CN209196273U - 一种套筒导向型调节阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种套筒导向型调节阀，其能解决传统套筒导向型调节阀对于高流速的可压缩性流体而言，其降压级数无法达到控制要求，噪音控制效果也远超标准值的技术问题。一种套筒导向型调节阀，其包括阀杆、阀芯、压圈、阀笼和阀座，其特征在于：阀笼包括内层套筒和外层套筒，外层套筒套设于内层套筒外并且同轴设置，内层套筒和外层套筒之间的环状间隙为导流腔，内层套筒开设有内流道孔，外层套筒开设有外流道孔，内流道孔和外流道孔与导流腔连通，内流道孔和外流道孔均以环形阵列的形式分布，第一定位件用于保证内层套筒和外层套筒之间的间隙固定，第二定位件用于保证内层套筒和压圈的同轴度，第三定位件用于保证内层套筒和阀座的同轴度，第四定位件用于保证内流道孔和外流道孔的相对位置固定。

Description

一种套筒导向型调节阀

技术领域

本实用新型涉及阀门领域，尤其涉及调节阀领域，具体涉及一种套筒导向型调节阀。

背景技术

套筒导向型调节阀具有流通能力强，调节性能稳定，使用寿命长等优点，在石油化工装置中被大量的采用。传统的套筒导向型调节阀，其阀笼有2种典型的结构，一种是多个窗口型的，通过调整阀芯与阀笼的相对位置，改变窗口的流通面积，从而达到调节介质压力和流速的目的，该类调节阀被广泛使用于流量较大的液态介质工况，具有较高的性价比。另一种是在窗口式的基础上，进一步对调节性能进行优化，在阀笼上设计许多小孔，当改变阀芯与阀笼的相对位置后，改变了能够通过介质的多孔数量，从而对流通能力进行调节，该类调节阀相对于窗口式阀笼来说，调节精度更高，降噪效果更好，一般用于较高精度的调节场合。但是对于高流速的可压缩性流体的高精度控制，还是存在一定的局限，其降压级数无法达到控制要求，噪音控制效果也远超标准值。

因此，提供一种适用于高流速的可压缩性流体的并具备高降压级数、低噪音的套筒导向型调节阀，是本行业亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种套筒导向型调节阀，其能解决传统套筒导向型调节阀对于高流速的可压缩性流体而言，其降压级数无法达到控制要求，噪音控制效果也远超标准值的技术问题。

其技术方案是这样的，一种套筒导向型调节阀，其包括阀杆、阀芯、压圈、阀笼和阀座，所述阀杆的下端固定有阀芯，所述阀芯滑动安装于所述阀笼内，所述阀笼通过压圈压装于所述阀座上，所述阀座开设有通孔，其特征在于：所述阀笼包括内层套筒和外层套筒，所述外层套筒套设于所述内层套筒外并且同轴设置，所述内层套筒和所述外层套筒之间的环状间隙为导流腔，所述内层套筒开设有内流道孔，所述外层套筒开设有外流道孔，所述内流道孔和所述外流道孔与所述导流腔连通，所述内流道孔和所述外流道孔均设置有N组并且以环形阵列的形式分布，N大于等于2，每组所述内流道孔和其相邻的一组所述外流道孔至少部分相对孔位呈非完全重合设置，所述调节阀还包括第一定位件、第二定位件、第三定位件和第四定位件，所述第一定位件用于保证所述内层套筒和所述外层套筒之间的间隙固定，所述第二定位件用于保证所述内层套筒和所述压圈的同轴度，所述第三定位件用于保证所述内层套筒和所述阀座的同轴度，所述第四定位件用于保证所述内流道孔和所述外流道孔的相对位置固定。

进一步的，所述第一定位件为环状的第一定位凸缘，一对所述第一定位凸缘分别设置于所述导流腔的顶端和底端，所述第一定位凸缘凸设于所述内层套筒的外侧，所述第一定位凸缘的外侧壁与所述外层套筒的内侧壁定位配合；

所述第二定位件为环状的第二定位凸缘，所述第二定位凸缘凸设于所述内层套筒的顶部，所述压圈的底部设有第一定位槽，所述第二定位凸缘与所述第一定位槽定位配合；

所述第三定位件为环状的第三定位凸缘，所述第三定位凸缘凸设于所述阀座的顶部，所述内层套筒的底部设有第二定位槽，所述第三定位凸缘与所述第二定位槽定位配合；

所述第四定位件为定位销，所述外层套筒设有外定位孔，所述内层套筒设有内定位孔，所述定位销分别与所述外定位孔、所述内定位孔定位配合。

更进一步的， 所述第二定位凸缘和所述定位槽之间设置有平衡密封环，所述平衡密封环包括密封圈和环形簧，所述密封圈的内侧壁与所述阀芯能够密封配合，所述密封圈设有与其同轴设置的安装腔，所述的环形簧安装于所述安装腔内。

进一步的，所述阀芯上开设有自上而下贯穿的均压孔，所述均压孔设有6个并围绕所述阀芯轴线呈环状分布。

进一步的，所述压圈的内侧凸设有环状的限位凸缘，所述限位凸缘用于限制所述阀芯的行程，所述阀芯的下端设有圆锥台形密封部，所述通孔的上端设有圆锥孔形密封配合部，所述圆锥台形密封部的锥角小于所述圆锥孔形密封配合部的锥角，所述圆锥台形密封部与所述圆锥孔形密封配合部为线密封。

进一步的，所述内流道孔和所述外流道孔均为半径为R的圆孔，每组所述内流道孔和每组所述外流道孔均设置有M列并且列间间距相等，M大于等于3，每列流道孔中的相邻流道孔的圆心间距为1.5倍R，其中底部流道孔与阀座距离最短的为第A列流道孔，所述第A列流道孔两侧的各列流道孔的底部流道孔的高度依次递增，所述第A-1列流道孔的底部流道孔与所述第A列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距为R，所述所述第A+1列流道孔的底部流道孔与所述第A列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距、所述所述第A+1+B列流道孔的底部流道孔与所述第A+B列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距、所述所述第A-1-B列流道孔的底部流道孔与所述第A-B列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距均为2倍R，A+B小于M，A-B大于等于1，B大于等于1。

本实用新型的阀笼为双层套筒结构，每组内流道孔和其相邻的一组外流道孔至少部分相对孔位呈非完全重合设置，形成流阻，提高降压级数，降低流速，相应降低噪音；内层套筒和外层套筒定位配合，使得两者之间的间隙以及内、外流道孔的位置相对固定，确保实际流通能力与理论流通能力吻合，实际降压级数达到控制要求，实际噪音控制效果低于标准值；内套筒与压圈、阀座定位配合，能够保证内层套筒与阀座密封面的同心度，即确保圆锥台形密封部与圆锥孔形密封配合部的同心度，从而保证阀门的密封性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A处局部放大后的结构示意图。

图3为本实用新型的内流道孔和外流道孔以环形阵列的形式分布的结构示意图，其中内侧的短线为内流道孔的轴线，外侧的短线为外流道孔的轴线，中心的60度等分线对应每组内、外流道孔，外侧的箭头对应每组的第一列流道孔。

图4为本实用新型的内流道孔和外流道孔分布的局部结构示意图，其中内、外流道孔和导流腔内箭头代表流体走向。

图5为本实用新型的其中一组内流道孔呈展开状态的结构示意图。

附图标记：1-阀杆；2-阀芯；3-压圈；4-内层套筒；5-外层套筒；6-内流道孔；7-外流道孔；8a、8b-第一定位凸缘；9-第二定位凸缘；10-第一定位槽；11-第三定位凸缘；12-第二定位槽；13-定位销；14-密封圈；15-环形簧；16-均压孔；17-导流腔；18-内流道孔的轴线；19-外流道孔的轴线；a1~a15-第一列流道孔~第十五列流道孔。

具体实施方式

如图1~图5所示，一种套筒导向型调节阀，其包括阀杆1、阀芯2、压圈3、阀笼和阀座，阀杆1的下端固定有阀芯2，阀芯2滑动安装于阀笼内，阀笼通过压圈3压装于阀座上，阀座开设有通孔，阀笼包括内层套筒4和外层套筒5，外层套筒5套设于内层套筒4外并且同轴设置，内层套筒4和外层套筒5之间的环状间隙为导流腔17，内层套筒4开设有内流道孔6，外层套筒5开设有外流道孔7，内流道孔6和外流道孔7与导流腔17连通，内流道孔6和外流道孔7均设置有N组并且以环形阵列的形式分布，该实施例中，N等于6，每组内流道孔6和其相邻的一组外流道孔7至少部分相对内、外流道孔孔位呈非完全重合设置，调节阀还包括第一定位件、第二定位件、第三定位件和第四定位件，第一定位件用于保证内层套筒4和外层套筒5之间的间隙固定，第二定位件用于保证内层套筒4和压圈3的同轴度，第三定位件用于保证内层套筒4和阀座的同轴度，第四定位件用于保证内流道孔6和外流道孔7的相对位置固定，具体的，第一定位件为环状的第一定位凸缘8a、8b，一对第一定位凸缘8a、8b分别设置于导流腔17的顶端和底端，第一定位凸缘8a、8b凸设于内层套筒4的外侧，第一定位凸缘8a、8b的外侧壁与外层套筒5的内侧壁定位配合；第二定位件为环状的第二定位凸缘9，第二定位凸缘9凸设于内层套筒4的顶部，压圈3的底部设有第一定位槽10，第二定位凸缘9与第一定位槽10定位配合；

第三定位件为环状的第三定位凸缘11，第三定位凸缘11凸设于阀座的顶部，内层套筒4的底部设有第二定位槽12，第三定位凸缘11与第二定位槽12定位配合；第四定位件为定位销13，外层套筒5设有外定位孔，内层套筒4设有内定位孔，定位销13分别与外定位孔、内定位孔定位配合。

阀芯2上开设有自上而下贯穿的均压孔16，均压孔16设有6个并围绕阀芯2轴线呈环状分布。通过均压孔的设置，能够实现阀芯上下的介质压力均衡,从而减小动作阀芯需要的执行机构推力。

第二定位凸缘9和定位槽之间设置有平衡密封环，平衡密封环包括密封圈14和环形簧15，密封圈14的内侧壁与阀芯2能够密封配合，密封圈14设有与其同轴设置的安装腔，的环形簧15安装于安装腔内。压圈3的内侧凸设有环状的限位凸缘，限位凸缘用于限制阀芯2的行程，阀芯2的下端设有圆锥台形密封部，通孔的上端设有圆锥孔形密封配合部，圆锥台形密封部的锥角小于圆锥孔形密封配合部的锥角，圆锥台形密封部与圆锥孔形密封配合部为线密封。由于调节阀的阀芯与阀座之间的密封要求相对较低，通过圆锥台形密封部与圆锥孔形密封配合部之间的线密封已经能够满足密封要求，相对于面面密封，加工精度要求低，成本低。

每组内流道孔6和每组外流道孔7均设有15列流道孔并且列间间距相等，分别为第一列流道孔a1~第十五列流道孔a15，可参考图3和图5，位于第一列的内、外流道孔完全重合，其余各列流道孔均为部分重合并且轴线夹角为1度，内流道孔6和外流道孔7均为半径为R的圆孔，每列流道孔中的相邻流道孔的圆心间距为1.5倍R，其中底部流道孔与阀座距离最短的为第A列流道孔，A等于9，第A列圆孔两侧的各列圆孔的底部圆孔的高度依次递增，第A-1列流道孔的底部流道孔与第A列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距为R，第A+1列流道孔的底部流道孔与第A列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距、第A+1+B列流道孔的底部流道孔与第A+B列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距、第A-1-B列流道孔的底部流道孔与第A-B列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距均为2倍R，A+B小于M， B小于等于5并且B大于等于1。由于流道孔为圆形，当阀芯的下端面经过流道孔的下半圆时，单位距离内阀门开度的变化较大，若阀芯的下端面单独经过流道孔的上半圆时，单位距离内阀门开度的变化较小，相应地导致实际等百分比固有流量特征曲线与理论的等百分比流量特征曲线拟合度差，本实用新型通过对各组内流道孔、外流道孔分布的设置，具体是每列相邻流道孔之间以及各位于第A列流道孔（即零位流道孔）两侧的各列流道孔的底部流道孔的起始位置的设置，使得阀门在竖向调节时，经过某一个或某几个流道孔的上半圆时，同时经过位于同一纵向高度的某一个或某几个流道孔的下半圆，进而对单位距离内阀门开度的变化较小的情况进行修正、提高，进而使得实际等百分比固有流量特征曲线与理论的等百分比流量特征曲线拟合度更高。

Claims (6)

1.一种套筒导向型调节阀，其包括阀杆、阀芯、压圈、阀笼和阀座，所述阀杆的下端固定有阀芯，所述阀芯滑动安装于所述阀笼内，所述阀笼通过压圈压装于所述阀座上，所述阀座开设有通孔，其特征在于：所述阀笼包括内层套筒和外层套筒，所述外层套筒套设于所述内层套筒外并且同轴设置，所述内层套筒和所述外层套筒之间的环状间隙为导流腔，所述内层套筒开设有内流道孔，所述外层套筒开设有外流道孔，所述内流道孔和所述外流道孔与所述导流腔连通，所述内流道孔和所述外流道孔均设置有N组并且以环形阵列的形式分布，N大于等于2，每组所述内流道孔和其相邻的一组所述外流道孔至少部分相对孔位呈非完全重合设置，所述调节阀还包括第一定位件、第二定位件、第三定位件和第四定位件，所述第一定位件用于保证所述内层套筒和所述外层套筒之间的间隙固定，所述第二定位件用于保证所述内层套筒和所述压圈的同轴度，所述第三定位件用于保证所述内层套筒和所述阀座的同轴度，所述第四定位件用于保证所述内流道孔和所述外流道孔的相对位置固定。

2.根据权利要求1所述的一种套筒导向型调节阀，其特征在于：所述第一定位件为环状的第一定位凸缘，一对所述第一定位凸缘分别设置于所述导流腔的顶端和底端，所述第一定位凸缘凸设于所述内层套筒的外侧，所述第一定位凸缘的外侧壁与所述外层套筒的内侧壁定位配合；

所述第二定位件为环状的第二定位凸缘，所述第二定位凸缘凸设于所述内层套筒的顶部，所述压圈的底部设有第一定位槽，所述第二定位凸缘与所述第一定位槽定位配合；

所述第三定位件为环状的第三定位凸缘，所述第三定位凸缘凸设于所述阀座的顶部，所述内层套筒的底部设有第二定位槽，所述第三定位凸缘与所述第二定位槽定位配合；

所述第四定位件为定位销，所述外层套筒设有外定位孔，所述内层套筒设有内定位孔，所述定位销分别与所述外定位孔、所述内定位孔定位配合。

3.根据权利要求2所述的一种套筒导向型调节阀，其特征在于：所述第二定位凸缘和所述定位槽之间设置有平衡密封环，所述平衡密封环包括密封圈和环形簧，所述密封圈的内侧壁与所述阀芯能够密封配合，所述密封圈设有与其同轴设置的安装腔，所述的环形簧安装于所述安装腔内。

4.根据权利要求1所述的一种套筒导向型调节阀，其特征在于：所述阀芯上开设有自上而下贯穿的均压孔，所述均压孔设有6个并围绕所述阀芯轴线呈环状分布。

5.根据权利要求1所述的一种套筒导向型调节阀，其特征在于：所述压圈的内侧凸设有环状的限位凸缘，所述限位凸缘用于限制所述阀芯的行程，所述阀芯的下端设有圆锥台形密封部，所述通孔的上端设有圆锥孔形密封配合部，所述圆锥台形密封部的锥角小于所述圆锥孔形密封配合部的锥角，所述圆锥台形密封部与所述圆锥孔形密封配合部为线密封。

6.根据权利要求1所述的一种套筒导向型调节阀，其特征在于：所述内流道孔和所述外流道孔均为半径为R的圆孔，每组所述内流道孔和每组所述外流道孔均设置有M列并且列间间距相等，M大于等于3，每列流道孔中的相邻流道孔的圆心间距为1.5倍R，其中底部流道孔与阀座距离最短的为第A列流道孔，所述第A列流道孔两侧的各列流道孔的底部流道孔的高度依次递增，所述第A-1列流道孔的底部流道孔与所述第A列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距为R，所述第A+1列流道孔的底部流道孔与所述第A列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距、所述第A+1+B列流道孔的底部流道孔与所述第A+B列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距、所述第A-1-B列流道孔的底部流道孔与所述第A-B列流道孔的底部流道孔的竖向圆心间距均为2倍R，A+B小于M，A-B大于等于1，B大于等于1。