CN213900017U - 一种动态平衡阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及流量控制设备的领域，尤其是涉及一种动态平衡阀，其包括设有内腔的阀体，内腔两端分别连通有进水口和出水口，内腔内设置有阀座，阀座上开设有流体通孔，流体通孔的过流面积小于进水口的过流面积，阀体内设置有动态平衡组件；动态平衡组件包括一动态阀芯导向套，动态阀芯导向套内滑移连接有动态阀芯，动态阀芯一侧设置有低压腔，低压腔与流体通孔的下游连通，动态阀芯另一侧包覆有弹性膜片，弹性膜片背离动态阀芯的一侧设置有高压腔，高压腔与进水口连通，动态阀芯与动态阀芯导向套之间设置有导压腔，导压腔与低压腔连通，导压腔内设置有用于弹性驱使动态阀芯向高压腔方向移动的弹性件。本申请具有改善低压腔内流体受阻情况的效果。

Description

一种动态平衡阀

技术领域

本申请涉及流量控制设备的领域，尤其是涉及一种动态平衡阀。

背景技术

动态平衡阀主要是指动态压差平衡阀，其根据系统工况（压差）变动而自动变化阻力和流量，在一定的压差范围内可以有效地控制使通过的流量保持一个常值；当阀门前后的压差增大时，通过阀门的自动关小的动作能够保持流量不增大，当压差减小时，阀门自动开大，流量仍然保持恒定，从而使在工况变化时能保持压差基本不变。

动态平衡阀用于需要进行流量控制的水系统中，尤其适用于供热、空调等非腐蚀性液体介质的流量控制，使总流量得到合理分配。运行前一次性调节，即可使系统流量自动恒定在要求的设定值。

如公告号为CN207975295U的中国实用新型提供的动态平衡阀，其技术方案是包括阀体，所述阀体中开设有腔室，腔室中设置有阀座；与进水口连通的腔室中移动设置有调节组件，通过调节组件与阀座配合调节平衡阀的流通面积；所述动态平衡组件包括笼式套筒，笼式套筒的顶部开设有介质入口，圆周侧壁上开设有介质出口，所述笼式套筒内部活动连接有动态阀芯，通过动态阀芯对介质出口进行遮挡或打开，保证了调节组件前后的工作压差的恒定，从而实现了流量的恒定。

针对上述中的相关技术，发明人认为动态平衡阀工作过程中，流体经由进水口进入动态阀芯与笼式套筒围成的底压腔内，若进水口的水压较大，压缩弹簧弹性压缩量相应较大，压缩弹簧将形成一个类似圆筒的结构，且随着压力改变形状，流体进入低压腔后，被压缩弹簧阻挡并绕行压缩弹簧，对流量平衡有一定的影响。

实用新型内容

为了改善低压腔内流体受阻的情况，本申请提供一种动态平衡阀。

本申请提供的一种动态平衡阀采用如下的技术方案：

一种动态平衡阀，包括阀体，所述阀体设置有内腔，所述内腔一端连通有进水口，另一端连通有出水口，所述内腔内还设置有阀座，所述阀座上开设有一用于连通进水口和出水口的流体通孔，所述流体通孔的过流面积小于进水口的过流面积，所述阀体内设置有一用于调节流量的动态平衡组件；所述动态平衡组件包括一动态阀芯导向套，所述动态阀芯导向套内滑移连接有一用于配合阀座调节过流面积的动态阀芯，所述动态阀芯一侧设置有低压腔，所述低压腔与流体通孔的下游连通，所述动态阀芯另一侧包覆有弹性膜片，所述弹性膜片背离动态阀芯的一侧设置有高压腔，所述高压腔与进水口连通，所述动态阀芯与动态阀芯导向套之间设置有导压腔，所述导压腔与低压腔连通，所述导压腔内设置有用于弹性驱使动态阀芯向高压腔方向移动的弹性件。

通过采用上述技术方案，流体压力变化时，高压腔内压力改变，低压腔内流体压力改变，弹性件弹力改变，高压腔压力等于低压腔压力与弹性件弹力之和，使得动态阀芯处于动态平衡状态，进而改变阀体内的流通面积，使流出阀体的流体实现流量平衡；相比于相关技术中的压缩弹簧处于低压腔内，本申请中的弹性件处于导压腔内，对低压腔流体的影响作用较小，相应的对流量平衡的影响较小。

可选的，所述弹性件为压缩弹簧。

通过采用上述技术方案，压缩弹簧物理弹性稳定，结构简单，易于安装。

可选的，所述动态阀芯导向套内壁上开设有嵌槽，所述嵌槽内嵌设有用于滑动支撑动态阀芯的四氟套。

通过采用上述技术方案，四氟套对动态阀芯有支撑、导向效果，同时四氟套具有自润滑性，四氟套与动态阀芯之间允许流体通过，使动态阀芯具有较高的灵敏度。

可选的，所述嵌槽呈环形，所述嵌槽内嵌设有一O型圈，所述四氟套由所述O型圈弹性支撑。

通过采用上述技术方案，O型圈对四氟套有支撑效果，保证了工作过程中四氟套位置的稳定性。

可选的，所述O型圈为橡胶圈。

通过采用上述技术方案，橡胶圈具有较好的物理弹性，且使用寿命较长，生产简便。

可选的，所述阀体上可拆卸安装有一用于封闭高压腔的底座，所述动态平衡组件可拆卸安装于所述底座上。

通过采用上述技术方案，底座与阀体之间可拆卸、底座与动态平衡组件之间可拆卸，便于动态平衡组件安装和更换。

可选的，所述底座螺纹连接于所述阀体上。

通过采用上述技术方案，底座与阀体螺纹连接，使底座与阀体具有较高的连接强度，使底座具有较佳的承受高压腔压力荷载的性能，且螺纹连接，安装和拆卸相对便捷。

可选的，所述底座上开设有一限位凹槽，所述限位凹槽内壁上设置有台阶，所述限位凹槽内壁上还可拆卸插设有卡簧，所述动态阀芯导向套通过所述卡簧卡设固定于所述台阶上。

通过采用上述技术方案，动态阀芯导向套由卡簧和台阶固定，取出卡簧即可分离动态阀芯导向套和底座，进而分离动态阀芯，动态阀芯导向套固定结构简单，易于操作。

可选的，所述弹性膜片边沿夹设固定于动态阀芯导向套与台阶之间。

通过采用上述技术方案，弹性膜片由动态阀芯导向套和底座固定，进而保证了弹性膜片的工作状态的稳定性，同时，弹性膜片隔离了高压腔和动态阀芯，保证了压力平衡的精度。

可选的，所述动态阀芯包括筒状侧壁和固定于筒状侧壁端部的环状底板，所述筒状侧壁上开设有第一导压孔，所述弹性件弹性支撑于动态阀芯导向套与环状底板之间。

通过采用上述技术方案，弹性件弹性支撑于动态阀芯环状底板上，动态阀芯环状底板移动进而带动动态阀芯筒状侧壁，动态阀芯筒状侧壁配合阀体调节流体流通面积，动态阀芯结构设计合理有效，易于组装生产。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.弹性件处于导压腔内，对低压腔流体的影响作用较小，相应的对流量平衡的影响较小；

2.四氟套对动态阀芯有支撑、导向效果，同时四氟套具有自润滑性，四氟套与动态阀芯之间允许流体通过，使动态阀芯具有较高的灵敏度；

3.动态阀芯导向套由卡簧和台阶固定，取出卡簧即可分离动态阀芯导向套和底座，进而分离动态阀芯，动态阀芯导向套固定结构简单，易于操作。

附图说明

图1是本申请实施例的一种动态平衡阀内部结构的剖视图。

图2是手动阀芯相对电动阀芯转动的示意图。

图3是手动阀芯相对电动阀芯静止的示意图。

图4是凸显图1中动态平衡组件所做的剖视图。

附图标记说明：1、阀体；10、进水口；11、出水口；12、阀座；120、流体通孔；13、上腔室；14、下腔室；15、第二导压孔；2、安装座；3、控制组件；30、阀杆；31、手动阀芯；310、凸沿；32、电动阀芯；33、手动开度旋转指针；34、手动开度锁紧螺母；35、安装板；36、复位弹簧；4、底座；40、限位凹槽；41、导压槽；42、第三导压孔；5、动态平衡组件；50、动态阀芯导向套；500、嵌槽；51、卡簧；52、动态阀芯；520、导压腔；521、第一导压孔；53、弹性膜片；54、压缩弹簧；55、O型圈；56、四氟套。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种动态平衡阀。参照图1，一种动态平衡阀，包括设有内腔的阀体1，安装于阀体1内的安装座2，安装于安装座2上用于控制流体流量的控制组件3，安装于阀体1上的底座4，以及安装于阀体1内用于平衡流量的动态平衡组件5。

参照图1，阀体1内腔一端设置为进水口10，另一端设置为出水口11，在阀体1内腔的中部设置有一阀座12，阀座12的中心处开设有一流体通孔120；平衡阀工作时，流体由进水口10经流体通孔120流至出水口11；在阀座12上方设置有一上腔室13，上腔室13与进水口10连通。

参照图1，安装座2密封安装于上腔室13内；控制组件3滑移安装于安装座2上，用于配合阀座12控制平衡阀的流通面积；控制组件3包括滑移穿设于安装座2内的阀杆30，在阀杆30底端设置有一缩径部，在缩径部上固定安装有一手动阀芯31，在缩径部上还套设有一电动阀芯32，电动阀芯32通过手动阀芯31限位于缩径部上，受缩径部的限制，电动阀芯32仅能环绕阀杆30转动，而无法相对阀杆30轴向移动，使得阀杆30上下移动时，手动阀芯31和电动阀芯32随之同步移动。

参照图1和图2，手动阀芯31包括一内弧板，内弧板弧心与阀杆30的轴线重合，内弧板底端向远离阀杆30轴线方向凸出并形成凸沿310；电动阀芯32顶部嵌设于安装座2上且与安装座2滑移连接；参照图2和图3，电动阀芯32底部形成一外弧板，外弧板贴合于内弧板的外侧，外弧板底端滑移贴合于凸沿310顶面；内弧板相对外弧板转动，两者可形成一个封闭的筒体结构，进而封闭平衡阀。

参照图1，阀杆30由外接的驱动器（图中未示出）驱使轴向移动，驱动器选用具有直线行程驱动功能的驱动设备，通过调控阀杆30轴向的位移量，改变电动阀芯32与阀座12之间的距离，从而改变流体的流通面积；在阀杆30顶端套设固定有一手动开度旋转指针33，通过旋转手动开度旋转指针33调节手动阀芯31内弧板相对电动阀芯32外弧板的旋转角度，从而改变流通面积，即通过调节电动阀芯32相对阀座12的位置、手动阀芯31内弧板相对电动阀芯32外弧板的位置，这两种途径均可实现操作人员根据实际需求对流通面积的调节；在阀杆30顶端还螺接有一手动开度锁紧螺母34，手动开度锁紧螺母34位于手动开度旋转指针33的外侧，并对旋转后的手动开度旋转指针33锁紧，从而固定流通面积。

参照图1，在阀杆30上套设有一安装板35，安装板35位于手动开度旋转指针33背离手动开度锁紧螺母34的一侧，安装板35与阀杆30转动连接，在上腔室13内环绕阀杆30一周均匀设置有若干复位弹簧36，复位弹簧36弹性支撑于安装板35与安装座2之间，复位弹簧36有弹性驱使安装板35向远离安装座2方向移动的趋势，安装板35带动阀杆30，进而带动电动阀芯32归位，即电动阀芯32与阀座12之间的间距最大，有助于降低驱动器能耗，提升阀杆30位移调节的便捷性。

参照图1，在阀座12下方设置有一下腔室14，底座4螺纹密封于阀体1下方用于封闭下腔室14，在底座4靠近下腔室14的一侧设置有一限位凹槽40，限位凹槽40内壁上环绕固接有一台阶。

参照图1和图4，动态平衡组件5由底座4封闭于下腔室14内，动态平衡组件5包括动态阀芯导向套50，动态阀芯导向套50顶端开口小于其底端开口，动态阀芯导向套50底端密封支撑于限位凹槽40的台阶上，且通过一卡簧51配合固定；在动态阀芯导向套筒50内轴向滑移连接有一动态阀芯52，动态阀芯52包括一体成型的筒状侧壁和环状底板，动态阀芯52环状侧壁围成一个低压腔，动态阀芯52环状底板位于动态阀芯52筒状侧壁的下方，动态阀芯52环状底板的板面直径大于动态阀芯52筒状侧壁的外径；动态阀芯52筒状侧壁与动态阀芯导向套50顶端开口的内径适配，使得动态阀芯52筒状侧壁、动态阀芯52环状底板以及动态阀芯导向套50围成一导压腔520；在动态阀芯52筒状侧壁上环绕开设有多个第一导压孔521，通过第一导压孔521实现导压腔520与下腔室14内流体压力的动态平衡。

参照图1和图4，在动态阀芯52环状底板朝向限位凹槽40的一侧包覆有一弹性膜片53，弹性膜片53可选用橡胶或其他弹性材质，本实施例中的弹性膜片53选用为橡胶片，弹性膜片53的边沿夹设于动态阀芯导向套50底端与限位凹槽40的台阶之间，且通过动态阀芯导向套50压紧固定，弹性膜片53与底座4在限位凹槽40内围成一个高压腔；在导压腔520内环绕动态阀芯52筒状侧壁一周均匀设置有多个弹性件，本实施例中的弹性件为一压缩弹簧54，压缩弹簧54弹性支撑于动态阀芯导向套50和动态阀芯52环状底板之间，压缩弹簧54具有弹性驱使动态阀芯52环状底板靠近高压腔的趋势。

参照图4，为了提升动态阀芯52的灵敏度，保证平衡阀的使用效果，在动态阀芯导向套50的顶端内壁上设置有一嵌槽500，嵌槽500环绕动态阀芯52中心线一周呈圆环状，在嵌槽500内嵌设固定有一O型圈55，O型圈55可选用橡胶或其他弹性材质，本实施例中的O型圈55选用为橡胶圈；在O型圈55靠近动态阀芯52筒状侧壁的一侧贴合设置有一四氟套56，四氟套56卡接于嵌槽500内且由O型圈55弹性支撑，四氟套56具有自润滑性，四氟套56与动态阀芯52之间形成水膜，允许流体通过，使动态阀芯52具备较高的活动灵敏度。

参照图1和图4，在底座4与下腔室14内壁之间设置有一导压槽41，导压槽41呈环状；在进水口10处设置有一与导压槽41连通的第二导压孔15，在底座4上开设有一第三导压孔42，第三导压孔42将导压槽41与高压腔连通；进水口10处的流体依次经过第二导压孔15、导压槽41以及第三导压孔42进入高压腔，高压腔内的流体压力等于低压腔内的流体压力与压缩弹簧的弹力之和，弹性膜片53根据高压腔和低压腔的压力变化而上下浮动，驱使动态阀芯52上下移动，进而改变动态阀芯52筒状侧壁顶端到阀座12底面的距离，等效于改变过流面积的大小，实现出水口11处流量的恒定。

本申请实施例一种动态平衡阀的实施原理为：操作人员通过外接的驱动器驱使阀杆30轴向移动，改变电动阀芯32相对阀座12的距离，也可手动旋拧手动开度旋转指针33，调节手动阀芯31内弧板相对电动阀芯32外弧板的位置，从而改变进水口10与流体通孔120之间的流通面积；流体由进水口10进入，大部分流体通过流体通孔120进入低压腔以及出水口11，小部分流体经第二导压孔15、导压槽41、第三导压孔42进入高压腔；高压腔内流体压力作用于弹性膜片53，低压腔内流体压力以及压缩弹簧54的弹力作用于动态阀芯52，使动态阀芯52处于动态平衡的状态。

当通入进水口10的流体压力改变时，动态阀芯52自行调整空间位置，从而根据不同水压，改变动态阀芯52筒状侧壁与阀座12底面的距离，从而改变流通截面的大小，使流至出水口11流体的流量恒定；流体进入低压腔后，通过第一导压孔521进入导压腔520，进而平衡导压腔520内外压力，压缩弹簧54位于导压腔520内，对低压腔内流体的影响较小，从而对流至出水口11的流体流量的影响较小。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动态平衡阀，包括阀体(1)，所述阀体(1)设置有内腔，所述内腔一端连通有进水口(10)，另一端连通有出水口(11)，所述内腔内还设置有阀座(12)，所述阀座(12)上开设有一用于连通进水口(10)和出水口(11)的流体通孔(120)，所述流体通孔(120)的过流面积小于进水口(10)的过流面积，其特征在于：所述阀体(1)内设置有一用于调节流量的动态平衡组件(5)；所述动态平衡组件(5)包括一动态阀芯导向套(50)，所述动态阀芯导向套(50)内滑移连接有一用于配合阀座(12)调节过流面积的动态阀芯(52)，所述动态阀芯(52)一侧设置有低压腔，所述低压腔与流体通孔(120)的下游连通，所述动态阀芯(52)另一侧包覆有弹性膜片(53)，所述弹性膜片(53)背离动态阀芯(52)的一侧设置有高压腔，所述高压腔与进水口(10)连通，所述动态阀芯(52)与动态阀芯导向套(50)之间设置有导压腔(520)，所述导压腔(520)与低压腔连通，所述导压腔(520)内设置有用于弹性驱使动态阀芯(52)向高压腔方向移动的弹性件。

2.根据权利要求1所述的一种动态平衡阀，其特征在于：所述弹性件为压缩弹簧(54)。

3.根据权利要求1所述的一种动态平衡阀，其特征在于：所述动态阀芯导向套(50)内壁上开设有嵌槽(500)，所述嵌槽(500)内嵌设有用于滑动支撑动态阀芯(52)的四氟套(56)。

4.根据权利要求3所述的一种动态平衡阀，其特征在于：所述嵌槽(500)呈环形，所述嵌槽(500)内嵌设有一O型圈(55)，所述四氟套(56)由所述O型圈(55)弹性支撑。

5.根据权利要求4所述的一种动态平衡阀，其特征在于：所述O型圈(55)为橡胶圈。

6.根据权利要求1所述的一种动态平衡阀，其特征在于：所述阀体(1)上可拆卸安装有一用于封闭高压腔的底座(4)，所述动态平衡组件(5)可拆卸安装于所述底座(4)上。

7.根据权利要求6所述的一种动态平衡阀，其特征在于：所述底座(4)螺纹连接于所述阀体(1)上。

8.根据权利要求6所述的一种动态平衡阀，其特征在于：所述底座(4)上开设有一限位凹槽(40)，所述限位凹槽(40)内壁上设置有台阶，所述限位凹槽(40)内壁上还可拆卸插设有卡簧(51)，所述动态阀芯导向套(50)通过所述卡簧(51)卡设固定于所述台阶上。

9.根据权利要求8所述的一种动态平衡阀，其特征在于：所述弹性膜片(53)边沿夹设固定于动态阀芯导向套(50)与台阶之间。

10.根据权利要求1或2所述的一种动态平衡阀，其特征在于：所述动态阀芯(52)包括筒状侧壁和固定于筒状侧壁端部的环状底板，所述筒状侧壁上开设有第一导压孔(521)，所述弹性件弹性支撑于动态阀芯导向套(50)与环状底板之间。

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