CN213176840U - 一种带有环槽结构的阀芯及阀芯阀座组合件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有环槽结构的阀芯及阀芯阀座组合件，所述阀芯包括依次连接的一段阀芯和二段阀芯，所述一段阀芯和二段阀芯均为柱体结构，所述二段阀芯的直径小于一段阀芯，所述一段阀芯和二段阀芯的过渡部分形成外径逐渐减小的锥台，所述二段阀芯外侧面上轴向平行设有多个阀芯环槽，所述二段阀芯与锥台的连接处设有过渡环槽。阀芯阀座组合件包含阀芯和阀座，所述阀座上设有介质通道，所述阀芯可移动地设于介质通道内，所述阀座的内壁面与二段阀芯之间设有空隙。与现有技术相比，本实用新型具有降压节流作用，可有效降低由于介质因素而导致密封面的冲刷。

Description

一种带有环槽结构的阀芯及阀芯阀座组合件

技术领域

本实用新型涉及阀门领域，具体涉及一种带有环槽结构的阀芯及阀芯阀座组合件。

背景技术

阀门在能源、石油化工等工业领域有着广泛的应用，其在系统中扮演着控制介质流量、流速、压力等参数的重要角色，阀门性能的优劣直接影响系统管路的工作状态和安全性。很多阀门的运行在温度高、压差大的工况下，长期服役很容易造成密封面吹损，进而导致阀门密封时效，引发泄漏。阀门密封面损坏很大程度上是因为介质冲刷。

专利CN205446756U公开了一种带有改进的环槽结构的阀芯，包括阀芯，所述阀芯由前、后两段阀芯组成，其中后段阀芯为圆柱形结构，前段阀芯为外径逐渐变小的圆锥形结构，所述前段阀芯的圆锥面上设置有若干节流环形降压槽。本实用新型还公开了包括上述一种带有改进环槽结构的阀芯和阀座的组合件，其阀芯中的前段阀芯的圆锥面上的若干节流环形降压槽与阀座的内圆柱面形成逐级降压，有效保护密封面，且不易造成杂质堆积。该阀芯和阀座组合件中，前段阀芯的外径与阀座的内径一致，不利于介质的降压提速，而且介质降压之后会有一个回升的情况，提速之后也会有一个回降的情况。

CN102494146A公开了一种带有环槽结构的阀芯，包括阀芯和与阀座，所述阀芯的主体为圆柱，圆柱的下端为外径逐渐变小的前端圆柱面，所述阀座为圆环结构，圆环结构的上端设置有内圆环，内圆环的下方设置为内表面；其特征在于，所述前端圆柱面的顶端设置有若干节流环形降压槽；所述前端圆柱面和阀座的内圆环构组成主密封结构，节流环形降压槽和阀座的内表面构成辅密封结构。该阀芯中节流环形降压槽和阀座的内表面构成辅密封结构，当介质中含有杂质时，容易造成阀芯卡死。综上所述，针对现有的问题，特别需要设计一种有降压节流作用的阀芯，以此有效解决或降低由于介质因素而导致密封面的冲刷。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种带有环槽结构的阀芯及阀芯阀座组合件，具有降压节流作用，可有效降低由于介质因素而导致密封面的冲刷。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种带有环槽结构的阀芯，所述阀芯包括依次连接的一段阀芯和二段阀芯，所述一段阀芯和二段阀芯均为柱体结构，所述二段阀芯的直径小于一段阀芯，所述一段阀芯和二段阀芯的过渡部分形成外径逐渐减小的锥台，所述二段阀芯外侧面上轴向平行设有多个阀芯环槽，所述二段阀芯与锥台的连接处设有过渡环槽。介质可流向阀芯滑槽和过渡环槽，且过渡环槽可使介质在流向二段阀芯时就开始降压。

进一步地，位于相邻阀芯环槽之间的二段阀芯上设有至少一个连接槽，所述连接槽连通相邻的阀芯环槽。可使介质直接从连接槽流下。

进一步地，所述连接槽所对应的圆心的角度为90-360°。多个连接槽可使介质更快地降压提速。

进一步地，多个连接槽沿周向平行分布在位于相邻阀芯环槽之间的二段阀芯上。连接槽为多个且平行分布时，可使单个连接槽的长度减小，从而使介质流动的距离减小，更快地进行流动。

进一步地，多个连接槽呈X字形分布在位于相邻阀芯环槽之间的二段阀芯上。由于介质是从周向流向阀芯的，呈X字形分布的连接槽可使介质能均匀地降压提速。

进一步地，所述阀芯环槽和/或过渡环槽的侧面呈弧形，该侧面是指沿阀芯的轴向设置，并环绕阀芯的轴线一圈。侧面呈弧形的阀芯环槽和过渡环槽可使介质湍流情况减少。

进一步地，所述阀芯环槽的径向跨度与轴向跨度一致。

进一步地，相邻阀芯环槽的最短距离与阀芯环槽的径向跨度一致。可使介质均匀地降压提速。

进一步地，所述阀芯环槽的轴向跨度为二段阀芯轴向长度的1/4-1/2，其中二段阀芯的轴向长度为4-7mm，阀芯环槽的轴向跨度为1-2.5mm，这样可以设置多个阀芯环槽，使介质逐级降压提速。

进一步地，所述二段阀芯远离一段阀芯的一端设有倒角。

一种包含带有环槽结构的阀芯的阀芯阀座组合件，所述阀芯阀座组合件还包含阀座，所述阀座上设有介质通道，所述阀芯可移动地设于介质通道内，所述阀座的内壁面与二段阀芯之间设有空隙。

进一步地，所述空隙的宽度为0.25-0.5mm，即当二段阀芯进入到阀座中时，在径向截面上，可明显地看到阀座的内径比二段阀芯的外径总共大0.5-1mm。

进一步地，所述阀座的顶端设有阀座上端面，所述阀座上端面与内壁面相垂直，之间设有斜面，所述斜面与锥台的侧面相配合。

进一步地，所述斜面上设有阀座密封面，所述锥台的侧面上设有阀芯密封面。当阀芯与阀座接触时，阀座密封面和阀芯密封面可以紧密接触。

本实用新型的阀芯、阀芯阀座组合件均适用于高压差、通流介质为水或水汽两相的调节阀、截止阀和先导阀。具体地，由于先导阀长期处于小开度状态，即二段阀芯与阀座的距离非常小，而介质流经二段阀芯和阀座之间时，容易造成高流速的情况，高流速的介质又容易引起闪蒸和汽蚀，导致阀座和阀芯等阀内件的损坏。

本实用新型在二段阀芯处设置了多个阀芯环槽，可使介质逐级降压提速，另外当打开阀芯时，介质流经阀芯阀座组合件，此时二段阀芯位于介质通道的上侧，介质流向为垂直于阀芯，此时介质会直接冲刷过渡部分的锥台、锥台和二段阀芯的连接处以及二段阀芯，在锥台和二段阀芯的连接处就设置了过渡环槽，有助于介质从该过渡处就开始降压提速，减小对阀芯密封面的冲刷。同时将二段阀芯的直径设置成小于介质流道的直径，可使介质流通的通道变大，能进一步降压提速，减少介质对阀芯密封面和阀座密封面的冲刷，而且介质中的杂质也可以从二段阀芯和阀座的内壁面之间即空隙中通过，也不会与阀芯密封面和阀座密封面进行摩擦。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)通过在二段阀芯上设置阀芯环槽、锥台和二段阀芯的连接处设置过渡环槽，提高了介质的降压提速效果，且降压提速效果比现有的在阀芯上布置梯形结构的节流降压槽更明显。

(2)在相邻的阀芯环槽的二段阀芯上设置连接槽，并对连接槽的个数和分布形式进行设计，可使介质更快地降压提速。

(3)将阀芯环槽和/或过渡环槽的侧面设置成弧面，可减少介质流过阀芯环槽和过渡环槽时的湍流情况。

(4)将阀芯环槽的高度设置成尽量小，可以在二段阀芯上设置更多数量的阀芯环槽，使介质能够逐级降压提速，增强降压提速的效果。

(5)将二段阀芯的外径设置为小于阀座的内径，即两者之间存在间隙，可让介质更顺畅的流过阀座，且当介质中存在一些粒径较小的杂质，该杂质也可以通过空隙直接流出，减少与密封面(包括阀芯密封面和阀座密封面)之间的摩擦。

附图说明

图1为带有环槽结构的阀芯的结构示意图；

图2-4为相邻的阀芯环槽之间设有连接槽的阀芯的结构示意图；

图5为过渡环槽和阀芯环槽的侧面呈弧形的阀芯的结构示意图；

图6为阀芯阀座组合件的结构示意图；

图7为阀芯和阀座紧密接触的结构示意图；

图8为介质流经阀芯阀座组合件的结构示意图；

图9为介质流经阀芯阀座组合件的流速变化图；

图10为介质流经阀芯阀座组合件的压强变化图。

图中：1-一段阀芯；2-二段阀芯；3-锥台；4-阀芯环槽；5-过渡环槽；6-倒角；7-阀座；8-介质通道；9-内壁面；10-阀座上端面；11-斜面；12-阀座密封面；13-阀芯密封面；14-介质；15-连接槽；16-侧面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1-5所示，一种带有环槽结构的阀芯，阀芯包括依次连接的一段阀芯1和二段阀芯2，一段阀芯1和二段阀芯2均为柱体结构，二段阀芯2的直径小于一段阀芯1，一段阀芯1和二段阀芯2的过渡部分形成外径逐渐减小的锥台3，二段阀芯2外侧面上轴向平行设有多个阀芯环槽4，阀芯环槽4的径向跨度与轴向跨度一致，为1-2.5mm，相邻阀芯环槽4的最短距离与阀芯环槽4的径向跨度一致，也为1-2.5mm，阀芯环槽4的轴向跨度为二段阀芯2轴向长度的1/4-1/2，其中，二段阀芯2的轴向长度为4-7mm，阀芯环槽4的轴向跨度为1-2.5mm，二段阀芯2与锥台3的连接处设有过渡环槽5，二段阀芯2远离一段阀芯1的一端设有倒角6，倒角6的侧面与锥台3的侧面平行。如图1所示，阀芯环槽4的截面为方形，过渡环槽5的截面为梯形。如图4、5所示，阀芯环槽4和过渡环槽5的侧面16均呈弧形，弧面的曲度可以根据实际情况设置。

如图2-4所示，位于相邻阀芯环槽4之间的二段阀芯2上设有至少一个连接槽15，具体如图2所示，连接槽15连通相邻的阀芯环槽4，连接槽15所对应的圆心的角度为90-360°。多个连接槽15沿周向平行分布在位于相邻阀芯环槽4之间的二段阀芯2上，具体如图3所示，或多个连接槽15两两呈X字形分布在位于相邻阀芯环槽4之间的二段阀芯2上，具体如图4所示。

如图6所示，一种阀芯阀座组合件，包含带有环槽结构的阀芯和阀座7，阀座7上设有介质通道8，阀芯可移动地设于介质通道8内，阀座7的顶端设有阀座上端面10，阀座上端面10与内壁面9相垂直，之间设有斜面11，斜面11与锥台3的侧面相配合，斜面11上设有阀座密封面12，锥台3的侧面设有阀芯密封面13。如图7所示，当阀芯关闭时，即阀芯密封面13和阀座密封面12紧密接触时，可看到阀座7的内壁面9与二段阀芯2设有空隙，空隙的宽度为0.25-0.5mm。

如图8所示，当打开阀芯时，介质14流经阀芯阀座组合件，流经顺序为a-b-c，此时二段阀芯2位于介质通道8的上侧，介质14在b处的流向为垂直于阀芯，此时介质会直接冲刷过渡部分的锥台3、锥台3和二段阀芯2的连接处以及二段阀芯2，在锥台3和二段阀芯2的连接处就设置了过渡环槽6，有助于介质14从该处就开始降压提速。a、b和c三处的介质流速变化如图9所示，即介质14缓慢提升流速，不会出现回降的情况，a、b和c三处的介质压强变化如图10所示，即介质14的压强逐渐降低，也不会出现回升的情况，使最关键的密封面远离气蚀区，此时阀芯和阀座7没有完全关闭，也不会对阀门损坏，从而降低介质冲刷造成的损害。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带有环槽结构的阀芯，其特征在于，所述阀芯包括依次连接的一段阀芯(1)和二段阀芯(2)，所述一段阀芯(1)和二段阀芯(2)均为柱体结构，所述二段阀芯(2)的直径小于一段阀芯(1)，所述一段阀芯(1)和二段阀芯(2)的过渡部分形成外径逐渐减小的锥台(3)，所述二段阀芯(2)外侧面上轴向平行设有多个阀芯环槽(4)，所述二段阀芯(2)与锥台(3)的连接处设有过渡环槽(5)。

2.根据权利要求1所述的一种带有环槽结构的阀芯，其特征在于，位于相邻阀芯环槽(4)之间的二段阀芯(2)上设有至少一个连接槽(15)，所述连接槽(15)连通相邻的阀芯环槽(4)。

3.根据权利要求2所述的一种带有环槽结构的阀芯，其特征在于，多个连接槽(15)沿周向平行分布。

4.根据权利要求2所述的一种带有环槽结构的阀芯，其特征在于，多个连接槽(15)呈X字形分布。

5.根据权利要求1所述的一种带有环槽结构的阀芯，其特征在于，所述阀芯环槽(4)和/或过渡环槽(5)的侧面(16)呈弧形。

6.根据权利要求1所述的一种带有环槽结构的阀芯，其特征在于，所述阀芯环槽(4)的轴向跨度为二段阀芯(2)轴向长度的1/4-1/2。

7.一种包含如权利要求1-6任一项所述阀芯的阀芯阀座组合件，其特征在于，所述阀芯阀座组合件还包含阀座(7)，所述阀座(7)上设有介质通道(8)，所述阀芯可移动地设于介质通道(8)内，所述阀座(7)的内壁面(9)与二段阀芯(2)之间设有空隙。

8.根据权利要求7所述的一种阀芯阀座组合件，其特征在于，所述空隙的宽度为0.25-0.5mm。

9.根据权利要求7所述的一种阀芯阀座组合件，其特征在于，所述阀座(7)的顶端设有阀座上端面(10)，所述阀座上端面(10)与内壁面(9)相垂直，之间设有斜面(11)，所述斜面(11)与锥台(3)的侧面相配合。

10.根据权利要求9所述的一种阀芯阀座组合件，其特征在于，所述斜面(11)上设有阀座密封面(12)，所述锥台(3)的侧面上设有阀芯密封面(13)。

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