CN212318891U - 一种自力式节流阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自力式节流阀，包括阀芯、阀体和连接头，阀芯包括半球段、圆柱段和第一圆台段，半球段的顶面上设有通孔，圆柱段外壁上设有螺旋凹槽，第一圆台段外壁上设有涡轮叶片，第一圆台段的大头端封闭设置，且第一圆台段的封闭端面上开设有螺旋涡流孔；阀体套设在阀芯的外侧，阀体内壁设置有螺旋凸起，阀体内部设置有通流孔；连接头包括小圆柱段、第二圆台段以及大圆柱段，大圆柱段套设在阀体内腔的外侧，半球段的封闭端接触设置在第二圆台段的内壁。上述技术方案中提供的自力式节流阀，其结构简单，使用方便，能有效解决现有节流阀结构复杂、需要外力调节、流量响应迟缓难以区分流量大小以及现有精密控制型节流阀成本较高的问题。

Description

一种自力式节流阀

技术领域

本实用新型涉及节流阀技术领域，具体涉及一种自力式节流阀。

背景技术

流量控制阀是通过改变阀口通流面积来调节阀口流量，从而控制执行元件的运动速度。主要有节流阀、调速阀、温度补偿调速阀、溢流节流阀等多种，其中节流阀只适用于负载和温度变化不大和速度稳定性要求不高的液压系统。节流阀的工作原理为：液流从进油口流入经节流口后，从阀的出油口流出。

节流阀主要是通过对截面的变化来控制流量的大小，以此来控制终端执行的执行件的运动速度，其主要存在以下三个方面的问题：一是结构相对复杂；二是流量的调节控制上主要是依靠外力；三在通流路径上主要是一个通流路径，从而难以区分流量的大小。在工业级的应用中，为了增强调节的效果，一般采用法兰式节流阀，总体表现出需要外力调节，人工干预等基本调节态；为了控制更加精确，操作更加精炼，在基本设计的基础上，通过电子控制技术和电磁控制技术，建立电液比例技术/伺服控制技术等，其在控制和效果上比较理想，但属于精密控制型，在工业应用中相对成本较高。因此，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自力式节流阀，其结构简单，使用方便，能有效解决现有节流阀结构复杂、需要外力调节、流量响应迟缓、难以区分流量大小以及现有精密控制型节流阀成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

一种自力式节流阀，包括阀芯、阀体和设置在阀体两端的连接头，所述阀芯包括顺延布置的半球段、圆柱段和第一圆台段，所述半球段、圆柱段以及第一圆台段内部设置有连通的腔体，所述半球段的开放端与圆柱段一端相接，圆柱段的另一端与第一圆台段的小头端相接，所述半球段的顶面设置有通孔，所述圆柱段的外壁上设置有螺旋凹槽，所述第一圆台段的外壁上设置有涡轮叶片，所述涡轮叶片由第一圆台段小头端向大头端呈发散螺纹状，所述第一圆台段的大头端封闭设置，且第一圆台段的封闭端面上开设有沿其周向分布的螺旋涡流孔，所述涡流孔的螺旋方向与涡轮叶片的螺旋方向相反；

所述阀体套设在所述阀芯的外侧，阀体内壁沿其周向设置有与所述螺旋凹槽相适配的螺旋凸起，阀体内部沿其轴向设置有与涡轮叶片配合使用的通流孔；

所述连接头包括中空且顺延布置的小圆柱段、第二圆台段以及大圆柱段，所述小圆柱段与第二圆台段的小头端相接，大圆柱段与第二圆台段的小头端相接，所述大圆柱段套设在阀体内腔的外侧，所述半球段的封闭端接触设置在第二圆台段的内壁。

进一步地方案为，所述第一圆台段的大头端设置有支撑脚，所述支撑脚沿第一圆台段周向等距间隔布置。

进一步地方案为，所述螺旋凹槽和螺旋凸起的牙型相同，为矩形、梯形或锯齿形。

进一步地方案为，阀体包括内管和设置在内管外侧的外管，螺旋凸起和通流孔均设置在所述内管的内壁上，所述外管的两端分别延伸至两连接头的大圆柱段与第二圆台段的相接处。

进一步地方案为，所述通流孔的横截面为半圆形。

更进一步地方案为，所述涡流孔至少设置有两个。

上述技术方案中提供的自力式节流阀，设置阀芯、阀体和连接头，结构简单，安装方便，利用阀芯外螺纹和阀体内螺纹形成相互配合的螺旋副，并采用大螺距的传动螺纹，实现在小角度回转的情况下产生大距离的轴向移动；另外利用涡轮回转实现内部回转和外部回转，其中内部的回转是小流量流体通过时候利用内部的涡流孔在流动的状态下推动阀芯回转，而且根据内外螺纹之间的旋向特征当内部涡流孔进行流动的时候，推动阀芯产生相对远离的轴向运行，从而把阀芯打开，增大通流面积；外部的回转是当大流量流态流体通过通流孔时，作用于下方呈发散螺纹状的涡轮叶片，从而推动阀芯回转，即在大流量流体通过时，推动涡轮回转，产生轴向的移动趋势，从而调节轴向的大流量通流面积，减小通流截面。本实用新型的自力式节流阀，结构简单，安装使用容易，能够通过流液自身的流量大小，来调节通流面以获得出口稳定的流量，同时还能通过涡流孔和涡轮叶片实现流量大小的分流路径效果，最后还能够起到双向作用进行节流调节。

附图说明

图1为本实用新型所述自力式节流阀的剖面图；

图2为本实用新型所述阀芯的结构示意图；

图3为本实用新型所述阀体的结构示意图；

图4为本实用新型所述连接头的结构示意图。

图中：1.阀芯；11.半球段；111.通孔；12.圆柱段；121.螺旋凹槽；13.第一圆台段；131.涡流孔；132.涡轮叶片；14.支撑脚；2.阀体；21.内管；211.螺旋凸起；212.通流孔；22.外管；3.连接头；31.小圆柱段；32.第二圆台段；33.大圆柱段。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式，并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。

本实用新型采取的技术方案如图1~4所示，一种自力式节流阀，包括阀芯1、阀体2和设置在阀体2两端的连接头3，阀芯1包括顺延布置的半球段11、圆柱段12和第一圆台段13，半球段11、圆柱段12以及第一圆台段13内部设置有连通的腔体，半球段11的开放端与圆柱段12一端相接，圆柱段12的另一端与第一圆台段13的小头端相接，半球段11的顶面设置有通孔111，圆柱段12的外壁上设置有螺旋凹槽121，第一圆台段13的外壁上设置有涡轮叶片132，涡轮叶片132由第一圆台段13小头端向大头端呈发散螺纹状，第一圆台段13的大头端封闭设置，且第一圆台段13的封闭端面上开设有沿其周向分布的三个螺旋涡流孔131，涡流孔131的螺旋方向与涡轮叶片132的螺旋方向相反，利用周向分布的倾斜流向涡流孔，可以在内部通流的情况下实现对阀芯进行旋转推动；而螺旋方向相反，在同一通流方向下，二者对阀芯的回转推动方向相反，从而起到旋紧或放松的作用，以实现对阀芯轴向移动进行调节。涡流孔和涡轮叶片分别实现涡轮内部回转和涡轮外部回转，其中涡轮内部的回转是小流量流体通过时，涡流孔在流动状态下推动阀芯产生相对离开方向的运动，即把阀芯打开，增加通流面积；涡轮外部的回转是大流量流体通过时，流体通过通流孔作用于下方的涡轮叶片，从而推动阀芯转动，阀芯产生轴向的移动趋势，即关闭阀芯，减少通流面积。

结合图1和图3，阀体2套设在阀芯1的外侧，阀体2内壁沿其周向设置有与螺旋凹槽121相适配的螺旋凸起211（本实施例中牙型为矩形，也可以调整为梯形或锯齿形），本实用新型中螺旋凹槽和螺旋凸起形成螺旋副，且两者的螺距均较大，能够保证小角度回转情况下产生大距离的轴向移动；阀体2内部沿其轴向设置有与涡轮叶片132配合使用的通流孔212，通流孔212的横截面为半圆形；阀体2包括内管21和设置在内管21外侧的外管22，螺旋凸起211和通流孔212均设置在内管21的内壁上。

结合图1和图4，连接头3包括中空且顺延布置的小圆柱段31、第二圆台段32以及大圆柱段33，小圆柱段31与第二圆台段32的小头端相接，大圆柱段33与第二圆台段32的小头端相接，外管22的两端分别延伸至两连接头3的大圆柱段33与第二圆台段32的相接处，大圆柱段33套设在阀体2内腔的外侧，半球段11的封闭端接触设置在第二圆台段32的内壁，连接头所起到的作用是在锥度方向上与阀芯的半球段球面产生密封结合的效果，在相互接触的情况下调节通流口的通流面积，采用锥面和球面形成的线接触，能够起到较好的调节通流截面积作用。

另外，本实施例在第一圆台段13的大头端设置有支撑脚14，支撑脚14沿第一圆台段13周向等距间隔布置有三个，支撑脚可以在流态作用下与出口形成有效的空间，能够保证流态稳定流动，防止阀芯结构与出口内壁接触导致的通流不畅问题发生。

总之，本实用新型的自力式节流阀，具有以下特点：

1.简化结构：整体结构仅包括阀芯、阀体和连接头，结构简单、安装容易；

2.能够实现自力调节：阀芯回转产生横向移动，以产生通流截面的变化，其主要取决于通流口通流量的大小，即通流的自身流量对阀芯的位置产生决定性的作用；通流流量经过两个不同路径产生的旋转方向相反，通过内部流态的压力平衡从而达到了阀芯位置的平衡，以此来调节通流面获得出口稳定的流量；

3.能够实现大小流量的分流控制：对于流量的分流控制，当流量较小的情况下，直接通过中心的涡流孔与进流口的流体相通，通过阀芯的腔体进行小流量的通行；当大流量通行的时候，阀芯打开，通过通流孔流出，因此实现了流量大小的分流路径效果；

4.能够起到双向作用进行节流调节：本实用新型在阀芯和阀体形成的螺旋副的作用下产生轴向移动，从而导致阀芯和连接头之间的通流截面发生变化，因此对于双向都可使用，可以采用图1所示状态从右至左的方向；也可以采用从左至右的方向，二者条件效果相当，但主要使用方式还是左进右出。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本实用新型中记载内容后，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种自力式节流阀，其特征在于：包括阀芯、阀体和设置在阀体两端的连接头，所述阀芯包括顺延布置的半球段、圆柱段和第一圆台段，所述半球段、圆柱段以及第一圆台段内部设置有连通的腔体，所述半球段的开放端与圆柱段一端相接，圆柱段的另一端与第一圆台段的小头端相接，所述半球段的顶面设置有通孔，所述圆柱段的外壁上设置有螺旋凹槽，所述第一圆台段的外壁上设置有涡轮叶片，所述涡轮叶片由第一圆台段小头端向大头端呈发散螺纹状，所述第一圆台段的大头端封闭设置，且第一圆台段的封闭端面上开设有沿其周向分布的螺旋涡流孔，所述涡流孔的螺旋方向与涡轮叶片的螺旋方向相反；

所述阀体套设在所述阀芯的外侧，阀体内壁沿其周向设置有与所述螺旋凹槽相适配的螺旋凸起，阀体内部沿其轴向设置有与涡轮叶片配合使用的通流孔；

所述连接头包括中空且顺延布置的小圆柱段、第二圆台段以及大圆柱段，所述小圆柱段与第二圆台段的小头端相接，大圆柱段与第二圆台段的小头端相接，所述大圆柱段套设在阀体内腔的外侧，所述半球段的封闭端接触设置在第二圆台段的内壁。

2.根据权利要求1所述的自力式节流阀，其特征在于：所述第一圆台段的大头端设置有支撑脚，所述支撑脚沿第一圆台段周向等距间隔布置。

3.根据权利要求1所述的自力式节流阀，其特征在于：所述螺旋凹槽和螺旋凸起的牙型相同，为矩形、梯形或锯齿形。

4.根据权利要求1所述的自力式节流阀，其特征在于：阀体包括内管和设置在内管外侧的外管，所述螺旋凸起和通流孔均设置在所述内管的内壁上，所述外管的两端分别延伸至两连接头的大圆柱段与第二圆台段的相接处。

5.根据权利要求1所述的自力式节流阀，其特征在于：所述通流孔的横截面为半圆形。

6.根据权利要求1所述的自力式节流阀，其特征在于：所述涡流孔至少设置有两个。

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