CN202349362U - 一种远程电控自力式调压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种远程电控自力式调压阀，包括切断阀，所述切断阀包括切断阀阀体、切断阀阀芯，所述切断阀阀芯上部连接有切断阀阀杆，所述远程电控自力式调压阀还包括电气比例阀、和用于放大所述电气比例阀输出压力的气动比例阀、和用于控制所述切断阀阀芯上下移动实现调压功能的气动执行机构；所述电气比例阀与所述气动比例阀连接，所述气动比例阀与所述气动执行机构连接，所述气动执行机构与所述切断阀连接。本实用新型通过气动比例阀放大电气比例阀的输出压力实现了对压力大于或等于1Mpa的液体的控制；通过对电气比例阀的远程电控，使得远程电控自力式调压阀可与工业计算机组成自动控制系统，拓宽该类阀门的应用范围。

Description

一种远程电控自力式调压阀

技术领域

本实用新型涉及一种自力式调压装置，尤其涉及一种适用于工作压力大于1MPa的远程电控自力式调压阀。

背景技术

目前，在市场上的气动自力式调压阀的工作压力都小于1MPa，而且没有远程电控的功能，不能实现计算机自动控制，导致其在流体控制领域的使用中受到限制。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种远程电控自力式调压阀：

一种远程电控自力式调压阀，包括切断阀，所述切断阀包括切断阀阀体、切断阀阀芯，所述切断阀阀芯上部连接有切断阀阀杆，所述远程电控自力式调压阀还包括用于接受远程电控信号并根据信号变化而相应调整输出压力的电气比例阀、和用于放大所述电气比例阀输出压力的气动比例阀、和用于控制所述切断阀阀芯上下移动实现调压功能的气动执行机构；

所述电气比例阀与所述气动比例阀连接，所述气动比例阀与所述气动执行机构连接，所述气动执行机构与所述切断阀连接。

优选的，所述远程电控自力式调压阀还包括电控信号发生装置，所述电控信号发生装置通过信号线缆与所述电气比例阀连接。

优选的，所述的气动比例阀包括阀体、阀芯、控制腔、高压供气口、排气口、反馈腔、端盖、输出口、弹簧；所述排气口与所述反馈腔相通；

所述阀体上部设有所述高压供气口和所述排气口，所述阀体下部设有所述输出口，所述阀体左侧固定安装所述端盖；

所述阀芯安装于所述阀体内，所述阀芯在所述阀体内可左右移动，所述阀芯左端截面面积大于右端截面面积，所述阀芯左端与所述端盖间设有所述控制腔，所述阀芯右端与所述阀体右端内壁间设有所述反馈腔，所述反馈腔内安装有弹簧，所述弹簧一端与所述阀芯右端连接所述弹簧的另一端与所述阀体右端内壁连接，常态时所述弹簧迫使所述阀芯处于左极限位置，所述阀芯上有两道周向凹槽；

所述阀芯处于左极限位置时所述输出口与所述排气口相通；所述阀芯处于右侧位置时所述高压供气口与输出口连通。

优选的，所述的气动执行机构包括壳体，所述壳体内部包括上腔、下腔、活塞腔、活塞，所述上腔连接下游反馈口，所述下腔连接控制气源口，所述活塞腔连接上游压力口；所述上腔、所述活塞腔、所述下腔之间由膜片分隔开；所述活塞下端连接活塞杆，所述活塞杆与所述阀杆连接。

优选的，所述远程电控自力式调压阀是用于控制、调整压力大于或等于1Mpa的气体的远程电控自力式调压阀。

本实用新型的有益效果是：

1.通过气动比例阀放大电气比例阀的输出压力实现了本实用新型远程电控自力式调压阀在工作压力大于或等于1Mpa的环境中仍可以正常工作；

2.实现了自力式调压阀远程电控功能，便于远程电控自力式调压阀与工业计算机组成自动控制系统，拓宽该类阀门的应用范围。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是气动比例阀的结构示意图；

图4是气动执行机构原理图；

图中标号说明：

1.信号气源输入端；2.电气比例阀；3.气动比例阀；4.切断阀阀体(内有阀芯)；5.阀杆；6.活塞杆；7.下腔；8.气动执行机构；9.上腔；10.下游反馈口；11.上游压力口；12.活塞腔；13.活塞；14.控制气源口；15.管道内的气体流动方向；16.控制腔；17.高压供气口；18.排气口；19.反馈腔；20.弹簧；21.输出口；22.阀芯；23.阀体；24.端盖；25.控制气源输入口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

一种远程电控自力式调压阀，包括切断阀，所述切断阀包括切断阀阀体4、切断阀阀芯，所述切断阀阀芯上部连接有切断阀阀杆5，所述远程电控自力式调压阀还包括用于接受远程电控信号并根据信号变化而相应调整输出压力的电气比例阀2、和用于放大所述电气比例阀2输出压力的气动比例阀3、和用于控制所述切断阀阀芯上下移动实现调压功能的气动执行机构8；所述电气比例阀2与所述气动比例阀3连接，所述气动比例阀3与所述气动执行机构8连接，所述气动执行机构8与所述切断阀连接；所述远程电控自力式调压阀还包括电控信号发生装置，所述电控信号发生装置通过信号线缆与所述电气比例阀2连接，用于向所述电气比例阀发送电控信号以便对电气比例阀进行控制。

所述的气动比例阀3包括阀体23、阀芯22、控制腔16、高压供气口17、排气口18、反馈腔19、端盖24、输出口21、弹簧20；所述排气口18与所述反馈腔19相通；所述阀体23上部设有所述高压供气口17和所述排气口18，所述阀体23下部设有所述输出口21，所述阀体23左侧固定安装所述端盖24；所述阀芯22安装于所述阀体23内，所述阀芯22在所述阀体23内可左右移动，所述阀芯22左端截面面积大于右端截面面积，所述阀芯22左端与所述端盖24间设有所述控制腔16，所述阀芯22右端与所述阀体23右端内壁间设有所述反馈腔19，所述反馈腔19内安装有弹簧20，所述弹簧20一端与所述阀芯22右端连接所述弹簧20的另一端与所述阀体23右端内壁连接，常态时所述弹簧20迫使所述阀芯22处于左极限位置，所述阀芯22上有两道周向凹槽；所述阀芯22处于左极限位置时所述输出口21与所述排气口18相通；所述阀芯22处于右侧位置时所述高压供气口17与输出口21连通。所述的气动执行机构8包括壳体，所述壳体内部包括上腔9、下腔7、活塞腔12、活塞13，所述上腔9连接下游反馈口10，所述下腔7连接控制气源口14，所述活塞腔12连接上游压力口11；所述上腔9、所述活塞腔12、所述下腔7之间由膜片分隔开；所述活塞13下端连接活塞杆6，所述活塞杆6与所述阀杆5连接。

所述远程电控自力式调压阀是用于控制、调整压力大于或等于1Mpa的气体的远程电控自力式调压阀。

本实用新型的远程电控自力式调压阀：选用市场上常见的切断阀阀体(含阀芯)，加上电气比例阀、全新设计的气动比例阀和气动执行机构。电气比例阀的输出压力小于1MPa，不能用于直接驱动气动执行机构，需要经过气动比例阀放大压力后再驱动气动执行机构，从而控制切断阀上的切断阀阀芯上下移动，实现调压功能(压力大于1MPa)。电气比例阀可以接收标准信号(0-5VDC)，其输出压力与输入信号成等比例变化，可以方便的实现远程电控。以此实现整套自力式调压阀的远程电控功能。

下面详细介绍一下本实用新型的工作原理：

如图2所示，将切断阀阀体(含切断阀阀芯)、电气比例阀、气动比例阀、气动执行机构的各个接口连接起来，给电气比例阀输入电压信号(0-5VDC)即可控制阀后的压力。

气动比例阀工作原理：如图3所示。气动比例阀主要由阀体和阀芯等零部件组成。该气动比例阀根据功能分为控制腔、反馈腔、高压供气口、输出口等。

初始时：控制气源输入口输入的控制气源压力P₀为0，由于反馈腔中的弹簧作用，阀芯位于左极限位置，此时输出口与排气口相通，即输出口的压力P₂也为0；控制气源压力P₀逐渐增大，其产生的作用力F₀(F₀＝P₀A₀，A₀为控制腔的有效截面积)大于弹簧的预压力F_S时(F_S＝KX₀，K为弹簧的刚度，X₀为弹簧预压缩量)，阀芯开始向右移动；增大控制气源压力P₀，当作用力F₀与弹簧的作用力F_S(F_S＝K(X₀+X₁)，X₁为阀芯处于零位时弹簧的位移量)相同时，此时阀处于零位工作状态；随着控制气源压力P₀的增加，阀芯向右移动，此时高压供气口与输出口联通，输出口压力P₂逐渐增大，由于输出口与反馈腔相通所以反馈腔压力也增大，当反馈腔对阀芯产生的作用力F₂与弹簧作用力F_S之和大于F₀时，阀芯向左移动；当阀芯移动到零位时，高压供气口与输出口封闭，输出口压力保持稳定。此时，P₀A₀＝P₂A₂+KX₀(A2为反馈腔的有效截面积)。对于同一个气动比例阀，A₀、A₂、K、X₀都是固定值，因此，输出口压力P₂与控制气源压力P₀成线性比例关系。由于A₀＞A₂，输出口压力P₂可以等比例的放大控制气源压力P₀，实现气动比例阀的中继放大作用。

气动执行机构工作原理：如图4所示。执行机构主要分为三个腔室：上腔，下腔，活塞腔。上腔连接下游反馈口，下腔连接控制气源，活塞腔连接上游压力口。上腔和活塞腔与下腔之间由膜片分隔开。

当上游有压力时，活塞腔也有压力F₁(F₁＝πp₁r₁ ²，p₁为活塞腔压力，r₁为活塞腔半径)，若下腔未通入控制气源，则F₂＝0(F2＝πp₂r₂ ²，p₂为下腔压力，r₂为下腔半径，r₂＞＞r₁)，活塞向下运动，带动膜片、切断阀阀杆及切断阀阀芯也向下运动，使切断阀处于关闭状态。当下腔通入控制气源，膜片下方的力大于其上方的力时，膜片受力向上运动，同时带动切断阀阀杆、切断阀阀芯向上运动，此时切断阀处于打开位置，气流通过下游反馈口进入上腔，使膜片上方受力增加。当下腔受力F₂＞F₁+F₃(F₃为上腔受力，F₃＝p₁A，A为下腔面积减去活塞面积)，则膜片带动切断阀阀杆、切断阀阀芯向上运动；下腔受力F₂＝F₁+F₃时，膜片、切断阀阀芯保持不动，切断阀静止；当下腔受力F₂＜F₁+F₃，膜片带动切断阀阀杆、切断阀阀芯向下运动。

当切断阀达到平衡时，切断阀阀芯位置保持不动，可以稳定的保持阀后压力。若上游压力减小，则F₁+F₃变小，气动执行机构带动切断阀阀芯向上运动，切断阀开度变大，保证下游压力的稳定；若上游压力增大，则F₁+F₃变大，气动执行机构带动切断阀阀杆同时带动切断阀阀芯向下运动，切断阀开度变小，保证下游压力的稳定。

以上通过具体的、优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种远程电控自力式调压阀，包括切断阀，所述切断阀包括切断阀阀体、切断阀阀芯，所述切断阀阀芯上部连接有切断阀阀杆，其特征在于所述远程电控自力式调压阀还包括用于接受电控信号并根据信号变化而相应调整输出压力的电气比例阀、用于放大所述电气比例阀输出压力的气动比例阀、用于控制所述切断阀阀芯上下移动实现调压功能的气动执行机构；

所述电气比例阀与所述气动比例阀连接，所述气动比例阀与所述气动执行机构连接，所述气动执行机构与所述切断阀连接。

2.根据权利要求1所述的远程电控自力式调压阀，其特征在于所述远程电控自力式调压阀还包括电控信号发生装置，所述电控信号发生装置通过信号线缆与所述电气比例阀连接。

3.根据权利要求1所述的远程电控自力式调压阀，其特征在于所述的气动比例阀包括阀体、阀芯、控制腔、高压供气口、排气口、反馈腔、端盖、输出口、弹簧；所述排气口与所述反馈腔相通；

所述阀体上部设有所述高压供气口和所述排气口，所述阀体下部设有所述输出口，所述阀体左侧固定安装所述端盖；

所述阀芯安装于所述阀体内，所述阀芯在所述阀体内可左右移动，所述阀芯左端截面面积大于右端截面面积，所述阀芯左端与所述端盖间设有所述控制腔，所述阀芯右端与所述阀体右端内壁间设有所述反馈腔，所述反馈腔内安装有弹簧，所述弹簧一端与所述阀芯右端连接所述弹簧的另一端与所述阀体右端内壁连接，常态时所述弹簧迫使所述阀芯处于左极限位置，所述阀芯上有两道周向凹槽；

所述阀芯处于左极限位置时所述输出口与所述排气口相通；所述阀芯处于右侧位置时所述高压供气口与输出口连通。

4.根据权利要求1所述的远程电控自力式调压阀，其特征在于所述的气动执行机构包括壳体，所述壳体内部包括上腔、下腔、活塞腔、活塞，所述上腔连接下游反馈口，所述下腔连接控制气源口，所述活塞腔连接上游压力口；所述上腔、所述活塞腔、所述下腔之间由膜片分隔开；所述活塞下端连接活塞杆，所述活塞杆与所述阀杆连接。

5.根据权利要求1所述的远程电控自力式调压阀，其特征在于所述远程电控自力式调压阀是用于控制、调整压力大于或等于1Mpa的气体的远程电控自力式调压阀。

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