专利名称：流量控制阀的制作方法
技术领域：
本实用新型属于供暖、供热技术领域，涉及对供暖、供热设备中流量控制装置的改进。
现在用于供暖、供热设备的流量控制装置，最常见的有以下两种其一是自德国引进的自力式流量调节阀，例如中德合资企业“鞍山IWK调节器有限公司”生产的V130D05型自力式流量调节阀，其典型结构如图1所示。在一个具有进水腔4和出水腔5的阀体1的上端口安装一个手动调节阀3，手动设定流量。在阀体1的下端口安装一个带有波纹管28的自动平衡阀23，它与手动调节阀3同轴安装，自动平衡控制设定流量。与自动阀杆连接的膜片被夹紧在上膜盖24和下膜盖25之间。膜片与下膜盖25包围形成的腔室是膜片外腔8，该腔室通过外置的导压管27与进水腔4连通。膜片与上膜盖24包围形成的腔室是膜片内腔9，它通过外置的导压管26与自动阀瓣上部腔室相通。这种自力式流量调节阀的工作原理和工作过程早已公知，在此不做重复。这种自力式流量调节阀的优点是不需要外加动力，即可以自动消除系统剩余压头，确保流量调节恒定。但是它采用波纹管密封，结构复杂，体积大，成本高，因此难以推广使用。
目前国内使用最广泛的流量调节装置是第二种阀，例如由河北廊坊中油管道动力实业总公司环保节能设备厂生产的《爱能牌》自力式流量控制器，其结构原理见图2。在带有进水腔4和出水腔5的阀体1上，安装着一个带有膜片和两个自动阀瓣30的自动调节阀，自动平衡控制设定流量。手动调节阀3平行地安装在自动调节阀旁边，手动设定流量。膜片内腔9与自动阀瓣30出口处的腔室相通，膜片外腔8通过阀体1内部的反压孔29与出水腔5连通。自动调节阀的主要构件安装在膜片外腔8内。这种阀取消了波纹管密封结构，降低了成本，同样能够保证流量控制的精度，是对图1所示结构的重大改进。但是，这种双阀瓣结构和双轴布局也导致结构的复杂和体积增大。使其在一些空间较小的场合很难安装、拆卸和维修。
本实用新型的目的是提供一种用于供暖、供热设备的流量控制阀，在保证流量调节精度的基础上，简化结构，缩小体积、减轻重量、降低成本，以便于其在各种场合推广使用。
本实用新型的技术方案是一种用于供暖、供热设备的流量控制阀，包括一个带有进水腔4、出水腔5以及一个上端口和一个下端口的阀体1，一个安装在阀体1上端口内并封盖上端口的、手动设定流量的手动调节阀3，一个与手动调节阀3同轴安装于阀体1下端口内的、自动平衡控制设定流量的自动调节阀，一个与阀体1下端口通过螺栓连接并封盖下端口的下盖2，该自动调节阀包括膜片13、通过压板11和弹簧座12与膜片13连接的自动阀杆14和与自动阀杆14上端连接的自动阀瓣17，其特征在于，(1)膜片13被夹紧在阀体1的下端口与下盖2之间，由膜片13和下盖2包围形成的腔室是膜片外腔8，它通过位于下盖2内部的反压孔7和位于阀体1内部的、与反压孔7连通的反压孔6，与进水腔4连通；膜片13上面的腔室是膜片内腔9，容纳自动调节阀的主要构件；(2)在膜片内腔9内有一个导向套15，它是一个带有轴向贯通孔的台阶轴，上部直径大，下部直径小，在大直径的圆柱面上有与膜片内腔9的内圆面紧配合的结合面，在该结合面上有密封圈21；(3)在导向套15中心贯通孔的上端有一个直径大于贯通孔的内台阶圆导向面，与自动阀瓣17的外圆面滑配合；在导向套15中心贯通孔的下端有一个直径小于贯通孔的内台阶圆导向面，与自动阀杆14的外径滑配合；自动阀杆14穿在导向套15的中心贯通孔内，连接于自动阀杆14上端的自动阀瓣17与导向套15中心贯通孔上端的内台阶圆导向面滑合；弹簧16位于导向套15和弹簧座12之间；(4)自动阀瓣17上有贯穿的导压孔18，导向套15下部的小直径圆柱面上有与中心贯通孔相通的导压孔19，膜片内腔9经导压孔19、导向套15的中心贯通孔和导压孔18与自动阀瓣17的上部腔室相通。
本实用新型的优点是大大简化了结构，大幅度地缩小了阀的外形尺寸，减轻了重量，同时也降低了成本。经实际设计验证，本实用新型一种实施例比现有的阀整体重量减轻40％，成本降低30％以上。之所以能够大大缩小阀的体积，原因在于以下两点第一、本实用新型恢复了将手动调节阀和自动调节阀同轴安装的布局，这种结构与图2所示结构相比，取消了平行排列的两轴布局和双自动阀瓣结构，可以大大缩短阀的水平尺寸和简化阀体结构。第二、图2所示的阀把自动调节阀的主要构件安装在膜片外腔8内，未能充分利用膜片内腔9内的空间，导致阀的高度无法降低。而本实用新型将自动调节阀的主要构件安装在膜片内腔9内，使原本空置的膜片内腔成为容纳自动调节阀主要构件的场所，大大缩小了膜片外腔8的体积。因此，与图1或者图2所示的结构相比，在竖直方向上，阀的尺寸也能够大大缩小。由于缩小了体积，减轻了重量，节约了材料和加工工时，因此也降低了成本。本实用新型能保证流量调节的精度，体积小巧、重量轻，具有广阔的推广应用前景。
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图1是一种现有的自力式流量调节阀的结构原理图。
图2是另一种现有的自力式流量调节阀的结构原理图。
图3是本实用新型的结构原理图。
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。参见图3，这是本实用新型的一个结构实例。阀体1上有进水腔4，出水腔5以及上端口和下端口，上端口安装着手动调节阀3。可以使用不同类型的手动调节阀，例如螺旋阀。手动调节阀3根据流量的需要调节到一定的开度以设定流量。从进水腔4进来的水，经手动调节阀3后从阀体1内部的阀座10流出手动调节阀3，同时也是流进自动调节阀，因为自动调节阀与手动调节阀3同轴相对安装，阀座10既是手动调节阀3的阀座，同时也是自动调节阀的阀座。这种结构与图1所示的阀相对应部分的结构基本相同。从自动调节阀流出的水经出水腔5流出流量控制阀。阀体1的下端口内安装自动调节阀，下盖2与阀体1用螺栓连接，将下端口封闭。本实用新型的主要改进是把自动调节阀的主要构件安装到膜片内腔9中，有效地利用了阀体1内部腔室的容积，使自动调节阀结构紧凑，从而减小阀的体积。自动调节阀的主要构件包括自动阀杆14、导向套15、弹簧16和自动阀瓣17。自动阀杆14的下端通过压板11和弹簧座12的夹持与膜片13连接在一起。膜片13的下面是膜片13与下盖2所包围形成的膜片外腔8，该腔室通过做在下盖2形体内部的反压孔7和做在阀体1形体内部的反压孔6与进水腔4连通。因此，膜片外腔8内的水压等于进水腔4内的水压P1。由于膜片外腔内部不需容纳其他构件，因此其容积可以大大缩小。自动阀杆14的上端连接着自动阀瓣17，它与阀座10的内径准确相对，自动阀瓣17的上表面与阀座10的下表面平行。自动阀瓣17与阀座10之间的距离决定了自动调节阀的阻力大小。自动阀杆14上顶时，自动阀瓣17与阀座10之间的距离缩小，阻力变大，阻止流量变大；反之，自动阀杆14下降时，自动阀瓣17与阀座10之间的距离增大，阻力变小，阻止流量变小。导向套15是一个非常重要的构件，它是一个带有轴向贯通孔的台阶轴，其上部直径大，下部直径小，在直径较大的圆柱面上有与膜片内腔9的内圆面紧配合的结合面，在该结合面上有密封圈21。
在导向套15中心贯通孔的上端有一个直径大于贯通孔的内台阶圆导向面，与自动阀瓣17的外圆面滑配合；在导向套15中心贯通孔的下端有一个直径小于贯通孔的内台阶圆导向面，与自动阀杆14的外径滑配合。自动阀杆14穿在导向套15的中心贯通孔内，连接于自动阀杆14上端的自动阀瓣17与导向套15中心贯通孔上端的内台阶圆导向面滑配合。由于自动阀瓣17和自动阀杆14都有导向面的引导，保证了自动阀杆14在上下运动时的同轴度。为了便于加工，可以在导向套15中心贯通孔的下端设置一个配合套20，其外圆面与导向套15中心贯通孔紧配合，其内圆面与自动阀杆14的外径滑配合。同时在导向套15中心贯通孔上端的内台阶圆中设置一个配合套22，其外圆面与该内台阶圆紧配合，其内圆面与自动阀瓣17的外圆面滑配合。配合套20、22可以用耐磨防腐的材料制造。
弹簧16位于导向套15和弹簧座12之间，套在导向套15下部直径较小的圆柱上。弹簧16的一端顶住导向套15，另一端通过弹簧座12顶住膜片13。弹簧16的作用是平衡控制膜片内腔压力，使内腔压力与自动调节阀动构件的重力以及弹簧力之和等于膜片外腔的压力。
在自动阀瓣17上有贯穿的导压孔18，使自动阀瓣17上部、阀座10下部区域的腔室与导向套15中心贯通孔和自动阀杆14之间的间隙相通。导向套15下部的小直径圆柱面上开有与中心贯通孔相通的导压孔19，这样，膜片内腔9经导压孔19、导向套15的中心贯通孔与自动阀杆14之间的间隙以及导压孔18与自动阀瓣17的上部腔室相通。设自动阀瓣17上部、阀座10下部区域的腔室中水压为P2，则膜片内腔的水压也为P2。
本实用新型流量控制阀，通过手动调节阀和自动调节阀的有机组合、相互依托和制约，达到在不同的进水压力以及不同的出水阻力的情况下，自动保持流量恒定的目的。手动调节阀用于设定流量，自动调节阀用于平衡、控制流量。根据公式△P=P1-P2=k*G2，式中，△P是手动调节阀进口与出口的压差，P1是进口压力，P2是出口压力，即本实用新型中阀座10下部腔室的压力，k是手动调节阀流量系数，G是流量。例如，当系统供水压力提高(或下降)时，流量G有增大(或减小)的趋势，但由于手动调节阀的调节系数k为定值，使△P=P1-P2也有增大(或减小)的趋势，而P1和P2分别通过导压孔作用在膜片外腔和上腔，造成压力差增大(或减小)，从而克服(或屈服)弹簧力，带动自动阀瓣上移(或下移)，减小(或增大)流通面积，增加(或减小)阻力，限制了流量的增加(或减小)，直到膜片受力平衡为止。通过上述过程，最终维持了设定的流量，达到控制流量的目的。
权利要求1.一种用于供暖、供热设备的流量控制阀，包括一个带有进水腔[4]、出水腔[5]以及一个上端口和一个下端口的阀体[1]，一个安装在阀体[1]上端口内并封盖上端口的、手动设定流量的手动调节阀[3]，一个与手动调节阀[3]同轴安装于阀体[1]下端口内的、自动平衡控制设定流量的自动调节阀，一个与阀体[1]下端口通过螺栓连接并封盖下端口的下盖[2]，该自动调节阀包括膜片[13]、通过压板[11]和弹簧座[[12]与膜片[13]连接的自动阀杆[14]和与自动阀杆[14]上端连接的自动阀瓣[17]，其特征在于，(1)膜片[13]被夹紧在阀体[1]的下端口与下盖[2]之间，由膜片[13]和下盖[2]包围形成的腔体是膜片外腔[8]，它通过位于下盖[2]内部的反压孔[7]和位于阀体[1]内部的、与反压孔[7]连通的反压孔[6]与进水腔[4]连通；膜片[13]上面的腔体是膜片内腔[9]，容纳自动调节阀的主要构件；(2)在膜片内腔[9]内有一个导向套[15]，它是一个带有轴向贯通孔的台阶轴，上部直径大，下部直径小，在大直径的圆柱面上有与膜片内腔[9]的内圆面紧配合的结合面，在该结合面上有密封圈[21]；(3)在导向套[15]中心贯通孔的上端有一个直径大于贯通孔的内台阶圆导向面，与自动阀瓣[17]的外圆面滑配合；在导向套[15]中心贯通孔的下端有一个直径小于贯通孔的内台阶圆导向面，与自动阀杆[14]的外径滑配合；自动阀杆[14]穿在导向套[15]的中心贯通孔内，连接于自动阀杆[14]上端的自动阀瓣[17]与导向套[15]中心贯通孔上端的内台阶圆导向面滑配合；弹簧[16]位于导向套[15]和弹簧座[12]之间；(4)自动阀瓣[17]上有贯穿的导压孔[18]，导向套[15]下部的小直径圆柱面上有与中心贯通孔相通的导压孔[19]，膜片内腔[9]经导压孔[19]、导向套[15]的中心贯通孔和导压孔[18]与自动阀瓣[17]的上部阀腔相通。
2.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，在导向套[15]中心贯通孔的下端有一个配合套[20]，其外圆面与导向套[15]中心贯通孔紧配合，其内圆面与自动阀杆[14]的外径滑配合；在导向套[15]中心贯通孔上端的内台阶圆中有一个配合套[22]，其外圆面与该内台阶圆紧配合，其内圆面与自动阀瓣[17]的外圆面滑配合。
专利摘要本实用新型涉及对供暖、供热设备中流量控制装置的改进。本实用新型包括一个阀体1,一个手动调节阀3,一个与手动调节阀3同轴安装的自动调节阀,其特征在于,自动调节阀的主要构件安装在膜片内腔9内;在膜片内腔9内有一个导向套15,与膜片内腔9的内圆面紧配合;导向套15中心贯通孔的上端与自动阀瓣17的外圆面滑配合,导向套15中心贯通孔的下端与自动阀杆14的外径滑配合,自动阀杆14穿在导向套15的中心贯通孔内,弹簧16位于导向套15和弹簧座12之间。本实用新型简化了结构,大幅度地缩小了阀的外形尺寸,减轻了重量,降低了成本,具有广阔的推广应用前景。
文档编号G05D7/01GK2418328SQ0023149
公开日2001年2月7日 申请日期2000年4月5日 优先权日2000年4月5日
发明者朱大同, 张丙礼 申请人:张丙礼, 朱大同