CN217927149U - 流量控制阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种流量控制阀，该流量控制阀包括：阀体，具有相互连通的阀孔、导向孔和侧向孔；阀芯，位于所述导向孔内，且可沿所述导向孔的轴向移动，以控制所述阀孔开闭，从而允许或阻断流体在所述阀孔与所述侧向孔之间流动；所述侧向孔内具有与所述阀孔连接的连接部分，所述连接部分具有围绕所述阀孔的轴线镗制而成的镗孔表面。本申请在流量控制阀的阀体上设置侧向孔以及位于侧向孔内的镗孔表面，该镗孔表面位于侧向孔与阀孔的连接之处且围绕阀孔的轴线设置，该侧向孔及镗孔表面使得流体在阀孔与侧向孔之间流动时流量控制阀的阀芯具有尽可能小的侧向力。

Description

流量控制阀

技术领域

本申请涉及流体控制领域，特别是涉及一种流量控制阀。

背景技术

在流体控制技术领域，广泛采用流量控制阀。流量控制阀的阀芯在执行器的带动下可以使得阀口打开或者关闭进而实现对流量控制阀的开闭或者流量调节的控制。

阀口打开后，流体可以通过阀口以及阀芯与阀体之间的间隙在进出口之间流通。当流体在现有的流量控制阀内流通时，其流道的设置使得流体在阀芯周围的流速会不一致，特别是在流体从下口进侧口出的情况下。这会造成流体在阀芯上产生径向不平衡力，称之为侧向力。侧向力的存在会引起阀芯移动时的轴向摩擦阻力，该摩擦阻力使得流量控制阀对执行器的驱动力的要求较高，更甚者，该摩擦阻力会造成阀芯的卡死现象，导致流量控制阀的使用寿命不高。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请提供一种流量控制阀，包括：阀体，具有相互连通的阀孔、导向孔和侧向孔；阀芯，位于所述导向孔内，且可沿所述导向孔的轴向移动，以控制所述阀孔开闭，从而允许或阻断流体在所述阀孔与所述侧向孔之间流动；所述侧向孔内具有与所述阀孔连接的连接部分，所述连接部分具有围绕所述阀孔的轴线镗制而成的镗孔表面。

可选地，所述阀孔包括圆柱部分以及圆锥部分，所述圆锥部分从所述圆柱部分起朝远离所述阀孔轴线的方向延伸至所述连接部分。

可选地，所述阀芯的落座面位于所述圆锥部分。

可选地，所述圆锥部分包括从所述圆柱部分起依次相连且直径逐渐扩大的第一圆锥部、第二圆锥部和第三圆锥部，其中所述第一圆锥部形成所述阀芯的落座面；所述第二圆锥部与所述阀孔轴线所成的夹角小于所述第三圆锥部与所述阀孔轴线所成的夹角，以随所述阀芯的开度不同而提供不同的流通面积；所述第三圆锥部的与第二圆锥部相反一端的直径与所述镗孔表面的直径相同。

可选地，所述侧向孔为盲孔，所述盲孔的半径与所述圆柱部分的半径之比为1.4～2。

可选地，所述盲孔的半径与所述圆柱部分的半径之比为1.4～1.7。

可选地，所述盲孔包括柱状部，所述柱状部的底部至所述阀孔的轴线的距离与所述圆柱部分的半径之比为1.4－2.5。

可选地，所述柱状部的底部至所述阀孔的轴线的距离与所述圆柱部分的半径之比为1.8－2.0。

可选地，所述镗孔表面对应的镗孔半径与所述圆柱部分的半径之比为1.3～2。

可选地，所述镗孔表面对应的镗孔半径与所述圆柱部分的半径之比为1.35～1.45。

可选地，所述阀芯的侧壁上具有环绕所述阀孔轴线设置的环形扩流槽。

可选地，所述阀芯在所述环形扩流槽处的半径与所述圆柱部分的半径之比为0.65～0.9。

可选地，所述阀孔的轴线与所述侧向孔的轴线垂直。

本申请实施例在流量控制阀的阀体中设置侧向孔以及位于侧向孔内的镗孔表面，该镗孔表面位于侧向孔与阀孔的连接之处且围绕阀孔的轴线设置，该侧向孔及镗孔表面使得流体在阀孔与侧向孔之间流动时流量控制阀的阀芯具有尽可能小的侧向力从而延长流量控制阀的使用寿命。

附图说明

为了便于理解本申请，在下文中基于示例性实施例并结合附图来更详细地描述本申请。在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的构件。应该理解的是，附图仅是示意性的，附图中的构件的尺寸和比例不一定精确。

图1本申请实施例提供的流量控制阀的闭阀状态的纵向剖视图。

图2是图1中的阀体的纵向剖视图。

图3是图2中的A－A剖视图。

图4是图1中的阀体的纵向剖视图的轴测图。

具体实施方式

以下参照附图对本申请的流量控制阀的实施方式进行说明，说明中的“上下”的概念与图中的上下对应。

当流体在现有的流量控制阀内流通时，其流道的设置使得流体在阀芯周围的流速会不一致。特别是在流体从下口进侧口出的情况下，流速的不一致会造成流体在阀芯上产生径向不平衡力(也可称为侧向力)。侧向力的存在会引起阀芯移动时的轴向摩擦阻力，该摩擦阻力使得流量控制阀对执行器的驱动力的要求较高，更甚者，该摩擦阻力会造成阀芯的卡死现象从而导致流量控制阀的使用寿命不高。

为了解决上述问题，本申请实施例提供一种流量控制阀1，该流量控制阀1为压力平衡型流量控制阀。如图1所示，该流量控制阀1可以包括阀体2、阀芯3、执行部4。

结合图2－4可以清晰地示出，阀体2上一体地具有阀孔21、导向孔22和侧向孔23。即，阀孔21、导向孔22和侧向孔23都由阀体零件形成，而不包括其它单独的零件。导向孔22可以通过侧向孔23与阀孔21连通，且导向孔22与阀孔21同轴。阀孔21包括圆柱部分211和圆锥部分212，圆柱部分211形成阀口。阀体2上形成阀口的圆柱部分211的下端具有第一安装孔24。侧向孔23也可以称为阀室，侧向孔23的侧端可具有第二安装孔25。

继续参见图1，阀芯3位于导向孔22内，且可沿导向孔22的轴向移动以穿过侧向孔23抵接或远离圆锥部分212，从而可以控制圆柱部分211形成的阀口的开闭。

执行部4可包括壳体41和设置在壳体41外的定子42，壳体41与阀体2形成封闭的腔室(图中未示出)，在该腔室中布置有转子，转子用于驱动阀芯3沿着导向孔22轴向移动。该执行部是本领域常见的，因此省略了其详细描述。当执行部4带动阀芯3抵接圆锥部分212时，圆柱部分211形成的阀口为闭阀状态以阻断流体在阀孔21与侧向孔23之间流动；当执行部4带动阀芯3远离圆锥部分212时，圆柱部分211形成的阀口为开阀状态以允许流体在阀孔21与侧向孔23之间流动，并且阀芯3的开度可以控制流体的流量。

此外，在一些实施例中，如图1所示，第一安装孔24内设置有第一接头管5，第二安装孔25内设置有第二接头管6。当第二接头管6作为入口管，第一接头管5作为出口管时，流体的流动方向为第一流动方向。当第一接头管5作为入口管，第二接头管6作为出口管时，流体的流动方向为第二流动方向。

如图2－4清楚地示出，阀体2的侧向孔23内具有与阀孔21连接的连接部分231，连接部分231具有围绕阀孔21的轴线镗制而成的镗孔表面232。

本申请实施例通过在阀体2上设置侧向孔23以及位于侧向孔23内的镗孔表面232使得阀芯3从闭阀状态切换为开阀状态时，流体的流速能够被均匀化，从而使得流量控制阀的阀芯3具有尽可能小的侧向力，以延长流量控制阀的使用寿命。在上述第二流动方向的情况下，这种流速的均匀化使得阀芯3具有最小侧向力的效果最为突出。

如图2－4所示，阀孔21可以包括圆柱部分211以及圆锥部分212，圆柱部分211形成阀口，圆锥部分212从圆柱部分211起朝远离阀孔21轴线的方向延伸至连接部分231，阀芯3的落座面位于圆锥部分212上。通过设置阀孔21的圆锥部分212可以在阀芯3打开时线性地调节流体的流量。

本申请实施例对于圆锥部分212的结构不做具体限定。作为一种实现方式，圆锥部分212可以具有单一圆锥角度，这种圆锥部分212结构简单，加工比较方便。作为另一种实现方式，如图2－4所示，圆锥部分212可以包括由从圆柱部分211起依次相连且直径逐渐扩大的第一圆锥部213、第二圆锥部214和第三圆锥部215其中第一圆锥部213形成阀芯3的落座面。第二圆锥部214和第三圆锥部215可以控制阀芯3在不同的开度时提供不同的流量。例如，第二圆锥部214与阀孔21轴线所成的夹角可以小于第三圆锥部215与阀孔21轴线所成的夹角。另外，第三圆锥部215的与第二圆锥部214相反一端的直径可设置为与镗孔表面232的直径相同。通过这样的设置既能保证流量控制阀1能随阀芯3的开度不同而提供不同的流通面积，还能使得流体的流速尽量被均匀化从而进一步减小阀芯3受到的流体侧向力。

本申请实施例对侧向孔23的延伸方向和具体尺寸不做具体限定。作为一种实现方式，如图2－3所示，侧向孔23的轴线与阀孔21的轴线垂直且侧向孔23为盲孔。盲孔的半径与圆柱部分211的半径之比为1.4～2。优选地，盲孔的半径与圆柱部分211的半径之比为1.4～1.7。通常机加工后的盲孔包括柱状部233和锥状部234，柱状部233与锥状部234的连接之处可称为孔底235(也可以称为柱状部233的底部)。孔底235至阀孔21的轴线的距离与圆柱部分211的半径之比为1.4－2.5。优选地，孔底235至阀孔21的轴线的距离与圆柱部分211的半径之比为1.8－2.0。通过将侧向孔23进行上述设置可以使得流体从侧向孔流通时其流速被进一步均匀化，因此可以减小阀芯3所受到的流体侧向力。特别地，在本申请实施例中，盲孔的半径与圆柱部分211的半径之比为1.54。侧向孔23的孔底235至阀孔21的轴线的距离与圆柱部分211的半径之比为1.9。

本申请实施例对镗孔表面232的孔径不做具体的限定。例如，镗孔表面232对应的镗孔半径与圆柱部分211的半径之比为1.3～2。优选地，镗孔表面232对应的镗孔半径与圆柱部分211的半径之比为1.35～1.45。镗孔表面232的孔径的设置配合上述阀孔21及侧向孔23的设置能够使得流量控制阀的流体在第二流动方向时其流速被最优地实现均匀化，从而避免阀芯3受到的流体的侧向力的影响。

如前所述，阀芯3位于导向孔22内，且可沿导向孔22的轴向移动。其中，如图1所示，阀芯3上具有封闭部31，阀芯3可通过封闭部31与圆锥部分212抵接从而对圆柱部分211形成的阀口进行关闭。阀芯3与导向孔22之间还设有密封圈7，阀芯3通可过密封圈7滑动的套设在导向孔22中，且密封圈7将执行部4的壳体与阀体21形成的封闭腔分割成两部分，密封圈7上方的腔室为背压腔。阀芯3的侧壁上可具有环绕阀孔21的轴线设置的环形扩流槽32，其位于密封圈7与阀芯的封闭部31之间。环形扩流槽32的设置可以使得阀芯在流体流通时能够尽可能的减小阀芯对于流体的阻挡，因此使得流体具有更进一步均匀化的流速。

本申请对于环形槽的深度不做具体的限定。例如，阀芯3在环形扩流槽32处的半径与圆柱部分211的半径之比为0.65～0.9。通过这样的设置可以使阀芯既能具有一定强度还能进一步使得流体的流速更加均匀化。

本申请对于密封圈7的结构不做具体的限定，例如密封圈7可以是O型密封圈，还可以是U型密封圈或者Y型密封圈，或带特氟龙材料的密封圈。密封圈7的安装槽可以设置在阀芯3上也可以设置在阀体2中。

如图1所示，阀芯3上还设有均压通路33。均压通路33可以连通背压腔以及圆柱部分211形成的阀口使得背压腔具有与阀口相同的压力。本申请实施例对均压通路33的结构不做具体限定，只要均压通路可以实现背压腔与阀口的连通即可。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种流量控制阀，其特征在于，包括：

阀体，具有相互连通的阀孔、导向孔和侧向孔；

阀芯，位于所述导向孔内，且可沿所述导向孔的轴向移动，以控制所述阀孔开闭，从而允许或阻断流体在所述阀孔与所述侧向孔之间流动；

所述侧向孔内具有与所述阀孔连接的连接部分，所述连接部分具有围绕所述阀孔的轴线镗制而成的镗孔表面。

2.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于：所述阀孔包括圆柱部分以及圆锥部分，所述圆锥部分从所述圆柱部分起朝远离所述阀孔轴线的方向延伸至所述连接部分。

3.根据权利要求2所述的流量控制阀，其特征在于：所述阀芯的落座面位于所述圆锥部分。

4.根据权利要求2所述的流量控制阀，其特征在于：所述圆锥部分包括从所述圆柱部分起依次相连且直径逐渐扩大的第一圆锥部、第二圆锥部和第三圆锥部，其中所述第一圆锥部形成所述阀芯的落座面；

所述第二圆锥部与所述阀孔轴线所成的夹角小于所述第三圆锥部与所述阀孔轴线所成的夹角，以随所述阀芯的开度不同而提供不同的流通面积；

所述第三圆锥部的与第二圆锥部相反一端的直径与所述镗孔表面的直径相同。

5.根据权利要求2所述的流量控制阀，其特征在于：所述侧向孔为盲孔，所述盲孔的半径与所述圆柱部分的半径之比为1.4～2。

6.根据权利要求5所述的流量控制阀，其特征在于：所述盲孔的半径与所述圆柱部分的半径之比为1.4～1.7。

7.根据权利要求5所述的流量控制阀，其特征在于：所述盲孔包括柱状部，所述柱状部的底部至所述阀孔的轴线的距离与所述圆柱部分的半径之比为1.4－2.5。

8.根据权利要求7所述的流量控制阀，其特征在于：所述柱状部的底部至所述阀孔的轴线的距离与所述圆柱部分的半径之比为1.8－2.0。

9.根据权利要求2所述的流量控制阀，其特征在于：所述镗孔表面对应的镗孔半径与所述圆柱部分的半径之比为1.3～2。

10.根据权利要求9所述的流量控制阀，其特征在于：所述镗孔表面对应的镗孔半径与所述圆柱部分的半径之比为1.35～1.45。

11.根据权利要求2所述的流量控制阀，其特征在于：所述阀芯的侧壁上具有环绕所述阀孔轴线设置的环形扩流槽。

12.根据权利要求11所述的流量控制阀，其特征在于：所述阀芯在所述环形扩流槽处的半径与所述圆柱部分的半径之比为0.65～0.9。

13.根据权利要求1－12中任一项所述的流量控制阀，其特征在于：所述阀孔的轴线与所述侧向孔的轴线垂直。

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