CN210890160U

CN210890160U - 一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀

Info

Publication number: CN210890160U
Application number: CN201921583354.8U
Authority: CN
Inventors: 靳明伟; 戴继新
Original assignee: Fiter Valve Manufacturer Co ltd
Current assignee: Fiter Valve Manufacturer Co ltd
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2029-09-23

Abstract

本实用新型公开了一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，包括阀体、上阀盖和阀杆，阀体设有阀体内腔，以及与阀体内腔连通的流体入口和流体出口；阀体内腔设有阀座，阀座内为空腔结构，阀座侧壁上设有通孔一；阀座外部依次设有外层阀芯、内层套筒、外层套筒；内层套筒上设有通孔二，外层套筒侧壁上设有通孔三，通孔二与通孔一、通孔三不在同一水平线上；阀杆贯穿于上阀盖内，底部设有内层阀芯和挡圈，挡圈下方设有环形限位块，内层阀芯位于阀座内；外层阀芯固定于内层阀芯的上端面，嵌套在阀杆底部；外层阀芯上端面与环形限位块之间设有蝶形弹簧。优点在于：采用流关式多层套筒降压结构，既实现气泡级密封，又能精确调节过程流体，延长其使用寿命。

Description

一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀

技术领域

本技术属于工业过程控制阀领域,具体涉及一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀。

背景技术

套筒调节阀是工业过程控制的终端原件，常用于控制系统中流体流量、温度、压力等参数的调节，尤其适用于调节不平衡力较大、两端压降较大的场合。对于普通套筒调节阀，流体在通过节流口出会形成一个大的压力降，当此时压力降到饱和蒸汽压以下时，流体内部会产生气泡，形成两相流，当流体继续通过阀门时，压力慢慢恢复到阀后压力，此时气泡破裂，汽蚀产生，对于阀内件形成巨大的冲击，产生剧烈的震动，损坏阀门的密封面，难以密封，阀门的使用寿命大大降低。为了避免汽蚀的产生，通常采用多级降压调节阀，将巨大的压降分布到每一级通道上，有效控制流体通道中的流速，减少冲刷，延长阀门使用寿命。

传统的多级降压调节阀大多采用迷宫盘片式、多层套筒式或者串级式阀芯来控制流体速度和压力，但都是采用单个阀芯的结构，阀芯的密封面直接面对上游介质流体的冲刷，一旦介质不干净存在颗粒物，密封面就存在很大的冲刷，造成密封不严泄漏等现象，使用寿命缩短，影响生产的安全运行，同时也大大增加了维修和运行成本。

发明内容

本技术旨在提供对现有技术中的套筒调节阀存在的泄漏量大、控制精度低、密封差的缺陷，提供一种采用流关式多层套筒降压结构，既能保证密封实现气泡级密封，又能精确调节过程流体。其技术方案为：

一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，包括阀体、上阀盖和阀杆，阀体设有阀体内腔，以及与阀体内腔连通的流体入口和流体出口；阀体内腔设有阀座，阀座内为空腔结构，与流体出口连通，阀座侧壁上设有通孔一；阀座外部依次设有外层阀芯、内层套筒、外层套筒；内层套筒侧壁上设有通孔二，外层套筒侧壁上设有通孔三，通孔二与通孔一、通孔三不在同一水平线上；阀杆贯穿于上阀盖内，底部设有内层阀芯和挡圈，挡圈下方设有环形限位块，内层阀芯位于阀座内；外层阀芯固定于内层阀芯的上端面，嵌套在阀杆底部；外层阀芯上端面与环形限位块之间设有蝶形弹簧。

优选的，内层套筒内设有不少于两个的环形内挡片，通孔二位于环形内挡片之间，内层套筒外侧壁与环形内挡片同一水平线处设环形外挡片，环形外挡片包括环形外挡片一、环形外挡片二，环形外挡片一、环形外挡片二直径不同、间隔分布；环形外挡片不少于两个，环形外挡片二与外层套筒紧密接触。

优选的，阀座为阶梯结构，外层阀芯底部与阀座阶梯结构位置处均倒角，两者为互补的倒角；阀座的空腔结构包括滑动腔和流体腔，内层阀芯可沿滑动腔上下滑动；滑动腔底部的外侧壁上设有沟槽。

优选的，阀盖内腔为自上向下逐渐变大的阶梯式圆柱结构，包括导向滑动腔、导向保护腔和导向限位腔，外层阀芯可沿导向限位腔内侧壁滑动。

优选的，流体腔与流体出口连通，阀座与流体出口之间设有阀体衬套。

优选的，上阀盖内侧壁与导向滑动腔之间设有填料，上阀盖顶部设有压板，压板与上阀盖通过螺栓固定连接。

优选的，阀体与阀座之间设有密封垫；阀体与外层套筒之间设有密封垫；上阀盖与内层套筒之间设有密封垫。

优选的，流体出口采用硬化的文丘里管。

优选的，阀体、上阀盖采用F11或F22材质；阀芯、阀座、内层套筒、外层套筒、内层阀芯、外层阀芯表面均硬化处理。

优选的，阀杆与内层阀芯为一体结构。

本技术与现有技术相比，其优点在于：

1、阀芯由传统的单阀芯改成串联双阀芯，外层阀芯密封面在阀门开关过程中均不直接面对流体的冲刷，密封主要靠内层阀芯和阀座之间的初级密封面，这样既能保证密封实现气泡级密封，又能精确调节过程流体，大大延长了使用寿命。

2、内层套筒、外层套筒以及阀座实现流关式多层套筒降压结构，阀门在关闭时依靠介质流体的压力越关越严，保证密封性能。

3、内层套筒、外层套筒以及阀座形成三级降压流体通道，流体经过扩张式的多级降压通道时，进行压缩，分流，合流、扩张等一系列降压手段比单层钻孔式套筒更能达到降压及抗汽蚀效果，并能有效控制阀内件的流速，延长使用寿命。

4、串联阀芯在阀门开关过程中始终处于全行程套筒导向，同心度好，运动平稳，不易受流体不平衡力的影响产生左右震荡。

附图说明

图1是本实用新型结构剖视图；

图2是外层套筒结构示意图；

图3是内层套筒结构示意图；

图4是阀座结构示意图；

图5是图1局部扩大图。

图中标记：1-阀体；101-阀体内腔；2-上阀盖；201-导向限位腔；202-导向保护腔；203-导向滑动腔；3-阀杆；4-螺栓；5-内层阀芯；6-阀座；61-通孔一；62-阶梯结构；63-沟槽；64-滑动腔；65-流体腔；7-环形限位块；8-垫片；9-内层套筒；91- 环形外挡片一；92-环形外挡片二；93-通孔二；94-环形内挡片；10-外层套筒；1001- 通孔三；11-挡圈；12-销钉；13-蝶形弹簧；14-填料；15-外层阀芯；16-阀体衬套； 17-压板；18-流体入口；19-流体出口；A-流体调节区域；B-初级密封面；C-二级密封面。

具体实施方式

下面结合附图1-5和具体实施例对技术作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。

一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，包括阀体1、上阀盖2和阀杆3，阀体 1设有阀体内腔101，以及与阀体内腔101连通的流体入口18和流体出口19；阀体内腔101设有阀座6，阀座6内为空腔结构，与流体出口19连通，阀座6侧壁上设有通孔一61；阀座6外部依次设有外层阀芯15、内层套筒9、外层套筒10；内层套筒9侧壁上设有通孔二93，外层套筒10侧壁上设有通孔三1001，通孔二93与通孔一61、通孔三1001不在同一水平线上；阀杆3贯穿于上阀盖2内，底部固定安装内层阀芯5和挡圈11，内层阀芯5位于阀座6内；外层阀芯15固定于内层阀芯5的上端面，嵌套在阀杆3底部；外层阀芯15上端面与挡圈11之间设有蝶形弹簧13，阀体1与上阀盖3通过螺栓4固定连接，内层套筒9与外层套筒10通过销钉12固定连接，挡圈11下方设有环形限位块7，蝶形弹簧13一端固定在环形限位块7上。

为加工及使用、维护方便，阀杆3与内层阀芯5为一体结构。

为更好的实现降压，延长阀的使用寿命，内层套筒5内设有不少于两个的环形内挡片94，通孔二93位于环形内挡片94之间，内层套筒9外侧壁与环形内挡片94同一水平线处设环形外挡片，环形外挡片包括环形外挡片一91、环形外挡片二92，环形外挡片一91、环形外挡片二92直径不同、间隔分布；环形外挡片不少于两个，环形外挡片二92与外层套筒10紧密接触，本实施例环形内挡片94的数量为四个，环形外挡片一91、环形外挡片二92各两个，如图3所示。环形内挡片、环形外挡片的数量可以根据实际需求增减，本实施例给出最佳的实施方式。

为了调节流量，通孔一61直径相同，自下向上数量逐渐增多，实施例中最低层为两个，向上依次为两个、四个、四个、四个、四个；通孔二93直径相同，自下向上数量逐渐增多，实施例中最低层为两个，向上依次为四个、四个、六个、六个；通孔三1001自下向上直径逐渐变大，每行数量为八个，同样的，通孔一、通孔二和通孔三的直径以及数量可以根据实际需求调整，本实施例给出最佳方案。

内层阀芯5底部倒角可伸入阀座6的流体腔65内，并与其紧密接触，形成初级密封面B，密封主要靠初级密封面B，如图4、图5所示。

如图1、图4所示，阀座6为阶梯结构，外层阀芯15底部与阀座6的阶梯结构 62位置处均倒角，两者倒角互补；阀座6的空腔结构包括滑动腔64和流体腔65，内层阀芯5可沿滑动腔64上下滑动；滑动腔64底部的外侧壁上设有沟槽63，这样就避免了在小开度时汽蚀对密封面的破坏。内层套筒9、阀座6与外层阀芯15形成流体调节区域A，外层阀芯15与阀座6的阶梯结构62形成二级密封面C，二级密封面 C在阀门开关过程中不直接面对流体的冲刷，延长阀的使用寿命。

阀盖内腔21为自上向下逐渐变大的阶梯式圆柱结构，包括导向滑动腔203、导向保护腔202和导向限位腔201，所述外层阀芯15可沿导向限位腔201内侧壁滑动。串联阀芯在阀门开关过程中始终处于全行程套筒导向，同心度好，运动平稳，不易受流体不平衡力的影响产生左右震荡。

流体腔65与流体出口19连通，阀座6与流体出口19之间设有阀体衬套16，流体出口19优选硬化的文丘里管。

上阀盖2上端内侧壁与导向滑动腔203之间设有填料14，上阀盖3顶部设有压板17，压板17与上阀盖2通过螺栓4固定连接，实现上阀盖2的密封，如图1所示。

为加强密封效果，阀体1与阀座6之间设有密封垫8；阀体1与外层套筒10之间设有密封垫8；上阀盖2与内层套筒9之间设有密封垫8。

阀体1、上阀盖3采用F11或F22材质；所述阀座6、内层套筒9、外层套筒10、内层阀芯5、外层阀芯15表面均硬化处理。

工作原理：

流体通过流体入口18进入阀体内腔101，由于压差很大，流体的作用力会冲击在外层套筒10上，进而通过通孔三1001进入内层套筒9，阀门未开启时，流体会阻隔在外层阀芯15外围，内层阀芯5起到双保险的效果，初级密封面B、二级密封面C都均处于被包覆的状态下，当阀门逐渐开启时，通过通孔二93，流体经过流体调节区域A、二级密封面B、由通孔三1001进入早已分离的初级密封面C，离开阀体内腔101，通过流体出口19，流出阀体1，在流体的流动过程中，先是进行外层套筒10、内层套筒9和阀座6的多级降压，实现对压力的多级损耗，再进入双密封面的调节与开关，从而真正的实现了对于高压差，通过通孔一61、通孔二93、通孔三 1001实现高流速介质的控制，并且在控制的过程中，通过双密封面位置的特殊设计，使密封面得到良好的保护，使该产品能够长期有效的运行。阀门关闭时外层阀芯15先关到位，然后依靠执行机构的推力压缩蝶形弹簧13关闭内层阀芯5，双层密封面保证密封实现气泡级密封。当阀门开启时，由于有碟形弹簧13预紧力的存在，所以内层阀芯5先打开，外层阀芯15再开启，并且阀座设有沟槽63，这样就避免了在小开度时汽蚀对密封面的破坏，同时外层阀芯15在开启的时候就参与调节，因此不存在由于间隙流存在造成的调节死区，大大提高了阀门的调节精度。

当然，上述说明并非对本技术的限制，本技术也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本技术的保护范围。

Claims

1.一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，其特征在于：包括阀体、上阀盖和阀杆，所述阀体设有阀体内腔，以及与所述阀体内腔连通的流体入口和流体出口；所述阀体内腔设有阀座，所述阀座内为空腔结构，与所述流体出口连通，所述阀座侧壁上设有通孔一；所述阀座外部依次设有外层阀芯、内层套筒、外层套筒；所述内层套筒侧壁上设有通孔二，所述外层套筒侧壁上设有通孔三，所述通孔二与所述通孔一、通孔三不在同一水平线上；所述阀杆贯穿于所述上阀盖内，底部设有内层阀芯和挡圈，所述挡圈下方设有环形限位块，所述内层阀芯位于阀座内；所述外层阀芯固定于所述内层阀芯的上端面，嵌套在所述阀杆底部；所述外层阀芯上端面与所述环形限位块之间设有蝶形弹簧。

2.根据权利要求1所述一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，其特征在于：所述内层套筒内设有不少于两个的环形内挡片，通孔二位于所述环形内挡片之间，所述内层套筒外侧壁与环形内挡片同一水平线处设环形外挡片，所述环形外挡片包括环形外挡片一、环形外挡片二，所述环形外挡片一、环形外挡片二直径不同、间隔分布；所述环形外挡片不少于两个，环形外挡片二与所述外层套筒紧密接触。

3.根据权利要求1所述一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，其特征在于：所述阀座为阶梯结构，所述外层阀芯底部与所述阀座阶梯结构位置处均倒角，两者为互补的倒角；所述阀座的空腔结构包括滑动腔和流体腔，所述内层阀芯可沿滑动腔上下滑动；所述滑动腔底部的外侧壁上设有沟槽。

4.根据权利要求1所述一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，其特征在于：所述阀盖内腔为自上向下逐渐变大的阶梯式圆柱结构，包括导向滑动腔、导向保护腔和导向限位腔，所述外层阀芯可沿导向限位腔内侧壁滑动。

5.根据权利要求3所述一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，其特征在于：所述流体腔与所述流体出口连通，所述阀座与流体出口之间设有阀体衬套。

6.根据权利要求4所述一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，其特征在于：所述上阀盖内侧壁与所述导向滑动腔之间设有填料，所述上阀盖顶部设有压板，所述压板与上阀盖通过螺栓固定连接。

7.根据权利要求1所述一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，其特征在于：所述阀体与阀座之间设有密封垫；所述阀体与外层套筒之间设有密封垫；所述上阀盖与内层套筒之间设有密封垫。

8.根据权利要求1所述一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，其特征在于：流体出口采用硬化的文丘里管。

9.根据权利要求1所述一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，其特征在于：所述阀体、上阀盖采用F11或F22材质；所述阀芯、阀座、内层套筒、外层套筒、内层阀芯、外层阀芯表面均硬化处理。

10.根据权利要求1所述一种串联阀芯双密封面多级降压调节阀，其特征在于：所述阀杆与内层阀芯为一体结构。