轴向多级降压套筒及含有该套筒的多级降压阀的制作方法

本发明涉及阀门技术领域，尤其是一种轴向多级降压套筒及含有该套筒的多级降压阀。

背景技术：

调节阀，常用于管道中介质的流量调节。

调节阀的流道一般采用高进低出结构，其阀芯下端面制有与阀座相互配合的密封面，由传动机构控制阀芯位置，从而控制通过阀门的介质流量，实现流量调节。这种结构存在的主要问题是，当阀门前后压差较大时，小开度工况下的阀内介质流速很大，介质对阀芯密封面的冲刷作用很强，当介质为水时还容易发生汽蚀现象，造成阀门过流部件的损坏，大大降低阀门的使用寿命和调节精度。

为了解决这一问题，一般采用多级降压的阀门结构，通过迂回的流道结构逐级消耗压力，以有效减弱介质对阀座密封面和阀芯密封面的冲刷，降低汽蚀的发生风险。现有技术中，多级降压阀套的结构为，在阀芯外套设的若干个同轴套筒，单个套筒上设置多个孔，叠加多层套筒进行多级减压；该技术存在的缺点是：套筒为径向叠加结构，当阀门压差非常大时，需要叠加多套筒，进而造成阀腔体积增大，使得阀门过于笨重；在套筒级数有限的情况下，为增强每级套筒的降压能力，通流孔的直径通常会设置得比较小，又大大增加了阀门的堵塞风险。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的轴向多级降压套筒及含有该套筒的多级降压阀，从而实现流体的多级降压，并大大降低了阀门堵塞风险，降压调节精度高，降压能力显著，使用寿命长。

本发明所采用的技术方案如下：

一种轴向多级降压套筒，包括沿轴向间隔设置的多层盘片，相邻盘片间的间隔空间形成层间流道；单个盘片上均开有多个通孔，多个通孔以盘片的中心为圆心均布在盘片上；相邻盘片上的通孔沿盘片径向交错分布，使得流体在各个层间流道内迂回流动。

作为上述技术方案的进一步改进：

各个盘片上的通孔总面积依次递增；贯穿各个盘片的中部开有阀芯孔。

多层盘片直径相同，并沿着轴向叠加；单个盘片的边缘沿着周向均延伸有围堰，围堰将相邻盘片间隔开从而形成层间流道。

还包括底板，所述底板轴向叠加于多层盘片的最底部，所述底板与盘片的边缘处均开有螺栓孔，螺栓孔内贯穿有螺栓，所述底板和多层盘片依次穿套在螺栓上构成多级降压套筒。

所述盘片的数量为八层，从下至上依次为第一层盘片、第二层盘片、第三层盘片、第四层盘片、第五层盘片、第六层盘片、第七层盘片和第八层盘片；所述第一层盘片、第三层盘片、第五层盘片和第七层盘片上的通孔位于各个盘片的中部位置，所述第二层盘片上的通孔位于盘片的边缘处，所述第四层盘片和第六层盘片上的通孔均分列于各盘片的中部和边缘位置，所述第八层盘片上的通孔均布于盘片上。

一种含有所述的套筒的多级降压阀，包括中空的阀体，所述阀体内底面安装有套筒，套筒中部的阀芯孔内安装有阀芯，阀芯在外部动力的驱动下沿着套筒的轴向移动，使得阀芯的底部与套筒上其中一层盘片齐平。

作为上述技术方案的进一步改进：

贯穿阀体的顶部安装有阀杆，所述阀杆一端位于阀体的外部并与外部动力机构连接，阀杆另一端伸入阀体内部并在端头安装有阀芯。

位于阀体内顶面与套筒上表面之间安装有定位环。

所述阀体底部安装有阀座一，贯穿阀座一与阀体的底部设置有入口，所述入口与阀芯孔相对应。

所述阀体侧面安装有阀座二，贯穿阀座二与阀体侧壁设置有出口。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过轴向叠放的多层盘片结构，且相邻盘片上沿着其径向交错开有通孔，使得流体在套筒的各个层间流道内迂回流动，与盘片产生摩擦，进而消耗流体能量，实现流体的层层降压，且降压能力显著；调节阀为低进高出阀，流体从入口进入，经底部盘片的层间流道进入套筒内，经套筒内各盘片上交错的通孔实现在层间流道上的迂回流动，最终进入阀体内，并经出口排出，以消耗流体的能量，实现降压；通过外力调节阀芯相对于套筒的位置，使得流体进入套筒的入口发生变化，进而实现降压系数的调节，大大提升了调压阀的调节精度。

本发明还包括如下优点：

各层盘片上通孔的位置和数量不同，通过合理设置各盘片上通孔的位置、数量或者大小，实现流体迂回流动的同时，由通孔流通面积的变化设置各个盘片不同的降压能力，从而进一步提升降压阀的调节精度；

单个盘片较薄，并以轴向叠放的形式组成套筒，大大减小了降压阀的体积；其中的通孔直径相较于现有技术中的通流孔直径大，进而大大降低了降压阀堵塞的风险；

围堰将相邻盘片支撑使得其间产生间隔，形成层间流道；定位环用于阀体内部套筒的轴向定位。

附图说明

图1为本发明套筒的结构示意图。

图2为图1的爆炸图。

图3为本发明降压阀的结构示意图。

图4为图3中a部的局部放大图。

其中：1、盘片；2、围堰；3、通孔；4、螺栓孔；5、阀芯孔；10、底板；11、第一层盘片；12、第二层盘片；13、第三层盘片；14、第四层盘片；15、第五层盘片；16、第六层盘片；17、第七层盘片；18、第八层盘片；31、阀体；32、定位环；33、阀芯；34、套筒；35、阀座一；36、动力机构；37、阀杆；38、阀座二。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的轴向多级降压套筒，包括沿轴向间隔设置的多层盘片1，相邻盘片1间的间隔空间形成层间流道；单个盘片1上均开有多个通孔3，多个通孔3以盘片1的中心为圆心均布在盘片1上；相邻盘片1上的通孔3沿盘片1径向交错分布使得流体在各个层间流道内迂回流动。

通过轴向叠放的多层盘片1结构，且相邻盘片1上沿着其径向交错开有通孔3，使得流体在套筒的各个层间流道内迂回流动，与盘片1产生摩擦，进而消耗流体能量，实现流体的层层降压，且降压能力显著。

各个盘片1上的通孔3的总面积依次递增；贯穿套筒34上各个盘片1的中部开有阀芯孔5。

各层盘片1上通孔3的位置和数量不同，通过合理设置各盘片1上通孔3的位置、数量或者大小，实现流体迂回流动的同时，由通孔3流通面积的变化设置各个盘片1不同的降压能力，从而进一步提升降压阀的调节精度。

多层盘片1直径相同，并沿着轴向叠加；单个盘片1的边缘沿着周向均延伸有围堰2，围堰2将相邻盘片1间隔支撑开从而形成层间流道。

还包括底板10，底板10轴向叠加于多层盘片1的最底部，底板10与盘片1的边缘处均开有螺栓孔4，螺栓孔4内贯穿有螺栓，底板10和多层盘片1依次穿套在螺栓上构成多级降压套筒34。

盘片1的数量为八层，从下至上依次为第一层盘片11、第二层盘片12、第三层盘片13、第四层盘片14、第五层盘片15、第六层盘片16、第七层盘片17和第八层盘片18；第一层盘片11、第三层盘片13、第五层盘片15和第七层盘片17上的通孔3位于各个盘片的中部位置，第二层盘片12上的通孔3位于盘片的边缘处，第四层盘片14和第六层盘片16上的通孔3均分列于各盘片的中部和边缘位置，第八层盘片18上的通孔3均布于盘片上。

如图2所示，第一层盘片11靠近内孔位置处开有两排通孔3，第二层盘片12靠近盘外圆处开有两排通孔3，第三层、第五层和第七层盘片在径向中间位置开有三排通孔3，第四层盘片14在靠近内孔和外圆的位置分别开有两排通孔3，第六层盘片16开有三排通孔3，其中两排靠近外圆，一排靠近内孔，第八层盘片18上开有七排通孔3，均布在该盘片表面。

本实施例的含有轴向多级降压套筒的多级降压阀，如图3和图4所示，包括中空的阀体31，阀体31内底面安装有套筒34，套筒34中部的阀芯孔5内安装有阀芯33，阀芯33在外部动力的驱动下沿着套筒34的轴向移动，使得阀芯33的底部与套筒34上其中一层盘片1齐平。

阀芯33采用圆柱体结构，该圆柱体的外圆面与套筒34内部的阀芯孔5动密封配合构成活塞式结构。

单个盘片1较薄，并以轴向叠放的形式组成套筒34，大大减小了降压阀的体积；其中的通孔3直径相较于现有技术中的通流孔直径大，进而大大降低了降压阀堵塞的风险。

通过外力调节阀芯33相对于套筒34的位置，使得流体进入套筒34的入口发生变化；随着阀芯33相对于套筒34位置的上升，套筒34的从下至上的每一级层间流道会逐渐与流体介质接触，成为流体入口，即流体入口通流面积不断增大；与之相对应的，套筒34由下至上的每一级盘片1的通孔3孔径和通孔3数量均不同，即每一层盘片1的通流面积自下而上逐级增加，进而满足通流能力需求；每一层盘片1根据其通流面积的不同均对应一个固定的压力损失系数，根据阀门的工作状态需求，将不同数量，不同类型的盘片1进行叠加组合，得到满足所需参数要求的轴向多级降压套筒，调节范围广，调节精度高，并能实现降压系数的调节。

贯穿阀体31的顶部安装有阀杆37，阀杆37一端位于阀体31的外部并与外部动力机构36连接，阀杆37另一端伸入阀体31内部并在端头安装有阀芯33。

位于阀体31内顶面与套筒34上表面之间安装有定位环32，定位环32用于阀体31内部套筒34的轴向定位。

阀体31底部安装有阀座一35，贯穿阀座一35与阀体31的底部设置有入口，入口与阀芯孔5相对应。

阀体31侧面安装有阀座二38，贯穿阀座二38与阀体31侧壁设置有出口。

该调节阀为低进高出阀。

本发明的工作原理为：

在阀杆37的带动下，阀芯33移动至阀体31的最底部，即阀芯33的底部与套筒34的底板10齐平时，流体经入口无法通过套筒34流至阀体31内，此时，降压阀处于关闭状态；

如图4所示，在阀杆37的带动下，阀芯33的底部与第二层盘片12齐平，从而从阀座一35上的入口处进入的流体，经底板10与第一层盘片11间的层间流道、和第一层盘片11与第二层盘片12间的层间流道进入套筒34；再经位于径向尺寸较大处的第二层盘片12上通孔3流至第二层盘片12和第三层盘片13之间的层间流道内；再由第三层盘片13上的通孔3流至第三层盘片13和第四层盘片14之间的层间流道内；以此在通孔3和层间流道的导向下，流体在套筒34内层层向上迂回流动，最后通过第八层盘片18上的通孔3后流入阀体31内部，并从阀座二38上的出口流出；流体在流动过程中与盘片1产生摩擦，能量损耗，造成压力损失，实现降压。

动力机构36可为人力直接施加，使得阀杆37上下移动；可为机械动力，如气缸等，亦可是动力通过力转换机构施加至阀杆37上。

本发明结构巧妙，在实现多级降压的同时，有效减小了体积，并且降压系数调节精度高，使用寿命长。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。