CN219176978U - 一种控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种控制阀，包括上阀盖、下阀盖和阀芯，上阀盖和下阀盖对接形成阀腔，阀芯转动地安装在阀腔中，阀芯包括阀盘和附着在阀盘上的密封垫；阀腔内设有抵接在密封垫的表面的环状筋板，并且环状筋板与密封垫的表面过盈配合或零配；在密封垫的表面设有至少一个凹槽，凹槽环绕阀芯的轴线布置，阀芯在转动过程中，凹槽经过环状筋板。本实用新型提供的控制阀，通过在具有弹性的密封垫上设置凹槽结构，从而使密封垫在与阀腔中的筋板转动配合时的过盈配合力减小，从而减小了转动时的摩擦力，降低了驱动阀芯的驱动扭矩。

Description

一种控制阀

技术领域

本实用新型涉及控制阀技术领域，特别是涉及一种控制阀。

背景技术

在控制阀的结构中，阀盘通常为刚性的金属结构，具有多个流体通道口，与阀盘配合的密封件设置在阀体中，在多通阀切换工作状态过程中，控制阀盘相对密封件转动。由于金属材料容易受到温度影响而产生热胀冷缩，并且金属材料的刚性决定了密封压力大导致摩擦力大，从而在使用的过程中一方面会产生较大的磨损，另一方面还导致阀盘转动困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种控制阀，解决阀盘摩擦力大导致磨损及转动困难的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种控制阀，包括上阀盖、下阀盖和阀芯，所述上阀盖和所述下阀盖对接形成阀腔，所述阀芯转动地安装在所述阀腔中，所述阀芯包括阀盘和附着在所述阀盘上的密封垫；所述上阀盖和/或所述下阀盖在所述阀腔内设有环状筋板，所述环状筋板与所述密封垫的表面过盈配合或零配；在所述密封垫的表面设有至少一个凹槽，所述凹槽环绕所述阀芯的轴线布置，所述阀芯在转动过程中，所述凹槽经过所述环状筋板。

所述阀芯上还设有流体通道口，所述环状筋板的开口尺寸不小于所述流体通道口的尺寸。

所述凹槽的形状与所述环状筋板的开口形状适配，以使所述控制阀在截止位时，所述凹槽周围的密封垫表面与所述环状筋板密封连接；

或者，多个凹槽组合后的形状与所述环状筋板的开口形状适配，以使所述控制阀在截止位时，多个凹槽周围的密封垫表面与所述环状筋板密封连接。

所述阀芯通过转轴转动地安装在所述阀腔中，所述转轴沿着所述阀芯的轴线布置，在所述密封垫的表面形成与所述流体通道口上下边缘衔接、以所述转轴为转动中心、连续的弧形面，其中：

上边缘是指所述流体通道口上距离所述转轴最远的一边；

下边缘是指所述流体通道口上距离所述转轴最近的一边；

和/或，对应所述弧形面，在所述阀盘上设有第一凸筋，所述第一凸筋呈环绕转轴的周向布置且呈弧形且位于所述弧形面的内部；在所述阀盘上还设有第二凸筋，所述第二凸筋沿着所述转轴的径向呈放射状布置，所述第二凸筋位于相邻两个凹槽之间。

所述凹槽与所述密封垫的表面上位于凹槽周侧的区域通过斜面过渡连接；

和/或，当所述凹槽经过所述环状筋板时，所述凹槽与所述环状筋板之间保留间隙或者过盈配合。

所述阀盘的周缘还设有环形边壁。

至少在部分所述环形边壁上设有驱动齿，并对应地在所述阀腔内设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述驱动齿啮合以驱动所述阀盘转动。

所述流体通道口包括第一流体通道口和第二流体通道口，所述第一流体通道口与所述阀盘中心的距离大于所述第二流体通道口与所述阀盘中心的距离；或者，所述第一流体通道口和所述第二流体通道口位于所述阀芯的不同方位；

和/或，所述第一流体通道口整体呈弧形、梯形、圆形、三角形、长方形或正方形，所述第二流体通道口呈扇形、梯形或圆形。

所述密封垫布置在所述阀盘的两侧表面，对应地，在所述上阀盖和所述下阀盖上分别对应地设有与流体通道口配合的环状筋板；

和/或，两侧的所述密封垫在所述流体通道口处形成连接，以将所述流体通道口的内壁包覆；

和/或，在所述阀盘上设有镂空结构，两侧的所述密封垫在所述镂空结构处一体连接。

所述密封垫通过粘接、注塑成型、背胶或直接装配的方式附着在所述阀盘的表面；

和/或，在所述密封垫的外表面设置耐磨层或喷涂耐磨材料。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的控制阀，通过在具有弹性的密封垫上设置凹槽结构，从而使密封垫在与阀腔中的筋板转动配合时的过盈配合力减小，从而减小了转动时的摩擦力，降低了驱动阀芯的驱动扭矩，齿轮传动风险减小，电机电流减小，电机温升小，可靠性高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本实用新型实施例中控制阀的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中控制阀的装配示意图；

图3是本实用新型实施例中阀芯的分解结构示意图；

图4是本实用新型实施例中上阀盖的内部接头示意图；

图5是本实用新型实施例中阀芯的剖视结构示意图。

图中的附图标记：

10-上阀盖；11-环状筋板；12-入口；

20-阀芯；21-密封垫；211-凹槽；212-弧形面；

22-阀盘；221-转轴；222-流体通道口；2221-第一流体通道口；2222第二流体通道口；223-第一凸筋；224-环形边壁；225-驱动齿；226-第二凸筋；227-镂空结构；

30-下阀盖；31-环状筋板；32-出口。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-5所示，本实施例提供一种控制阀，包括上阀盖10、下阀盖30和阀芯20，上阀盖10和下阀盖30密封对接，并在二者之间形成阀腔，阀腔用于容纳阀芯20和阀芯控制装置(例如驱动齿轮)，阀芯20可转动地安装在阀腔中，在本实施例中，阀芯20通过转轴221可转动地安装在阀腔中，转轴221可以是与阀芯一体成型，也可以是固定连接在上阀盖10或下阀盖30上(此时的阀芯20需要设计与转轴221连接的轴孔)；阀芯20上设有流体通道口222，阀芯20包括阀盘22和附着在阀盘22上的密封垫21；在阀腔内，上阀盖10设有环状筋板11，环状筋板11围成的内部空间与上阀盖10的入口12连通，下阀盖30设有环状筋板31，环状筋板31围成的内部空间与下阀盖30的出口32连通，环状筋板形成筒形的构造，并且开口平齐以与密封垫21的表面抵接，环状筋板的开口尺寸不小于流体通道口222的尺寸以使环状筋板能够与流体通道口222周围的密封垫21表面密封，并且环状筋板与密封垫21的表面过盈配合或零配合，环状筋板的横截面可以是圆形、扇形、弧形、梯形、方形等形状；在密封垫21的表面设有至少一个凹槽211，凹槽211与流体通道口222环绕转轴的圆周布置，阀芯20在绕转轴221转动过程中，凹槽211和流体通道口222分别经过环状筋板。密封垫21采用弹性材料制成，例如可以是橡胶、树脂、硅橡胶等材料，密封垫21布置在流体通道口222的转动区域及其转动区域外围对应的阀盘22表面，从而使密封垫21在阀盘22转动过程中能够与阀盘紧密连接。

本实施例提供的控制阀，通过在具有弹性的密封垫上设置凹槽结构，从而使密封垫在与阀腔中的环状筋板转动配合时的过盈配合力减小，从而减小了转动时的摩擦力，降低了驱动阀芯的驱动扭矩，齿轮传动风险减小，电机电流减小，电机温升小，可靠性高。

环状筋板的开口形状与流体通道口222的形状适配，且其尺寸不小于流体通道口222的尺寸，从而使环状筋板与流体通道口222之间配合性更好。

凹槽211的形状与环状筋板的开口形状适配，以使控制阀在截止位时，凹槽211周围的密封垫21表面与环状筋板密封连接；

也可以选择性地，多个凹槽211组合后的形状与环状筋板的开口形状适配，以使控制阀在截止位时，多个凹槽211周围的密封垫21表面与环状筋板密封连接。

在密封垫21的表面形成与流体通道口222上下边缘衔接、以转轴为转动中心、连续的弧形面212，弧形面212能够在阀芯20转动的时候，与环状筋板紧密配合，为环状筋板提供支撑，保证阀芯20转动的连续稳定。其中：上边缘是指流体通道口222上距离转轴221最远的一边；下边缘是指流体通道口222上距离转轴221最近的一边；通过上下边缘布置的弧形面212，能够提供更稳定的支撑。

对应弧形面212，在阀盘22上设有第一凸筋223，第一凸筋223呈环绕转轴221的周向布置且呈弧形且位于弧形面212的内部，第一凸筋223能够为弧形面212提供支撑，并且与环状筋板对应支撑，提高阀芯的稳定性；在阀盘22上还设有第二凸筋226，第二凸筋226沿着转轴221的径向呈放射状布置，第二凸筋226位于沿转轴221周向布局的相邻两个凹槽211之间，第二凸筋226能够与第一凸筋223配合，从而对环状筋板之间形成环状密封结构。

凹槽211与密封垫21的表面上位于凹槽211周侧的区域通过斜面过渡连接，从而不仅可以保持密封垫21的结构完整性，同时还可以使阀芯20转动的过程中，密封垫21与环状筋板保持配合的连续性，特别是在密封垫21的表面上凹槽211的衔接位置，可以保持配合的稳定性；

当凹槽211经过环状筋板时，凹槽211与环状筋板之间保留间隙或者过盈配合。凹槽211与环状筋板之间采用过盈配合的方式，可以保持密封垫21与环状筋板之间密封的稳定性，而由于凹槽211与环状筋板之间的接触力减小，从而也就降低了阀芯20转动时的驱动力矩，将阀芯20相对上阀盖10的表面定义为阀芯的正面，相应地，阀芯20相对于下阀盖的表面定义为背面，通常地，将环状筋板12与阀芯20正面的密封垫21表面及凹槽211采用过盈配合的方式连接；或将环状筋板12与阀芯20正面的密封垫21凹槽211的周侧区域采用过赢配合而凹槽211与环状筋板之间采用保留间隙的连接方式，都可以降低密封垫21与环状筋板之间的接触面积，降低阀芯20转动时的驱动扭矩，通常地将环状筋板31与阀芯20背面的密封垫21的凹槽211采用间隙配合的方式。

阀盘22的边缘还设有环形边壁224，环形边壁224的高度高于第一凸筋223的高度。环形边壁224可以为阀芯20提供轴向方向的支撑，边壁224通常采用耐磨设计，并且具有一定的支撑强度，从而有利于控制阀芯20的转动，降低摩擦力；环形边壁224还能够保护密封垫21，防止密封垫21起翘。

至少在部分环形边壁224上设有驱动齿225，并对应地在阀腔内设有驱动齿轮，驱动齿轮与驱动齿225啮合以驱动阀盘22转动。驱动齿轮通过外部电机驱动，也可以是通过内置在阀腔的电机驱动。在驱动齿225的带动下，阀芯20转动，从而可以将流体通道口222打开或关闭，进而控制控制阀的工作状态。

流体通道口222包括第一流体通道口2221和第二流体通道口2222，第一流体通道口2221与阀盘22中心的距离大于第二流体通道口2222与阀盘22中心的距离；第一流体通道口2221和第二流体通道口2222位于阀芯20的不同方位并且第一流体通道口2221和第二流体通道口2222具有大小相同或相近的圆心角，且相互之间在圆周方向的方位不重叠，从而使阀盘22在转动到不同的方位时，不同的流体通道口222之间不会相互干扰。可以根据控制阀的阀芯结构来设计第一流体通道2221和第二流体通道口2222的位置，使二者的结构布局更优化。

可选地，第一流体通道口2221设有两个，并且相对于阀盘22的中心对称布置；第二流体通道口2222设有两个，相对于阀盘22的中心对称布置。

第一流体通道口2221整体呈弧形、梯形、圆形、三角形、长方形或正方形，第二流体通道口2222呈扇形、梯形或圆形。

密封垫21布置在阀盘22的两侧表面，从而使阀盘22的双侧表面都通过密封垫21与阀盘22密封连接，阀盘22的双侧表面均被密封垫21保护，有效降低了阀盘22的腐蚀，延长了阀盘22的使用寿命。对应地，在上阀盖10对应地设有与流体通道口222配合的环状筋板11；下阀盖30对应地设有与流体通道口222配合的环状筋板31。

两侧的密封垫21在流体通道口处形成连接，以将流体通道口222的内壁包覆。这样就使得流体通道口222的内壁也不会与流体接触，进一步保证流体通道口222的阀盘22也不会被流体腐蚀；并且当两侧的密封垫在流体通道口222处连接，就使得两侧的密封垫结构的整体性更好，能够更有效地降低阀盘22转动导致接近流体通道口222处的密封垫21与阀盘22脱离的风险，更进一步确保密封性、降低腐蚀的同时也延长了阀芯20的使用寿命。

如图5所示，在阀盘22上异于流体通道口的位置设有镂空结构227，对应地，两侧的密封垫21填充并封堵镂空结构227。通过在镂空结构227的位置被密封垫21填充，从而使两侧的密封垫21之间可以进一步通过镂空位置进行连接，使阀盘22两侧的密封垫21有机地连接成为一体，从而能够对抗更大的摩擦力、剪切力作用，使密封垫21与阀盘22表面之间的连接更稳固。

密封垫21通过粘接、注塑成型、背胶或者直接装配的方式附着在阀盘22的表面，从而使密封垫21能够连接在阀盘22的表面而不容易分离，本领域技术人员也可以采用其他熟知的技术将密封垫21成型在阀盘22的表面；

在密封垫21的外表面设置耐磨层或喷涂耐磨材料，从而能够有效提高密封垫21的耐磨性，延长密封垫21的使用寿命。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种控制阀，包括上阀盖、下阀盖和阀芯，其特征在于，所述上阀盖和所述下阀盖对接形成阀腔，所述阀芯转动地安装在所述阀腔中，所述阀芯包括阀盘和附着在所述阀盘上的密封垫；所述上阀盖和/或所述下阀盖在所述阀腔内设有环状筋板，所述环状筋板与所述密封垫的表面过盈配合或零配；在所述密封垫的表面设有至少一个凹槽，所述凹槽环绕所述阀芯的轴线布置，所述阀芯在转动过程中，所述凹槽经过所述环状筋板。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，

所述阀芯上还设有流体通道口，所述环状筋板的开口尺寸不小于所述流体通道口的尺寸。

3.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，

所述凹槽的形状与所述环状筋板的开口形状适配，以使所述控制阀在截止位时，所述凹槽周围的密封垫表面与所述环状筋板密封连接；

或者，多个凹槽组合后的形状与所述环状筋板的开口形状适配，以使所述控制阀在截止位时，多个凹槽周围的密封垫表面与所述环状筋板密封连接。

4.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，所述阀芯通过转轴转动地安装在所述阀腔中，所述转轴沿着所述阀芯的轴线布置，

在所述密封垫的表面形成与所述流体通道口上下边缘衔接、以转轴为转动中心、连续的弧形面，其中：

上边缘是指所述流体通道口上距离所述转轴最远的一边；

下边缘是指所述流体通道口上距离所述转轴最近的一边；

和/或，对应所述弧形面，在所述阀盘上设有第一凸筋，所述第一凸筋呈环绕转轴的周向布置且呈弧形且位于所述弧形面的内部；在所述阀盘上还设有第二凸筋，所述第二凸筋沿着所述转轴的径向呈放射状布置，所述第二凸筋位于相邻两个凹槽之间。

5.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，

所述凹槽与所述密封垫的表面上位于凹槽周侧的区域通过斜面过渡连接；

和/或，当所述凹槽经过所述环状筋板时，所述凹槽与所述环状筋板之间保留间隙或者过盈配合。

6.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，

所述阀盘的周缘还设有环形边壁。

7.根据权利要求6所述的控制阀，其特征在于，

至少在部分所述环形边壁上设有驱动齿，并对应地在所述阀腔内设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述驱动齿啮合以驱动所述阀盘转动。

8.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，

所述流体通道口包括第一流体通道口和第二流体通道口，所述第一流体通道口与所述阀盘中心的距离大于所述第二流体通道口与所述阀盘中心的距离；或者，所述第一流体通道口和所述第二流体通道口位于所述阀芯的不同方位；

和/或，所述第一流体通道口整体呈弧形、梯形、圆形、三角形、长方形或正方形，所述第二流体通道口呈扇形、梯形或圆形。

9.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，

所述密封垫布置在所述阀盘的两侧表面，对应地，在所述上阀盖和所述下阀盖上分别对应地设有与流体通道口配合的环状筋板；

和/或，两侧的所述密封垫在所述流体通道口处形成连接，以将所述流体通道口的内壁包覆；

和/或，在所述阀盘上设有镂空结构，两侧的所述密封垫在所述镂空结构处一体连接。

10.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，

所述密封垫通过粘接、注塑成型、背胶或直接装配的方式附着在所述阀盘的表面；

和/或，在所述密封垫的外表面设置耐磨层或喷涂耐磨材料。

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