专利名称:高压差流量大可调比控制阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及高压差流量大可调比控制阀。阀座装在阀体的阀腔内，阀座上设有阀芯安装孔，阀盖固定密封安装在阀体顶部；套筒装在阀腔内并安放在阀座上方，大阀芯活动装配在套筒的内孔和阀座的阀芯安装孔内，大阀芯上部连接阀芯套，阀杆穿过阀盖，阀杆下端与大阀芯连接，大阀芯内设有阀芯上腔和阀芯通孔，阀杆下端穿过阀芯套插入阀芯上腔和阀芯通孔内，阀杆位于阀芯上腔内的部分设有驱动片，阀杆下端连接有与其一体设置的小阀芯，小阀芯装在阀芯通孔内，其特征在于：所述小阀芯上设有两条或两条以上的具有不同起点的螺纹流道，所述的多条螺纹流道具有多个交叉点。本实用新型结构新颖，既能耐高温、高压差，又能实现宽范围流量控制，且调节曲线好。
【专利说明】高压差流量大可调比控制阀
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高压差流量大可调比控制阀，属于阀门加工制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着工业自动化水平的日益提高，宽范围的流量控制已经成为一种发展趋势。而现在控制阀的工作环境也越来越恶劣，有时候控制阀需要能够在高压差、高温、大可调比等苛刻工况下使用。但目前国内生产的控制阀普遍存在不能耐高温、高压差，不能实现宽范围流量控制，调节曲线差等缺点，在高压差、高温、大可调比等苛刻工况下使用的控制阀多是依赖于进口。
[0003]针对以上苛刻工况的场合，特别是锅炉给水应用场合，使用单位和设计院一般都采用进口控制阀，一方面因为有高温高压、宽范围流量控制尤其是高压差大可调比的调节要求；另一方面因为位置重要，产品性能要求高。但即便是国外的阀门厂家也没有新的结构的阀门能同时满足高压差、流量大可调比的要求，一方面纯粹的大可调比不能满足高压差要求；另一方面选择高压差阀又不能实现宽范围流量控制，所以国内使用单位一般都选择较为可靠的进口高压多级降压式套筒阀，但这种阀门对于宽流量控制很差，小流量范围内基本无法调节。或者选择国外针阀，但这种阀门对于高压差使用寿命短，需经常更换阀芯以满足调节要求，这就意味着必须常备阀芯，大大增加了使用成本，同时也极大影响生产线正常运行。也有采用两台阀共同使用，实现分程控制原理，或者一台降压一台调节，这样既浪费了大量成本，又控制复杂很难适应新工艺的发展要求。而且即便是进口产品，也会出现使用寿命短，噪音大，调节范围有限等问题，所以国内很多使用单位都有强烈的期望在国内能够购买到取代进口的产品。
[0004]为了打破国外企业的垄断地位，也为了提高这种场合下阀门的国内技术水平，同时也为我公司迅速进入这个高端领域，我公司经过创造性的设计，研发了一种高压差流量大可调节控制阀，使得原来存在的问题彻底消除，从根本上解决大可调比高压差控制阀的使用要求，既满足了以上的工况要求，又降低了整机成本，同时也延长了阀门的使用寿命。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种高压差流量大可调比控制阀，其通过新颖的结构设计可很好地满足现场使用要求，既能耐高温、高压差，又能实现宽范围流量控制，并且调节曲线良好，完全替代了进口。
[0006]按照本实用新型提供的技术方案:高压差流量大可调比控制阀，包括阀体、阀盖、阀杆、阀座、套筒、大阀芯和阀芯套，所述阀体内设有阀腔，阀座装在阀腔内，阀座通过阀体阀腔内的台阶支撑，阀座与阀体的接触部位呈密封连接，阀座上设有阀芯安装孔，所述阀盖固定密封安装在阀体顶部；所述套筒装在阀腔内并安放在阀座上方，套筒顶部与阀盖底部相抵，套筒底部与阀座顶部相抵，套筒周壁上均匀设置有若干个通孔；所述大阀芯活动装配在套筒的内孔和阀座的阀芯安装孔内，大阀芯上部连接阀芯套，阀芯套的外周壁与套筒的内孔壁密封滑动配合，大阀芯下部外壁与阀座的阀芯安装孔内壁密封滑动配合；所述阀杆穿过阀盖，阀杆与阀盖之间利用密封结构密封，阀杆下端与大阀芯连接，阀杆上套有呈压缩状态的压紧弹簧，压紧弹簧上端与阀盖连接，压紧弹簧下端压在阀芯套上；所述阀体上设有介质入口和介质出口，介质出口与阀座安装孔下端连通，介质入口与阀座和套筒外部空间连通；所述大阀芯内设有阀芯上腔和阀芯通孔，阀芯上腔和阀芯通孔相互连通并轴向贯通大阀芯；所述阀杆下端穿过阀芯套插入阀芯上腔和阀芯通孔内，阀杆位于阀芯上腔内的部分设有驱动片，所述驱动片外周壁与阀芯上腔内壁密封滑动配合；所述阀杆下端连接有与其一体设置的小阀芯，所述小阀芯装在阀芯通孔内，小阀芯外周壁与阀芯通孔内壁密封滑动配合；其特征在于:所述小阀芯上设有两条或两条以上的具有不同起点的螺纹流道，所述的多条螺纹流道具有多个交叉点。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述的多条螺纹流道的螺距相同。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述大阀芯的下部设有阀芯下腔，所述阀芯下腔的内径大于阀芯通孔的内径，阀芯下腔的周壁上均布设置有多个通孔。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述阀座底端面设置有阀座密封环槽，在阀座密封环槽内设有阀座垫圈；所述阀盖底端面设置有阀盖密封环槽，在阀盖密封环槽内设有阀盖垫圈。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述阀座垫圈和阀盖垫圈均采用缠绕垫圈。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述阀盖上与压紧弹簧顶端接触的部位设有与压紧弹簧直径尺寸相吻合的上定位槽，所述压紧弹簧底端嵌入上定位槽内；所述阀芯套顶部设有与压紧弹簧直径尺寸相吻合的定位环槽，所述压紧弹簧底端嵌入定位环槽内。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述阀芯套与大阀芯之间通过螺纹连接配合，阀芯套的位置可旋动调整。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述密封结构包括填料衬垫、填料、填料压套和填料压盖，所述阀盖内的阀杆外周设有填料，填料下方设有填料衬垫，填料上方设有填料压套，填料压套通过设置在其上方的填料压盖压住，所述填料压盖与阀盖之间通过第二紧固连接件固定连接。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述第二紧固连接件包括第二双头螺柱、第二六角螺母和碟形弹簧，所述第二双头螺柱下端连接在压盖上，第二双头螺柱上端穿过填料压盖后套装碟形弹簧并螺装第二六角螺母。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述填料压套内壁上设有内密封环槽，内密封环槽内装有第一 O型密封圈；所述填料压套外壁上设有外密封环槽，外密封环槽内装有第二 O型密封圈。
[0016]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点:
[0017](I)本实用新型的小阀芯上具有多条螺纹流道的独特设计，多条螺纹流道有尽可能多的交叉点，此时就可以认为在每个交叉点，就是流体相互撞击的地方，每撞击一次流体的能量就会损耗一次，撞击的次数越多，那么流体的压力下降的就越多，再加上大阀芯和套筒均设计成多级减压结构，在全行程内就都可实现抵抗高压差。
[0018](2)本实用新型能够在流量大可调比下实现宽范围流量控制，流量小、压差大时，通过小阀芯的结构设计来抵抗高压差，小阀芯上的多条螺纹流道的角度和深度可以任意设计，以满足最小流量要求。小阀芯向上开启时，大阀芯由于弹簧和介质的压力，满足零泄漏要求，因此不会影响小流量调节；当小阀芯全部开启时，则带动大阀芯和压紧弹簧向上运行，此时大阀芯和套筒起调节作用，大阀芯和套筒上均有多个通孔，并且通孔的个数和直径以及分布情况可以任意设计以满足不同情况下的流量要求。
[0019](3)所述预紧弹簧的使用确保了大阀芯在关闭状态下的预紧比压力，侧进底出的流向确保了小阀芯调节时，大阀芯处于严格关闭状态。
[0020](4)本实用新型控制阀中的大量零部件可以借用现有的普通产品，制造成本低廉。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实施例高压差流量大可调比控制阀的整体结构图。
[0022]图2为图1中小阀芯的立体结构示意图。
[0023]图3为图1中的A部放大示意图。
[0024]图4为图1中大阀芯的结构示意图。
[0025]图5为图4下部的阀芯下腔部位的圆周展开图。
[0026]图6为图1中套筒的结构示意图。
[0027]图7为套筒上开有通孔部位的圆周展开图。
[0028]附图标记说明:1-阀体、Ia-介质入口、Ib-介质出口、2-阀盖、3_小阀芯、3a_螺纹流道、4-大阀芯、4a-阀芯上腔、4b-阀芯通孔、4c-阀芯下腔、5-阀座、5a_阀芯安装孔、6-套筒、7-压紧弹簧、8-阀杆、8a-驱动片、9-第一六角螺母、10-第一双头螺柱、11-填料衬垫、12-填料、13-填料压套、14-填料压盖、15-第二双头螺柱、16-碟形弹簧、17-第二六角螺母、18-第一 O型密封圈、19-第二 O型密封圈、20-阀盖垫圈、21-阀芯套、22-阀座垫圈。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0030]如图所示:实施例中的高压差流量大可调比控制阀主要由阀体1、阀盖2、小阀芯
3、大阀芯4、阀座5、套筒6、压紧弹簧7、阀杆8、第一六角螺母9、第一双头螺柱10、填料衬垫
11、填料12、填料压套13、填料压盖14、第二双头螺柱15、碟形弹簧16、第二六角螺母17、第一O型密封圈18、第二 O型密封圈19、阀盖垫圈20、阀芯套21和阀座垫圈22等组成。
[0031]如图f图3所示，所述阀体I内设有阀腔，阀座5装在阀腔内，阀座5通过阀体I阀腔内的台阶支撑，阀座5与阀体I的接触部位呈密封连接，阀座5上设有阀芯安装孔5a，所述阀盖2固定密封安装在阀体I顶部；所述套筒6装在阀腔内并安放在阀座5上方，套筒6顶部与阀盖2底部相抵，套筒6底部与阀座5顶部相抵，套筒6周壁上均匀设置有若干个通孔；所述大阀芯4活动装配在套筒6的内孔和阀座5的阀芯安装孔5a内，大阀芯4上部连接阀芯套21，阀芯套21的外周壁与套筒6的内孔壁密封滑动配合，大阀芯4下部外壁与阀座5的阀芯安装孔5a内壁密封滑动配合；所述阀杆8穿过阀盖2，阀杆8与阀盖2之间利用密封结构密封，阀杆8下端与大阀芯4连接，阀杆8上套有呈压缩状态的压紧弹簧7，压紧弹簧7上端与阀盖2连接，压紧弹簧7下端压在阀芯套21上；所述阀体I上设有介质入口 Ia和介质出口 lb，介质出口 Ib与阀座安装孔5a下端连通，介质入口 Ia与阀座5和套筒6外部空间连通；所述大阀芯4内设有阀芯上腔4a和阀芯通孔4b，阀芯上腔4a和阀芯通孔4b相互连通并轴向贯通大阀芯4 ;所述阀杆8下端穿过阀芯套21插入阀芯上腔4a和阀芯通孔4b内，阀杆8位于阀芯上腔4a内的部分设有驱动片8a，所述驱动片8a外周壁与阀芯上腔4a内壁密封滑动配合；所述阀杆8下端连接有与其一体设置的小阀芯3，所述小阀芯3装在阀芯通孔4b内，小阀芯3外周壁与阀芯通孔4b内壁密封滑动配合；所述小阀芯3上设有两条或两条以上的具有不同起点的螺纹流道3a，所述的多条螺纹流道3a具有多个交叉点。
[0032]如图1、3、6、7所示，本实用新型中，所述的多条螺纹流道3a优选设计成螺距相同。所述大阀芯4的下部设有阀芯下腔4c，所述阀芯下腔4c的内径大于阀芯通孔4b的内径，阀芯下腔4c的周壁上均布设置有多个通孔。
[0033]如图1所示，所述阀盖2与阀体I之间通过由第一双头螺柱10和第一六角螺母9的紧固连接件固定连接，第一双头螺柱10下端螺纹连接在阀体I上，第一双头螺柱10上端穿过阀盖2后螺装第一六角螺母9。
[0034]如图1、3所示，所述阀座5底端面设置有阀座密封环槽，在阀座密封环槽内设有阀座垫圈22 ;所述阀盖2底端面设置有阀盖密封环槽，在阀盖密封环槽内设有阀盖垫圈20 ;这样可以保证阀座5、阀盖2与阀体I之间具有更优的密封性能。所述阀座垫圈22和阀盖垫圈20优选采用缠绕垫圈。
[0035]如图1所示，本实用新型中，所述阀盖2上与压紧弹簧7顶端接触的部位设有与压紧弹簧7直径尺寸相吻合的上定位槽，所述压紧弹簧7底端嵌入上定位槽内；所述阀芯套21顶部设有与压紧弹簧7直径尺寸相吻合的定位环槽，所述压紧弹簧7底端嵌入定位环槽内。这样可以使得压紧弹簧7位置稳定，从而提高控制阀工作时的稳定性。
[0036]如图1、图3所示，本实用新型中，所述阀芯套21与大阀芯4之间通过螺纹连接配合，阀芯套21的位置可旋动调整。这样有利于根据实际使用情况来调节大阀芯4的行程，拓宽了本实用新型的适用范围。
[0037]如图1、图3所示，本实用新型中，所述密封结构主要由填料衬垫11、填料12、填料压套13和填料压盖14组成，所述阀盖2内的阀杆8外周设有填料12，填料12下方设有填料衬垫11，填料12上方设有填料压套13，填料压套13通过设置在其上方的填料压盖14压住，所述填料压盖14与阀盖2之间通过第二紧固连接件固定连接。所述第二紧固连接件主要由第二双头螺柱15、第二六角螺母17和碟形弹簧16组成，所述第二双头螺柱15下端连接在压盖上，第二双头螺柱15上端穿过填料压盖14后套装碟形弹簧16并螺装第二六角螺母17。
[0038]如图1所示，本实用新型中，所述填料压套13内壁上设有内密封环槽，内密封环槽内装有第一 O型密封圈18 ;所述填料压套13外壁上设有外密封环槽，外密封环槽内装有第二O型密封圈19。所述第一 O型密封圈18用于提高填料压套13与阀杆8之间的密封性，所述第二 O型密封圈19用于提高填料压套13与阀盖2之间的密封性。
[0039]本实用新型的工作原理及工作过程如下:
[0040]具体应用时，介质从介质入口 Ia流入，首先经过套筒6，再经过大阀芯4，最后经过小阀芯3上的多条螺纹流道3a，从图可以更直观地看出，由于小阀芯3上具有多条螺纹流道3a的特殊设计，当在小流量情况下，套筒6与大阀芯4的流通能力远远大于小阀芯3，但是介质在经过套筒6和大阀芯4会改变流向产生拐角，就会出现能量损失，能起到很好的减压作用。如果没有套筒6和大阀芯4，介质就会直接冲刷小阀芯3上的螺纹流道3a，一方面噪音会很大，另一方面小阀芯3上的螺纹流道3a使用寿命不长。小阀芯3上的螺纹流道3a有介质流通时，介质在两条螺纹流道3a的交叉点会产生撞击，交叉点越多拐角数越多，撞击的次数越多能量损耗越大，所以套筒6、大阀芯4和小阀芯3可以抵抗大部分的压降，极大实现抵抗高压差。
[0041]从图2可以看出，本实用新型中小阀芯3上的螺纹流道3a可设计任意不同的角度、深度以及不同的行程，实现最小流量要求。从图1和图3可以看出，当小阀芯3向上开启时，大阀芯4由于受到压紧弹簧7和介质的压力，可满足零泄漏要求，因此不会影响小流量调节；当小阀芯3全部开启时，则带动压紧弹簧7向上运行，此时大阀芯4和套筒6起调节作用，大阀芯4和套筒6上均有多个通孔【如图Γ图7所示】，并且通孔的个数和直径以及分布情况可以任意设计，以满足不同情况下的流量要求。可见，大阀芯4和套筒6能够实现大流量下可调，小阀芯3能够实现小流量下可调，综合后流量调节范围宽，实现大小均流量可调节。
【权利要求】
1.高压差流量大可调比控制阀，包括阀体(I)、阀盖(2)、阀杆(8)、阀座(5)、套筒(6)、大阀芯(4 )和阀芯套(21 )，所述阀体(I)内设有阀腔，阀座(5 )装在阀腔内，阀座(5 )通过阀体(I)阀腔内的台阶支撑，阀座(5)与阀体(I)的接触部位呈密封连接，阀座(5)上设有阀芯安装孔(5a)，所述阀盖(2)固定密封安装在阀体(I)顶部；所述套筒(6)装在阀腔内并安放在阀座(5 )上方，套筒(6 )顶部与阀盖(2 )底部相抵，套筒(6 )底部与阀座(5 )顶部相抵，套筒(6)周壁上均匀设置有若干个通孔；所述大阀芯(4)活动装配在套筒(6)的内孔和阀座(5)的阀芯安装孔(5a)内，大阀芯(4)上部连接阀芯套(21)，阀芯套(21)的外周壁与套筒(6)的内孔壁密封滑动配合，大阀芯(4)下部外壁与阀座(5)的阀芯安装孔(5a)内壁密封滑动配合；所述阀杆(8)穿过阀盖(2)，阀杆(8)与阀盖(2)之间利用密封结构密封，阀杆(8)下端与大阀芯(4)连接，阀杆(8)上套有呈压缩状态的压紧弹簧(7)，压紧弹簧(7)上端与阀盖(2)连接，压紧弹簧(7)下端压在阀芯套(21)上；所述阀体(I)上设有介质入口(Ia)和介质出口( lb)，介质出口( Ib)与阀座安装孔(5a)下端连通，介质入口( Ia)与阀座(5)和套筒(6 )外部空间连通；所述大阀芯(4 )内设有阀芯上腔(4a )和阀芯通孔(4b )，阀芯上腔(4a)和阀芯通孔(4b )相互连通并轴向贯通大阀芯(4 );所述阀杆(8 )下端穿过阀芯套(21)插入阀芯上腔(4a)和阀芯通孔(4b)内，阀杆(8)位于阀芯上腔(4a)内的部分设有驱动片(8a)，所述驱动片(8a)外周壁与阀芯上腔(4a)内壁密封滑动配合；所述阀杆(8)下端连接有与其一体设置的小阀芯(3 )，所述小阀芯(3 )装在阀芯通孔(4b )内，小阀芯(3 )外周壁与阀芯通孔(4b)内壁密封滑动配合；其特征在于:所述小阀芯(3)上设有两条或两条以上的具有不同起点的螺纹流道(3a)，所述的多条螺纹流道(3a)具有多个交叉点。2.如权利要求1所述的高压差流量大可调比控制阀，其特征在于:所述的多条螺纹流道(3a)的螺距相同。3.如权利要求1所述的高压差流量大可调比控制阀，其特征在于:所述大阀芯(4)的下部设有阀芯下腔(4c)，所述阀芯下腔(4c)的内径大于阀芯通孔(4b)的内径，阀芯下腔(4c)的周壁上均布设置有多个通孔。4.如权利要求1所述的高压差流量大可调比控制阀，其特征在于:所述阀座(5)底端面设置有阀座密封环槽，在阀座密封环槽内设有阀座垫圈(22 );所述阀盖(2 )底端面设置有阀盖密封环槽，在阀盖密封环槽内设有阀盖垫圈(20)。5.如权利要求4所述的高压差流量大可调比控制阀，其特征在于:所述阀座垫圈(22)和阀盖垫圈(20)均采用缠绕垫圈。6.如权利要求1所述的高压差流量大可调比控制阀，其特征在于:所述阀盖(2)上与压紧弹簧(7)顶端接触的部位设有与压紧弹簧(7)直径尺寸相吻合的上定位槽，所述压紧弹簧(7)底端嵌入上定位槽内；所述阀芯套(21)顶部设有与压紧弹簧(7)直径尺寸相吻合的定位环槽，所述压紧弹簧(7 )底端嵌入定位环槽内。7.如权利要求1所述的高压差流量大可调比控制阀，其特征在于:所述阀芯套(21)与大阀芯(4)之间通过螺纹连接配合，阀芯套(21)的位置可旋动调整。8.如权利要求1所述的高压差流量大可调比控制阀，其特征在于:所述密封结构包括填料衬垫(11)、填料(12 )、填料压套(13)和填料压盖(14 )，所述阀盖(2 )内的阀杆(8 )外周设有填料(12 )，填料(12 )下方设有填料衬垫(11)，填料(12 )上方设有填料压套(13 )，填料压套(13)通过设置在其上方的填料压盖(14)压住，所述填料压盖(14)与阀盖(2)之间通过第二紧固连接件固定连接。9.如权利要求8所述的高压差流量大可调比控制阀，其特征在于:所述第二紧固连接件包括第二双头螺柱(15)、第二六角螺母(17)和碟形弹簧(16)，所述第二双头螺柱(15)下端连接在压盖上，第二双头螺柱(15)上端穿过填料压盖(14)后套装碟形弹簧(16)并螺装第二六角螺母(17)。10.如权利要求8所述的高压差流量大可调比控制阀，其特征在于:所述填料压套(13)内壁上设有内密封环槽，内密封环槽内装有第一 O型密封圈(18);所述填料压套(13)外壁上设有外密封环槽，外密封环槽内装有第二 O型密封圈(19)。
【文档编号】F16K1-38GK204267762SQ201420654408
【发明者】苗同立, 管瑞, 缪栖涯 [申请人]无锡市亚迪流体控制技术有限公司