一种先导式柱塞型控制阀的制作方法

本实用新型涉及一种控制阀，特别涉及一种先导式柱塞型控制阀。

背景技术：

在一些要求对流体流量、压力、温度或液位等数据有较高精确度控制的工艺中，柱塞式阀芯是最为常规使用的控制阀；然而，常规柱塞式单座控制阀的控制性虽然较精确，但如果实现较高的密封等级需要较大的执行机构，成本高，如图1所示；常规笼式控制阀需要较小的执行机构，成本低，但控制性能不够精确，也实现不了较高的密封等级，如图2所示；此外还有一种常规先导式笼式控制阀，其密封等级较高，执行机构不大，成本也相应地较低，但因由套筒窗口控制流量特性，其控制性能不够精确，如图3所示。

技术实现要素：

本实用新型提供一种先导式柱塞型控制阀，通过将现有由套筒窗口控制流量特性设计为由柱塞式阀芯控制流量特性，以解决现有技术的上述缺陷，具体为在大阀芯的下端设置了一阀芯型面，阀芯型面是经严格计算和多次试验修正而制得，可调比有50：1和100：1，可调比越大，控制也越精确。

本实用新型的技术方案如下：

一种先导式柱塞型控制阀，包括大阀芯，所述的大阀芯的下端设有经一斜面同轴连接的阀芯型面，所述的阀芯型面为多个直径逐渐减少的圆柱经平滑连接构成的同轴圆柱组合体，所述的圆柱组合体的下端面为圆锥面，所述的斜面为第一密封凡尔线。

优选为，所述的圆柱组合体由七个圆柱和一个圆锥构成。

优选为，所述的七个圆柱的直径和高度依次为100.mm、0.5mm；99.55mm、3.3mm；99.32mm、3.8mm；98.95mm、3.8mm；98.39mm、3.7mm；97.45mm、3.6mm和95.92mm、3.7mm；所述的圆锥底面直径为95.19mm，锥角为7.1°，高度为5.9mm。

优选为，所述的阀芯型面经焊接或一体式设置在所述的大阀芯的下端。

优选为，还包括小阀芯、碟形弹簧、芯板和阀杆，所述的小阀芯的下端设有所述的碟形弹簧且同轴置于所述的大阀芯的凹槽中，所述的小阀芯的凸起部串设有所述的芯板，所述的芯板通过螺栓连接在所述的大阀芯上，所述的阀杆的上端与执行机构相连，所述的阀杆的下端与所述的小阀芯相连。

优选为，所述的大阀芯内的上部设置有第三密封凡尔线，所述的小阀芯的下端设置一球面，所述的球面与所述的第三密封凡尔线配合密封。

优选为，所述的阀杆的下端通过销与所述的小阀芯相连。

优选为，还包括阀座，所述的阀座上设有第二密封凡尔线。

优选为，还包括套筒，所述的套筒设置在所述的阀座的上面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀，通过将现有由套筒窗口控制流量特性设计为由柱塞式阀芯控制流量特性，具体为在大阀芯的下端设置了经一斜面同轴连接的阀芯型面，所述的阀芯型面为多个直径逐渐减少的圆柱经平滑连接构成的同轴圆柱组合体，阀芯型面是经严格计算和多次试验修正而制得，不仅实现了控制阀的高密封和低成本要求，而且实现了对流体的精确控制。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为常规柱塞式单座控制阀的结构示意图；

图2为常规笼式控制阀的结构示意图；

图3为常规先导式笼式控制阀的结构示意图；

图4为本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀的结构示意图；

图5为本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀的大阀芯的结构示意图；

图6为本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀的阀芯型面的结构示意图；

图7为本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀的小阀芯的结构示意图；

图8为本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀的套筒一的结构示意图；

图9为本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀的套筒二的结构示意图；

图10为本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀的阀座一的结构示意图；

图11为本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀的阀座二的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应该理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。

为了更好的说明本实用新型，下方结合附图对本实用新型进行详细的描述。

图1所示的是现有常规柱塞式单座控制阀的结构示意图；图2所示的是现有常规笼式控制阀的结构示意图；图3所示的是现有常规先导式笼式控制阀的结构示意图。

本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀是在现有常规先导式笼式控制阀的基础上所作的改进，如图4～7所示，本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀，包括大阀芯1，所述的大阀芯1的下端设有经一斜面6同轴连接的阀芯型面2，所述的阀芯型面2为多个直径逐渐减少的圆柱经平滑连接构成的同轴圆柱组合体4，所述的圆柱组合体4的下端面为圆锥面5，所述的斜面6为第一密封凡尔线，所述的第一密封凡尔线6与阀座15上的第二密封凡尔线16配合，实现密封。

所述的阀芯型面2经焊接或一体式设置在所述的大阀芯1的下端；所述的阀芯型面2是经严格计算和多次试验修正而制得，作为一个优选，所述的阀芯型面2具体的参数为：所述的圆柱组合体4由七个圆柱和一个圆锥构成；所述的七个圆柱的直径和高度依次为100.mm、0.5mm；99.55mm、3.3mm；99.32mm、3.8mm；98.95mm、3.8mm；98.39mm、3.7mm；97.45mm、3.6mm和95.92mm、3.7mm；所述的圆锥底面直径为95.19mm，锥角为7.1°，高度为5.9mm。在使用时，越靠近第一密封凡尔线6越精确，控制流量特性也越精确，可调比有50：1和100：1两种，可调比越大，控制的也越精确。

本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀，还包括小阀芯7、碟形弹簧8、芯板9和阀杆10，所述的大阀芯1内的上部设置有第三密封凡尔线18，所述的小阀芯7的下端设置一球面19，所述的球面19与所述的第三密封凡尔线18配合密封，所述的小阀芯7的下端设有所述的碟形弹簧8且同轴置于所述的大阀芯1的凹槽11中，所述的小阀芯7的凸起部12串设有所述的芯板9，所述的芯板9通过螺栓13连接在所述的大阀芯1上，所述的阀杆10的上端与执行机构(图中未标记)相连，所述的阀杆10的下端通过销14与所述的小阀芯7相连。

还包括套筒17，所述的套筒17设置在所述的阀座15的上面，起支撑作用，在所述的套筒17上设有若干窗口或小孔，起流通作用，只能起到简单控制流量特性；所述的套筒17可以为现有的普通窗口套筒，普通窗口套筒一般包含四个均布的窗口，不能控制控制阀的流量特性，如图8所示；也可以为现有的打孔套筒，打孔套筒上设有一定数量和一定尺寸的圆孔，只能简单的线性控制，如图9所示。在实用新型的一种先导式柱塞型控制阀中，套筒17的简单控制流量作用完全可忽略，控制阀的控制流量特性通过阀芯型面2实现精确控制。打孔套筒的作用为减低阀前和阀后的压差，使控制阀的噪音一定程度的减小和延长控制阀寿命。

还包括阀座15，所述的阀座15上设有第二密封凡尔线16，所述的阀座15可以为现有的常规阀座，常规阀座只起密封作用，如图10所示；也可以为现有的低噪音阀座，低噪音阀座还起到降低控制阀噪音的作用，如图11所示。所述的阀座15上的第二密封凡尔线16与阀芯型面2的第一密封凡尔线6配合，共同组成控制阀密封。

如图4所示，本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀，包括大阀芯1、小阀芯7、碟形弹簧8、芯板9、阀杆10、套筒17和阀座15。大阀芯1、小阀芯7、芯板9、阀杆10和碟形弹簧8是运动件，阀座15和套筒17是非运动件，大阀芯1和小阀芯7上都开有平衡孔(图中未标记)；阀杆10的上端连有执行机构(图中未标记)，阀杆10的下端通过销14与小阀芯7相连；芯板9通过螺栓13连接在大阀芯1上，小阀芯7向上运动时有芯板9限位，向下运动时会压缩蝶形弹簧8。阀体提供介质的流腔，大阀芯1和阀座15组成阀门密封，同时大阀芯1上设有的第三密封凡尔线18和小阀芯7的球面19一起组成阀内件密封。套筒17上开有普通窗口(非控制流量特性)来满足现场工况要求，阀芯型面2来控制流量特性。

执行机构、阀杆10、大阀芯1、小阀芯7和蝶形弹簧8一起来控制控制阀的开启和关闭，图4为控制阀的关闭示意图。当控制阀接收到开启指令时，执行机构会带动阀杆10向上运动，阀杆10带动小阀芯7向上运动，小阀芯7和大阀芯1之间的密封脱开。由于大阀芯和小阀芯上平衡孔的存在，阀内件变为平衡式结构，不平衡力大大减小，因此用较小的执行机构就可以克服较大的介质压差。随着小阀芯7继续向上运动，遇到芯板9限位，会带动芯板9一起向上运动，此时大阀芯1就随着向上运动，实现了控制阀的开启。当阀门需要关闭时，执行机构会带动阀杆10向下运动，同时，小阀芯7、大阀芯1和蝶形弹簧8一起向下运动；当阀芯型面2的第一密封凡尔线6与阀座15的第二密封凡尔线16接触时，大阀芯1就暂且停止运动，此时，小阀芯7会继续向下运动，压缩蝶形弹簧8至与大阀芯1的第三密封凡尔线18配合密封；此时，执行机构继续向下运动，带动阀杆10和小阀芯7继续向下运动，执行机构的推力就传到大阀芯1上，大阀芯1开始向下有一个较小的运动，直至与阀座15的第二密封凡尔线16配合，实现控制阀密封，此时，控制阀实现关闭。

控制阀开启后，介质经阀体流腔进入阀内，然后经过套筒17窗口进入阀座，此时，控制阀有一定开度，当工况要求流量增加时，大阀芯1上移增加控制阀的开度，反之，大阀芯1下移以减小阀门开度，具体的控制流量特性依靠大阀芯1的阀芯型面2来控制，特别是控制阀在小开度工作时，需要灵敏度高，如果流量特性控制不准确，阀门会产生振荡。因此，本实用新型的一种先导式柱塞型控制阀就更能体现控制流量特性的优势。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。