CN210566500U - 一种恒流量组合阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒流量组合阀，包括连接管道一、定差减压阀、调节阀和连接管道二，上述部件由紧固件按串联成一体，中心线在同一轴线上，定差减压阀设置在调节阀之前，其左、右阀体的内腔中设有圆管状的滑阀，左阀体的左端设有调节座及调节板，中部设有阀套，阀套的内孔与滑阀的外周面滑配，调节板与滑阀左端的环形端面构成阀口；滑阀右端的外凸环与左、右阀体的连接部之间设有膜片，膜片两侧分别设有弹簧及调压螺杆，膜片左侧为膜前腔，通过连接管与出水腔连接，膜片右侧为膜后腔，与滑阀的内孔连通。本实用新型在工作时，如果调节阀进口或出口压力发生波动，能自动稳定调节阀两端的压差，从而使通过调节阀的流量保持不变。

Description

一种恒流量组合阀

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，具体涉及一种能自动稳定调节阀两端压差的恒流量组合阀。

背景技术

在输水或输油等输送液体介质的管道系统中，通常采用诸如球阀或蝶阀等调节阀调节流量，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，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。

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而导致系统状态发生改变的问题，提供一种恒流量组合阀，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，一种恒流量组合阀，包括连接管道一、定差减压阀、调节阀和连接管道二、上述部件的两端均有设有法兰，由紧固件串联成一体，中心线在同一轴线上，恒流量组合阀从左到右的连接顺序是：连接管道一、定差减压阀、调节阀及连接管道二，定差减压阀位于调节阀之前；定差减压阀包括左阀体、右阀体、阀套、滑阀、弹簧、膜片、压板、压紧螺母、调压螺杆、调节座及调节板等；定差减压阀的阀体由左阀体和右阀体用紧固件连接而成，左阀体的两端是法兰，中段是圆筒，内孔中没有三个阶梯孔和一个锥孔，圆筒壁靠右侧设有连接孔一；右阀体两端是法兰，中间的筒体由两部分组成，右侧是一个圆筒，左侧是一个锥筒，锥筒上设有凸块，凸块上设有一个阶梯孔，阶梯孔的小孔上设有螺纹，阶梯孔的轴线与右阀体的轴线平行，阶梯孔内设有调压螺杆。

作为优选，阀套是一个中心具有圆孔、中间外径大、两端外径小的圆环组合体，阀套的最大外圆与左阀体的第三阶梯孔滑配，并靠在其相应的肩胛上，由孔用弹性挡圈二定位，最大外圆上设有O形密封圈二，大圆环的右端面上设有安置弹簧的凹槽，阀套内孔的左端设有O形密封圈三。

作为优选，滑阀是一个圆筒，圆筒的外圆与阀套的内孔滑配，可在内孔中自由移动，圆筒外圆的左端设有轴用弹性挡圈，以限制滑阀向右移动的距离，圆筒外圆的右端设有外凸环，外凸环右端的外圆上设有螺纹，螺纹上套有所述的压板并旋合有压紧螺母。

作为优选，弹簧设置在阀套右端面的凹槽与滑阀的外凸环之间。

作为优选，膜片的内圈被压紧螺母压紧在滑阀的外凸环和压板之间，膜片外圈边缘的加厚圈被紧固件压紧在左阀体右端的法兰面和右阀体左法兰端面的凹槽中。加厚圈起到密封与定位的双重作用。

作为优选，调节座为车轮状结构，调节座的外圆环与左阀体的第一阶梯孔滑配，并靠在其相应的肩胛上，由孔用弹性挡圈一定位，外圆环和圆板状轮毂由若干根辐条相连，轮毂中心设有螺孔。

作为优选，调节板由圆板和螺杆组成，螺杆与调节座轮毂中心的螺孔旋合，调节板的圆板与滑阀左端的环形端面组成阀口，转动调节板即能调节阀口的开度，开度符合要求后，用锁紧螺母锁定。

作为优选，用于调节调节阀两端压差的调压装置包括调压螺杆、压板、弹簧及固定螺母，调压螺杆中段的外圆柱与凸块上阶梯孔的大孔滑配，并设有O形密封圈一，调压螺杆左端小轴的端面垂直地顶在压板的右端面上，右端的小轴上设有螺纹并与阶梯孔小孔中的螺纹旋合，螺纹右端设有一个用于转动调压螺杆的方口，转动调压螺杆，即能使压板左右移动，压缩或放松弹簧，从而设定弹簧的预压力。作为优选，左阀体的筒壁、阀套的右侧、膜片左侧及滑阀外周所包围的环形腔体为膜前腔，由于左阀体筒壁上的连接孔一通过接头和连接管与连接管道二上的连接孔二连接，因此膜前腔和出水腔相通，膜前腔的压力等于出水压力；阀口至调节阀前的腔体为中间腔，包括阀口、滑阀的内孔、膜后腔和右阀体的小内孔，中间腔内的压力等于调节阀的进口压力。

作为优选，右阀体的筒壁上设有调节阀的阀前压力检测孔，连接管道二的筒壁上设有调节阀的阀后压力检测孔。阀前压力检测孔与阀后压力检测孔分别通过球阀等连接压力表或压差表，用以调节或测定调节阀两端的压差。

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，通过调节阀的流量容易发生变化而导致系统状态发生改变的问题，本实用新型的恒流量组合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是本实用新型恒流量组合阀的一种结构示意图。

图中：1.连接管道一，2.锁紧螺母，3.调节座，4.孔用弹性挡圈一，5.调节板，6.左阀体，7.阀套，8.弹簧，9.滑阀，10.膜片，11. 压板，12.压紧螺母，13.右阀体，14.O形密封圈一，15.固定螺母，16.调压螺杆，17.调压阀，18.连接管道二，19.连接管，20.接头，21. O形密封圈二，22. 孔用弹性挡圈二，23. O形密封圈三，24. 轴用弹性挡圈，25.紧固螺栓，26.垫圈，27.紧固螺母，a.连接孔一， b.连接孔二，c.阀前压力检测孔，d. 阀后压力检测孔，G.凸块， H1.进水腔，H2.中间腔，H3.出水腔，H4.膜前腔， H5.调节座辐条间的空间，P1.进水腔压力，P2.中间腔压力，P3.出水腔压力，V.阀口，Δ.阀口开度。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

在如图1所示的实施例中，一种恒流量组合阀，包括连接管道一1、定差减压阀、调节阀17和连接管道二18、上述部件的两端均有设有法兰，通过紧固螺栓25、垫圈26及紧固螺母27串联成一体，四个部件的中心线在同一轴线上；从左到右的连接顺序是：连接管道一1、定差减压阀、调节阀17及连接管道二18，定差减压阀安装在调节阀17之前。

调节阀17为诸如球阀、蝶阀等普通调节阀，连接管道一1的中段是筒体，左侧法兰与上游进水管道相应的法兰连接；连接管道二18的中段是筒体，管壁的中间位置设有连接孔二b和阀后压力检测孔d，右侧法兰与下游出水管道相应的法兰连接。

定差减压阀由左阀体6、右阀体13、调节座3、调节板5、锁紧螺母2、阀套7、弹簧8、滑阀9、膜片10、压板11、压紧螺母12，固定螺母15及调压螺杆16等零件组成，左阀体6的两端是法兰，中段是圆筒，圆筒的内孔中设有三个阶梯孔，右端为锥孔，右侧筒壁上设有连接孔一a。阀套7是一个中心具有圆孔、中间外径大、两端外径小的圆环组合体，阀套的最大外圆与左阀体6的第三阶梯孔滑配，并靠在其相应的肩胛上，由孔用弹性挡圈二22定位，阀套的右端面上设有安置弹簧8的凹槽，外圆柱表面及内孔中设有安装O形密封圈二21、O形密封圈三23的沟槽。

滑阀9是一个圆筒，右端设有外凸环，外凸环右侧的外圆柱表面设有螺纹，圆筒的左端外圆上设有安装轴用弹性挡圈24的沟槽，以限制滑阀9向右移动的距离，滑阀9的外圆滑配在阀套7的内孔中，可自由地左右移动。弹簧8设置在阀套7的右端面的凹槽与滑阀9的外凸环之间。膜片10的内圈被压紧螺母12压紧在滑阀9的外凸环和压板11之间，压紧螺母12为扁圆螺母，膜片10外圈边缘的加厚圈被螺栓、螺母等紧固件压紧在左阀体6右端的法兰面和右阀体13左法兰端面的凹槽中，加厚圈起到密封与定位的双重作用。

调节座3的外形为一扁平的圆柱体，结构如古代的马车车轮状，外缘的圆环和圆板状轮毂由若干根辐条连成一体，轮毂中心设有螺孔，外圆环与左阀体6的第一阶梯孔滑配，并靠在其相应的肩胛上，由孔用弹性挡圈一4定位；调节板5由扁平的圆板和位于其中心、并与其垂直的螺杆组成，螺杆与调节座3轮毂中心的螺孔旋合，圆板与滑阀9左端的环形端面组成定差减压阀的阀口V，转动调节板5即能调节阀口V的开度Δ，开度Δ符合要求后，用锁紧螺母2锁定。开度Δ在产品出厂时已经调好，当使用日久，弹簧8的弹力减小后，可有调压装置重新设定。

右阀体13两端是法兰，左端法兰直径比右端大，左法兰与左阀体6的右法兰连接，中段的筒体由两部分组成，右侧是一个圆筒，左侧是一个锥筒，锥筒上设有凸块G，凸块G上设有一个阶梯孔，阶梯孔的小孔上设有螺纹，阶梯孔的轴线与右阀体13的轴线平行，阶梯孔内设有调压螺杆16。调压螺杆16中段的外圆柱与凸块G上阶梯孔的大孔滑配，并设有O形密封圈一14，调压螺杆左端小轴的端面垂直地顶在压板11的右端面上，右端的小轴上设有螺纹并与阶梯孔小孔中的螺纹旋合，螺纹右端设有一个用于转动调压螺杆16的方口；调压螺杆16、压板11、弹簧8及固定螺母15等组成调压装置。

左阀体6筒壁上的连接孔一a通过接头20和连接管19与连接管道二18筒壁上的连接孔二b连通；右阀体13的右侧筒壁上的阀前压力检测孔c和连接管道二18筒壁上的阀后压力检测孔d分别通过球阀等连接压力表或压差表，用以测定调节阀17两端的压差；三只O形密封圈用于防止介质的外漏或内泄。

在上述组合阀中形成了多个腔体，连接管道一1内孔与阀口V之间的空腔为进水腔H1，进水腔的压力为进水压力P1；阀口V与调节阀17之间的空腔为中间腔H2，中间腔的压力即调节阀前的压力为P2，因此，阀口V、滑阀9的内孔、膜片10的右侧腔体及调节阀前的压力均为P2；调节阀后的腔体为出水腔H3，出水腔的压力为出水压力P3。阀套7右侧、膜片10左侧、左阀体6内壁及滑阀9外周所包围的环形腔体为膜前腔H4，由于出水腔H3与膜前腔H4由连接管19连通，因此膜前腔的压力等于出水压力P3。

本实用新型的工作原理如下：在通水前，滑阀9在弹簧8的作用下处于最右位置，即压板11的右侧面垂直的抵接在调压螺杆16左端小轴的端面上，此时阀口V全开，开度Δ最大。

通水后，连接管道一1中的压力水经调节座3辐条间的空间H5及阀口V进入中间腔H2，中间腔H2内的压力P2升高，并作用在膜片的右侧，推动滑阀9向左运动，阀口V的开度Δ减小，阀口的节流降压作用增大，中间腔H2的压力P2降低，低于进水压力P1。同时，调压阀17后出水腔H3的出水压力P3经连接管19进入膜前腔H4内，并作用在膜片10的左侧，当作用在膜片10左右两侧的压力和弹簧8的设定力平衡时，滑阀9处于理想的设计位置，此时调节阀17两端的压差为ΔP=F/S（见后说明）。

当进水压力P1升高时，由于在升高的瞬间滑阀9来不及动作，因此中间腔H2的压力P2随之升高，作用在膜片10右侧的推力增大，滑阀9的受力平衡被破坏，滑阀9向左移动，阀口V的开度Δ减小，节流降压作用增大，中间腔H2的压力P2随之降低，直至恢复至原来值，保持ΔP=P2-P3不变；反之，当进水压力P1降低时，中间腔H2的压力P2随之降低，滑阀9在弹簧8的推力下向右移动，阀口V的开度Δ增大，阀口的节流降压作用减弱，中间腔H2内的压力P2升高，直至恢复至原来值，ΔP=P2-P3保持不变。

当出水腔H3的出水压力P3升高时，通过连接孔二b、连接管19及连接孔一a，膜前腔H4内的压力同步升高，推动膜片10向右移动，阀口V的开度Δ增大，节流降压作用减弱，中间腔H2内的压力P2升高，使ΔP=P2-P3保持不变；反之，当出水腔H3的出水压力P3降低时，滑阀9向左移动，阀口V的开度Δ减小，其节流降压作用增大，中间腔H2的压力P2降低，使ΔP=P2-P3保持不变。

由上述分析可见，正常供水时，进水腔中压力水经调节座3辐条间的空间H5、阀口V、中间腔H2、调节阀17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17进口端的压力进行补偿，因此能保证调节阀17两端的压差保持不变，从而保证通过的流量不变。

调节阀17两端的压差值，可根据实际情况，通过调节调压装置弹簧8的预压力来设定，转动调压螺杆16，即能使压板11左右移动，压缩或放松弹簧8，从而改变弹簧8的预压力，预压力设定后，用固定螺母15锁定。

下面对通水后调节阀两端的压差值进行计算。

当滑阀处于平衡位置时，滑阀的受力平衡方程式为：

P2*S±Fm=P3*S+k*（X0+X）即：

（P2-P3）*S=k*（X0+X）±Fm……（1）

式中：

P2—调节阀的阀前压力（Pa）

P3—调节阀的阀后压力（Pa）

S—膜片的有效受力面积（m²）

Fm—滑阀移动时的摩擦力（N）

k—弹簧的刚度（N/m）

X0—设定压差下弹簧的预压缩量（m）

X—调节阀的阀前或阀后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

P2-P3=k*X0/S+ k*X/S……（2）

由于在设计时可采用较大的膜片面积S，较小的弹簧刚度k和较大的预压缩量X0，并且当调节阀的阀前或阀后压力变化时，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，（2）式可以简化为：

P2-P3=k*X0/S=F/S……（3）

这里的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=P2-P3 =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 (10)

1.一种恒流量组合阀，包括连接管道一、定差减压阀、调节阀和连接管道二、上述部件的两端均有设有法兰，由紧固件串联成一体，四个部件的中心线在同一轴线上，其特征在于：恒流量组合阀从左到右的连接顺序是：连接管道一（1）、定差减压阀、调节阀（17）及连接管道二（18），定差减压阀位于调节阀之前；定差减压阀包括左阀体（6）、右阀体（13）、阀套（7）、滑阀（9）、弹簧（8）、膜片（10）、压板（11）、压紧螺母（12）、调节座（3）及调节板（5）；定差减压阀的阀体由左阀体（6）和右阀体（13）用紧固件连接而成，左阀体（6）的两端是法兰，中段是圆筒，内孔中没有三个阶梯孔和一个锥孔，圆筒壁靠右侧设有连接孔一（a）；右阀体（13）两端是法兰，中间的筒体由两部分组成，右侧是一个圆筒，左侧是一个锥筒，锥筒上设有凸块（G），凸块（G）上设有一个阶梯孔，阶梯孔的小孔上设有螺纹，阶梯孔的轴线与右阀体（13）的轴线平行，阶梯孔内设有调压螺杆（16）。

2.根据权利要求1所述的恒流量组合阀，其特征在于：阀套（7）是一个中心具有圆孔、中间外径大、两端外径小的圆环组合体，阀套的最大外圆与左阀体（6）的第三阶梯孔滑配，并靠在其相应的肩胛上，由孔用弹性挡圈二（22）定位，最大外圆上设有O形密封圈二（21），大圆环的右端面上设有安置弹簧（8）的凹槽，阀套（7）内孔的左端面设有O形密封圈三（23）。

3.根据权利要求1所述的恒流量组合阀，其特征在于：滑阀（9）是一个圆筒，圆筒的外圆与阀套（7）的内孔滑配，可在内孔中自由移动，圆筒外圆的左端设有轴用弹性挡圈（24），以限制滑阀（9）向右移动的距离，圆筒外圆的右端设有外凸环，外凸环右端的外圆上设有螺纹，螺纹上套有所述的压板（11）并旋合有压紧螺母（12）。

4.根据权利要求3所述的恒流量组合阀，其特征在于：弹簧（8）设置在阀套（7）的右端面的凹槽与滑阀（9）的外凸环之间。

5.根据权利要求1所述的恒流量组合阀，其特征在于：膜片（10）的内圈被压紧螺母（12）压紧在滑阀（9）的外凸环和压板（11）之间，膜片（10）外圈边缘的加厚圈被紧固件压紧在左阀体（6）右端的法兰面和右阀体（13）左法兰端面的凹槽中。

6.根据权利要求1所述的一种恒流量组合阀，其特征在于：调节座（3）为车轮状结构，调节座（3）的外圆环与左阀体（6）的第一阶梯孔滑配，并靠在其相应的肩胛上，由孔用弹性挡圈一（4）定位，外圆环和圆板状轮毂由若干根辐条相连，轮毂中心设有螺孔。

7.根据权利要求6所述的恒流量组合阀，其特征在于：调节板（5）由圆板和螺杆组成，螺杆位于圆板的中心、并与之垂直，螺杆与调节座（3）轮毂中心的螺孔旋合，调节板（5）的圆板与滑阀（9）左端的环形端面组成阀口（V），转动调节板（5）即能调节阀口（V）的开度（Δ），开度（Δ）符合要求后，用锁紧螺母（2）锁定。

8.根据权利要求1所述的恒流量组合阀，其特征在于：用于调节调节阀（17）两端压差的调压装置包括调压螺杆（16）、压板（11）、弹簧（8）及固定螺母（15）；调压螺杆（16）中段的外圆柱与凸块（G）上阶梯孔的大孔滑配，并设有O形密封圈一（14），调压螺杆左端小轴的端面垂直地顶在压板（11）的右端面上，右端的小轴上设有螺纹并与阶梯孔小孔中的螺纹旋合，螺纹右端设有一个用于转动调压螺杆（16）的方口，转动调压螺杆（16），即能使压板（11）左右移动，压缩或放松弹簧（8），从而设定弹簧（8）的预压力；弹簧（8）的预压力设定后，用固定螺母（15）将调压螺杆（16）锁定。

9.根据权利要求1所述的恒流量组合阀，其特征在于：左阀体（6）的筒壁、阀套（7）的右侧、膜片（10）左侧及滑阀（9）外周所包围的环形腔体为膜前腔（H4），由于左阀体（6）筒壁上的连接孔一（a）通过接头（20）和连接管（19）与连接管道二（18）上的连接孔二（b）连接，因此膜前腔（H4）和出水腔（H3）相通，膜前腔（H4）的压力等于出水压力。

10.根据权利要求1-9任一项所述的恒流量组合阀，其特征在于：右阀体（13）的筒壁上设有调节阀的阀前压力检测孔（c），连接管道二（18）的筒壁上设有调节阀的阀后压力检测孔（d）。

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