CN2781124Y - 小口径定水量限流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阀门装置，旨在提供一种具有机械自力式自动定水量限流控制功能的小口径定水量限流装置。本实用新型包括具有入口端的阀体，在阀体内设置有可以在阀体内滑动的限流阀芯；限流阀芯的开口端依次连接有弹性装置和设有通孔的压紧盖，限流阀芯是中空的，侧面设有侧流通道。本实用新型的有益效果是：本实用新型结构加工简单、制造成本低，水流量通过机械自力式原理自动恒定和限制在设计流量点，既不过流也不欠流，从而节约系统资源、降低阀门噪声。

Description

小口径定水量限流装置

技术领域

本实用新型涉及一种阀门装置，特别是具有机械自力式自动定水量限流控制功能的小口径定水量限流装置。

背景技术

在很多工程管网水系统中，因节约水资源、平衡水力系统的需要，必须对流过阀门的水流量必须进行有效控制，使其自动恒定在给定数值上。目前大量应用的自动流量平衡阀虽然具有自动限流控制功能，但结构复杂，价格昂贵，通用性差，不便与通用电动调节阀配套使用。

目前公知的还没有发现一种具有机械自力式自动定水量限流控制功能的小口径通用水阀装置。

发明内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有机械自力式自动定水量限流控制功能的小口径通用水阀装置。

为达到以上目的，本实用新型是通过这样的技术方案来实现的：本实用新型提供了一种小口径定水量限流装置，包括具有入口端1的阀体3，在阀体3内设置有可以在阀体3内滑动的限流阀芯4；限流阀芯4的开口端依次连接有弹性装置6和设有通孔的压紧盖7，限流阀芯4是中空的，侧面设有侧流通道8。

所述限流阀芯4上的侧流通道8具有沿水流的方向逐渐增大的横截面。

所述限流阀芯4的上端面设有通孔。

所述弹性装置6为不锈钢弹簧组成的弹性装置。

所述阀体3的入口端1上开有外螺纹。

所述阀体3的入口端1上开有外螺纹处还设置有一个密封圈2。

所述限流阀芯4和阀体3之间还有一个衬套5，衬套5的上端与阀体3相连通，衬套5的下端与压紧盖7相连；限流阀芯4的开口端与衬套5的内壁滑动连接。

当该水阀装置安装后，水首先从入口端1流入，同时通过限流阀芯4顶端面的通孔和侧面的侧流通道8流入阀芯内腔，从阀芯4的开口端流出后，再依次经过不锈钢衬套5的内腔、压紧盖上的通孔后，最后从侧流通道8的出口流出。随着水压的改变，阀芯4左右移动并不断与弹簧力保持平衡。当水压很低时阀芯4的通流面积最大，当水压逐渐升高时，阀芯4向右压缩移动，此时阀芯4的通流面积逐渐减小，从而实现阀门3的定流量自动控制功能。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构加工简单、制造成本低，水流量通过机械自力式原理自动恒定和限制在设计流量点，既不过流也不欠流，从而节约系统资源、降低阀门噪声。

附图说明

附图是本实用新型实施例1的结构剖面图。

图中符号：

1带外螺纹的入口端，2密封圈，3阀体，4限流阀芯，5不锈钢衬套，6不锈钢弹簧，7压紧盖，8侧流通道。

具体实施方式：

参考附图1，下面将对本实用新型进行详细描述。

具体实施例1提供一种具有机械自力式自动定水量限流控制功能的小口径通用水阀装置。包括带外螺纹的入口端1、密封圈2、阀体3，限流阀芯4，不锈钢衬套5，不锈钢弹簧6和压紧盖7组成。其中不锈钢衬套5的上端与阀体3相连通，不锈钢衬套5的下端与设有通孔的压紧盖7相连通，不锈钢衬套5的内腔设置限流阀芯4，该限流阀芯4的开口端与不锈钢衬套5的内壁相对地滑动连接，限流阀芯4的侧面设有与入口端相连通的侧流通道8，在限流阀芯4与压紧盖7之间设置高精度不锈钢弹簧6。

本实用新型所述限流阀芯4是中空的，壁上开有至少二个对称的侧流通道8。

本实用新型所述侧流通道8具有沿着流体流动方向逐渐放大的弧形边缘。本实用新型所述限流控制阀芯4顶端开有一个通孔。

当来水压力升高时，限流阀芯4推动不锈钢弹簧6压缩，阀芯的通流面积减少；当来水压力降低时，限流阀芯4因为弹簧弹力作用而伸长，阀芯的通流面积增加，从而实现阀门的自动定水量限流控制功能。

当水流作用在限流阀芯4时，限流阀芯4与衬套5有相对运动位移s，同时在限流阀芯4两侧形成压降ΔP。

此时经过阀门的流量(Q)表达式：

$Q=\mathrm{Cv}\×\sqrt{\mathrm{\ΔP}}$

Cv0为阀门的流量系数

限流阀芯4在动作时，侧流通道8面积在改变，使其有不同的流通能力，Cv是位移s的函数，其数学表达式：

Cv＝Cv(s)

限流阀芯4两端压降ΔP作用在阀芯的力与弹簧力F平衡，我们采用具有线性变形特性的高精度不锈钢弹簧，弹簧力F是位移s(即弹簧压缩量)的线性函数，ΔP也是位移s的函数。

假设限流阀芯4的顶端投影面积Ap(属于常数)，初试弹簧力F₀，K为弹簧的弹性模量，它们有如下关系式：它们有如下关系式：

$Q=\mathrm{Cv}\left(s\right)\×\sqrt{\mathrm{\ΔP}\left(s\right)}$

F＝K×s+F₀＝ΔP(s)×Ap

侧流通道8过流面属于圆柱面开孔，因此过流面面积A可以通过展开图面积表示：

A＝A(s)

根据流体力学连续性方程和动量方程方程的一维模型简化，在流体流经阀门的限流阀芯4时，为了保持流量恒定，可以通过联立求解方程组得到关系式：

A(s)＝C₁×(F₀+K×s+C₂)^-1，2

其中C₁、C₂、F₀均为常数，K为弹簧的弹性模量，通过阀门模数化流量时利用实验数据标定得到，具体数据可以查找模数化样本。这种过流面积的开孔在数控加工机上很容易实现。

本实用新型就是利用这种数学关系控制流量的高精度恒定。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1、一种小口径定水量限流装置，包括具有入口端(1)的阀体(3)，其特征在于，在阀体(3)内设置有可以在阀体(3)内滑动的限流阀芯(4)；限流阀芯(4)的开口端依次连接有弹性装置(6)和设有通孔的压紧盖(7)，限流阀芯(4)是中空的，侧面设有侧流通道(8)。

2、根据权利要求1所述的小口径定水量限流装置，其特征在于，所述限流阀芯(4)上的侧流通道(8)具有沿水流的方向逐渐增大的横截面。

3、根据权利要求1所述的小口径定水量限流装置，其特征在于，所述限流阀芯(4)的上端面设有通孔。

4、根据权利要求1所述的小口径定水量限流装置，其特征在于，所述弹性装置(6)为不锈钢弹簧组成的弹性装置。

5、根据权利要求1所述的小口径定水量限流装置，其特征在于，所述阀体(3)的入口端(1)上开有外螺纹。

6、根据权利要求1所述的小口径定水量限流装置，其特征在于，所述阀体(3)的入口端(1)上开有外螺纹处还设置有一个密封圈(2)。

7、根据权利要求1所述的小口径定水量限流装置，其特征在于，所述限流阀芯(4)和阀体(3)之间还有一个衬套(5)，衬套(5)的上端与阀体(3)相连通，衬套(5)的下端与压紧盖(7)相连；限流阀芯(4)的开口端与衬套(5)的内壁滑动连接。