CN212775866U - 轴流式调节阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轴流式调节阀，属于阀门领域，包括阀体、阀座、阀杆、阀瓣、齿轮和齿轴，齿轴的一端端部设有齿牙与齿轮在介质流向上相啮合；阀杆深入至导流罩内部的一端设有若干齿牙与齿轮在平行于阀杆的方向上啮合。本实用新型通过设置齿轮作为阀杆与齿轴的中间传动件，改善现有技术中因阀杆与芯轴直接斜齿啮合所造成的传动结构稳定性差、易磨损的现状，从而大幅度提高传动结构的稳定性，使其得以适用高压或介质冲击力较大的场合。

Description

轴流式调节阀

技术领域

本实用新型涉及调节阀领域，具体涉及一种轴流式调节阀。

背景技术

节流截止调节阀在管道系统中主要用于天然气开采领域，它具有流量调节、压力调节的双重作用，通过调整阀瓣的开度，可以控制流量及阀后压力，从而使阀前后端压差达到平衡状态，实现气井平稳生产。

节流截止阀的一种结构如中国专利申请号为CN201721358378.4 的包括阀杆、阀芯轴、阀体、螺塞以及活塞，其调节功能是阀杆与阀芯轴之间的传动配合驱动靠螺塞在阀腔内作轴向运动改变流道面积来实现的。

在上述现有技术中，阀杆与阀芯轴直接通螺纹配合实现传动，这需要阀芯轴的两端均固定装配，该配合结构稳定性低、可靠性低。在高压以及当反方向安装使用时，介质对活塞的冲击力较大，同时采用刚性密封设计开启或者关闭所述轴流式阀门时需要往往较大的操作力矩，传动阀杆与阀芯轴直接通过螺纹传动配合的结构在实际使用上存在较大的不便。

另外，目前传统节流截止调节阀存在介质易产生乱流、水击、流量不线性的问题，难以满足实际使用需要。

基于此，提出本案申请。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种轴流式调节阀，其能够提升高压自密封角式截止阀在高压苛刻工况中的耐久性、可靠性、稳定性。

为实现上述目的，本实用新型轴流式调节阀包括阀体、具有若干过孔的阀座、阀瓣、弹簧、阀杆、螺纹套、手轮和导流罩，所述手轮与螺纹套固定连接，所述阀杆穿设于所述螺纹套中，设有齿轮、齿轴和轴套，所述轴套固定于所述导流罩的内侧壁上，所述齿轴滑动穿设于轴套中、其一端穿出轴套与阀瓣固定连接、其另一端端部设有齿牙与齿轮在介质流向上相啮合；所述阀杆深入至导流罩内部的一端设有若干齿牙，所述阀杆与齿轮在平行于阀杆的方向上啮合。

通过上述结构，本实用新型形成了以阀杆齿牙-齿轮-齿轴齿牙三者互相配合的新型传动结构，该传动结构避免了阀杆与齿轴直接啮合和相互作用，而通过齿轮作为中间传动件进行传动，其将现有技术中阀杆与齿轴之间的斜齿传动转化为介质流动方向和阀杆移动方向两个方向上的力矩传动，从而大大提高了传动结构的稳定性与可靠性，使轴流调节阀得以应用于高压环境下。另外上述结构中，在阀门开关过程中，可通过手轮的操作来控制控制阀瓣的启闭位置，阀杆的位移量与齿轴、阀瓣的位移量均相同，更便于调节和直接观察。

为使阀瓣平缓地在导流罩中移动，本实用新型进一步设置如下：所述轴套与阀瓣之间设有缓冲弹簧。

为限制阀瓣的行程，本实用新型进一步设置如下：所述导流罩的内壁上设有限制阀瓣向导流罩的锥顶处移动的限位凸起，同时，限位凸起与阀瓣相互碰触时，由于齿轮与阀杆、齿轴的啮合作用，也可直接影响手轮使手轮无法继续转动，从而提醒操作人员阀门的开度已经达到最大。另外，该结构也有助于缩短齿轴的长度和齿轴上齿牙分布的长度，减少加工步骤、节省生产成本。

为限制阀瓣的行程，本实用新型进一步设置如下：在手轮或螺纹套与阀体之间、沿阀杆的轴向设有用于限制阀杆深入导流罩中的限位块，所述阀杆上设有与所述限位块配合的限位结构。上述结构是通过限制阀杆的移动间接地的阀瓣的行程进行了限制，从而避免阀瓣过渡移动而无法与阀座正确密封配合。另外，该结构也有助于缩短齿轴的长度和齿轴上齿牙分布的长度，以及阀杆的长度和阀杆上齿牙分布的长度。

为进一步提高结构的稳定性，本实用新型进一步设置如下：所述齿轮为齿轮柱。所述齿轮柱为圆柱形，圆柱形的侧壁上沿径向分布有一周齿轮，齿轮的长度与圆柱形的长度相当。齿轮柱大大提高了齿轮本身的结构强度，使其在于阀杆、齿轴的啮合面结构稳定、不易被损坏。同时也能够适用于高压介质或者其他介质冲击力较大的使用环境中。

本实用新型进一步设置如下：所述螺纹套中部设有螺孔，所述阀杆表面设螺纹与螺孔的螺纹啮合使阀杆与螺纹套螺纹传动连接。通过上述结构，可以实现转动手轮驱动阀杆在螺纹套中上下滑动，以便于阀杆于齿轮在阀杆移动的方向上啮合并传动。

为降低介质对阀瓣的冲击，本实用新型进一步设置如下：所述阀瓣背对导流罩的侧面为弧形凸面。

本实用新型进一步设置如下：所述导流罩为锥形管结构，所述锥形管结构与阀体以及阀体的介质入口配合形成渐缩渐扩的锥管流道结构。上述结构中，随着阀瓣的关闭，阀出口侧压力不断升高，入口侧压力不断降低，避免管道内产生压力增值即水击现象。

为减少反向安装时介质对导流罩的冲击，本实用新型进一步设置如下：所述导流罩的锥顶处设有开口。在关闭阀门，一方面，部分反向流动介质得以通过该开口进入到导流罩内部，以此减少锥顶处所受到的流动介质冲击，同时也避免在锥顶处受阻挡而形成乱流。另一方面，进入到导向罩内部的介质可形成对后续通过锥顶处的开口进入的介质的阻碍，从而减缓介质对导流罩内部部件，并因此缓解通过冲击导流罩的内部而影响导流罩。

本实用新型技术效果如下：

本实用新型通过提供阀杆齿牙-齿轮-齿轴齿牙三者互相配合的新型传动结构，避免了阀杆与齿轴直接啮合和相互作用以及因此产生的易于磨损的情况发生，提高传动结构的耐久度。并通过齿轮作为中间传动件进行传动，其将现有技术中阀杆与齿轴之间的斜齿传动转化为介质流动方向和阀杆移动方向两个方向上的力矩传动，从而大大提高了传动结构的稳定性与可靠性，使轴流调节阀得以应用于高压环境下。

再者，本实用新型通过将导流罩设置为锥形管结构与阀体以及阀体的介质入口配合形成渐缩渐扩的锥管流道结构，通过该结构，可使流体流速改变时不生成漩涡、乱流，避免了边界层分离，提高了阀门出口端流体压力恢复能力。

以及，本实用新型中齿轴通过轴套进行中部固定，可以简化零部件以及装配步骤，提高装配合格率。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例结构示意图。

图2为本实用新型具体实施例俯视结构图。

图3为本实用新型具体实施例阀门打开状态示意图。

图4为本实用新型具体实施例阀门关闭状态示意图。

附图标记：1—手轮，2—螺纹套，3—支架，1001—第二齿牙，4—限位块，5—压板，6—填料组件，7—阀杆，701—第一齿牙，8—齿轮柱，9—阀体，10—齿轴，11—轴套，12—弹簧，13—阀瓣，14—导流罩，15—阀座。

具体实施方式

下面结合实施例1对本实用新型内置式倾斜止回阀的具体结构进行进一步说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种轴流式调节阀包括阀体9、具有若干过孔的轴套11、阀瓣13、弹簧12、阀杆7、螺纹套2、手轮1、齿轮柱8、齿轴10、轴套9和导流罩14，图1中，手轮1与螺纹套2均设于阀体9之外，本实施例中二者均设于阀体9的上方，手轮1固定套设于螺纹套2的外部。螺纹套2套则可自转地固定于一支架3上，该支架3最好与阀体9的外壁固定连接。螺纹套2的中部设有垂直于阀体9轴线所在水平面的螺孔，阀杆7的上部外壁设有螺纹并螺纹装配于螺纹套2的螺孔中。当手轮1带动螺纹套2转动时，相对地，阀杆7将沿着螺纹套2的螺孔的轴向，即于阀杆7的轴向上做上下升降运动。

阀体9的内部具有腔体，腔体与阀体9两端的介质入口、介质出口连通，其中阀座15、导流罩14、阀瓣13依次配合装配于腔体与介质入口上。导流罩14为锥形管结构，锥形管结构与阀体9以及阀体9的介质入口配合形成渐缩渐扩的锥管流道结构，使流体流速改变时不生成漩涡，避免了边界层分离，提高了阀门出口端流体压力恢复能力。同时导流罩14的锥顶处设有用于减缓介质冲击的开口。阀瓣13活动装配于导流罩14上，阀瓣13背对导流罩14的侧面为弧形凸面（如图1中附图标记13所指示位置），其受驱动力驱动沿着介质流动方向来回移动将压座上的过孔（图1中附图标记14所指示位置）堵住或露出。

随着阀瓣13的关闭，阀出口侧压力不断升高，入口侧压力不断降低，避免管道内产生压力增值即水击现象。阀瓣13关闭瞬间，阀出口侧的压力变化比较均匀，没有产生局部压力陡增的现象，削弱了阀瓣13关闭时的水击影响。

阀杆7的底端通过阀体9侧侧壁上开设的阀孔伸入至阀体9的内部，同时导流罩14上并伸入至装配于阀体9的内部的腔体中的导流罩14中。阀杆7的底端沿其轴向分布有若干第一齿牙701。

轴套11固定于导流罩14的内侧壁上，其中心设有与介质流动的方向平行的贯通孔。齿轴10滑动穿设于轴套11的贯通孔中、其一端穿出轴套11与阀瓣13固定连接、其另一端的端部设有第二齿牙1001与齿轮柱8在介质流向上相啮合。齿轮柱8为圆柱形，圆柱形的侧壁上沿径向分布有一周齿轮，齿轮的长度与圆柱形的长度相当。同时齿轮柱8与阀杆7底端上的第一齿牙701在平行于阀杆7的轴向的方向上啮合。

为实现上述双啮合，需要使阀杆7底端、齿轴10的另一端端部以及齿轮柱8的位置相近并相适应，以满足齿轮柱8同时与二者啮合的结构需求。结合图2所示，在上述结构中，齿轮柱8的两端可以通过轴杆固定于导流罩14内。

本实施例的工作过程如下：开阀时逆时针转动手轮1，阀杆7在阀杆7螺母螺纹的作用下上升，阀杆7上的齿条驱动齿轮柱8顺时针旋转，齿轮柱8带动与齿轴10联动的阀瓣13往出口端运动实现阀门的开启。

关阀时，顺时针转动手轮1，阀杆7下降的同时通过第一齿牙701驱动齿轮柱8逆时针旋转，齿轮柱8通过第二齿牙1001带动与齿轴10联动的阀瓣13往进口端运动实现阀门的关闭。

在阀门开关过程中，可通过手轮1的操作来控制控制阀瓣13的启闭位置，从而控制流量及阀后压力使阀前后端压差达到平衡状态。

在另一种优选实施方式中，导流罩14的内壁上设有限制阀瓣13向导流罩14的锥顶处移动的限位凸起（图1中附图标记15所指示位置附近），同时，在手轮1或支架3与阀体9之间、沿阀杆7的轴向设有用于限制阀杆7深入导流罩14中的限位块4，阀杆7上设有与所述限位块4配合的限位结构。通过限位凸起15和限位块4，可以确保齿轴10的位移行程以及阀杆7的位移行程都被限制在一定的范围之内，以便于实际使用。

综上所述，本实用新型提供轴流式调节阀，其通过设置齿轮柱8作为阀杆7与齿轴10的中间传动件，改善现有技术中因阀杆7与齿轴10直接斜齿啮合所造成的传动结构稳定性差、易磨损的现状，从而大幅度提高传动结构的稳定性，使其得以适用高压或介质冲击力较大的场合。本实用新型轴流式节流截止调节阀的研发,还解决了传统节流截止调节阀介质易产生乱流、水击等问题，确保阀门在天然气开采领域长期使用中保持性能的稳定、安全高效、操作方便。

Claims (8)

1.一种轴流式调节阀，包括阀体、具有若干过孔的阀座、阀瓣、弹簧、阀杆、螺纹套、手轮和导流罩，所述手轮与螺纹套固定连接，所述阀杆穿设于所述螺纹套中，其特征在于：设有齿轮、齿轴和轴套，所述轴套固定于所述导流罩的内侧壁上，所述齿轴滑动穿设于轴套中、其一端穿出轴套与阀瓣固定连接、其另一端端部设有齿牙与齿轮在介质流向上相啮合；所述齿轮与齿条所述阀杆深入至导流罩内部的一端设有若干齿牙，所述阀杆与齿轮在平行于阀杆的方向上啮合。

2.如权利要求1所述的轴流式调节阀，其特征在于：所述轴套与阀瓣之间设有缓冲弹簧。

3.如权利要求1或2所述的轴流式调节阀，其特征在于：所述导流罩的内壁上设有限制阀瓣向导流罩的锥顶处移动的限位凸起。

4.如权利要求3所述的轴流式调节阀，其特征在于：在手轮或螺纹套与阀体之间、沿阀杆的轴向设有用于限制阀杆深入导流罩中的限位块，所述阀杆上设有与所述限位块配合的限位结构。

5.如权利要求4所述的轴流式调节阀，其特征在于：所述齿轮为圆柱体，圆柱体的侧壁上沿径向分布有一周齿轮，齿轮的长度与圆柱体的长度相当。

6.如权利要求5所述的轴流式调节阀，其特征在于：述阀瓣背对导流罩的侧面为弧形凸面。

7.如权利要求6所述的轴流式调节阀，其特征在于：所述导流罩为锥形管结构，所述锥形管结构与阀体以及阀体的介质入口配合形成渐缩渐扩的锥管流道结构。

8.如权利要求7所述的轴流式调节阀，其特征在于：所述导流罩的锥顶处设有开口。

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