一种自动阀芯组件及压差无关型流量控制阀的制作方法

本发明涉及一种自动阀芯组件及压差无关型流量控制阀，属于平衡阀技术领域。

背景技术：

流体介质管路控制系统中，当管路系统中的压力波动时，为保持出口流量稳定，通常会用到流量控制阀，在已知的产品中，专利号ZL201110033130.1公开了一种工作压差范围固定的流量控制阀，其工作压差的大小由固定不可调的弹簧来决定；专利ZL 201020285505公开了一种通过螺杆调节弹簧来改变工作压差的的可变压差流量控制阀。然而这些产品普遍存在以下问题：

（1）以上所述的流量控制阀阀后导压口在阀体出口端，且为一个导压孔，当产品前后压差波动时，阀后压力传递不明显，响应速度慢，影响调节精度。

（2）以上所述的流量控制阀结构复杂，制造加工困难，而且流体流经阀体时的阻力较大；从而增加了整个管道系统的阻力。

（3）以上所述的流量控制阀多采用低进高出，或者高进低出结构，产品的体积较大，结构不紧凑。

（4）以上所述的流量控制阀不具备过滤功能，在使用时需要配置单独的过滤装置。

（5）以上所述的流量控制阀手动调节阀芯只具备调节功能，不具备关断功能。

基于此，做出本申请。

技术实现要素：

针对现有控制阀所存在的上述缺陷，本申请首先提供一种调节精度高、体积小、不影响流量、装配方便的自动阀芯组件。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

自动阀芯组件，包括感压膜片、压紧盘、调节阀芯和阀芯套，所述的阀芯套为圆柱多凸台套筒结构，其上端面上设置有导水孔，该导水孔直通其下端面的台阶孔，该台阶孔与阀芯套中部设置矩形槽相通，确保上游介质通过；调节阀芯为带台阶的圆柱套筒结构，其上端面设置薄壁刃口，以调节流量，中心处贯穿设置台阶圆孔，且在该台阶圆孔中设置通孔，以传递压力，下端设置凹槽，该凹槽与感压膜片的中间孔凸台配合，并使其贯穿感压膜片的中间孔至感压膜片下方的压紧盘，压紧盘下端封闭；阀芯套套装在调节阀芯外壁上。

进一步的，作为优选：

所述的调节阀芯中部设置环形槽，阀芯套通过该环形槽套装在调节阀芯上，以实现调节阀芯与阀芯套的滑动导向连接。

所述的阀芯套与调节阀芯之间设置有弹簧，起到平衡的作用。

所述的压紧盘上端面上设置传压槽，起到传压的作用。

所述的矩形槽上方设置有过滤网，起到过滤和净化的作用，避免杂质进入，延长阀芯套和调节阀芯的使用寿命。

同时，本申请还提供了一种采用上述自动阀芯组件并实现调节和关闭两种独立功能的压差无关型流量控制阀，包括自动阀芯组件、下阀盖、阀体、线性阀瓣、阀杆、上阀盖和支撑板，所述的自动阀芯组件包括感压膜片、压紧盘、调节阀芯和阀芯套，阀芯套为圆柱多凸台套筒结构，其上端面上设置有导水孔，该导水孔直通其下端面的台阶孔，该台阶孔与阀芯套中部设置矩形槽相通，确保上游介质通过；调节阀芯为带台阶的圆柱套筒结构，其上端面设置薄壁刃口，薄壁刃口向下延伸并贯穿调节阀芯设置台阶圆孔，且在该台阶圆孔中设置通孔，下端贯穿感压膜片至压紧盘，压紧盘下端封闭，并由下阀盖压紧；阀芯套上端与阀体连接，余下部分则套装在调节阀芯外壁上；上阀盖上端面处安装有阀杆，中部连接有电动执行器，以带动阀杆上下移动，上阀盖下部与阀体配合安装；阀杆下端安装有支撑板，该支撑板位于调节阀芯上方，线性阀瓣与支撑板配合安装。

进一步的，作为优选：

所述的阀芯套与调节阀芯之间设置有弹簧一，在介质流动过程中，平衡阀芯套与调节阀芯。

所述的阀芯套外壁设置环形槽，阀芯套通过该环形槽与阀体配合安装。

所述的阀杆下端有圆柱台阶，圆柱台阶上装有支撑板, 与支撑板相配的是线性阀瓣。

所述的线性阀瓣为圆台结构，其与阀杆之间为螺纹连接，既可实现线性调节又能实现关闭功能。

所述的阀杆中部设置有圆柱台阶，弹簧二通过该圆柱台阶穿套在阀杆上，阀杆中部设置的圆柱台阶起到压紧弹簧二的作用，更优选的，所述的弹簧二位于支撑套筒内, 支撑套筒有一通孔与阀杆相配合，使支撑套筒套装在阀杆上，其下端压在垫片上，上端为锁紧螺丝，锁紧螺丝也为一带台阶的圆柱套筒，锁紧螺母下端外侧设有与上阀盖上端内螺纹相配合的螺纹，下端内孔与支撑套筒外圆相配合，锁紧螺丝与支撑套筒上端面之间装有O型圈，起密封作用，锁紧螺丝上端为六方体起扳紧作用，中间也有一通孔与阀杆相配合，锁紧螺丝将垫片、支撑套筒压紧在上阀盖中间孔的台阶面上。

本发明的第一个目的是更改自动阀芯组件及阀芯体结构，将导压孔设置在调节阀芯之后，压力损失小，且采用四个导压孔，当产品前后压差波动时，阀后压力传递快，响应速度慢，调节控制精度高。

本发明的第二个目的是感压膜片与调节阀芯连为一体，调节阀芯采用薄壁刃口结构，结构紧凑，体积小，节流时的噪音小，振动及碰撞小，调节灵敏使整个产品结构紧凑，体积缩小，但是流通能力不受影响。

本发明的第三个目的通过在阀芯套架上增加过滤网，起到过滤功能，过滤细小杂质，保护阀芯自动调节组件。减少磨损，使产品的使用寿命增强，

本发明的第四个目的通过采用流量线性调节结构与电动开关阀芯组合结构，既可以完成线性调节作用又能完成关闭功能，调节与关闭功能能独立实现，互不影响，且结构紧凑。

因此，本申请的有益效果如下：

1）本产品的自动阀芯组件及阀芯体结构，将导压孔设置在调节阀芯之后，压力损失小，且采用四个导压孔，与其他流量控制阀的调节结构相比，产品前后压差波动时，阀后压力传递快，响应速度慢，调节控制精度高。

2）本产品的感压膜片与调节阀芯连为一体，调节阀芯采用薄壁刃口结构，结构紧凑，体积小，节流时的噪音小，振动及碰撞小，调节灵敏使整个产品结构紧凑，体积缩小，但是流通能力不受影响。

3）本产品通过在阀芯套架上增加过滤网，起到过滤功能，过滤细小杂质，保护阀芯自动调节组件。减少磨损，使产品的使用寿命增强。

4）本产品的自动阀芯组件结构变得简单，体积变得较小；制造、装配简单，成本低；安装容易。

5）本产品通过采用流量调节结构与电动开关阀芯组合结构，既可以完成线性调节作用又能完成关闭功能，调节与关闭功能能独立实现，互不影响，且结构紧凑。

附图说明

图1为本申请的整体结构示意图；

图2为本申请中自动阀芯组件的结构示意图；

图3为本申请中感压膜片与调节阀芯的一体结构图；

图4为图3的俯视图；

图5为本申请中阀芯套的俯视图；

图6为图5中D-D方向剖面图；

图7为本申请中流量线性调节结构与电动开关阀芯的组合结构图；

图8为本申请中介质内部流动方向图。

其中标号：1.过滤网；2. 感压膜片；3. 下阀盖；4. 压紧盘；5. 螺母；6. 垫圈；7. 调节阀芯；7a. 薄壁刃口；7b. 台阶圆孔；7c. 通孔；7d. 凹槽；8. O型密封圈一；9. 弹簧一；10. 阀芯套；10a. 环形槽；10b. 导水孔；11. 堵盖；12. 矩形密封圈；13. 阀体；14. O型密封圈二；15. O型密封圈三；16. 线性阀瓣；17. 阀杆；18. O型密封圈四；19. 锁紧螺母；20. 支撑套筒；21. 弹簧二；22. 口密封圈；23. 垫片；24. O型密封圈五；25. 上阀盖；26. 支撑板。

具体实施方式

本实施例一种压差无关型流量控制阀，结合图1，包括自动阀芯组件、下阀盖3、阀体13、线性阀瓣16、阀杆17、上阀盖25和支撑板26，结合图2、图3和图4，自动阀芯组件包括感压膜片2、压紧盘4、调节阀芯7和阀芯套10，结合图5和图6，阀芯套10为圆柱多凸台套筒结构，其上端面上设置有导水孔10b，该导水孔10b直通其下端面的台阶孔，该台阶孔与阀芯套10中部设置矩形槽相通，确保上游介质通过；调节阀芯7为带台阶的圆柱套筒结构，其上端面设置薄壁刃口7a，薄壁刃口7a向下延伸并贯穿调节阀芯7设置台阶圆孔7b，且在该台阶圆孔7b中设置通孔7c，调节阀芯7下端贯穿感压膜片2至压紧盘4，压紧盘4下端封闭，并由下阀盖3压紧；阀芯套10上端与阀体13连接，余下部分则套装在调节阀芯7外壁上；上阀盖25上端面处安装有阀杆17，中部连接有电动执行器，以带动阀杆17上下移动，上阀盖25下部与阀体13配合安装；阀杆17下端安装有支撑板26，该支撑板26位于调节阀芯7上方，线性阀瓣16与支撑板26配合安装。

其中，阀芯套10与调节阀芯7之间设置有弹簧一9，在介质流动过程中，平衡阀芯套10与调节阀芯7；阀芯套10外壁设置环形槽10a，阀芯套10通过该环形槽10a与阀体13配合安装；结合图7，阀杆17下端有圆柱台阶，圆柱台阶上装有支撑板26, 与支撑板26相配的是线性阀瓣16，线性阀瓣16为圆台结构，其与阀杆17之间为螺纹连接，既可实现线性调节又能实现关闭功能；阀杆17中部设置有圆柱台阶，弹簧二21通过该圆柱台阶穿套在阀杆17上，阀杆17中部设置的圆柱台阶起到压紧弹簧二21的作用，弹簧二21位于支撑套筒20内, 支撑套筒20有一通孔与阀杆17相配合，使支撑套筒20套装在阀杆17上，其下端压在垫片23上，上端为锁紧螺丝19，锁紧螺丝19也为一带台阶的圆柱套筒，锁紧螺母19下端外侧设有与上阀盖25上端内螺纹相配合的螺纹，下端内孔与支撑套筒20外圆相配合，锁紧螺丝19与支撑套筒20上端面之间装有O型圈四18，起密封作用，锁紧螺丝19上端为六方体起扳紧作用，中间也有一通孔与阀杆17相配合，锁紧螺丝19将垫片23、支撑套筒20压紧在上阀盖25中间孔的台阶面上。

（1）自动阀芯组件结构：

调节阀芯7为一带台阶的圆柱套筒，套筒外圆与阀芯套10中间孔配合起滑动导向作用，套筒上端面有一内圆锥薄壁刃口7a，起调节流量的作用，中间有一台阶圆孔7b，台阶圆孔7b中间还有一通孔7c，起传递压力的作用，调节阀芯7外圆中部有一环形槽，环形槽中间装有O型密封圈一8与阀芯套10中间孔配合起密封作用，调节阀芯7下端为一凸台，凸台根部有一凹槽7d与感压膜片2中间孔的凸台配合，感压膜片2为盘形结构，中间有一通孔与调节阀芯7下端外圆柱面的相配合，与感压膜片2下表面相配合的是压紧盘4，压紧盘4为圆柱套筒结构，下部封闭，中间也有一通孔与调节阀芯7下端外圆柱面配合，中间装有垫圈6和螺母5，用过螺母6将感压膜片2与压紧盘4、调节阀芯7连接在一起，压紧盘4上端边缘处开有四条矩形槽，用于传递压力，感压膜片2外圆有一凸台与阀体13中间孔、阀芯套10下端外圆止口配合，通过下阀盖3螺纹压紧起密封作用，这样感压膜片2的上部就分成如图8所示的P2与P3两个压力区。阀芯套10为一圆柱多凸台套筒结构，上端外圆侧面上有环形槽10a，装有O型圈二14与阀体13相配合起密封装用，端面上有四个内圆柱导水孔10b，直通阀芯套10下端的内锥面台阶孔，阀芯套10中间装有调节阀芯7，调节阀芯7外圆中部有一环形槽，环形槽中间装有O型密封圈8，起密封作用，在阀芯套10中间内圆柱台阶面与调节阀芯7之间还装有弹簧一9，起平衡作用，阀芯套10的中部设有矩形槽与阀芯套10中间内圆柱台阶孔相通，使上游介质能通过，矩形槽的四边形式四根加强筋结构，在相对的加强筋上设有定位凸台，定位凸台下部为一圆柱结构，上部为一圆台结构，过滤网1的矩形孔与定位圆台配合起固定作用，防止过滤网1在水流下窜动。

（2）感压膜片2与调节阀芯7一体结构。

调节阀芯7为一带台阶的圆柱套筒，套筒外圆与阀芯套10中间孔配合起滑动导向作用，套筒上端面有一内圆锥薄壁刃口7a，起调节流量的作用，中间有一台阶圆孔7b，台阶圆孔7b中间还有一通孔7c，起传递压力的作用，调节阀芯7外圆中部有一环形槽，环形槽中间装有O型密封圈一8与阀芯套10中间孔配合起密封作用，调节阀芯7下端为一凸台，凸台根部有一凹槽7d与感压膜片2中间孔的凸台配合，感压膜片2为盘形结构，中间有一通孔与调节阀芯7下端外圆柱面的相配合，与感压膜片2下表面相配合的是压紧盘4，压紧盘4为圆柱套筒结构，下部封闭，中间也有一通孔与调节阀芯7下端外圆柱面配合，中间装有垫圈6和螺母5，用过螺母6将感压膜片2与压紧盘4、调节阀芯7连接在一起，压紧盘4上端边缘处开有4条矩形槽，用于传递压力，感压膜片2外圆有一凸台与阀体13中间孔、阀芯套10下端外圆止口配合，通过阀盖3螺纹压紧起密封作用，这样感压膜片2的上部就分成P2与P3两个压力区。

（3）阀芯套：

阀芯套10为一圆柱多凸台套筒结构，上端外圆侧面上有环形槽10a，装有O型圈二14与阀体13相配合起密封装用，端面上有4个内圆柱导水孔10b，直通阀芯套10下端的内锥面台阶孔，阀芯套中间装有调节阀芯7，调节阀芯7外圆中部有一环形槽，环形槽中间装有O型密封圈一8，起密封作用，在阀芯套10中间内圆柱台阶面与调节阀芯7之间还装有弹簧一9，起平衡作用，阀芯套10的中部设有矩形槽与阀芯套中间内圆柱台阶孔相通，使上游介质能通过，矩形槽的四边形式四根加强筋结构，在相对的加强筋上设有定位凸台，定位凸台下部为一圆柱结构，上部为一圆台结构，过滤网1的矩形孔与定位圆台配合起固定作用，防止过滤网1在水流下窜动。

（4）流量线性调节结构与电动开关阀芯的组合结构

上阀盖25为一多台阶圆柱体结构，上部端面有六方台阶用于阀盖拧紧，中部台阶外侧有螺纹用于连接电动执行器，下部台阶外侧也有螺纹与阀体13，口密封圈22配合，起紧固密封作用，上阀盖25上部端面中间有一通孔，中间装有阀杆17,阀杆17下端有圆柱台阶，圆柱面上有外螺纹，台阶上装有支撑板27, 支撑板27下平面有一凹槽装有O型密封圈三15，与支撑板27相配的是线性阀瓣16。

线性阀瓣16为一圆台结构，中间有一内孔设有螺母与阀杆27下端的螺纹相配合将支撑板27及O型密封圈五24压紧在阀杆上，既可以实现线性调节也能实现关闭功能，阀杆中部有一圆柱台阶，里面装有O型密封圈五24、垫片23、弹簧二21依次穿过阀杆17，阀杆17中部圆柱台阶起压紧弹簧二21的作用，弹簧二21外侧有支撑套筒20, 支撑套筒20下端压在垫片23上，支撑套筒20中间也有一通孔与阀杆17相配合，支撑套筒20上端为锁紧螺丝19，锁紧螺丝19也为一带台阶的圆柱套筒，下端外侧设有螺纹与上阀盖25上端的内螺纹相配合，下端内孔与支撑套筒20外圆相配合，锁紧螺丝19与支撑套筒20上端面之间装有O型圈四18，起密封作用，锁紧螺丝19上端为六方体起扳紧作用，中间也有一通孔与阀杆17相配合，锁紧螺丝19将垫片23、支撑套筒17压紧在上阀盖25中间孔的台阶面上。

本实施例的工作原理如下：

结合图8，流量自动平衡功能当介质从左端螺纹孔进入该产品时，经过阀芯套10、调节阀芯7、线性阀瓣16，到达阀门的右端出口，流体在自动阀芯组件的作用下，产生了三段不同的压力区，从进口到阀芯套10之间区域的压力最高，称为P1，流经经过阀芯套10与调节阀芯7到达感压膜片2上方及阀芯套10与调节阀芯7的区域压力下降，称为P2；流经阀芯套10与线性阀瓣16到阀门右端出口的区域压力最低，称为P3；这个压力经过阀芯套10上的4个导水孔10b到达感压膜片2下部与下阀盖3之间的区域；与弹簧一9的弹力一起作用于感压膜片2的下部，当系统压力升高时，P2增大，作用在感压膜片2上方的力就大于P3与弹簧一9在感压膜片2下方所形成的合力，感压膜片2带动调节阀芯7向上运动，调节阀芯7与阀芯套10侧面4个窗口间的距离减小，因此出水口面积减小，即阀门的流通能力-流量系数Kv值减小，根据流量公式$\[ \text{��}={\text{��}}_{\text{��}}\sqrt{\mathrm{\Δ}\text{��}} \]$，流量可维持不变，实现新的平衡状态；反之亦然，从而达到了流量自动调节的目的。

流量线性调节功能与关闭功能：当需要调节流量时，控制面板给以电动执行器一个等比例调节信号时，电动执行器的推杆向下推动阀杆17，阀杆17克服弹簧二21的预紧作用力带动支撑板26及线性阀瓣16向下运动，根据信号的不同可以使线性阀瓣16停留在不同的位置，与阀芯套10上端孔一起实现流量的线性调节，当需要关断时，控制面板给以电动执行器一个关闭信号，电动执行器的推杆向下推动阀杆17带动支撑板26、O型密封圈四18及线性阀瓣16向下使O型密封圈四18与阀芯套10上端面完全贴合完成关闭功能，反之当电动执行器获得一个打开信号时，电动执行器的推杆向上运动，阀杆17在弹簧二21的作用力下向上运动从而带动支撑板26及线性阀瓣16向上完成打开功能。

将本实施例应用于流体介质管路控制系统，不仅在管路系统中的压力波动时调节精度高，保持出口流量稳定，而且体积小、不影响流量，并确保调节与关闭功能能独立实现等优点。

以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。