一種調節閥的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種調節閥，包括閥體，閥體內部固定有閥座，閥座上設置有供流體流經的閥座節流口，閥體一側固定有壓蓋，所述壓蓋與閥座在閥體內部形成間隙，所述間隙內插有可沿著閥座上下滑動的滑板，滑板與閥座形成平面密封副，滑板上設置有與所述閥座節流口相對應的滑板節流口，當滑板相對閥座上下移動時，閥座節流口與滑板節流口發生錯位，從而控制流經調節閥的流體壓力與流量，所述滑板與壓蓋之間還設置有將滑板與閥座壓緊的擋圈。該調節閥當流體流過閥門時，不易產生氣蝕、空化現象，并且對密封面的沖刷損傷很小、并且也減小了閥芯在開關過程中因受不平衡力影響而導致調節閥的調節精度。
【專利說明】一種調節閥
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油、冶金、化工、電站、核工業等流體輸送系統，尤其涉及一種調節閥。
【背景技術】
[0002]調節閥是控制流體在輸送管道上介質壓力、調節流量的一種裝置，是工業自動化控制系統中的執行單元，是調節系統中必不可少的部件，它是組成工業自動化系統的重要環節。按其功能可分為切斷和調節兩種。目前用于流量控制比較精確的調節閥主要以直通閥為主，而直通閥由于其結構特點，存在以下不足之處:
[0003]1、圖1為現有技術中直通閥內流體流向示意圖，圖2為現有技術中直通閥產生氣蝕、空化狀態圖，如圖1及圖2所示，直通閥包括直通閥閥座Al，直通閥閥芯A2，其流道呈“S”型，工藝介質在流經閥門時狀態復雜，流通阻力大，特別在節流口處壓降明顯，流速較高，易產生氣蝕、空化等現象，同時對密封面的沖刷也很嚴重，閥門的使用壽命受到影響；
[0004]2、流體通過調節閥時，直通閥閥芯A2受流體壓力的影響，會產生與運動方向相反的力，即不平衡力，在直通閥中，不平衡力的方向與執行器輸出力方向在同一直線上(見附圖2)，直通閥閥芯A2在開關過程中的位置容易受到不平衡力大小變化的影響，從而影響調節精度；
[0005]3、在流通能力相同的情況下，直通閥體積龐大、笨重，口徑越大越明顯；
[0006]4、無論是傳統的單座閥還是套筒閥，其閥芯與閥座之間、套筒與閥塞之間都有間隙存在，其間的流量不會隨閥門的開度變化而變化，因而造成不可控制，所以可調比較小，一般為30:1。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種滑板式調節閥，該調節閥當流體流過閥門時，不易產生氣蝕、空化現象，并且對密封面的沖刷損傷很小、并且也減小了閥芯在開關過程中因受不平衡力影響而導致調節閥的調節精度。
[0008]一種調節閥，包括閥體，閥體內部固定有閥座，閥座上設置有供流體流經的閥座節流口，閥體一側固定有壓蓋，所述壓蓋與閥座在閥體內部形成間隙，所述間隙內插有可沿著閥座上下滑動的滑板，滑板與閥座形成平面密封副，滑板上設置有與所述閥座節流口相對應的滑板節流口，當滑板相對閥座上下移動時，閥座節流口與滑板節流口發生錯位，從而控制流經調節閥的流體壓力與流量，所述滑板與壓蓋之間還設置有將滑板與閥座壓緊的擋圈。
[0009]進一步地，所述滑板頂部連接有穿過閥體的閥桿，滑板通過閥桿的帶動而上下滑動。
[0010]進一步地，所述滑板頂部設有T型槽，所述閥桿通過T型槽與滑板連接。
[0011]進一步地，閥桿上套有軸套，軸套與閥體固定連接，閥桿可在軸套內上下滑動，軸套上方、在閥桿上還依次套裝有填料彈簧、填料組件、填料壓蓋和填料拼緊蓋，填料拼緊蓋通過螺紋與閥體連接，所述填料彈簧、填料組件、填料壓蓋和填料拼緊蓋共同在閥桿與閥體之間形成密封結構。
[0012]進一步地，所述填料組件為V型填料。
[0013]進一步地，所述閥座部設有沿滑板上下移動方向的凹槽，滑板底部固定有閥板定位銷，閥板定位銷一端伸入凹槽內并隨著滑板的上下滑動而在凹槽內上下滑動。
[0014]進一步地，所述壓蓋近擋圈一面設置有若干沉孔所述沉孔放置有壓緊滑板與閥座的閥體彈簧。
[0015]進一步地，在所述壓蓋滑板之間設置有密封墊、壓蓋與閥座之間設置有密封圈。
[0016]進一步地，所述密封圈為O型密封圈，所述密封墊為金屬纏繞墊。
[0017]進一步地，所述壓蓋5通過螺釘16與閥體I固定為一體。
[0018]本發明的調節閥與現有技術直通閥相比，具有以下優點:
[0019]1、控制精確高，響應速度快
[0020]由于本發明調節閥閥門流道簡單，閥門在運動過程中，工藝介質均作直線流動，閥門阻力小，閥后流動狀態穩定，在調節過程中能很快找到平穩點。
[0021]2、防泄漏等級高
[0022]本發明調節閥的滑板在正常動作過程中，時時在做著兩塊密封面間的自研磨(即滑板與底座之間形成的密封面)，越磨越光滑，同時還在壓蓋靠近擋圈的一面設置沉孔，在沉孔內放置了用于壓緊滑板與閥座的閥體彈簧，從而能夠實現滑板與閥座接觸面的自動補償，因此，可以讓滑板與閥座緊密地貼合在一起，能使密封效果得到長期的保證。
[0023]3、調節性能好
[0024]滑板節流口可以根據不同的工藝控制要求加工成不同的形狀而得到不同的流量特性曲線(閥門開度與流量之間的函數關系)，該函數關系可呈現出如直線型、等百分比型、拋物線型及快開型等函數特性關系曲線。
[0025]4、可調范圍大
[0026]由于本發明的調節閥采用滑板式，滑板與閥座之間不存在間隙，流經介質流量隨節流口的改變而變化，因此，本發明的調節閥在其全行程范圍內都可以實現穩定的控制。
[0027]5、動作快速
[0028]本發明調節閥通過條形節流口將流道分成不同的區域，其行程短，執行機構小，進排氣時間短，因此能實現快速動作。
[0029]6、不平衡力小
[0030]本發明調節閥流體介質壓力方向與不平衡力方向垂直，其大小約為直通單座閥的1/10，滑板在滑動過程中的位置受到流體介質壓力小，不會影響調節精度。
[0031]7、密封性能持久
[0032]本發明調節閥其一是因為閥門全開時，滑板與閥座密封面全部隱藏(即滑板與閥座的密封面不會與流體介質接觸)，因此，流體工藝介質不能完全作用在密封面上；其二是由于密封處是平面，耐沖刷、耐損傷的時間長，所以密封性能持久，使用壽命長。
[0033]8、自清潔功能強
[0034]本發明滑板式調節閥的滑板與閥座之間的運動是剪切運動，所以粘接在滑板與閥座上的雜質很容易被清潔掉，使得密封副表面沒有介質殘留。
[0035]9、結構體積小
[0036]本發明調節閥不僅圖外形美觀、而且結構小巧，體積重量僅為同規格直通閥的1/2-1/5。
[0037]10、抗空化能力強
[0038]本發明調節閥產生空化的位置在閥后管道處，離閥內件和閥體比較遠，延長了閥內件的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]圖1為現有技術中直通閥內流體流向示意圖；
[0040]圖2為現有技術中直通閥產生氣蝕、空化狀態圖；
[0041]圖3為本發明調節閥主視圖；
[0042]圖4為圖3的剖視圖；
[0043]圖5為本發明調節閥壓蓋、閥座、閥體組成結構示意圖；
[0044]圖6A為本發明調節閥滑板節流口與閥座節流口全開狀態示意圖；
[0045]圖6B為本發明調節閥滑板節流口與閥座節流口半開狀態示意圖；
[0046]圖6C為本發明調節閥滑板節流口與閥座節流口全閉狀態示意圖；
[0047]圖7為本發明調節閥滑板主視圖；
[0048]附圖8為本發明調節閥流體介質流動狀態圖；
[0049]圖9為現有技術中直通閥流體介質壓力方向與不平平衡力方向指示圖；
[0050]圖10為本發明調節閥流體介質壓力方向與不平平衡力方向指示圖；
[0051]圖11為本發明調節閥與現有技術直通閥重量對比圖；
[0052]圖12為本發明調節閥產生氣蝕、空化狀態圖。
[0053]附圖標記:A1-直通閥閥座，A2-直通閥閥芯，1-閥體，2-閥座，21-閥座節流口，22-凹槽，3-滑板，31-滑板節流口，32-T型槽，4-閥桿，5-壓蓋，51-沉孔，6-擋圈，7-軸套，8-填料壓蓋，9-填料拼緊蓋，10-填料彈簧，11-填料組件，12-閥體彈簧，13-密封圈，14-密封墊，15-閥板定位銷，16-螺釘，17-間隙。
【具體實施方式】
[0054]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明中的附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0055]圖3為本發明調節閥主視圖，圖4為圖3的剖視圖，如圖3及圖4所示，本發明的調節閥包括閥體1，閥體I內部固定有閥座2，閥座2上設置有供流體流經的閥座節流口 21，圖5為本發明調節閥壓蓋、閥座、閥體組成結構示意圖，如圖5所示，閥體I的內部的一側固定所述閥座2，其另一側固定有壓蓋5，所述壓蓋5與閥座2在閥體I內部形成間隙17，所述間隙17內插有可沿著閥座2上下滑動的滑板3，滑板3與閥座2形成平面密封副，滑板3上設置有與所述閥座節流口 21相對應的滑板節流口 31，當滑板3相對閥座2上下移動時，閥座節流口 21與滑板節流口 31發生錯位，從而控制流經調節閥的流體壓力與流量，所述滑板3與壓蓋5之間還設置有將滑板3與閥座2壓緊的擋圈6。
[0056]具體地，本發明的調節閥其閥體I為上部呈圓筒型、下部呈圓環型結構，在該圓環形結構的一面固定有閥座2，所述閥座2上設有供流體流經的閥座節流口 21，在該圓環型結構的另一面與所述閥座2對應處固定有壓蓋5，該壓蓋5也為圓環形，其邊緣固定在閥體I下部圓環形結構的邊緣上，所述壓蓋5與閥座2在閥體I上形成間隙17，在該間隙17內放置有可上下滑動的滑板3，該滑板3上設置有與閥座節流口 21相對應的滑板節流口 31，為使流經閥門的流體不會通過滑板3與閥座2的接觸面而外泄，本發明滑板3與閥座2設計為平面密封副結構，而為了進一步加強密封效果，在滑板3與壓蓋5之間還設置有壓緊滑板3與閥座2的擋圈6。
[0057]所述滑板節流口 31與閥座節流口 21共同形成本發明調節閥用于控制流體流量與壓力的節流口，該節流口的節口面積因滑板3的上下滑動而不斷地發生著變化，圖6A為本發明調節閥滑板節流口與閥座節流口全開狀態示意圖，圖6B為本發明調節閥滑板節流口與閥座節流口半開狀態示意圖，圖6C為本發明調節閥滑板節流口與閥座節流口全閉狀態示意圖，當滑板節流口 31與閥座節流口 21全部對齊時，如圖6A所示，節流口的節口面積最大，此時可通過閥門的流量最大，反之，當滑板3再繼續滑動時，滑板節流口 31與閥座節流口 21發生錯位，如圖6B所示，節流口的節口面積逐漸縮小，因而可通過閥門的流量也隨之減小，最后，滑板節流口 31與閥座節流口 21完全錯開，節流口的節口面積縮小為零，調節閥的閥門達到完全關閉的狀態，而流體也就再無法通過關閉的閥門了。
[0058]進一步地，如上實施例所述的調節閥，如圖4所示，所述滑板3頂部連接有穿過閥體I的閥桿4，滑板3通過閥桿4的帶動而上下滑動，圖7為本發明調節閥滑板主視圖，如圖7所示，滑板3的頂部設置T型槽32，所述閥桿4通過T型槽32與滑板3連接。
[0059]進一步，如上實施例所述的調節閥，所述閥桿4上套有軸套7，軸套7與閥體I固定連接，閥桿4可在軸套7內上下滑動，軸套7上方、在閥桿4上還依次套裝有填料彈簧10、填料組件11、填料壓蓋8和填料拼緊蓋9，填料拼緊蓋9通過螺紋與閥體I連接，所述填料彈簧10、填料組件11、填料壓蓋8和填料拼緊蓋9共同在閥桿4與閥體I之間形成密封結構。
[0060]具體地，在間隙17內不僅插有滑板3、與滑板3通過T型槽32連接的閥桿4，為了進一步加強當流體流經閥門時的密封性，而且在所述間隙17內、閥桿4上還套裝有軸套7，在所述軸套7上方、閥桿4上從下到上還依次套了填料彈簧10、填料組件11，然后通過填料壓蓋8將所述填料彈簧10、填料組件11壓緊，最后通過填料拼緊蓋9將所述料彈簧10、填料組件11、填料壓蓋8緊緊壓在間隙17內，如此便達到了對流經閥門的流體進一步起到了密封的效果，其中，所述填料組件11為V型填料。
[0061]進一步地，如上所述的調節閥，所述閥座2底部設有沿滑板3上下移動方向的凹槽22，滑板3底部固定有閥板定位銷15，閥板定位銷15—端伸入凹槽22內并隨著滑板3的上下滑動而在凹槽22內上下滑動。
[0062]具體地，當滑板3通過閥桿4的帶動向上滑動到一定位置時，如果繼續再向上滑動，滑板3的滑板節流口 31與閥座2的閥座節流口 21就會失去相互配合的能力而無法再控制流體的流量，因此，本發明在滑板3的底部設置了一個限制滑板3無限制地向上滑動的閥板定位銷15，該閥板定位銷15的端部卡入閥座底部的凹槽22內，當滑板3滑動到凹槽22的槽頂時，滑板3就無法再繼續上滑，而只能往相反的方向滑動了。
[0063]進一步地，如上所述的調節閥，所述壓蓋5靠近擋圈6的一面設置有若干沉孔51，所述沉孔51放置有壓緊滑板3與閥座2的閥體彈簧12。
[0064]具體地，在壓蓋5上面設置若干沉孔51，給沉孔51內放置閥體彈簧12，這樣閥體彈簧12就能給擋圈6壓力進而使滑板3與閥座2之間的密封效果得到進一步的加強。
[0065]進一步地，如上所述的調節閥，在所述壓蓋5與滑板3之間設置有密封墊14，該密封墊14為金屬纏繞墊，在壓蓋5與閥座2之間設置有O型密封圈。
[0066]具體地，當流體流經調節閥的閥門時，為了避免流體從各個部件的縫隙之間滲出，本發明在壓蓋5與滑板3之間、壓蓋5與閥座2之間均設置了密封裝置。
[0067]進一步地，所述壓蓋5通過螺釘16與閥體I固定為一體。
[0068]本發明滑板式調節閥相對于傳統直通閥具有如下優點:
[0069]1、控制精確高，響應速度快
[0070]附圖8為本發明調節閥流體介質流動狀態圖；如圖8所示，由于本發明調節閥閥門流道簡單，閥門在運動過程中，工藝介質均作直線流動，閥門阻力小，閥后流動狀態穩定，在調節過程中能很快找到平穩點。
[0071]2、防泄漏等級高
[0072]本發明調節閥的滑板在正常動作過程中，時時在做著兩塊密封面間的自研磨(即滑板與底座之間形成的密封面)，越磨越光滑，同時還在壓蓋靠近擋圈的一面設置沉孔，在沉孔內放置了用于壓緊滑板與閥座的閥體彈簧，從而能夠實現滑板與閥座接觸面的自動補償，因此，可以讓滑板與閥座緊密地貼合在一起，能使密封效果得到長期的保證。
[0073]3、調節性能好
[0074]滑板節流口可以根據不同的工藝控制要求加工成不同的形狀而得到不同的流量特性曲線(閥門開度與流量之間的函數關系)，該函數關系可呈現出如直線型、等百分比型、拋物線型及快開型等函數特性關系曲線，其中，常用的曲線特性有直線型和對數型，其對應的窗口形狀如圖7所示。
[0075]4、可調范圍大
[0076]由于本發明的調節閥采用滑板式，滑板與閥座之間不存在間隙，流經介質流量隨節流口的改變而變化，因此，本發明的調節閥在其全行程范圍內都可以實現穩定的控制。
[0077]5、動作快速
[0078]本發明調節閥通過條形節流口分成不同的區域，其行程短，執行機構小，進排氣時間短，因此能實現快速動作。
[0079]6、不平衡力小
[0080]圖9為現有技術中直通閥流體介質壓力方向與不平平衡力方向指示圖，圖10為本發明調節閥流體介質壓力方向與不平平衡力方向指示圖，如圖9及圖10所示，本發明調節閥流體介質壓力方向與不平衡力方向垂直，其大小約為直通單座閥的1/10，具體計算如下:
[0081]Fl = ΔΡΧΑ1, F2 = ΔΡΧ μ ΧΑ2 ；
[0082]其中，μ= 0.25 ；
[0083]Fl:直通閥的不平衡力；[0084]F2:本發明滑板式調節閥不平衡力；
[0085]Al:直通閥流體介質作用面積；
[0086]A2:本發明滑板式調節閥流體介質作用面積；
[0087]Λ P:壓差；
[0088]μ:摩擦系數；
[0089]A2/A1 ^ 0.36,
[0090]因此，F2/F1~0.1，
[0091]滑板在滑動過程中的位置受到流體介質壓力小，不會影響調節精度。
[0092]7、密封性能持久
[0093]本發明調節閥其一是因為閥門全開時，滑板與閥座密封面全部隱藏(即滑板與閥座的密封面不會與流體介質接觸)，因此，流體工藝介質不能完全作用在密封面上；其二是由于密封處是平面，耐沖刷、耐損傷的時間長，所以密封性能持久，使用壽命長。
[0094]8、自清潔功能強
[0095]本發明滑板式調節閥 的滑板與閥座之間的運動是剪切運動，所以粘接在滑板與閥座上的雜質很容易被清潔掉，使得密封副表面沒有介質殘留。
[0096]9、結構體積小
[0097]圖11為本發明調節閥與現有技術直通閥重量對比圖；如圖11所示，圓柱型柱體為現有技術直通閥其公稱通徑與閥門重量的關系圖，而正方形柱體為本發明滑板式調節閥直通閥其公稱通徑與閥門重量所形成的圖形，本發明調節閥不僅圖外形美觀、而且結構小巧，體積重量僅為同規格直通閥的1/2-1/5。
[0098]10、抗空化能力強
[0099]圖12為本發明調節閥產生氣蝕、空化狀態圖，如圖12所示，本發明調節閥產生空化的位置在閥后管道處，離閥內件和閥體比較遠，延長了閥內件的使用壽命。
[0100]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種調節閥，包括閥體(1)，閥體(I)內部固定有閥座(2)，閥座(2)上設置有供流體流經的閥座節流口(21)，閥體⑴一側固定有壓蓋(5)，所述壓蓋(5)與閥座⑵在閥體(I)內部形成間隙O，所述間隙()內插有可沿著閥座⑵上下滑動的滑板(3)，滑板(3)與閥座(2)形成平面密封副，滑板(3)上設置有與所述閥座節流口(21)相對應的滑板節流口(31)，當滑板(3)相對閥座(2)上下移動時，閥座節流口(21)與滑板節流口(31)發生錯位，從而控制流經調節閥的流體壓力與流量，所述滑板(3)與壓蓋(5)之間還設置有將滑板(3)與閥座(2)壓緊的擋圈(6)。
2.根據權利要求1所述的調節閥，其特征在于，所述滑板(3)頂部連接有穿過閥體(I)的閥桿(4)，滑板(3)通過閥桿(4)的帶動而上下滑動。
3.根據權利要求2所述的調節閥，其特征在于，所述滑板(3)頂部設有T型槽(32)，所述閥桿⑷通過T型槽(32)與滑板(3)連接。
4.根據權利要求2所述的調節閥，其特征在于，閥桿(4)上套有軸套(7)，軸套(7)與閥體⑴固定連接，閥桿⑷可在軸套(7)內上下滑動，軸套(7)上方、在閥桿⑷上還依次套裝有填料彈簧(10)、填料組件(11)、填料壓蓋(8)和填料拼緊蓋(9)，填料拼緊蓋(9)通過螺紋與閥體(I)連接，所述填料彈簧(10)、填料組件(11)、填料壓蓋(8)和填料拼緊蓋(9)共同在閥桿(4)與閥體⑴之間形成密封結構。
5.根據權利要求4所述的調節閥，其特征在于，所述填料組件(11)為V型填料。
6.根據權利要求1所述的調節閥，其特征在于，所述閥座⑵底部設有沿滑板(3)上下移動方向的凹槽(22)，滑板(3)底部固定有閥板定位銷(15)，閥板定位銷(15) —端伸入凹槽(22)內并隨著滑板(3)的上下滑動而在凹槽(22)內上下滑動。
7.根據權利要求1、2、3、4、5或6所述的調節閥，其特征在于，所述壓蓋(5)靠近擋圈(6)的一面設置有若干沉孔(51)所述沉孔(51)放置有壓緊滑板(3)與閥座(2)的閥體彈簧(12)ο
8.根據權利要求1所述的調節閥，其特征在于，在所述壓蓋(5)與滑板(3)之間設置有密封墊(14)、壓蓋(5)與閥座⑵之間設置有密封圈(13)。
9.根據權利要求8所述的調節閥，其特征在于，所述密封圈(13)為O型密封圈，所述密封墊(14)為金屬纏繞墊。
10.根據權利要求1所述的調節閥，其特征在于，所述壓蓋(5)通過螺釘(16)與閥體(I)固定為一體。
【文檔編號】F16K3/02GK103867736SQ201210562384
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月17日 優先權日:2012年12月17日
【發明者】劉祥明, 盛洪, 蔡杰浩 申請人:重慶川武儀表有限公司