了系统压力波动对流量的影响。

与同类产品的区别及主要优点：

1、               该动态平衡阀通过优化阀门结构设计，巧妙地将调节功能与动态流量平衡功能设计成一体结构，使阀门开度一定时不因系统压力的变化而改变通过阀门的流量；

2、               通过优化设计和实验分析进一步优化平衡功能和工作性能，阻力系数很小，结构紧凑，具有更宽的工作压差范围和更精确的控制精度，流量精度在标称值的±5%以内；

3、               改流量调节部件采用多回转式阀锥调节，该结构扭矩小，动作可靠，可实现微量调节，可真正做到关断状态下的零泄漏。更加有利于节能环保。

上述仅对本实用新型中的具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.大口径可调节阀锥式阀前膜压动态平衡阀，其特征在于：

包括上盖、下盖、位于上盖和下盖之间、且与上盖及下盖紧固在一起的阀体、以及位于阀体内部、且与阀体同轴心的流量调节单元和位于流量调节单元下方的流量平衡单元；

所述阀体的中部为上宽下窄的斜坡环面流体通道，将阀体内腔分为上部的入流腔和下部的出流腔；

所述流量调节单元自上而下穿过上盖中心，且位于所述入流腔内；所述流量调节单元包括由上至下中心同心的阀轴、轴套、压套、阀锥；所述轴套与上盖固定密封连接；所述阀轴自上而下穿过轴套，所述压套外套于阀轴下部，通过梯形螺纹与阀轴的下部螺纹连接，所述阀锥和压套固定连接；所述压套通过阀轴旋转，在螺纹的驱动下在轴套内上下移动，并带动阀锥一起上下移动；

所述流量平衡单元位于所述出流腔内，且位于斜坡环面流体通道的正下方，下盖与阀体通过螺钉将其固定在出流腔内，下盖上的下盖导压孔与阀体上的阀体导压孔相通；

所述流量平衡单元自上而下包括中心同轴的平衡塞、平衡座、弹簧支架、弹簧、小轴、弹簧座、压块、膜片、挡块和第二螺母；

小轴位于流量平衡单元的中心，小轴的旋转轴与阀轴中心同轴，平衡塞从上方与小轴的顶部固定连接；

平衡座套设在平衡塞的外部，平衡座上部与平衡塞的外壁接触的内壁上开有凹槽，第一O型圈内嵌在该凹槽内，确保平衡座与平衡塞之间的密封；

平衡座的下部与阀体的内壁接触的外壁上开有凹槽，第二O型圈内嵌于该凹槽内，确保平衡座与阀体之间密封，平衡座被下盖从下方压紧固定在阀体腔内；

小轴外表面套设弹簧，弹簧座从下方与连接小轴固定连接，继而使平衡塞、连接小轴和弹簧座一起动作；

弹簧支架位于平衡座的内腔中，其垂直的外壁面从弹簧的上方与平衡塞的垂直的内壁面密接，使弹簧内嵌于弹簧支架与弹簧座之间；

下盖与阀体通过螺钉紧固在一起，并压紧膜片的外周缘，膜片的上方和下方均为空腔，上方为流量平衡组件内腔，下方为入水导压腔，膜片的中部被压块和挡块分别从上、下方压紧，压块向下依次穿过膜片的中心孔和挡块的中心孔，靠第二螺母从下方压紧，从而把膜片压紧在阀体腔内。

2.根据权利要求1所述的大口径可调节阀锥式阀前膜压动态平衡阀，其特征在于：轴套与上盖通过内六角螺钉与弹簧垫圈固定连接。

3.根据权利要求1所述的大口径可调节阀锥式阀前膜压动态平衡阀，其特征在于：阀锥和压套通过内六角螺钉、弹簧垫圈牢固连接。

4. 根据权利要求1所述的大口径可调节阀锥式阀前膜压动态平衡阀，其特征在于：平衡塞与连接小轴的上部螺纹连接固定。

5. 根据权利要求1所述的大口径可调节阀锥式阀前膜压动态平衡阀，其特征在于：下盖导压孔与阀体导压孔的联接部位装有缩口塞并安装O型圈密封。

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