多通道双导向单座调节阀论文和设计-梁万顺

全文摘要

本实用新型公开了一种多通道双导向单座调节阀，其阀芯包括导向部和连接设置在导向部顶部端面上的密封部，所述密封部与阀座配合处设有密封面。导向部为多瓣式结构且瓣口的横截面轮廓线为弧形，瓣口的纵截面轮廓线由顶端连接密封面底端的过渡部和连接在过渡部底端的圆弧部组成。阀座内开设阀芯孔，阀芯孔内设阀座密封面，阀芯坐落在阀座阀芯孔中，阀芯密封面与阀座密封面配合。阀座直径和阀门行程下，本实用新型的调节阀与现有技术相比具有更大流量，且可以避免流体对密封面的冲刷。

主设计要求

1.一种多通道双导向单座调节阀，包括阀体（1）、安装在阀体上端的阀盖（2）、安装在阀体内部的阀座（3）、阀芯（4）和连接杆（5），所述连接杆（5）的一端连接阀芯（4），其另一端从所述阀盖（2）穿出；其特征在于：所述阀芯（4）包括导向部（4-1）和连接设置在导向部顶部端面上的密封部（4-2），所述密封部与阀座配合处设有阀芯密封面（4-2-1）；所述导向部（4-1）为多瓣式结构且瓣口的横截面轮廓线为弧形，瓣口的纵截面轮廓线由顶端连接密封面底端的过渡部（4-1-2）和连接在过渡部底端的圆弧部（4-1-3）组成；所述阀座内开设阀芯孔，阀芯孔内设阀座密封面（3-2），所述阀芯（4）坐落在阀座阀芯孔中，所述阀芯密封面（4-2-1）与阀座密封面（3-2）配合。

设计方案

2.根据权利要求1所述的多通道双导向单座调节阀，其特征在于：所述瓣口的纵截面轮廓线的圆弧部顶端的切线与阀芯密封面之间的夹角α为2-3°，所述过渡部的高度为1-2mm。

3.根据权利要求1所述的多通道双导向单座调节阀，其特征在于：所述导向部的瓣端设有竖直方向的导向槽（4-1-1），所述阀座密封面下方的阀芯孔内壁上设有与所述导向槽配合的导向柱（3-1）。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于调节阀技术领域，涉及一种多通道双导向单座调节阀。

背景技术

调节阀是在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件，调节阀的密封使用性能的好坏直接影响最终的产品的质量和经济效益，其中一种通用的调节阀结构为单座柱塞式的结构(见图1)，但是此类调节阀有以下几个缺点，一是这类调节阀是通过改变柱塞阀芯和阀座之间现成的的圆环面积的大小来调节管道中流量的大小，所以此类调节阀的结构限制无法做到大的流通能力，二是因为此类调节阀的密封面刚好处于流体的出口处，此时流体流速是最高的，并且直接冲刷到密封面处，如果流体中有杂质或者压差比较大时会产生气蚀，会对关键密封面造成损伤，进而影响密封性能，三是此类阀门口径在DN80的工况下应用的可靠性高性能稳定，如果应用口径大于DN80会容易出现阀芯震动和旋转，其主要原因是阀芯下端无导向，阀芯受到流体的冲击力大造成的，本实用新型就是在常规柱塞式的调节阀基础上进一步做改进解决常规柱塞式调节阀常出现的问题和提高此类调节阀的使用性能和可靠性。

实用新型内容

本实用新型目的为：为克服现有技术中的柱塞式调节阀流体能力小，密封面易冲刷，阀芯易震动和旋转等问题，提供一种多通道双导向单座调节阀。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种多通道双导向单座调节阀，包括阀体、安装在阀体上端的阀盖、安装在阀体内部的阀座、阀芯和连接杆，所述连接杆的一端连接阀芯，其另一端从所述阀盖穿出。阀芯包括导向部和连接设置在导向部顶部端面上的密封部，所述密封部与阀座配合处设有密封面。导向部为多瓣式结构且瓣端设有竖直方向的导向槽，其瓣口的横截面轮廓线为弧形，瓣口的纵截面轮廓线由顶端连接密封面底端的过渡部和连接在过渡部底端的圆弧部组成。阀座内开设阀芯孔，阀芯孔内设阀座密封面，阀座密封面下方的阀芯孔内壁上设有与所述导向槽配合的导向柱。阀芯坐落在阀座阀芯孔中，阀芯密封面与阀座密封面配合。

使阀芯密封面与阀座密封面同时远离流体冲击，作为进一步优化的，瓣口的纵截面轮廓线的圆弧部顶端的切线与阀芯密封面之间的夹角为2-3°，过渡部的高度为1-2mm。

进一步优化的，导向部的瓣端设有竖直方向的导向槽，所述阀座密封面下方的阀芯孔内壁上设有与所述导向槽配合的导向柱。通过本步优化，两种结构之间相互配合，其作用一方面是当阀芯受到流体的侧向力时能够防止阀芯的旋转，二是在阀芯上下运动的过程中，起到导向的作用进而提供阀芯的稳定性也就避免了阀芯震动。

本实用新型所取得的有益效果为：1)瓣口的纵截面轮廓线设计为过渡部加圆弧部，其目的是为当流体经过瓣口时，圆弧部充当流体通过导流面的作用改变流动方向，最终流体经过瓣口的作用出口处的流速方向就是导流面出口处切线的方向，其中过渡部的设计可以使阀芯关键的密封面受流体的冲击力减小甚至远离流体的冲击力，进而也就避免了流体对密封面的强力冲刷，而且可以保证阀座的密封位置始终处于主要流动区域的下方，也不会受到流体的冲击，本实用新型的阀芯阀座结构的设计比常规的结构使用寿命也就上高处出1.5倍以上。2)对比常规的圆柱柱塞式阀芯结构和本实用新型的三瓣式阀芯结构，可以明显的看出相同的阀座直径和阀门行程下，本实用新型的多瓣式阀芯的流通面积明显要比常规的柱塞式阀芯圆环面积大。

附图说明

图1为背景技术中的单座柱塞式的调节阀结构示意图。

图2为本实用新型实施例中的多通道双导向单座调节阀结构示意图。

图3为图2中的阀座俯视示意图。

图4为图3中的A-A方向的剖视图。

图5为图2中的阀芯的仰视示意图。

图6为图5中的B-B方向的剖视示意图。

图7为R_{2<\/sub>和α角的示意图。}

图8为本实用新型调节阀中流体喷射示意图。

图9为图1和图2中调节阀流通面积(阴影部分)示意图，其中a为图1调节阀流通面积示意图，b为图2中调节阀流通面积示意图。

图中：1.阀体，2.阀盖，3.阀座，3-1.导向柱，3-2.阀座密封面，4.阀芯，4-1.导向部，4-1-1.导向槽，4-1-2.过渡部，4-1-3.圆弧部，4-2.密封部，4-2-1.阀芯密封面，5.连接杆。

具体实施方式

本实用新型下面结合实施例作进一步详述。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

见图2至图8，一种多通道双导向单座调节阀，包括阀体1、安装在阀体上端的阀盖2、安装在阀体内部的阀座3、阀芯4和连接杆5，所述连接杆5的一端固定连接阀芯4(将连接杆5的底部端面与阀芯的顶部端面焊接固定，也可通过螺栓固定)，连接杆5的另一端从阀盖2的顶部穿出。阀芯4为一体成型件，包括导向部4-1和连接设置在导向部顶部端面上的密封部4-2，密封部与阀座配合处设有密封面4-2-1。导向部4-1为多瓣式结构，本实施例为三瓣式即有三个导向瓣(也可简称瓣)，也可以为大于三瓣以上的结构，每个导向瓣端分别设有竖直方向的且横截面为半圆形的导向槽4-1-1。相邻两个导向瓣之间围成瓣口且瓣口的横截面轮廓线为半径为R_{1<\/sub>的圆弧形，瓣口的纵截面轮廓线由顶端连接密封面底端的竖直方向的过渡部4-1-2和连接在过渡部底端的半径为R_{2<\/sub>圆弧部4-1-3组成。}}

阀座3内开设阀芯孔，阀芯孔内设阀座密封面3-2，密封面下方的阀芯孔内壁上设有与导向槽4-1-1配合的导向柱3-1且导向柱横截面呈半圆形。阀芯4坐落在阀座阀芯孔中，阀芯密封面4-2-1与阀座密封面3-1配合。

瓣口的纵截面轮廓线的圆弧部顶端的切线与阀芯密封面之间的夹角α为2-3°，过渡部的高度为1-2mm。

见图9，本实施例的调节阀，通过计算流通面积的大小得出本实用新型的多瓣式调节阀的流通能力要比常规柱塞式控制阀的大30％左右。

本实施例的阀芯在工作过程中通过的流体也就分为三股细小的流体，每一个瓣口内壁只有两个不同圆弧尺寸R1和R2设计组成，不同的流量特性和流通能力只需要改变这两个尺寸的数值即可。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

设计图

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