CN218971903U - 一种流体控制阀 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种流体控制阀,涉及控制阀的技术领域,包括主阀体、阀芯、主执行机构、第一管体、高精度控制阀、第二管体、大流量控制阀、第一流量传感器及第二流量传感器,所述主阀体设有介质入口、第一介质出口及第二介质出口,所述第一管体与所述第一介质出口相连通,所述第二管体与所述第二介质出口相连通,所述主执行机构与所述阀芯传动连接,用于驱动所述阀芯可开闭封堵于所述第一介质出口或所述第二介质出口,所述第一流量传感器和高精度控制阀设于所述第一管体,所述第一流量传感器用于测量所述第一管体内的介质流量。从而具有较宽的流量调节范围,有效兼顾对介质流量进行高精度控制和对大流量的介质进行控制的需要。
Description
技术领域
本申请涉及控制阀的技术领域,尤其是涉及一种流体控制阀。
背景技术
自力式流量控制阀又称定流量阀、自平衡阀或动态流量平衡阀,其作用是在阀的进出口压差变化的情况下,维持通过控制阀的流量恒定,从而维持与之串联的被控对象(如一个环路,一个用户,一台设备等)的流量恒定,自力式流量控制阀在闭式水循环系统(如热水供暖系统,空调冷冻系统)中,可以大大简化系统的调试工作,可以稳定泵的工作状态等,因此,自力式调节阀在供热空调工程中有着广阔的应用前景。自力式流量控制阀在实际工作过程中存在两种应用场景,第一种是对介质的流量进行高精度控制,另一种是对大流量的介质进行流量控制,在对介质的流量进行高精度控制时,此时需要将控制阀的启闭件的开度控制在较小的行程内,此时通过控制阀的介质流量较小,控制阀具有较高的流量控制精度;当需要对大流量的介质进行流量控制时,此时需要将控制阀的启闭件的开度控制在较大行程内,此时虽然流量控制精度略有下降,但控制阀具有较大的介质通过能力,从而满足对大流量介质的流量控制需要。然而现有的自力式流量控制阀的启闭件的规格是一定的,其开度范围只能处于某一特定区间,流量调节控制范围较窄,无法同时兼顾对介质流量进行高精度控制和对大流量的介质进行控制的应用场景。
发明内容
本申请的目的是提供一种流体控制阀,用于解决现有技术中的自力式流量控制阀的启闭件的规格是一定的,其开度范围只能处于某一特定区间,流量调节控制范围较窄,无法同时兼顾对介质流量进行高精度控制和对大流量的介质进行控制的应用场景的问题。
本申请提供的一种流体控制阀采用如下的技术方案:
一种流体控制阀,包括主阀体、阀芯、主执行机构、第一管体、高精度控制阀、第二管体、大流量控制阀、第一流量传感器及第二流量传感器,所述主阀体设有介质入口、第一介质出口及第二介质出口,所述第一管体与所述第一介质出口相连通,所述第二管体与所述第二介质出口相连通,所述主执行机构与所述阀芯传动连接,用于驱动所述阀芯可开闭封堵于所述第一介质出口或所述第二介质出口,所述第一流量传感器和高精度控制阀设于所述第一管体,所述第一流量传感器用于测量所述第一管体内的介质流量,所述高精度控制阀用于调节所述第一管体内的介质流量,所述第二流量传感器和大流量控制阀设于所述第二管体,所述第二流量传感器用于测量所述第二管体内的介质流量,所述大流量控制阀用于调节所述第二管体内的介质流量。
通过采用上述技术方案,通过主执行机构可驱动阀芯可开闭封堵于第一介质出口或第二介质出口,使介质流经第一管体或第二管体,通过第一流量传感器可对流经第一管体的介质进行流量测量,根据测量结果可调节高精度控制阀的开度,从而对流经第一管体的介质进行流量调节控制,通过第二流量传感器对流经第二管体的介质进行流量测量,根据测量结果可调节大流量控制阀的开度,从而对流经第二管体的介质进行流量调节控制。
可选的,所述高精度控制阀包括第一阀体、阀针及第一执行机构,所述第一阀体设有轴向贯通的导向孔、阀腔、阀孔以及与所述阀孔相连通并呈夹角设置的排入孔及排出孔,所述排入孔和所述排出孔分别与所述第一管体相连通,所述阀针滑动设于所述导向孔和所述阀腔,所述第一执行机构与所述阀针传动连接,用于驱动所述阀针的一端可开闭封堵于所述阀孔。
通过采用上述技术方案,通过阀针对阀孔的开度进行调节,阀针具有较小的横截面积,因此可对阀孔的开度进行精确控制,进而对流经高精度控制阀的流量进行精确控制。
可选的,所述第一执行机构包括导向套、第一电机及螺杆,所述导向套固设于所述第一阀体,所述第一电机固设于所述导向套,所述导向套的内壁设有限位槽,所述阀针滑动穿设于所述导向套,所述阀针的外侧壁设有限位凸台,所述限位凸台与所述限位槽相卡合,所述阀针设有螺孔,所述螺杆与所述第一电机的第一输出轴固接,并与所述螺孔螺接。
通过采用上述技术方案,第一执行机构采用螺杆与螺孔相配合的传动方式,因此具有极高的控制精度,可有效提高流量控制精度。
可选的,所述第一执行机构还包括第一密封套,所述导向孔的内壁设有第一环槽,所述第一密封套设于所述第一环槽,并与所述阀针的外周壁接触。
通过采用上述技术方案,通过第一密封套可对第一执行机构起到很好的密封效果,避免介质流经高精度控制阀时发生泄漏。
可选的,所述阀芯为一端封闭一端开口的筒状,所述阀芯的开口端朝向所述介质入口,所述阀芯转动设于所述主阀体,所述阀芯的外周壁可开闭封堵于所述第一介质出口或所述第二介质出口,所述阀芯的周壁设有与所述第一介质出口和所述第二介质出口相对应的介质流通槽,所述主执行机构与所述阀芯传动连接,用于驱动所述阀芯绕所述筒状的阀芯的轴线旋转。
通过采用上述技术方案,将阀芯设为一端封闭一端开口的筒状,并在阀芯的周壁设有与第一管体和第二管体相对应的介质流通槽,当主执行机构驱动阀芯绕筒状的阀芯的轴线旋转时,可快速切换主阀体与第一管体或第二管体的连通状态。
可选的,所述主执行机构包括主电机及第三密封套,所述主阀体设有与其内部相连通的第三轴壳,所述主电机固设于所述第三轴壳,所述主电机的第三输出轴转动设于所述第三轴壳,并与所述阀芯固接,所述第三轴壳的内壁设有第三环槽,所述第三密封套设于所述第三环槽,并与所述第三输出轴的外周壁接触,所述阀芯的外侧壁固设有密封垫。
通过采用上述技术方案,通过第三密封套和密封垫可起到良好的密封效果,避免介质流经主阀体时发生泄漏现象。
可选的,所述大流量控制阀包括第二阀体、阀杆、阀瓣及第二执行机构,所述第二阀体与所述第二管体相连通,所述阀杆转动设于所述第二阀体,所述阀瓣与所述阀杆固接,并位于所述第二阀体内,所述第二执行机构与所述阀杆传动连接,用于驱动所述阀瓣可开闭封堵于所述第二阀体。
通过采用上述技术方案,通过第二执行机构对阀瓣的开度进行控制,阀瓣具有开度范围大、开闭迅速等特点,可很好地适应对大流量介质的控制。
可选的,所述大流量控制阀还包括第二密封套及密封圈,所述第二阀体设有与其内部相连通的第二轴壳,所述第二执行机构包括第二电机,第二电机固设于所述第二轴壳,所述阀杆与所述第二电机的第二输出轴固接,所述阀杆转动设于所述第二轴壳,所述第二轴壳的内壁设有第二环槽,所述第二密封套设于所述第二环槽,并与所述阀杆的外周壁接触,所述密封圈固设于所述第二阀体的内周壁,所述阀瓣的外周壁与所述密封圈接触。
通过采用上述技术方案,通过密封圈可对阀瓣起到很好的密封效果,确保阀瓣关闭时的密封效果,通过第二密封套可对第二阀体起到很好的密封效果,避免介质流经第二阀体时发生泄漏。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:本申请的流体控制阀可对介质的流量进行高精度控制,或对大流量的介质进行流量控制,当需要对介质的流量进行高精度控制时,通过主执行机构驱动阀芯对第二介质出口进行封堵,同时使第一管体与主阀体连通,此时,介质从介质入口进入主阀体,并依次流经第一管体、高精度控制阀和第一流量传感器,通过第一流量传感器对流经第一管体的介质进行流量测量,根据测量结果可手动调节或通过外部控制器自动调节高精度控制阀的开度,从而对流经第一管体的介质进行流量调节控制。当需要对大流量的介质进行流量控制时,通过主执行机构驱动阀芯对第一介质出口进行封堵,同时使第二管体与主阀体连通,此时,介质从介质入口进入主阀体,并依次流经第二管体、大流量控制阀和第二流量传感器,通过第二流量传感器对流经第二管体的介质进行流量测量,根据测量结果可手动调节或通过外部控制器自动调节大流量控制阀的开度,从而对流经第二管体的介质进行流量调节控制。从而具有较宽的流量调节范围,有效兼顾对介质流量进行高精度控制和对大流量的介质进行控制的需要,大幅扩大了应用范围,可很好地适应不同的工作场合。
附图说明
图1为本申请的结构示意图;
图2为本申请的剖视图;
图3为图2中A部分的局部放大示意图;
图4为阀芯的结构示意图;
图5为图2中B部分的局部放大示意图;
图6为针阀的结构示意图;
图7为图2中C部分的局部放大示意图。
图中,
10、主阀体;11、介质入口;12、第一介质出口;13、第二介质出口;14、第三轴壳;20、阀芯;21、介质流通槽;22、密封垫;30、主执行机构;31、主电机;311、第三输出轴;32、第三密封套;40、第一管体;50、高精度控制阀;51、第一阀体;511、导向孔;512、阀腔;513、阀孔;514、排入孔;515、排出孔;52、阀针;521、限位凸台;522、螺孔;53、第一执行机构;531、导向套;5311、限位槽;532、第一电机;533、螺杆;534、第一密封套;60、第二管体;70、大流量控制阀;71、第二阀体;711、第二轴壳;72、阀杆;73、阀瓣;74、第二执行机构;741、第二电机;75、第二密封套;76、密封圈;80、第一流量传感器;90、第二流量传感器。
具体实施方式
以下结合附图1-附图7,对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种流体控制阀。
参照图1和图2,一种流体控制阀,包括主阀体10、阀芯20、主执行机构30、第一管体40、高精度控制阀50、第二管体60、大流量控制阀70、第一流量传感器80及第二流量传感器90,主阀体10设有介质入口11、第一介质出口12及第二介质出口13,第一管体40与第一介质出口12相连通,第二管体60与第二介质出口13相连通,主执行机构30与阀芯20传动连接,用于驱动阀芯20可开闭封堵于第一介质出口12或第二介质出口13,第一流量传感器80和高精度控制阀50设于第一管体40,第一流量传感器80用于测量第一管体40内的介质流量,高精度控制阀50用于调节第一管体40内的介质流量,第二流量传感器90和大流量控制阀70设于第二管体60,第二流量传感器90用于测量第二管体60内的介质流量,大流量控制阀70用于调节第二管体60内的介质流量。
本申请的流体控制阀可对介质的流量进行高精度控制,或对大流量的介质进行流量控制,当需要对介质的流量进行高精度控制时,通过主执行机构30驱动阀芯20对第二介质出口13进行封堵,同时使第一管体40与主阀体10连通,此时,介质从介质入口11进入主阀体10,并依次流经第一管体40、高精度控制阀50和第一流量传感器80,通过第一流量传感器80对流经第一管体40的介质进行流量测量,根据测量结果可手动调节或通过外部控制器自动调节高精度控制阀50的开度,从而对流经第一管体40的介质进行流量调节控制。当需要对大流量的介质进行流量控制时,通过主执行机构30驱动阀芯20对第一介质出口12进行封堵,同时使第二管体60与主阀体10连通,此时,介质从介质入口11进入主阀体10,并依次流经第二管体60、大流量控制阀70和第二流量传感器90,通过第二流量传感器90对流经第二管体60的介质进行流量测量,根据测量结果可手动调节或通过外部控制器自动调节大流量控制阀70的开度,从而对流经第二管体60的介质进行流量调节控制。从而具有较宽的流量调节范围,有效兼顾对介质流量进行高精度控制和对大流量的介质进行控制的需要,大幅扩大了应用范围,可很好地适应不同的工作场合,第一流量传感器80和第二流量传感器90可采用涡轮式流量传感器或其他本领域常见的流量传感器种类。
参照图3和图4,阀芯20为一端封闭一端开口的筒状,阀芯20的开口端朝向介质入口11,阀芯20转动设于主阀体10,阀芯20的外周壁可开闭封堵于第一介质出口12或第二介质出口13,阀芯20的周壁设有与第一介质出口12和第二介质出口13相对应的介质流通槽21,主执行机构30与阀芯20传动连接,用于驱动阀芯20绕筒状的阀芯20的轴线旋转。当主执行机构30驱动阀芯20绕筒状的阀芯20的轴线旋转时,可调整介质流通槽21相对于第一介质出口12和第二介质出口13的位置,当阀芯20转动至介质流通槽21与第一介质出口12相对的位置时,第一管体40与主阀体10连通,介质可通过筒状的阀芯20和介质流通槽21在第一管体40和主阀体10之间流通。当阀芯20转动至介质流通槽21与第二介质出口13相对的位置时,第二管体60与主阀体10连通,介质可通过筒状的阀芯20和介质流通槽21在第二管体60和主阀体10之间流通。
参照图3,主执行机构30包括主电机31及第三密封套32,主阀体10设有与其内部相连通的第三轴壳14,主电机31固设于第三轴壳14,主电机31的第三输出轴311转动设于第三轴壳14,并与阀芯20固接,第三轴壳14的内壁设有第三环槽,第三密封套32设于第三环槽,并与第三输出轴311的外周壁接触,阀芯20的外侧壁固设有密封垫22。主执行机构30除采用主电机31与阀芯20直联传动连接外,还可采用齿轮副或带轮同步带或链轮链条等传动连接方式,通过第三密封套32和密封垫22可起到良好的密封效果,避免介质流经主阀体10时发生泄漏现象。
参照图5,高精度控制阀50包括第一阀体51、阀针52及第一执行机构53,第一阀体51设有轴向贯通的导向孔511、阀腔512、阀孔513以及与阀孔513相连通并呈夹角设置的排入孔514及排出孔515,排入孔514和排出孔515分别与第一管体40相连通,阀针52滑动设于导向孔511和阀腔512,第一执行机构53与阀针52传动连接,用于驱动阀针52的一端可开闭封堵于阀孔513。介质在流经高精度控制阀50时,介质依次流经排入孔514、阀孔513、阀腔512和排出孔515,通过第一执行机构53可驱动阀针52沿导向孔511、阀腔512和阀孔513的轴线方向移动,从而调节阀针52的一端对阀孔513的开度,进而对流经高精度控制阀50的介质的流量进行高精度调节。
参照图5和图6,第一执行机构53包括导向套531、第一电机532及螺杆533,导向套531固设于第一阀体51,第一电机532固设于导向套531,导向套531的内壁设有限位槽5311,阀针52滑动穿设于导向套531,阀针52的外侧壁设有限位凸台521,限位凸台521与限位槽5311相卡合,阀针52设有螺孔522,螺杆533与第一电机532的第一输出轴固接,并与螺孔522螺接。通过第一执行机构53驱动阀针52沿导向孔511、阀腔512和阀孔513的轴线方向移动的过程如下:通过第一电机532驱动螺杆533转动,在螺杆533与螺孔522的相互作用下,带动阀针52进行轴向移动,第一执行机构53还可采用其他形式的直线丝杆传动结构。
参照图5,第一执行机构53还包括第一密封套534,导向孔511的内壁设有第一环槽,第一密封套534设于第一环槽,并与阀针52的外周壁接触。通过第一密封套534可对第一执行机构53起到很好的密封效果,避免介质流经高精度控制阀50时发生泄漏。
参照图7,大流量控制阀70包括第二阀体71、阀杆72、阀瓣73及第二执行机构74,第二阀体71与第二管体60相连通,阀杆72转动设于第二阀体71,阀瓣73与阀杆72固接,并位于第二阀体71内,第二执行机构74与阀杆72传动连接,用于驱动阀瓣73可开闭封堵于第二阀体71。通过第二执行机构74可驱动阀瓣73和阀杆72转动,从而调节阀瓣73的开度,进而对流经第二阀体71的介质流量进行控制,大流量控制阀70还可采用闸阀或球阀或截止阀等本领域常见的阀门。
参照图7,大流量控制阀70还包括第二密封套75及密封圈76,第二阀体71设有与其内部相连通的第二轴壳711,第二执行机构74包括第二电机741,第二电机741固设于第二轴壳711,阀杆72与第二电机741的第二输出轴固接,阀杆72转动设于第二轴壳711,第二轴壳711的内壁设有第二环槽,第二密封套75设于第二环槽,并与阀杆72的外周壁接触,密封圈76固设于第二阀体71的内周壁,阀瓣73的外周壁与密封圈76接触。第二执行机构74除采用第二电机741与阀杆72直联传动连接外,还可采用齿轮副或带轮同步带或链轮链条等传动连接方式,通过密封圈76可对阀瓣73起到很好的密封效果,确保阀瓣73关闭时的密封效果,通过第二密封套75可对第二阀体71起到很好的密封效果,避免介质流经第二阀体71时发生泄漏。
本实施例一种流体控制阀的实施原理为:本申请的流体控制阀可对介质的流量进行高精度控制,或对大流量的介质进行流量控制,当需要对介质的流量进行高精度控制时,通过主执行机构30驱动阀芯20绕筒状的阀芯20的轴线旋转,调整介质流通槽21相对于第一介质出口12和第二介质出口13的位置,当阀芯20转动至介质流通槽21与第一介质出口12相对的位置,第一管体40与主阀体10连通,介质通过筒状的阀芯20和介质流通槽21在第一管体40和主阀体10之间流通,并依次流经第一管体40、高精度控制阀50和第一流量传感器80,通过第一流量传感器80对流经第一管体40的介质进行流量测量,根据测量结果可手动调节或通过外部控制器自动调节高精度控制阀50,通过第一电机532驱动螺杆533转动,在螺杆533与螺孔522的相互作用下,带动阀针52沿导向孔511、阀腔512和阀孔513的轴线方向移动,调节阀针52的一端对阀孔513的开度,进而对流经第一管体40的介质的流量进行高精度调节。当需要对大流量的介质进行流量控制时,通过主执行机构30驱动阀芯20绕筒状的阀芯20的轴线旋转,使阀芯20转动至介质流通槽21与第二介质出口13相对的位置,使第二管体60与主阀体10连通,介质通过筒状的阀芯20和介质流通槽21在第二管体60和主阀体10之间流通,并依次流经第二管体60、大流量控制阀70和第二流量传感器90,通过第二流量传感器90对流经第二管体60的介质进行流量测量,根据测量结果可手动调节或通过外部控制器自动调节大流量控制阀70,通过第二执行机构74驱动阀瓣73和阀杆72转动,调节阀瓣73的开度,对流经第二管体60的介质进行大流量控制。
本具体实施方式的实施例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,其中相同的零部件用相同的附图标记表示。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 (8)
1.一种流体控制阀,其特征在于,包括主阀体(10)、阀芯(20)、主执行机构(30)、第一管体(40)、高精度控制阀(50)、第二管体(60)、大流量控制阀(70)、第一流量传感器(80)及第二流量传感器(90),所述主阀体(10)设有介质入口(11)、第一介质出口(12)及第二介质出口(13),所述第一管体(40)与所述第一介质出口(12)相连通,所述第二管体(60)与所述第二介质出口(13)相连通,所述主执行机构(30)与所述阀芯(20)传动连接,用于驱动所述阀芯(20)可开闭封堵于所述第一介质出口(12)或所述第二介质出口(13),所述第一流量传感器(80)和所述高精度控制阀(50)设于所述第一管体(40),所述第一流量传感器(80)用于测量所述第一管体(40)内的介质流量,所述高精度控制阀(50)用于调节所述第一管体(40)内的介质流量,所述第二流量传感器(90)和所述大流量控制阀(70)设于所述第二管体(60),所述第二流量传感器(90)用于测量所述第二管体(60)内的介质流量,所述大流量控制阀(70)用于调节所述第二管体(60)内的介质流量。
2.根据权利要求1所述的一种流体控制阀,其特征在于,所述高精度控制阀(50)包括第一阀体(51)、阀针(52)及第一执行机构(53),所述第一阀体(51)设有轴向贯通的导向孔(511)、阀腔(512)、阀孔(513)以及与所述阀孔(513)相连通并呈夹角设置的排入孔(514)及排出孔(515),所述排入孔(514)和所述排出孔(515)分别与所述第一管体(40)相连通,所述阀针(52)滑动设于所述导向孔(511)和所述阀腔(512),所述第一执行机构(53)与所述阀针(52)传动连接,用于驱动所述阀针(52)的一端可开闭封堵于所述阀孔(513)。
3.根据权利要求2所述的一种流体控制阀,其特征在于,所述第一执行机构(53)包括导向套(531)、第一电机(532)及螺杆(533),所述导向套(531)固设于所述第一阀体(51),所述第一电机(532)固设于所述导向套(531),所述导向套(531)的内壁设有限位槽(5311),所述阀针(52)滑动穿设于所述导向套(531),所述阀针(52)的外侧壁设有限位凸台(521),所述限位凸台(521)与所述限位槽(5311)相卡合,所述阀针(52)设有螺孔(522),所述螺杆(533)与所述第一电机(532)的第一输出轴固接,并与所述螺孔(522)螺接。
4.根据权利要求3所述的一种流体控制阀,其特征在于,所述第一执行机构(53)还包括第一密封套(534),所述导向孔(511)的内壁设有第一环槽,所述第一密封套(534)设于所述第一环槽,并与所述阀针(52)的外周壁接触。
5.根据权利要求1所述的一种流体控制阀,其特征在于,所述阀芯(20)为一端封闭一端开口的筒状,所述阀芯(20)的开口端朝向所述介质入口(11),所述阀芯(20)转动设于所述主阀体(10),所述阀芯(20)的外周壁可开闭封堵于所述第一介质出口(12)或所述第二介质出口(13),所述阀芯(20)的周壁设有与所述第一介质出口(12)和所述第二介质出口(13)相对应的介质流通槽(21),所述主执行机构(30)与所述阀芯(20)传动连接,用于驱动所述阀芯(20)绕所述筒状的阀芯(20)的轴线旋转。
6.根据权利要求5所述的一种流体控制阀,其特征在于,所述主执行机构(30)包括主电机(31)及第三密封套(32),所述主阀体(10)设有与其内部相连通的第三轴壳(14),所述主电机(31)固设于所述第三轴壳(14),所述主电机(31)的第三输出轴(311)转动设于所述第三轴壳(14),并与所述阀芯(20)固接,所述第三轴壳(14)的内壁设有第三环槽,所述第三密封套(32)设于所述第三环槽,并与所述第三输出轴(311)的外周壁接触,所述阀芯(20)的外侧壁固设有密封垫(22)。
7.根据权利要求1所述的一种流体控制阀,其特征在于,所述大流量控制阀(70)包括第二阀体(71)、阀杆(72)、阀瓣(73)及第二执行机构(74),所述第二阀体(71)与所述第二管体(60)相连通,所述阀杆(72)转动设于所述第二阀体(71),所述阀瓣(73)与所述阀杆(72)固接,并位于所述第二阀体(71)内,所述第二执行机构(74)与所述阀杆(72)传动连接,用于驱动所述阀瓣(73)可开闭封堵于所述第二阀体(71)。
8.根据权利要求7所述的一种流体控制阀,其特征在于,所述大流量控制阀(70)还包括第二密封套(75)及密封圈(76),所述第二阀体(71)设有与其内部相连通的第二轴壳(711),所述第二执行机构(74)包括第二电机(741),所述第二电机(741)固设于所述第二轴壳(711),所述阀杆(72)与所述第二电机(741)的第二输出轴固接,所述阀杆(72)转动设于所述第二轴壳(711),所述第二轴壳(711)的内壁设有第二环槽,所述第二密封套(75)设于所述第二环槽,并与所述阀杆(72)的外周壁接触,所述密封圈(76)固设于所述第二阀体(71)的内周壁,所述阀瓣(73)的外周壁与所述密封圈(76)接触。
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