一种动态平衡电动二通阀
技术领域
本实用新型涉及一种动态平衡电动二通阀,属于平衡阀技术领域。
背景技术
流体介质管路控制系统中,平衡阀应用较为普遍,如专利200520100689.1、专利200820137878分别公开了两种较为常见的平衡阀。专利200520100689.1所公开的阀门结构中,阀体整体为Y型,并设置高压测量咀和低压测量咀,通过压力调控流量;专利200820137878则设置了可变通径和固定通径的流量筒,通过可变通径、固定通径与平衡活塞的配合实现流量的控制。然而由于结构上的缺陷,上述两个专利所提供的阀门结构复杂,体积大,可靠性低。从而使整个产品的体积偏大,结构不够紧凑,也不利于产品的维修;虽然可以实现一定程度的流量调控,但当其工作压差范围选定后流量比较固定,产品选定后,流量就固定下来,不能根据管网系统的要求通过调整机构来完成流量范围的可调,产品的使用范围较窄。
基于此,做出本专利申请。
实用新型内容
为了克服现有平衡阀所存在的上述缺陷,本实用新型提供一种拆装方便、调节与关断一体、手动流量调节与关断一体的动态平衡电动二通阀。
为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案如下:
一种动态平衡电动二通阀,包括阀体、阀胆、阀瓣、阀盖、传动套、电动执行器和阀杆,所述的阀胆由上壳体、阀芯、弹簧和下壳体构成,上壳体、下壳体均为中空结构,阀芯为圆柱形套筒结构,其内设置用于过流的通孔,并在外壁上设置有侧通道,阀芯下端封闭,上端设置台阶面,该台阶面卡扣于下壳体下端,以实现阀芯与下壳体的滑动配合安装;弹簧安装于下壳体的内孔中,该弹簧的下端与台阶面接触连接,并为阀芯提供预紧力,上端则与上壳体接触连接;上壳体与下壳体紧固连接,上壳体上端设置内孔,内孔两侧设置圆弧凸台,圆弧凸台与阀瓣形成密封副;阀胆外壁形成台阶状结构的径向定位槽,对应的阀体内设置有纵向直槽和径向环槽,径向定位槽插入纵向直槽后,旋转入径向环槽,即实现阀胆与阀体的配合安装;阀瓣为半球形结构,其上端与阀杆紧固连接;阀杆的上端与传动套紧固连接;阀盖套装于阀杆和传动套外侧,且阀盖与传动套之间设置伸缩体,阀盖下端与阀体紧固连接;电动执行器通过顶杆与传动套连接。
进一步的,作为优选:
所述的上壳体外壁上设置凸台一、凸台二,下壳体外壁上设置凸台三、凸台四,凸台一、凸台二、凸台三、凸台四形成阀胆的径向定位槽。
所述的侧通道为曲面结构,其横截面由下而上逐渐增大。
所述的下壳体与阀芯之间套装有密封件一。
所述的阀杆为圆柱体结构,其中部设置有凸台五和凸台六;阀盖中部设置滑槽,凸台五、凸台六与滑槽配合,以实现阀杆与阀盖的配合安装。
所述的阀杆与阀瓣之间套装有密封件二。
所述的阀盖上部设置凹槽,传动套位于该凹槽内,且伸缩体位于传动套与阀盖之间的凹槽内。
所述的传动套两侧设置台阶孔,传动套上安装有调节螺丝,该调节螺丝下部设置支撑爪,支撑爪卡入台阶孔,即实现调节螺丝与传动套的连接。
所述的调节螺丝中部设置法兰台阶,该法兰台阶上方为环形槽,其内套装有弹性挡圈,防止调节螺丝轴向移动。
所述的阀盖上部为圆柱台阶,电动执行器通过该圆柱台阶与阀盖实现螺纹连接。
本实用新型的工作原理及有益效果如下:
下壳体、阀芯和弹簧构成自动阀芯组件,上壳体、阀瓣、阀杆和传动套和调节螺丝构成流量调节机构,电动执行器、顶杆和伸缩体构成电动调节机构,当介质从阀体右端的螺纹孔进入时,经过自动阀芯组件、流量调节结构、电动开关阀芯到达阀体的左端出口,产生了自动流量平衡区、流量调节功能区和电动开关功能区三段不同的功能区:
在自动流量平衡区,流体流过自动阀芯组件时有三种工作状态,当阀体前后压差小于正常工作压差时,水流不能克服弹簧的阻力,阀芯静止不动,此时阀芯侧面的整个侧通道位于阀体前流道(即阀体右端流道)内,此时,流过阀芯的过流面积最大,水流同时通过阀芯下端面的通孔与侧壁的侧通道,流向阀体的流量调节功能区;当阀体前后压差逐渐增大在正常工作压差范围时,水流克服弹簧的阻力推动滑动阀芯向上运动,此时弹簧被压缩,阀芯侧面的侧通道一部分位于流道内,另一部分位于弹簧所在的流道内,流过阀芯的过流面积逐渐减小,流量也发生相应的变化,所以在正常压差工作范围内,无论压力怎么变化,输出的流量保持不变;当阀体前后压差大于正常工作压差时,阀芯继续向上运动,阀芯侧面的侧通道完全处于弹簧所在的流道内,此时流过阀芯的过流面积最小,水流只能通过阀芯下端面的通孔流过,过流面积将会一直保持不变,流量随着压差的增大而增大。
在流量调节功能区,手动旋转调节螺丝,调节螺丝带动传动套旋转,力矩通过传动套上的内螺纹与阀杆上的外螺纹组成螺旋副,在旋转力矩的作用下进行调节,关断一体式阀芯形成上下运动,与上壳体一起完成流量等比例调节,从而完成流量的调节作用,调节螺丝的六边形台阶面的边缘处有一圆形小孔,用于与阀盖端面的上刻度一起配合起指示开度的作用。
在电动开关功能区,当控制面板给以电动执行器一个关闭信号时,电动执行器的推杆向下推动顶杆,顶杆克服伸缩体的预紧作用力带动传动套,调节,关断一体式阀芯向下完成关闭功能,反之当电动执行器获得一个打开信号时,顶杆向上运动,阀杆在伸缩体的作用力下,向上运动从而带动调节,关断一体式阀芯向上完成打开功能。
(1)自动阀芯组件与阀体组成快速拆装结构:
阀芯为一带台阶的圆柱套筒结构,其下端封闭,中间有一通孔起过流作用,外侧面则有两条特殊曲线形成侧通道,也起过流作用,侧通道的横截流通面的尺寸沿水流方向逐渐增大,呈逐渐放大的弧形面,套筒结构的外圆与下壳体内孔配合起滑动导向作用,圆柱套筒结构上设置台阶面与下壳体配合起限位作用,台阶面为一开口,与台阶面相接触的为弹簧,弹簧可以在下壳体内做压缩运动,与弹簧上端相接触的是上壳体,上壳体也为一圆柱套筒结构,上壳体与下壳体螺纹连接,并相配合起紧固作用,弹簧提供一定的预紧力给阀芯,上壳体外侧为六边形,起拧紧作用,上端面上有一内孔起保证介质的流通,内孔边缘上设有圆弧凸台,该圆弧凸台与阀瓣形成密封副,起调节流量及密封关断作用,上壳体的外侧形成凸台一和凸台二,下壳体外侧形成凸台三、凸台四,装配时,四个凸台插入阀体的四条纵向直槽内,然后旋转一定角度,使四个凸台与阀体内的径向环槽相配合,在密封件一压缩后的反作用力下,阀体与自动阀芯组件固定,密封件一也起密封作用。
(2)调节,关断一体式阀芯结构:
阀杆为一多台阶圆柱体结构,下端设有外螺纹,与螺纹相配的是阀瓣,阀瓣是半球体的抛物线回转体,与上壳体上的内孔相配合起等比例调节流量的作用,阀瓣中间的内螺纹与阀杆上端外螺纹配合,阀瓣上端有一字形凹槽,起拧紧作用,在阀杆与阀瓣之间装有矩形密封圈,该密封圈和阀瓣与上壳体上的圆弧凸台形成密封副,起关断作用;阀杆中部外圆柱面上有凸台五、凸台六两个凸台与阀盖下端面内孔的矩形滑槽相配合,起导向作用;阀杆上端设有外螺纹与传动套下端的内螺纹配合形成螺旋传动副,当传动套旋转时,阀杆可以在阀盖内上下运动,与上壳体一起完成流量等比例调节。
(3)手动流量调节与关断一体式结构及开度指示结构。
阀盖为多台阶圆柱体结构,中部有八边形台阶结构,台阶结构上部设有外螺纹与阀体的内螺纹相配合起紧固作用,该外螺纹与阀体之间装有O型圈起密封作用,阀盖下端有一带台阶的内孔,内孔中设的两条轴向矩形滑槽与阀杆上外侧的凸台五和凸台六相配合,起导向作用,阀杆为一多台阶圆柱体结构,上端设有外螺纹,与螺纹相配的是阀瓣,阀瓣是一抛物线回转体,与上壳体上的内孔相配合起等比例调节流量的作用,中间有内螺纹与阀杆端外螺纹配合,阀瓣下端有一字形凹槽,起拧紧作用,在阀杆与阀瓣之间装有密封件二,该密封件二与上壳体上的圆弧凸台形成密封副,起关断作用;阀杆上端设有外螺纹与传动套下端的内螺纹配合形成螺旋传动副,当传动套旋转时,阀杆可以在阀盖内上下运动,与上壳体一起完成流量等比例调节,阀盖上部为一圆柱台阶,外侧设有螺纹,该螺纹与电动执行器上端的内螺纹配合起紧固作用,阀盖上端面有一凹槽,凹槽的边缘上有刻度用于指示阀瓣的开度,凹槽内装有伸缩体,伸缩体上端面与传动套下端的台阶相配合,使调节,关断一体式阀芯在弹性力的作用下能够自动复位,凹槽中间还有一通孔,阀杆上端的螺纹从此通孔中穿过,传动套也为一圆柱套筒结构,其中部有一台阶与伸缩体的内孔相配合,下端端面上有内螺纹与阀杆上端的外螺纹相配合,形成螺旋传动副,传动套外侧中部有径向环槽,环槽中装有O形密封圈起密封作用;传动套上端外侧左右各有一半圆形的台阶孔,上端端面上有一内安装槽与顶杆下端的外圆台阶相配合;调节螺丝也为一圆柱体结构,下端面有一支撑爪,支撑爪与传动套上端外侧左右半圆形的台阶孔相配合,起传递扭矩的作用;调节螺丝中部有一法兰台阶,该台阶外圆的下端面与阀盖上端面的台阶内孔配合,台阶内孔上面有环形槽用于安装弹性挡圈,防止调节螺丝轴向移动,调节螺丝上部有一六边形台阶,使锁紧螺丝能够旋转,六边形台阶面的边缘处有一圆形小孔,用于与阀盖端面的上刻度一起配合起指示开度的作用,六边形台阶面有一通孔,与之配合的是顶杆,顶杆下端有一外圆柱台阶与传动套上端面的内孔相配合,台上是一法兰台阶,法兰台阶下端面与锁紧螺丝内孔上端面的台阶面配合。
将本实用新型应用于流体介质管路控制系统,管线流体介质的在管路系统中的压力波动时,本实用新型技术方案的事实有利于保持出口流量稳定,并起到流量调节及介质关断的作用。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图;
图2为本实用新型另一视角的立体结构示意图;
图3为图2中A-A方向剖视图;
图4为本实用新型中阀胆的结构示意图;
图5为本实用新型中阀盖的结构示意图;
图6为本实用新型中阀瓣与阀杆的局部结构示意图;
图7为本实用新型中传动套的结构示意图;
图8为本实用新型中调节螺丝的结构示意图。
图中标号:1.阀体;2.阀胆;2a.凸台一;2b.凸台二;2c.凸台三;2d.凸台四;21.上壳体;211.内孔;212.圆弧凸台;22.阀芯;221.侧通道;222.台阶面;23.弹簧;24.下壳体;25.密封圈一;3.阀瓣;31.密封圈二;4.阀盖;41.滑槽;42.凹槽;5.传动套;51.螺纹槽;52.装配槽;53.台阶孔;6.电动执行器;61.顶杆;7.阀杆;71.凸台五;72.凸台六;8.伸缩体;9.调节螺丝;91.法兰台阶;92.支撑爪;93.弹性挡圈。
具体实施方式
实施例1
本实施例一种动态平衡电动二通阀,结合图1和图2,包括阀体1、阀胆2、阀瓣3、阀盖4、传动套5、电动执行器6和阀杆7,结合图3,阀胆2由上壳体21、阀芯22、弹簧23和下壳体24构成,上壳体21、下壳体24均为中空结构,阀芯22为圆柱形套筒结构,其内设置用于过流的通孔,并在外壁上设置有侧通道221,阀芯22下端封闭,上端设置台阶面222,该台阶面222卡扣于下壳体21下端,以实现阀芯22与下壳体24的滑动配合安装;弹簧23安装于下壳体24的内孔中,该弹簧23的下端与台阶面222接触连接,并为阀芯22提供预紧力,上端则与上壳体21接触连接;上壳体21与下壳体24紧固连接,上壳体21上端设置内孔241,内孔211两侧设置圆弧凸台212,圆弧凸台212与阀瓣3形成密封副;阀胆2外壁形成台阶状结构的径向定位槽,对应的阀体1内设置有纵向直槽和径向环槽,径向定位槽插入纵向直槽后,旋转入径向环槽,即实现阀胆2与阀体1的配合安装;阀瓣3为半球形结构,其上端与阀杆7紧固连接;阀杆7的上端与传动套5紧固连接;阀盖4套装于阀杆7和传动套5外侧,且阀盖4与传动套5之间设置伸缩体8,阀盖4下端与阀体1紧固连接;电动执行器6通过顶杆61与传动套5连接。
具体到本实施例中,结合图4,上壳体21外壁上设置凸台一2a、凸台二2b,下壳体24外壁上设置凸台三2c、凸台四2d,凸台一2a、凸台二2b、凸台三2c、凸台四2d形成阀胆2的径向定位槽,凸台一2a、凸台二2b、凸台三2c、凸台四2d插入阀体1内设置的四条纵向直槽后,旋转入径向环槽,即实现阀胆2与阀体1的配合安装;侧通道221为曲面结构,其横截面由下而上(阀芯向阀瓣方向)逐渐增大;下壳体24与阀芯22之间套装有密封件一25,本实施例中,该密封件一25选用O型圈。
结合图5和图6,阀杆7为圆柱体结构,其中部设置有凸台五71和凸台六72;阀盖4中部设置滑槽42,凸台五71、凸台六72与滑槽42配合,以实现阀杆7与阀盖4的配合安装;阀杆7与阀瓣3之间套装有密封件二31,本实施例中,密封件二31选用矩形密封圈。
阀盖4上部设置凹槽41,传动套5位于该凹槽41内,且伸缩体8位于传动套5与阀盖4之间的凹槽41内。
结合图7,传动套5两侧设置台阶孔53,传动套5端面上设置装配槽52,下端面则设置螺纹槽51;传动套5的下端面通过螺纹槽51与阀杆7形成螺纹紧固连接,上端面通过装配槽52与顶杆61形成传动副;结合图8,调节螺丝9的下端面设置支撑爪92,支撑爪92卡入传动套5的台阶孔53,即实现调节螺丝9与传动套5的连接。
调节螺丝9中部设置法兰台阶91,该法兰台阶91上方为环形槽,其内套装有弹性挡圈93,防止调节螺丝9轴向移动。
阀盖4上部为圆柱台阶,电动执行器6通过该圆柱台阶与阀盖1实现螺纹连接。
本实施例中,下壳体24、阀芯22和弹簧23构成自动阀芯组件,上壳体21、阀瓣3、阀杆7和传动套5和调节螺丝9构成流量调节机构,电动执行器6、顶杆61和伸缩体8构成电动调节机构,当介质从阀体1右端的螺纹孔进入时,经过自动阀芯组件、流量调节结构、电动开关阀芯到达阀体1的左端出口,产生了自动流量平衡区、流量调节功能区和电动开关功能区三段不同的功能区:
在自动流量平衡区,流体流过自动阀芯组件时有三种工作状态,当阀体1前后压差小于正常工作压差时,水流不能克服弹簧的阻力,阀芯22静止不动,此时阀芯22侧面的整个侧通道221位于阀体1前流道(即图3中阀体1右端流道)内,此时,流过阀芯22的过流面积最大,水流同时通过阀芯22下端面的通孔与侧壁的侧通道221,流向阀体1的流量调节功能区;当阀体1前后压差逐渐增大在正常工作压差范围时,水流克服弹簧23的阻力推动阀芯22向上运动,此时弹簧23被压缩,阀芯22侧面的侧通道221一部分位于阀体1的流道内,另一部分位于弹簧23所在的流道内,流过阀芯22的过流面积逐渐减小,流量也发生相应的变化,所以在正常压差工作范围内,无论压力怎么变化,输出的流量保持不变;当阀体1前后压差大于正常工作压差时,阀芯22继续向上运动,阀芯22侧面的侧通道221完全处于弹簧23所在的流道内,此时流过阀芯22的过流面积最小,水流只能通过阀芯22下端面的通孔流过,过流面积将会一直保持不变,流量随着压差的增大而增大。
在流量调节功能区,手动旋转调节螺丝9,调节螺丝9带动传动套5旋转,力矩通过传动套5上的内螺纹与阀杆7上的外螺纹组成螺旋副,在旋转力矩的作用下进行调节,关断一体式阀芯形成上下运动,与上壳体21一起完成流量等比例调节,从而完成流量的调节作用,调节螺丝9的六边形台阶面的边缘处有一圆形小孔,用于与阀盖4端面的上刻度一起配合起指示开度的作用。
在电动开关功能区,当控制面板给以电动执行器6一个关闭信号时,电动执行器6的推杆向下推动顶杆61,顶杆61克服伸缩体8的预紧作用力带动传动套5,调节,关断一体式阀芯向下完成关闭功能,反之当电动执行器6获得一个打开信号时,顶杆61向上运动,阀杆7在伸缩体8的作用力下,向上运动从而带动调节,关断一体式阀芯向上完成打开功能。
本实施例中,阀芯22为一带台阶的圆柱套筒结构,其下端封闭,中间的通孔起过流作用,外侧面则有两条特殊曲线形成侧通道221,也起过流作用,侧通道221的横截流通面的尺寸沿水流方向逐渐增大,呈逐渐放大的弧形面,套筒结构的外圆与下壳体24内孔配合起滑动导向作用,圆柱套筒结构上设置台阶面222与下壳体24配合起限位作用,台阶面222为一开口,与台阶面222相接触的为弹簧23,弹簧23可以在下壳体24内做压缩运动,与弹簧23上端相接触的是上壳体21,上壳体21也为一圆柱套筒结构,上壳体21与下壳体24螺纹连接,并相配合起紧固作用,弹簧23提供一定的预紧力给阀芯22,上壳体21外侧为六边形,起拧紧作用,上端面上有一内孔起保证介质的流通,内孔边缘上设有圆弧凸台212,该圆弧凸台212与阀瓣3形成密封副,起调节流量及密封关断作用,上壳体21的外侧形成凸台一2a和凸台二2b,下壳体24外侧形成凸台三2c、凸台四2d,装配时,四个凸台插入阀体1的四条纵向直槽内,然后旋转一定角度,使四个凸台与阀体1内的径向环槽相配合,在密封件一25压缩后的反作用力下,阀体1与自动阀芯组件固定,密封件一25也起密封作用。
阀杆7为一多台阶圆柱体结构,下端设有外螺纹,与螺纹相配的是阀瓣3,阀瓣3是半球体的抛物线回转体,与上壳体21上的内孔211相配合起等比例调节流量的作用,阀瓣3中间的内螺纹与阀杆7上端外螺纹配合,阀瓣3上端有一字形凹槽,起拧紧作用,在阀杆7与阀瓣3之间装有矩形密封圈作为密封件二31,该密封件二31和阀瓣3与上壳体21上的圆弧凸台212形成密封副,起关断作用;阀杆7中部外圆柱面上有凸台五71、凸台六72两个凸台与阀盖4下端面内孔的矩形滑槽42相配合,滑槽42起导向作用,凸台六72可以在该滑槽42内滑动,而凸台五71则起到限位作用;阀杆7上端设有外螺纹与传动套5下端的内螺纹配合形成螺旋传动副,当传动套5旋转时,阀杆7可以在阀盖4内上下运动,与上壳体21一起完成流量等比例调节。
阀盖4为多台阶圆柱体结构,中部有八边形台阶结构,台阶结构上部设有外螺纹与阀体1的内螺纹相配合起紧固作用,该外螺纹与阀体1之间装有O型圈起密封作用,阀盖4下端有一带台阶的内孔,内孔中设的两条轴向矩形滑槽42与阀杆7上外侧的凸台五71和凸台六72相配合,起导向作用,阀杆7为一多台阶圆柱体结构,上端设有外螺纹,与螺纹相配的是阀瓣3,阀瓣3是一抛物线回转体,与上壳体21上的内孔相配合起等比例调节流量的作用,中间有内螺纹与阀杆7端外螺纹配合,阀瓣3下端有一字形凹槽,起拧紧作用,在阀杆7与阀瓣3之间装有密封件二31,该密封件二31与上壳体21上的圆弧凸台212形成密封副,起关断作用;阀杆7上端设有外螺纹与传动套5下端的内螺纹配合形成螺旋传动副,当传动套5旋转时,阀杆7可以在阀盖4内上下运动,与上壳体21一起完成流量等比例调节,阀盖4上部为一圆柱台阶,外侧设有螺纹,该螺纹与电动执行器6上端的内螺纹配合起紧固作用,阀盖4上端面有一凹槽41,凹槽41的边缘上有刻度用于指示阀瓣3的开度,凹槽41内装有伸缩体8,伸缩体8上端面与传动套5下端的台阶相配合,使调节,关断一体式阀芯在弹性力的作用下能够自动复位,凹槽41中间还有一通孔,阀杆7上端的螺纹从此通孔中穿过,传动套5也为一圆柱套筒结构,其中部有一台阶与伸缩体的内孔相配合,下端端面上有内螺纹与阀杆7上端的外螺纹相配合,形成螺旋传动副,传动套5外侧中部有径向环槽,环槽中装有O形密封圈起密封作用;传动套5上端外侧左右各有一半圆形的台阶孔53,上端端面上有一内安装槽52与顶杆61下端的外圆台阶相配合;调节螺丝9也为一圆柱体结构,下端面有一支撑爪92,支撑爪92与传动套5上端外侧左右半圆形的台阶孔53相配合,起传递扭矩的作用;调节螺丝9中部有一法兰台阶91,该法兰台阶91外圆的下端面与阀盖4上端面的台阶内孔配合,台阶内孔上面有环形槽用于安装弹性挡圈93,防止调节螺丝9轴向移动,调节螺丝9上部有一六边形台阶,使锁紧螺丝9能够旋转,六边形台阶面的边缘处有一圆形小孔,用于与阀盖4端面的上刻度一起配合起指示开度的作用,六边形台阶面有一通孔,与之配合的是顶杆61,顶杆61下端有一外圆柱台阶与传动套5上端面的内孔相配合,台上是一法兰台阶,法兰台阶下端面与锁紧螺丝9内孔上端面的台阶面配合。
将本实用新型应用于流体介质管路控制系统,管线流体介质的在管路系统中的压力波动时,本实用新型技术方案的事实有利于保持出口流量稳定,并起到流量调节及介质关断的作用。
将本实用新型应用于流体介质管路控制系统,管线流体介质的在管路系统中的压力波动时,本实用新型技术方案的事实有利于保持出口流量稳定,并起到流量调节及介质关断的作用。