一种具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀的制作方法

1.本实用新型涉及流体控制技术领域，具体是一种具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀。


背景技术：

2.传统的笼式阀主要由阀体、阀盖、阀杆、阀芯组件、阀笼、填料、垫片等零部件组成。阀体一端设有进口，另一端设有出口。阀笼四周开有不同形状的窗口，并根据流通能力的大小要求，阀笼的窗口可以为三个、四个、六个或多个。阀芯与阀座之间采用金属与金属的硬密封结构，阀芯组件利用阀笼导向，可在阀笼内表面上下直线移动，进行调节和控制介质的流量和压力。这种阀门的主要缺陷是阀笼的窗口表面加工精度不高，尺寸公差值偏差较大，尤其当流量特性要求等百分比时，其流量特性曲线会产生畸变和波动，调节精度较差，难以满足当前日益发展的精密流程控制工况的需要。


技术实现要素：

3.为了克服传统的笼式阀产品调节精度较差、流量特性曲线易产生畸变和波动等缺点，本实用新型提供一种结构简单、效果良好的具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀。
4.本实用新型是以如下技术方案实现的：一种具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀，包括阀体，所述阀体上方连接有阀盖，所述阀体内的进口和出口之间设有高精度阀笼，所述高精度阀笼的圆周设有若干用于流通液体或气体介质的窗口，所述高精度阀笼内设有可沿高精度阀笼内表面进行上下移动的高精度阀芯，所述高精度阀芯与高精度阀笼之间设有密封圈；所述高精度阀芯连接有阀杆，所述阀杆穿过阀盖并通过填料组件和填料压盖密封。
5.其进一步是：所述阀体上方通过螺柱和螺母与阀盖连接在一起。
6.所述高精度阀笼的下端通过缠绕垫圈与阀体密封，所述高精度阀笼的上端与阀体和阀盖的连接处设有齿形垫片。
7.所述高精度阀笼的圆周设有四个通过软件模拟获得形状和尺寸的窗口。
8.所述窗口的形状为倒锥形。
9.所述高精度阀笼的内表面为高精度阀芯进行上下移动的导向面。
10.所述密封圈为低泄漏密封圈。
11.所述密封圈通过压板、垫圈和螺钉固定在高精度阀芯上。
12.所述阀杆上端连接有薄螺母，所述阀盖上连接有圆螺母和压盖螺母。
13.所述填料组件为v型聚四氟乙烯。
14.本实用新型具有以下优点：本实用新型的阀笼、阀芯等阀内件的外形、结构、尺寸由软件分析进行精密模拟和特殊设计得来；同时选用压力平衡式单座密封结构形式，阀芯与阀笼之间配装一个密封圈可大幅度减少阀门泄漏量，能够采用较小的执行机构推力去控制高压差，以减轻介质对阀内件密封面的冲蚀，降低压力和噪音，达到对于流体介质进行高
精密控制和调节、延长阀门使用寿命之目的。
附图说明
15.图1是本实用新型的整体结构示意图；
16.图2是本实用新型阀芯的结构示意图；
17.图3是本实用新型阀笼的剖视图；
18.图4是图3沿a-a方向的剖视图；
19.图5是本实用新型阀笼窗口的外形尺寸图；
20.图6是本实用新型高精度额定流量曲线图；
21.图中：1、阀体，2、缠绕垫圈，3、高精度阀芯，4、高精度阀笼，5、密封圈，6、压板。7、垫圈，8、螺钉，9、齿形垫片，10、阀盖，11、螺柱，12、螺母，13、阀杆，14、圆螺母，15、填料组件，16、填料压盖，17、压盖螺母，18、薄螺母。
具体实施方式
22.以下结合附图对本实用新型专利的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型专利，并不用于限定本实用新型专利。
23.如图1至图6所示的一种具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀，包括阀体1，所述阀体1上方连接有阀盖10，所述阀体1上方通过螺柱11和螺母12与阀盖10连接在一起。阀体1一端设有进口，另一端设有出口，其通道呈s流线型，所述阀体1内部的进口和出口之间设有高精度阀笼4，高精度阀笼4和阀体1内部紧密配合，高精度阀笼4上下端均设有密封，具体的所述高精度阀笼4的下端通过缠绕垫圈2与阀体1密封，所述高精度阀笼4的上端与阀体1和阀盖10的连接处设有齿形垫片9。所述高精度阀笼4的圆周设有若干用于流通液体或气体介质的窗口，窗口的尺寸和形状由软件模拟所得，确保流通能力大、流量特性曲线精度高、调节性能好。
24.如图1和图2所示的一种具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀，所述高精度阀笼4内设有可沿高精度阀笼4内表面进行上下移动的高精度阀芯3，所述高精度阀笼4的内表面为高精度阀芯3进行上下移动的导向面，可以在高精度阀笼4的内表面进行上下直线往复移动；阀芯上下移动时，可改变高精度阀笼4上的窗口的流通截面积，实现精密调节流体流量和控制压力的功能。
25.如图1所示的一种具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀，所述高精度阀芯3与高精度阀笼4之间设有密封圈5，所述密封圈5为低泄漏密封圈，所述密封圈5通过压板6、垫圈7和螺钉8固定在高精度阀芯3上。本实用新型的阀芯与阀笼之间装有一个低泄漏密封圈，可大幅度减少阀门泄漏量，并可用较小的执行机构推力去控制高压差，减轻了介质对阀内密封面的冲蚀，降低了压差和噪音，达到对于流体介质进行高精密控制和调节、延长产品使用寿命之目的。并可使笼式阀泄漏等级能够满足gb/t4213-2008、iec60534-4、asme b16.104等行业标准中的ⅳ级、
ⅴ
级、ⅵ级泄漏量的要求，拓展了笼式阀的使用范围。
26.如图1所示的一种具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀，所述高精度阀芯3连接有阀杆13，所述阀杆13上端连接有薄螺母18，所述阀盖10上连接有圆螺母14和压盖螺母17。所述阀杆13穿过阀盖10并通过填料组件15和填料压盖16密封，所述填料组件15为v型聚四氟
乙烯。本实用新型的阀杆与阀盖之间采用v型聚四氟乙烯填料密封，其最上端可与各类执行机构配连。
27.如图1至图6所示的一种具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀，所述高精度阀笼4的圆周设有四个通过软件模拟获得形状和尺寸的窗口。所述窗口的形状为倒锥形。笼式阀的阀内件中，对调节性能影响最大的零件就是阀笼，本实用新型的阀笼上开有四个窗口，这四个窗口的尺寸精度至关重要，为此对于四个窗口的内表面所有尺寸均进行了solidworks三维软件精密模拟和特殊设计，其中，阀的型号为f197-dl1高精度低泄漏笼式阀，口径为dn100，压力等级为cl150、cl300和cl600，阀体材质为cf8，阀芯材质为304+stl，阀座材质为 304+stl，流量特性选用等百分比，流量系数为cv70，行程40 mm，工作温度为
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17～+230℃，介质流向为流关，可以保证流量特性曲线精度高，动作灵敏、调节性能优越，控制精度最小达到百分之一。具体实际数据可参见图5的高精度阀笼上的b、c向窗口外形尺寸图和图6的高精度额定流量曲线图。
28.本实用新型的具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀，以标准化、通用性、互换性为原则，采用三维模拟软件对于阀内的关键部件的结构尺寸进行高精度优化设计，提高了精度和调节性能；结构简捷，流道通畅，稳定可靠，阀内件采用压力平衡式结构，可用较小的执行机构推力去控制高压差；阀芯与阀笼之间配装一个低泄漏密封圈减少了泄漏量，并可控制流速、降低噪音、耐冲刷，使用寿命长，泄漏等级高，拓展了笼式阀的使用范围；零部件互换性好，易损件少，安装维护方便；具有完整的材料配置范围，依据实际工况，可采用碳钢、不锈钢、包括哈氏合金、蒙乃尔合金、钛及钛合金、inconel合金、alloy 20不锈钢、双相不锈钢等特殊材料；可配用结构精巧、动作灵敏的f812系列多弹簧气动执行机构或其它型式的执行机构。同时也可根据实际工况和用户需求，配用气动活塞式执行机构、手动执行机构及电动执行机构等任何种类的驱动装置和附件。
29.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型专利的优选实例而已，并不用于限制本实用新型专利，尽管参照前述实施例对本实用新型专利进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型专利的保护范围之内。