一种自力式压差控制阀的制作方法

本实用新型涉及流体控制阀门技术领域，具体涉及一种自力式压差控制阀(以下简称：压差阀)。

背景技术：

国内外的压差阀，现有技术大多采用膜片和弹簧作为启闭机构，带动阀塞(阀芯)改变其与阀座孔的流通面积，使压差阀进水口的压力与供水管之间的压差为定值，业内称为控制压差，jg/t383-2012《采暖空调用自力式压差控制阀》规定，控制压差误差应≤8％，很多企业很难达到。

1、在压差阀产品设计过程中，为了减少阀杆的不平衡力，因双阀座结构形式阀塞的不平衡力较其他结构形式阀塞的不平衡力小，绝大多数厂家都采用双阀座结构形式的阀塞，因为所有结构形式阀塞(阀芯)的启闭都有一定的行程h，在此行程中，弹簧的作用力在逐渐增大或减小，增大或减小的作用力造成控制压差误差增大。

2、由于零部件存在加工误差，很难达到双阀塞与对应的双阀座距离一致，造成双阀塞关小时(控制小流量时)的误差增加，也造成控制压差误差增大。

3、启闭机构有很多零件(如膜片、阀杆、阀塞、垫片、弹簧等)都存在同轴度误差，装配后阀塞与阀座、膜片与膜片槽、导向装置与阀体、弹簧与弹簧筒存在零件的加工、零件与零件装配的同轴度误差，造成启闭机构的启闭阻力增加，亦会造成控制压差误差增大。

4、假定启闭机构的启闭阻力为零，为保证控制压差误差≤8％，要求启闭行程为h时，弹簧的作用力增大或减小值与弹簧安装时的压缩量f的比值≤8％，也就是弹簧的刚度要小、弹簧的自由长度要长，在国家标准gb/t1239.6-1992《圆柱螺旋弹簧设计计算》中，对弹簧的自由长度(h0)与弹簧中径(d)的比值、弹簧的螺旋角以及旋绕比都有：高(h0)径(d)比h0/d≤5.3；螺旋角4～9°以及旋绕比4～22的要求，要做到控制压差误差应≤8％，弹簧的钢丝直径、中径以及自由长度都要选的很大，由于受到阀体结构长度和阀门安装空间的约束和限制，要设计出一个同时满足《圆柱螺旋弹簧设计计算》要求和阀门结构长度要求的弹簧是不可能的，只有另辟蹊径，尽可能的减小启闭行程时弹簧的作用力的变化，才有可能达到控制压差误差应≤8％。

5、感压元件的有效工作面积的大小决定启闭机构克服阻力能力的大小，有效工作面积越大，克服阻力的能力就越强，受到阀门结构长度的约束，感压元件的有效工作面积不能做的太大，也会造成控制压差误差增大。

另外，压差阀从2001年问世以来，至今还存在如下缺陷：

1、为了保证压差阀的可控流量要求，如dn50的压差阀，可控流量范围是2～10m³/h，各厂家都要将自动阀塞与阀座的配合间隙做成0.05～0.15mm，在介质(水)通过自动阀塞时，上述间隙中会有水通过，水中的细小颗粒积存在上述间隙中，造成自动阀塞有卡死现象。

2、压差阀在水系统的功能是：支持末端设备主动变流量，有些工程中，水系统要分几期运行，头几期要求压差阀有支持系统主动变流量(当水系统分阶段改变流量时，安装了压差阀的环路的水流量会随着水系统流量的增加、减少而增加或减少)的功能，直到最后一期才实现末端设备主动变流量的功能。

3、jg/t383-2012中规定压差阀的控制压差范围分别是：(dn15～25)0.01～0.05mpa，(dn32～100)0.02～0.10mpa，(dn125～350)0.03～0.15mpa，国内厂家均设置为0.02～0.06mpa，并且都没有控制压差显示功能。

4、当空气进入压差阀感压元件腔内且水系统压力有波动时，感压元件腔内的压力极不稳定，感压元件腔内的气体反复被压缩、恢复，带动启闭机构抖动，这种现象会影响启闭机构稳定工作，造成控制压差不稳定。

5、导压装置中导压管与导压管座密封处易断裂，造成运行事故。

技术实现要素：

本实用新型是一种自力式压差控制阀，以解决现有技术存在自动阀塞卡死现象、不支持系统主动变流量的功能、感压元件腔存气、导压管与导压管座密封处易断裂、控制压差范围小以及没有控制压差显示值的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自力式压差控制阀，由阀体、阀盖、弹簧筒、排气螺钉以及启闭机构、平衡装置、压差调节装置和导压装置组成，阀体、阀盖、弹簧筒构成压差阀的外壳部分，启闭机构包括感压元件、主弹簧、阀塞，置于阀体内，感压元件与阀盖构成感压元件腔，平衡装置包括两个平衡弹簧、孔用弹性挡圈及浮子置于阀塞内，压差调节装置由调压阀体、调压阀杆、密封垫、显示盘用螺钉压紧在阀盖上，导压装置(包括铜球阀、导压管座、导压管、套管、o型圈和锁母)也安装在阀盖上。

上述感压元件，其两侧的压力(p2和p3)分别作用于浮子两端，调压阀杆关闭时p1＝p2，调压阀杆开启时p1＞p2，调压阀杆关闭时感压元件两侧压差δp的设定原理是：δp＝(p2-p3)/s，式中：δp：控制压差的设定值(本说明以dn32～100为例，20kpa)，p2：感压元件腔的压力、p3：感压元件另一侧的压力(100kpa)，s：感压元件的有效工作面积(cm²)；主弹簧的作用力f是帮助p3工作的，其作用力f和p3的合力与p2相等时，阀塞处于平衡状态，即：p2-(p3+f)＝0，假定s为定值，在阀塞全开时主弹簧的作用力为f1，阀塞全关时主弹簧的作用力为f＝f1+f2，f2为主弹簧作用力的增量，控制压差δp的增量δp′＝f2/s，δp′即为控制压差的误差。

上述浮子安装在阀塞的孔内，与孔的配合间隙在0.005～0.012mm之间，两个平衡弹簧置于浮子两端，当p2-(p3+f)＞0时，浮子向小压力方向移动，压缩下面的平衡弹簧，作用在阀塞上，使阀塞关小，直至p2-(p3+f)＝0，控制压差为设定值，阀塞处于平衡状态；当p2-(p3+f)＜0时，浮子向大压力方向移动，压缩上面一个平衡弹簧，通过孔用弹性挡圈作用在阀塞上，使阀塞开大，直至p2-(p3+f)＝0，控制压差为设定值，阀塞处于平衡状态。

上述两个平衡弹簧是用于消除主弹簧在启闭机构启闭过程中作用力的增大或减小。

上述两个平衡弹簧的作用力方向相反。

上述两个平衡弹簧是圆柱压缩弹簧、蝶形弹簧、波形弹簧或橡胶弹簧。

上述浮子的上面直接感受感压元件腔的压力，阀塞下面开有取压孔，用于导入感压元件另一侧的压力，浮子的下面感受感压元件另一侧的压力。

上述阀塞将传统的上阀塞、下阀塞、阀杆部分和垫片部分设置为一个整体零件。

上述上阀塞、下阀塞与阀体上阀座的内孔(φd1和φd2)的公称尺寸是不一致的，下面的阀塞e的直径φd2为压差阀的公称通径尺寸，上面一个阀塞d的直径φd1比公称通径大0.3毫米，两个阀塞的配合直径上端还各有一个分别大于两个阀塞直径0.2毫米的台阶(g和h))，在关闭状态时，同时与阀体上阀座内孔(φd1和φd2)的端面接触，终止两阀塞继续关闭，防止发生阀塞发生卡死的现象。

上述导压装置是将供水管的压力p1导入感压元件腔的装置，关闭铜球阀可以截断供水管压力，同时关闭调压装置，这时感压元件腔内水的体积恒定、启闭机构的开度恒定，实现支持系统主动变流量的功能。

上述导压装置的导压管与导压管座用o型圈套在导压管上，外面再套上套管，靠锁母向导压管座方向压紧o型圈实现密封。

上述压差调节装置按jg/t383-2012中规定的压差阀控制压差范围(dn15～25)0.01～0.05mpa，(dn32～100)0.02～0.10mpa，(dn125～350)0.03～0.15mpa分别设置三种显示盘。

上述压差调节装置，是通过调压阀杆带动密封垫关闭或开启阀盖上的压差调节装置通道的面积，来实现感压元件腔向感压元件另一侧释放压力的目的。

上述三种显示盘上面印有表示以1％mpa(mh2o)为单位的数字及刻线，调压阀杆上端面一侧刻有指示控制压差值刻线，显示盘安装在调压阀体上，调压阀杆转动时调压阀体及显示盘相对不动，转动的调压阀杆上的刻线指在显示盘上对应的数字即是实际的控制压差值。

上述主弹簧一端作用于弹簧筒上，另一端深入阀塞内部，缩小了压差阀的高度尺寸。

上述排气螺钉安装在阀盖上，当感压元件腔有气体时，用下面的方法排出气体：1)水平安装时，松开排气螺钉，待气体排空后关闭。2)介质流动方向向上时，将导压装置与排气螺钉互换位置后松开排气螺钉，待气体排空后关闭。3)介质流动方向向下时，松开调压阀杆，待气体排空后关闭。

本实用新型不须复杂的技术计算就可完成设计，应用于流体介质控制的自力式压差控制阀，可以在不增大感压元件的有效工作面积、不减小弹簧刚度、不增加弹簧自由长度的条件下，实现压差阀启闭机构的精确控制，并且具备以下特点：阀塞无卡死现象、支持系统主动变流量的功能、控制压差可调功能、控制压差显示功能、感压元件腔排气功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型压差阀阀塞在开启时的纵剖面图；

图2是本实用新型压差阀平衡装置的纵剖面图；

图3是本实用新型压差阀压差调节装置的纵剖面图；

图4是本实用新型压差阀阀塞各组成部分的纵剖面图；

图5是本实用新型压差阀和压差调节有关的压力分区及压差调节装置通道的纵剖面图。

图6是本实用新型差阀(dn15～25)、(dn32～100)和(dn125～350)压差调节装置的三种显示盘。

图中1阀体、2阀盖、3感压元件(本说明书附图画出的是膜片)、4铜球阀、5导压管座、6锁母、7导压管、8o型圈、9套管、10排气螺钉、11孔用弹性挡圈、12平衡弹簧、13浮子、14显示盘、15调压阀杆、16调压阀体、17密封垫、18阀塞、19主弹簧、20、弹簧筒。

图中：a是阀塞上开的取压孔、b是压差调节装置通道、c是阀塞的垫片部分、d是阀塞的上阀塞部分、e是阀塞的下阀塞部分、f是阀塞的阀杆部分、g是阀塞的上阀塞台阶部分、h是阀塞的下阀塞台阶部分、h是阀塞的开度、图1的箭头是压差阀进水口、图5的箭头是供水管的介质进入压差阀感压元件腔的入口。

具体实施方式

一种自力式压差控制阀，由阀体1、阀盖2、弹簧筒20、排气螺钉10以及启闭机构、平衡装置、压差调节装置和导压装置组成，阀体1、阀盖2、弹簧筒20构成压差阀的外壳部分，启闭机构包括感压元件3、主弹簧19、阀塞18，置于阀体1内，感压元件3与阀盖2构成感压元件腔，平衡装置包括两个平衡弹簧12、孔用弹性挡圈11及浮子13置于阀塞18内，压差调节装置由调压阀体16、调压阀杆15、密封垫17、显示盘14用螺钉压紧在阀盖2上，导压装置(包括铜球阀4、导压管座5、导压管7、套管9、o型圈8和锁母6)也安装在阀盖2上。

上述浮子13安装在阀塞18的孔内，与孔的配合间隙在0.005～0.012mm之间，两个平衡弹簧12置于浮子13两端，当p2-(p3+f)＞0时，浮子13向小压力方向移动，压缩下面的平衡弹簧12，作用在阀塞18上，使阀塞18关小，直至p2-(p3+f)＝0，控制压差为设定值，阀塞18处于平衡状态；当p2-(p3+f)＜0时，浮子13向大压力方向移动，压缩上面一个平衡弹簧12，通过孔用弹性挡圈11作用在阀塞18上，使阀塞18开大，直至p2-(p3+f)＝0，控制压差为设定值，阀塞18处于平衡状态。

上述两个平衡弹簧12是用于消除主弹簧19在启闭机构启闭过程中作用力的增大或减小。

上述两个平衡弹簧12的作用力方向相反。

上述两个平衡弹簧12是圆柱压缩弹簧、蝶形弹簧、波形弹簧或橡胶弹簧。

上述浮子13的上面直接感受感压元件腔的压力p2，阀塞18下面开有取压孔a，用于导入感压元件另一侧的压力p3，浮子13的下面感受感压元件另一侧的压力p3。

上述阀塞将传统的上阀塞、下阀塞、阀杆部分和垫片部分设置为一个整体零件。

上述两片阀塞与阀体1的内孔(φd1和φd2)的公称尺寸是不一致的，下面的阀塞e的直径φd2为压差阀的公称通径尺寸，上面一个阀塞d的直径φd1比公称通径大0.3毫米，两个阀塞的直径上端还各有一个分别大于两个阀塞直径0.2毫米的台阶(g和h)，在关闭状态时，同时与阀体内孔(φd1和φd2)的端面接触，终止两阀塞继续关闭，防止发生阀塞18发生卡死的现象。

上述导压装置是将供水管的压力p1导入感压元件腔的装置，关闭铜球阀4可以截断供水管压力，同时关闭调压装置，这时感压元件3腔内水的体积恒定、启闭机构的开度恒定，实现支持系统主动变流量的功能。

上述导压装置的导压管7与导压管座5用o型圈8套在导压管7上，外面再套上套管9，靠锁母6向导压管座5方向压紧o型圈8实现密封。

上述压差调节装置按jg/t383-2012中规定的压差阀控制压差范围(dn15～25)0.01～0.05mpa，(dn32～100)0.02～0.10mpa，(dn125～350)0.03～0.15mpa分别设置三种显示盘14。

上述三种显示盘14上面印有表示以1％mpa(mh2o)为单位的数字及刻线，调压阀杆15上端面一侧刻有指示控制压差值刻线，显示盘14安装在调压阀体16上，调压阀杆15转动时调压阀体16及显示盘14相对不动，转动的调压阀杆15上的刻线指在显示盘14上对应的数字即是实际的控制压差值。

上述压差调节装置，是通过调节调压阀杆15带动密封垫17开启阀盖2上的压差调节装置通道的面积，来实现感压元件腔向感压元件3另一侧释放压力的目的。

上述主弹簧19一端作用于弹簧筒20上，另一端伸入阀塞18内部，缩小了压差阀的高度尺寸。

上述排气螺钉10安装在阀盖2上，当感压元件腔有气体时，用下面的方法排出气体：1)水平安装时，松开排气螺钉10，待气体排空后关闭。2)介质流动方向向上时，将导压装置与排气螺钉10互换位置后松开排气螺钉10，待气体排空后关闭。3)介质流动方向向下时，松开调压阀杆15，待气体排空后关闭。