WO2001009539A1 - Soupape de reglage a ecoulement constant - Google Patents

Description

恒流量调节阀 技术领域

本发明涉及一种用于流体调节和自动控制的具有恒流量特性的 恒流量调节阀。 背景技术

在供热， 空调， 供水、 流体输送等系统中， 为了节约能源需要 均衡合理地输送与分配流体的流量， 保持各个节点所需流量的准确 和稳定， 由于流体的压力与流量的变化会相互影响， 使得各个节点 的流量难以控制准确并保持稳定， 导致流量均衡的输送与分配难以 实现， 进而造成大量能源被浪费。 为此人们发明了许多在流体压力 发生变化时能保持流量不变的设备， 也就是具有恒流量特性的阀门， 其中中国专利 ZL96215731. 7 (公告号 CN2268161 )公开了一种自力 式平衡阀。 该阀包括主阀体， 副岡体， 蜗动蝶阀， 双座阀瓣 （自动 阀芯） 和由膜片， 弹簧， 膜盒组成的差压感受器。 这种阀门能在一 定的范围内保持流体的流量不受压力变化的影响， 但其阀体内需要 设计出配合双座阀瓣的流体通道， 结构比较复杂， 体积比较庞大， 虽然具有一定的恒流量特性， 但它的调节范围较小， 调节性能较差， 不便安装电动、 气动阀门执行器。 本发明概述

本发明的目的是克服现有技术的不足， 提供一种结构筒单紧凑、 体积小、 制造成本较低、 具有良好的恒流量特性、 调节性能优异的 恒流量调节阀， 当它的开度确定后， 它前后的压力在较大的工作范 围内变化时， 通过它的流量保持恒定， 既可手动调节， 也可方便地 安装电动或气动阀门执行器进行自动调节。

本发明提供一种恒流量调节阀， 包括阀体， 阀体上装有上盖和 下盖， 上盖中心装有阀轴、 密封填料、 密封压兰和阀门执行装置， 在阀轴下部装有端面凸轮式阀瓣， 端面凸轮式阀瓣的外圆与阀体中 腔的内孔间隙配合， 并与阀体上的节流孔相对， 阀轴下部还与差压 感受器的固定端连接， 差压感受器下部的活动端连接套筒式双座阀 瓣， 套筒式双座阀瓣的外圆与阀体内下部的两个同心的阀座孔间隙 配合， 在阀体出口的上部与阀体上腔之间设有一个连通孔， 在阀轴 下部、 端面凸轮式阀瓣的顶部和差压感受器固定端的同一位置各设 有一个通孔， 它们同心、 同直径， 从而形成另一个连通孔， 这两个 连通孔使阀体出口处与差压感受器内侧连通。 本发明详述

才艮据本发明， 恒流量调节阀包括阀体， 阀体上装有上盖和下盖， 上盖中心装有阀轴、 密封填料、 密封压兰和阀门执行装置， 在阀轴 下部装有端面凸轮式阀瓣， 端面凸轮式阀瓣的外圓与阀体中腔的内 孔间隙配合， 并与阀体上的节流孔相对， 阀轴下部还与差压感受器 的固定端连接， 差压感受器下部的活动端连接套筒式双座阀瓣， 套 筒式双座阀瓣的外圆与阀体内下部的两个同心的阀座孔间隙配合， 在阀体出口的上部与阀体上腔之间设有一个连通孔 , 在阀轴下部、 端面凸轮式阀瓣的顶部和差压感受器固定端的同一位置各设有一个 通孔， 它们同心、 同直径， 从而形成另一个连通孔， 这两个连通孔 使阀体出口处与差压感受器内侧连通。

所述端面凸轮式阀瓣的上部为一个连接套， 与阀轴下部连接， 其外侧设有一个密封环槽， 环槽内装有一个密封圈， 其外圓与阀体 上腔的内孔紧密配合， 端面凸轮式阀瓣的下部为下端带有螺旋端面 凸轮形状的套筒， 其上端面设有一个通孔。

所述套筒式默座阀瓣的主体为上端封闭的杯形套筒， 在套筒下 部的外侧设有两个环形凸起的阔瓣， 在套筒的外侧还均布有 3-6 个 平行于套筒中心线的导向翅片， 在套筒上部的侧面均布有 3-6 个通 孔， 套筒上端有一个突起， 与螺旋端面凸轮形状套筒的上端面的通 孔相配合。

所述差压感受器选自波纹管、 橡胶膜片或滑动活塞。

所述阀门执行装置是手动、 电动或气动阀门执行器。

所述阀门执行装置上设有指针和锁紧螺钉， 上盖的上表面有刻 度盘， 指针所指刻度盘上的示值为阀门所通过的流量值。

所述阀轴的芯部装有调节螺杆， 调节螺杆的下部顶在压盘上， 压盘下部装有弹簧， 弹簧下部压在差压感受器内侧底部。

所述恒流量调节阀在使用时， 先转动阀门执行器， 例如手轮， 使其带动阀轴和端面凸轮式阀瓣旋转， 此时手轮上的指针指向显示 流量值的刻度盘， 当指针指向所需的流量值后， 将手轮上的锁紧螺 钉拧紧， 锁住手轮， 这样就完成了恒流量调节阀的设定。 此后， 当 恒流量调节阀前后压力发生变化时， 差压感受器带动套筒式双座阀 瓣上下运动， 补偿由压力变化引起的流量变化， 使所需的流量保持 恒定。 电动或气动恒流量调节阀是由电动或气动阀门执行器代替手 轮驱动阀轴进行调节， 它们在自动控制系统中使用时， 可使阀门执 行器不必因压力的变化而频繁启动， 可提高系统的稳定性， 延长电 动或气动阀门执行器的使用寿命。 附图说明

图 1是本发明实施例的结构示意图；

图 2是图 1中的 C向视图； 图 3是图 1中的 A-A剖视图；

图 4是图 1中的 B- B剖视图。 本发明最佳实施方式

实施例 1: 一种用于流体调节和自动控制的恒流量调节阀， 包 括阀体（ 1 ), 阀体上装有上盖（ 7 )， 下盖（ 32 )， 阔体内装有阀轴（ 9 )、 端面凸轮式阀瓣（4)、 差压感受器 （5 )和套筒式双座阀瓣（3)， 上 盖通过密封压兰 （ 14 )和密封填料（ 8 )压紧穿过上盖 （ 7 ) 的阀轴

( 9 ), 阀轴 （ 9 )通过键 ( 12 ) 连接手轮（ 11 )。 手轮（ 11 ) 上设置 了指针（ 15 )和锁紧螺钉（ 10 )， 指针（ 15 )指向上盖 （ 7 ) 上的刻 度盘（16)， 显示阀门通过的流量设定值。

阀轴（9) 下部通过连接套（6) 与端面凸轮式阀瓣（4 )连接， 端面凸轮式阀瓣（4 )是下端带有凸轮形端面的套筒， 其上端面中心 有一个方形通孔（33), 其外圆与阀体中腔的内孔间隙配合， 其外圓 的一侧与节流孔（24 )相对应， 形成阀门的流量调节系统。 当端面 凸轮式阀瓣（4) 沿中心轴线转动时， 其凸轮形端面就改变了节流孔

( 24 ) 的流通面积， 流量随之改变。 这样就可在其转动一圈之内完 成阀门流量调节的全部行程。 具体过程是： 当手轮（11 ) 上的指针

(15 )指在刻度盘（16) 的 0度时， 流量最小， 指在 270度时流量 最大。 从 0度到 270度的范围用于手轮调节， 从 270度到 0度的范 围用于电动或气动阀门执行器调节。 连接套（6) 的外侧设有一个密 封环槽， 其中装有一个密封圈 （22)， 其外圆与岡体的上腔内圆紧密 配合。

阀轴（9) 的下部通过紧固件连接差压感受器 ( 5 ) 的固定端， 差压感受器（5) 下部的活动端通过螺钉连接套筒式双座阀瓣（3)。 阀体内设有两个同心的阀座孔， 套筒式双座阀瓣（3) 与这两个阀座 孔间隙配合， 使阀体内划分为进口腔（2)， 中腔（26)， 下腔（31) 和上腔（18)。 套筒式双座阀瓣的主体为上端封闭的杯形套筒， 在套 筒上端中心有一个方形突起（34)， 它与方形通孔（33) 配合， 方形 突起（34) 中心有安装螺孔， 在套筒的外侧设置两个环形凸起的阀 瓣 （28、 30), 这两个阀瓣分别对应于阀体 （1) 中央的两个同心阀 座孔。 在套筒的外侧还设有平行于套筒中心线的 4个导向翅片（29 )， 如图 4 所示， 其作用是在套筒外侧形成进口腔（2)， 并引导套筒式 双座阀瓣（3) 在阀座中上下平稳运动。 套筒式双座阀瓣 （3) 的作 用是补偿由压力变化引起的流量变化。

差压感受器（5)用金属波纹管及其安装部件组成。

连通孔（ 17 )连通阀轴 （ 9 )上、 及其下部的连接套（ 6 )和差 压感受器（5) 的固定端上的通孔， 使差压感受器 （5) 的内侧（21) 与上腔（18)连通。 上腔与出口腔（25)之间也设有连通孔（23), 这两个连通孔将阀门出口腔（25)处的流体压力 P3传递到差压感受 器（5) 的内 j (21)。

当阀轴 （9) 带动端面凸轮式阀瓣 （4) 转动时， 也带着差压感 受器（ 5 )以及套筒式双座阀瓣（ 3 )一起转动。 套筒式双座阀瓣（ 3 ) 的转动时， 其导向翅片还具有清扫作用， 防止流体内的杂物卡在导 向翅片 （29) 与阀口的缝隙中， 从而保证套筒式双座阀瓣上下运动 的灵活性， 即保证其压力补偿的灵敏度。

在阀轴 （9) 芯部设有一个调节杆（13)， 其下端顶在压盘（19) 上， 压盘压在弹簧（20) 的上端， 并使弹簧（20) 的下端压在差压 感受器 （5) 内侧的活动端上。 旋转调节杆（13), 可通过调节弹簧

(20)对差压感受器（5) 的活动端的压紧力进行微量调节。

本实施例将阀轴 （9)、 端面凸轮式阀瓣 （4)、 套筒式双座阀瓣

(3)、 差压感受器 （5)、 调节杆（18) 和弹簧（20)组装在同一轴 线上， 结构紧凑合理， 可同时完成流量调节， 压力补偿和微量调节 三大功能。

以下是本实施例的工作原理和过程： 沿图中左侧水平箭头方向 进入阀门进口腔（2) 的流体被套筒式双座阀瓣 （3) 外侧分为两部 分， 分别经过上下两个阀瓣（28、 30)到达阀门的中腔（26) 和下 腔（31)， 到下腔的部分再经套筒式双座阀瓣 （3) 中空的通道及其 上部的通孔（27)也到达中腔（26)。 此时流体的不平衡力分别作用 于上下两个阀瓣（28、 30), 因其大小相同， 方向相反而抵消， 因此 套筒式双座阀瓣（3) 不受不平衡力的影响。

进入中腔 6) 的流体经端面凸轮式阀瓣（4) 和节流孔（24) 到达阀门出口腔（25)。 流体在套筒式双座阀瓣 （3) 和端面凸轮式 阀瓣（4) 的作用下， 产生三段不同的压力。 进口腔（2) 的压力最 高， 称为 P1; 流体经过套筒式双座阀瓣 （3)后到达中腔（26) 和 下腔（31) 时压力下降， 称为 P2, 差压感受器 （5) 的外侧所受压 力为 P2; 流体再经过端面凸轮式阀瓣（4)和节流孔（24), 到达阀 门出口 （25) 时压力最低， 称为 P3， 这个压力经过阀体上的连通孔 (23), 与阀门上腔即差压感受器 （3) ό 内侧 （21) 连通。 我们将 (P1-P3)称为"阀门总差压"， 将（Ρ2-Ρ3) 称为"节流差压"。 这也 是差压感受器（5) 的内外差压。

当端面凸轮式阀瓣（4)与节流孔（24) 的开度位置不变， 当岡 门总差压突然增大时， 会使流量暂时上升， 同时节流差压也暂时上 升， 这使差压感受器（5)被压缩并带动套筒式双座阀瓣（3)上移， 使流通面积减小并迫使 Ρ2降低， 从而节流差压和流量恢复； 反之， 当阀门总差压减小， 流量会暂时下降， 同时使节流差压暂时减小， 造成差压感受器 （5)膨胀并推动套筒式双座阀瓣（3) 下移， 致使 流通面积增加引起 Ρ2上升， 从而节流差压和流量恢复。 当手柄（ 11 ) 或电动， 气动执行器带动阀轴 （9 )转动， 使端面凸轮式阀瓣 （4 ) 与节流孔（23 ) 的开度位置改变后， 也会使节流差压暂时改变， 但 随着差压感受器 （5 )带动套筒式双座阀瓣（3 ) 进行差压补偿， 节 流差压会迅速恢复， 从而在新的流量点上实现恒流， 需要说明的是， 当总差压超过工作范围时， 流量将不能恢复， 这个工作范围约为 0. 02Mpa 至 0. 4Mpa， 总差压在工作范围内时， 流量不随总差压增减 而变化， 只会随端面凸轮式阀瓣（4 )与节流孔（24 ) 的开度大小而 变化， 因此这种阀门称为 "恒流量调节岡"。 本发明的恒流量调节阀， 由于套筒式双座阀瓣的主体为套筒， 其中心的通道自然形成了一个流体通道， 与已有技术相比， 省去了 在阀体上设置专门的流体通道的要求， 使其结构更筒单， 加工更容 易； 又由于套筒外侧设有导向翅片， 也省去了已有技术中双座阀瓣 所需的导向杆和导向孔， 既简化了结构， 也减少了流体中杂物卡住 阀瓣的危险。 因此本发明性能更好， 可靠性更高， 结构筒单紧凑、 体积小、 易加工、 制造成本降低， 具有良好的恒流量特性， 调节性 能优异， 当它的开度确定后， 其前后的压力在较大的工作范围内变 化时， 通过它的流量仍保持恒定， 既可手动调节， 也可方便地安装 电动或气动阀门执行器进行自动调节。

Claims

权 利 要 求

1、 一种恒流量调节阀， 包括阀体， 阀体上装有上盖和下盖， 上 盖中心装有阀轴、 密封填料、 密封压兰和阀门执行装置， 其特征在 于： 在阀轴下部装有端面凸轮式阀瓣， 端面凸轮式阀瓣的外圆与阀 体中腔的内孔间隙配合， 并与阀体上的节流孔相对， 阀轴下部还与 差压感受器的固定端连接， 差压感受器下部的活动端连接套筒式双 座阀瓣， 套筒式双座阀瓣的外圆与阀体内下部的两个同心的阀座^ _J 间隙配合， 在阀体出口的上部与阀体上腔之间设有一个连通孔， 在 阀轴下部、 端面凸轮式阀瓣的顶部和差压感受器固定端的同一位置 各设有一个通孔， 它们同心、 同直径， 从而形成另一个连通孔， 这 两个连通孔使阀体出口处与差压感受器内侧连通。

2、 根据权利要求 1所述的恒流量调节阔， 其特征在于所述端面 凸轮式阀瓣的上部为一个连接套， 与阀轴下部连接， 其外侧设有一 个密封环槽， 环槽内装有一个密封圏， 其外圆与阀体上腔的内孔紧 密配合， 端面凸轮式阔瓣的下部为下端带有螺旋端面凸轮形状的套 筒， 其上端面设有一个通孔。

3、 根据权利要求 1所述的恒流量调节阀， 其特征在于所述套筒 式双座阀瓣的主体为上端封闭的杯形套筒， 在套筒下部的外侧设有 两个环形凸起的阀瓣， 在套筒的外侧还均布有 3-6 个平行于套筒中 心线的导向翅片， 在套筒上部的侧面均布有 3-6 个通孔， 套筒上端 有一个突起 , 与螺旋端面凸轮形状套筒的上端面的通孔相配合。

4、 根据权利要求 1所述的恒流量调节阀， 其特征在于所述差压 感受器选自波纹管、 橡胶膜片或滑动活塞。

5、 居权利要求 1所述的恒流量调节阀， 其特征在于所述阀门 执行装置上设有指针和锁紧螺钉， 上盖的上表面有刻度盘， 指针所 指刻度盘上的示值为阀门所通过的流量值。

6、 根据权利要求 1所述的恒流量调节阀， 其特征在于所述阀门 执行装置是手动、 电动或气动阀门执行器。

7、 根据权利要求 1所述的恒流量调节阀， 其特征在于所述阀轴 的芯部装有调节螺杆， 调节螺杆的下部顶在压盘上， 压盘下部装有 弹簧， 弹簧下部压在差压感受器内侧底部。