CN210290884U

CN210290884U - 一种定流量阀

Info

Publication number: CN210290884U
Application number: CN201920989155.0U
Authority: CN
Inventors: 柴为民; 陈永新; 柴璐; 张雪根
Original assignee: Hangzhou Chunjiang Valve Co ltd
Current assignee: Hangzhou Chunjiang Valve Co ltd
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2029-06-27

Abstract

本实用新型公开了一种定流量阀，包括调节阀和定差减压阀，调节阀包括手轮、阀套、阀杆、阀瓣及阀口等，定差减压阀包括导向套、滑阀、膜片、弹簧及阀口，两者设置在由阀体与阀盖组成的内腔中，中心线与阀体上孔的中心线一致，定差减压阀设置在调节阀之后，当介质流通时，如果进水腔或出水腔的压力发生波动，由于定差减压阀对调节阀出口端的压力进行补偿，因此能保证调节阀两端的压差不变，从而保证通过的流量不变或在一定的高差范围内，即使安装在建筑物不同的楼层，也能保证通过的流量基本不变。

Description

一种定流量阀

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，具体涉及一种定流量阀。

背景技术

在输送液体介质的管道系统中，通常采用诸如球阀或蝶阀等普通调节阀调节流量，但单独使用这类调节阀有一个缺点，即当进口或出口的压力发生波动时，由于造成调节阀两端的压差发生变化，致使通过调节阀的流量发生变化，这在某些场合是不希望出现的，例如在空调系统中，当通过调节阀的热水量或冷却剂发生变化时，会造成被控环境的温度发生变化，使人感觉不舒服或浪费能源。本专利就是为了解决普通调节阀上述技术上的不足而设计的，其创造性是，在普通调节阀后串联一只定差减压阀，当调节阀的进口或出口压力发生波动时，由于定差减压阀的压力补偿作用，因此能保证调节阀两端的压差不变，从而保证通过的流量不变，或者在一定的高差范围内，即使安装在建筑物不同的楼层，也能保证通过的流量不变。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的输送液体的管道系统中，当调节阀进口或出口的压力发生波动时，通过调节阀的流量容易发生变化的问题，提供一种定流量阀，能自动稳定调节阀两端的压差，从而使通过调节阀的流量基本上保持不变。

本实用新型为解决上述技术问题采用的具体技术方案是，一种定流量阀，包括调节阀和定差减压阀，二者设置在由阀体和阀盖组成的内腔中，中心线与阀体上孔的垂直中心线一致，定差减压阀设置在调节阀之后；调节阀包括手轮、阀套、阀杆和阀瓣等，阀瓣下端的锥面和阀体水平隔墙上阀孔上方的锥孔形成调节阀的阀口；定差减压阀包括导向套、滑阀、膜片和弹簧等，滑阀带有锯齿槽的下端面和阀体上孔的底面形成定差减压阀的阀口，阀套、导向套、滑阀、弹簧组成定差减压阀的调压装置。本实用新型包括一个调节阀及一个定差减压阀，通过手轮转动阀杆可以改变阀瓣的位置，从而实现流量调节或关闭的功能；而定差减压阀能够根据膜片两侧的压差变化，通过滑阀的上下运动，自动调节定差减压阀的阀口开度，从而对调节阀出口端的压力进行补偿，因此能保证调节阀两端的压差保持不变，从而保证通过的流量不变。

作为优选，阀体是一个三通阀体，上端和二侧设有法兰，进水孔和出水孔在同一水平轴线上，与上孔的垂直中心线垂直相交；阀体的中部有一水平隔墙和侧墙，将阀体的内腔分隔成上下二腔，二腔由水平隔墙上的阀孔连通；阀盖的上部是一阶梯形圆筒，圆筒直径上小下大，上孔下方有一内凸台，内凸台的内孔中设有螺孔，阀盖下部是一法兰；通过紧固件将阀体、导向套和阀盖连成一体。进水孔通过水平隔墙上的阀孔与上孔连通，通过侧墙与出水孔隔离；上孔内设置导向套及滑阀等，上孔的一侧与出水孔连通。

作为优选，导向套的法兰被压紧在阀盖的下法兰和阀体的上法兰之间，其上部是一法兰，下部是一圆筒，法兰的上平面上加工有设置膜片外缘的沟槽，筒体上方的根部有一凸肩，凸肩的外径与阀体的上孔滑配。

作为优选，阀套是一个偏细长的圆筒，上端设有外六角的凸台，上孔径比下孔径略小，二孔径间有内凸环，内凸环的内孔中加工有螺纹；外径的中段与阀盖的上孔滑配，上段加工有螺纹，并旋合有并紧螺母二，螺纹的内径大于上端凸台外六角的最大外径；下段外径略小并加工有螺纹，与阀盖上孔下方的螺孔旋合；下筒体下方的筒壁上设有若干个通孔。通孔作为阀体进水腔与膜片上腔连通的水流通道。

作为优选，滑阀的中心是一个阶梯形的小轴，小轴上方的小径上加工有螺纹；小轴下方是一个向下开口的、有顶板的圆筒，圆筒的外径与导向套的内孔动配，若干条锯齿槽均布在圆筒下端的筒壁上，圆筒外周面的各锯齿的齿背上加工有纵向槽，纵向槽作为阀体出水腔与膜片下腔连通的水流通道。

作为优选，膜片是柔性的，其内圈由压紧螺母压紧在压板和滑阀中心小轴的轴肩之间，外圈外缘的加厚圈由紧固件压紧在阀盖的下平面和导向套上平面的沟槽之间。膜片根据膜片上腔和膜片下腔的压差，带动滑阀向上或向下运动，相应调节定差减压阀的阀口开度大小。

作为优选，弹簧设置在滑阀顶板的下平面与阀体上孔底面的凹坑之间。

作为优选，阀杆中上段的圆柱与阀套的上孔动配；中段的螺杆与阀套上孔下方内凸环内孔中的螺纹旋合；下段的圆柱与滑阀小轴上的内孔动配；下段圆柱的中央和阀瓣底板的中央设有中心孔，中心孔顶端的管壁上设有二个与中心孔连通的径向孔；上段的螺纹上旋合有并紧螺母一，上端的方口上套有手轮，顶端的螺杆上旋合有固定螺母。中心孔和径向孔作为阀体进水腔与膜片上腔连通的水流通道。

作为优选，阀体进水腔的压力水通过阀杆下段圆柱中央的中心孔及径向孔和通孔进入膜片的上腔，因此膜片上腔的水压等于进水压力；阀体出水腔通过滑阀下端圆筒外周面锯齿槽背上的纵向槽与膜片的下腔连通，因此膜片下腔的水压等于出水压力。

本实用新型的有益效果是：它有效地解决了现有技术的输送液体的管道系统中，当调节阀进口或出口的压力发生波动时，通过调节阀的流量发生变化而导致系统状态发生改变的问题，本实用新型的定流量阀能自动稳定调节阀两端的压差，从而使管道系统中的流量基本上保持不变。

附图说明

图1是本实用新型定流量阀的一种结构示意图。

图中：1.固定螺母，2.垫圈，3.手轮，4.并紧螺母一，5.阀套，6. O形密封圈一，7.并紧螺母二，8. O形密封圈二，9.阀杆，10.阀盖，11.压紧螺母，12.压板，13.膜片，14.螺钉，15.弹垫， 16. O形密封圈三，17.阀体，18. O形密封圈四， 19.导向套，20.滑阀，21.弹簧，22.阀瓣， a.中心孔， b.径向孔，c.纵向槽，d. 通孔，e.锯齿槽，k.阀孔，W1.水平墙，W2.侧墙，V1. 调节阀的阀口，V1.定差减压阀的阀口， H1.进水腔，H2.中间腔，H3.出水腔， P1.进水腔压力，P2.中间腔压力，P3.出水腔压力。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本专利的纵向剖视图如图1所示，由手轮3、并紧螺母一4、并紧螺母二7、阀套5、阀杆9、阀盖10、膜片13、阀体17、导向套19、滑阀20、弹簧21和阀瓣22等零件组成。阀体17是一个三通阀体，进水孔和出水孔在同一水平轴线上，与上孔的中心线垂直相交；二端的法兰分别与上下游的进水管道和出水管道的相应法兰连接；上法兰的上端面上加工有设置O形密封圈三16的沟槽，并通过若干付螺钉14、弹垫15与阀盖10及导向套19连结；阀体17的中部有一水平隔墙W1及侧墙W2，将阀体17的内腔分隔成上下二腔，上腔与出水孔相通，二腔由水平隔墙W1上的阀孔k连通，阀孔k的垂直中心线与上孔的垂直中心线一致，阀孔k的上端有一锥形倒角，作为调节阀的阀座；上孔的底面上设有凹坑，用以设置弹簧21。

阀盖10的上部是一阶梯形圆筒，内孔直径上小下大，小圆筒的顶端有一外凸肩，阀盖10的小孔下方的内凸环上加工有螺纹；阀盖10的下部是一法兰，法兰的下端面上加工有圆形凹坑。

导向套19设置在阀盖10的下法兰和阀体17的上法兰之间，上部是一法兰，下部是一筒体，筒体上方的根部有一凸肩，凸肩的外径与阀体17的上孔滑配，法兰的平面上加工有设置膜片13外缘的沟槽；法兰的外圆与阀盖10法兰下端面上的凹坑外径滑配。

阀套5是一个偏细长的空心筒体，上端设有外六角凸台，上孔径比下孔径略小，上孔径内设有O形密封圈一6，上孔与下孔之间设有内凸环，内凸环的内孔中加工有螺纹；外径的中段与阀盖10的上孔滑配，并设有O形密封圈二8，螺纹的内径大于上端凸台外六角的最大外径，上段加工有螺纹，并旋合有表面滚花的并紧螺母二7，下段圆筒外径比上段圆筒外径略小，并加工有螺纹，与阀盖10上孔下方内凸环上的螺孔旋合；下段圆筒下方筒壁的适当位置上钻有若干个通孔d。

滑阀20的中心是一个阶梯小轴，小轴上方的小径上加工有螺纹，内孔的偏下方位置设有O形密封圈四18；小轴的下方是一个向下开口、有顶板的圆筒，圆筒的外径与导向套19的内孔动配，为了减少调节弹簧21的预压力时对阀口V2开度面积的影响，圆筒下端的筒壁上开有若干条均布的锯齿槽e，槽顶至槽底的距离略大于导向套19筒底至阀体17上孔底面的距离，锯齿槽的槽宽和齿宽的大致相等，锯齿槽的形状可以是矩形或其他形状，圆筒外周面的各锯齿的齿背中央均开有一条纵向槽c，以将出水压力P3引入膜片13的下腔。

膜片13的材料为夹布三元乙丙柔性橡胶，内圈由压紧螺母11压紧在压板12和滑阀20中心小轴的轴肩之间，外圈外缘的加厚圈由螺钉14、弹垫15压紧在阀盖10的下平面和导向套19上平面的沟槽之间，加厚圈起密封与定位的双重作用。

阀杆9中上段的圆柱与阀套5的上孔动配；中段的螺杆与阀套5上孔下方内凸环内孔中的螺孔旋合；下段的圆柱与滑阀20小轴上的内孔动配，下端的外螺纹上旋合有阀瓣22，下段的圆柱中心和阀瓣22底板的中心钻有中心孔a，中心孔a顶端的管壁上钻有二个径向孔b；上段的螺纹上旋合有并紧螺母一4；上端的方口上套有手轮3，顶端的螺杆上套设有垫圈2并旋合有固定螺母1，以固定手轮3。

弹簧21设置在滑阀20的顶板下方和阀体17上孔底部的凹坑之间，因此始终对滑阀20有一个向上的推力，在通水前压紧螺母11的上端面，顶在阀套5的下端面上。

上述各零件的中心线在装配后与阀体17上孔的垂直中心线一致。四只O形密封圈用以防止介质的外漏或内泄。

手轮3、阀套5、阀杆9、阀瓣22及阀孔k等组成调节阀，阀瓣22下端的锥面和阀孔k上方的锥孔形成调节阀的阀口V1。转动手轮3，阀杆9即能在阀套5中上下移动，并带动阀瓣22升降，从而调节阀口V1的开度，以调节通过的流量，阀口V1的开度确定后，用并紧螺母一4锁定，必要时可将阀口V1关死。

膜片13、导向套19、滑阀20、弹簧21及阀体17上孔的下底面等组成定差减压阀，滑阀20的锯齿形下端面与阀体17上孔的底面形成定差减压阀的阀口V2。阀套5、滑阀20、弹簧21等组成定差减压阀的调压装置。转动阀套5，即能使滑阀20在导向套19的内孔中上下移动，从而压缩或放松弹簧21，以调节弹簧21的预压力，预压力设定后，用并紧螺母二7锁定。

本实用新型的阀体内形成三个腔体，进水孔与阀口V1之间的腔体为进水腔H1，压力为进水压力，即调节阀的阀前压力P1；由于进水压力通过中心孔a、径向孔b和通孔d进入膜片13的上腔，因此膜片13上腔的压力等于进水压力P1；阀口V1和阀口V2之间的腔体为中间腔H2，压力为调节阀阀后压力P2；阀口V2与出水孔之间腔体为出水腔H3，压力为出水压力P3；由于出水腔H3通过滑阀20齿背上的纵向槽c与膜片13的下腔连通，因此膜片13下腔的压力等于出水压力P3。

本实用新型的工作原理如下：通水前，滑阀20在弹簧21的作用下处于最高位置，此时阀口V2开度最大；通水后，进口腔H1中的压力水通过阀孔k，中心孔a、径向孔b和通孔d进入膜片13的上腔，并作用在膜片13的上方；同时，调节阀阀后压力P2作用在滑阀20的下方，这两个力都作用在滑阀20上，并且作用面积相等，方向相反；同时，出水腔的水压P3通过纵向槽c进入膜片13的下腔，同时作用在膜片13的下方和滑阀20顶板的上方，二者作用面积相等，方向相反，因此相互抵消。此时，由于阀口V2的开度较大，节流降压作用较弱，因此压力P2较低，所以滑阀20向下运动，随着阀口V2的开度的减小，节流降压作用增大，中间腔H2的压力P2逐渐升高，当作用在滑阀20上下的力和弹簧21的设定力平衡时，滑阀20处于理想的设计位置，此时调节阀两端的压差为ΔP=F/S（见后详细说明）。

当进水压力P1升高时，作用在膜片13上方的压力增大，滑阀20的受力平衡被破坏，滑阀20向下运动，阀口V2的开度减小，节流降压作用增大，中间腔H2的压力P2随之升高，使ΔP=P1-P2保持不变；反之，当进水压力P1降低时，作用在膜片13上方的压力减小，滑阀20在弹簧21的推动下向上移动，阀口V2的开度增大，节流降压作用减小，中间腔H2的压力P2随之降低，使ΔP=P1-P2保持不变。

当出水腔H3的出水压力P3升高时，由于在升高的瞬间滑阀20来不及动作，因此中间腔H2的压力P2同步升高，作用在滑阀20下方的推力增大，推动滑阀20向上运动，阀口V2的开度增大，节流降压作用减弱，中间腔H2的压力P2随之降低，直至恢复至原值，使ΔP=P1-P2保持不变。反之，当出水压力P3降低时，中间腔H2的压力P2同步降低，滑阀20向下运动，阀口V2的开度减小，节流降压作用增大，中间腔H2的压力P2随之升高，直至恢复至原值，使ΔP=P1-P2保持不变。

由上述分析可知，正常供水时，进水腔H1的压力水经阀孔k、调节阀阀口V1、中间腔H2，定差减压阀阀口V2及出水腔H3向下游供水。当进水腔或出水腔的压力发生波动时，由于定差减压阀对调节阀出口端的压力进行补偿，因此能保证调节阀两端的压差保持不变，从而保证通过的流量不变。

下面来计算通水后调节阀两端的压差值。

当滑阀20处于平衡位置时，滑阀20的受力平衡方程式为：

P1*S+G±Fm=P2*S+k*（X₀+X）

即：（P1-P2）*S=k*（X₀+X）-G±Fm……（1）

式中：

P1—调节阀前的压力（Pa）

P2—调节阀后的压力（Pa）

S—滑阀的受力面积（m²）

G—滑阀及相关零件的重量（kg）

Fm—滑阀运动时的摩擦力（N）

k—弹簧的刚度（N/m）

X₀—设定压差下弹簧的压缩量（m）

X—调节阀阀前或阀后的压力变化时，弹簧的附加变动量（m），可正可负。

为了简化计算，因滑阀及相关零件的重量G和摩擦力Fm相对于弹簧的预压力很小，故可忽略不计，（1）式可简化为

P1-P2=k*X₀/S+ k*X/S……（2）

由于在设计时采用了较大的膜片面积S、较小的弹簧刚度k和较大的压缩量X₀，并且当调节阀阀前或阀后的压力变化时，弹簧的附加变动量X较小，因此（2）式中k*X/S项也可以忽略不计，（2）式可以简化为：

P1-P2=k*X₀/S=F/S……（3）

式中F=k*X₀即为设定压差下弹簧的预压力（N）。

由（3）式可知，通水后调节阀两端的压差ΔP=P1-P2=F/S，该压差值仅与弹簧的预压力及膜片面积相关，因此是一个恒定值。

Claims

1.一种定流量阀，包括调节阀和定差减压阀，其特征在于：二者设置在由阀体（17）和阀盖（10）组成的内腔中，中心线与阀体（17）上孔的垂直中心线一致，定差减压阀设置在调节阀之后；调节阀包括手轮（3）、阀套（5）、阀杆（9）和阀瓣（22）；阀瓣（22）下端的锥面和阀体（17）水平隔墙（W1）上阀孔（k）上方的锥孔形成调节阀的阀口（V1）；定差减压阀包括导向套（19）、滑阀（20）、膜片（13）和弹簧（21）；滑阀（20）带有锯齿槽（e）的下端面和阀体（17）上孔的底面形成定差减压阀的阀口（V2），阀套（5）、导向套（19）、滑阀（20）、弹簧（21）组成定差减压阀的调压装置。

2.根据权利要求1所述的定流量阀，其特征在于：阀体（17）是一个三通阀体，上端和二侧设有法兰，进水孔和出水孔在同一水平轴线上，与上孔的垂直中心线垂直相交；阀体（17）的中部有一水平隔墙（W1）和侧墙（W2），将阀体（17）的内腔分隔成上下二腔，二腔由水平隔墙（W1）上的阀孔（k）连通；阀盖（10）的上部是一阶梯形圆筒，圆筒直径上小下大，上孔下方有一内凸台，内凸台的内孔中设有螺孔，阀盖（10）的下部是一法兰；通过紧固件将阀体（17）、导向套（19）和阀盖（10）连成一体。

3.根据权利要求1所述的定流量阀，其特征在于：导向套（19）的法兰被压紧在阀盖（10）的下法兰和阀体（17）的上法兰之间，其上部是一法兰，下部是一圆筒，法兰的上平面上加工有设置膜片（13）外缘的沟槽，筒体上方的根部有一凸肩，凸肩的外径与阀体（17）的上孔滑配。

4.根据权利要求1所述的定流量阀，其特征在于：阀套（5）是一个偏细长的圆筒，上端设有外六角的凸台，上孔径比下孔径略小，二孔径间设有内凸环，内凸环的内孔中加工有螺纹；外径的中段与阀盖（10）的上孔滑配，上段加工有螺纹，并旋合有并紧螺母二（7），下段外径略小并加工有螺纹，与阀盖（10）上孔下方内凸环上的螺孔旋合；下筒体下方的筒壁上设有若干个通孔（d）。

5.根据权利要求1所述的定流量阀，其特征在于：滑阀（20）的中心是一个阶梯形的小轴，小轴上方的小径上加工有螺纹；小轴下方是一个向下开口的、有顶板的圆筒，圆筒的外径与导向套（19）的内孔动配，若干条锯齿槽（e）均布在圆筒下端的筒壁上，圆筒外周面的各锯齿的齿背上加工有纵向槽（c）。

6.根据权利要求1所述的定流量阀，其特征在于：膜片（13）是柔性的，其内圈由压紧螺母（11）压紧在压板（12）和滑阀（20）中心小轴的轴肩之间，外圈外缘的加厚圈由紧固件压紧在阀盖（10）的下平面和导向套（19）上平面的沟槽之间。

7.根据权利要求1所述的定流量阀，其特征在于：弹簧（21）设置在滑阀（20）顶板的下平面与阀体（17）上孔底面的凹坑之间。

8.根据权利要求1所述的定流量阀，其特征在于：阀杆（9）中上段的圆柱与阀套（5）的上孔动配；中段的螺杆与阀套（5）上孔下方内凸环内孔中的螺纹旋合；下段的圆柱与滑阀（20）小轴上的内孔动配，下段圆柱的中央和阀瓣（22）底板的中央设有中心孔（a），中心孔（a）顶端的管壁上设有二个与中心孔（a）连通的径向孔（b）；上段的螺纹上旋合有并紧螺母一（4），上端的方口上套有手轮（3），顶端的螺杆上旋合有固定螺母（1）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的定流量阀，其特征在于：阀体进水腔（H1）的压力水通过阀杆（9）下段圆柱中央的中心孔（a）及径向孔（b）和通孔（d）进入膜片（13）的上腔，因此膜片（13）上腔的水压等于进水压力（P1）；阀体出水腔H3通过滑阀（20）下端圆筒外周面锯齿槽背上的纵向槽（c）与膜片（13）的下腔连通，因此膜片（13）下腔的水压等于出水压力（P3）。