阅读说明：本技术 一种锥体密封自力式流量控制阀 (Cone sealing self-operated flow control valve ) 是由 刘克勤 于 2020-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种锥体密封自力式流量控制阀,包括阀体(1),所述阀体(1)的进口出设有压力腔体P1、出口处设有压力腔体P3,所述阀体(1)的中部具有压力腔体P2,所述压力腔体P2通过两个进入水流的通口Ⅰ(13)和通口Ⅱ(14)与压力腔体P1连通,所述通口Ⅰ(13)和通口Ⅱ(14)位于同一轴线上；所述阀体(1)底部安装底盖(3),所述底盖(3)上安装膜片(4),所述膜片(4)作为压力腔体P2的下底,所述底盖(3)底面与膜片(4)下表面之间装配有弹簧(5),所述膜片(4)中央预留孔内装配阀杆(6)。本发明设计合理,实现流量的稳定控制,具有很好的实际应用及推广价值。(The invention discloses a cone sealing self-operated flow control valve which comprises a valve body (1), wherein an inlet of the valve body (1) is provided with a pressure cavity P1, an outlet of the valve body is provided with a pressure cavity P3, the middle part of the valve body (1) is provided with a pressure cavity P2, the pressure cavity P2 is communicated with the pressure cavity P1 through two ports I (13) and II (14) for water flow, and the ports I (13) and II (14) are positioned on the same axis; the valve is characterized in that a bottom cover (3) is arranged at the bottom of the valve body (1), a diaphragm (4) is arranged on the bottom cover (3), the diaphragm (4) serves as the lower bottom of a pressure cavity P2, a spring (5) is arranged between the bottom surface of the bottom cover (3) and the lower surface of the diaphragm (4), and a valve rod (6) is arranged in a reserved hole in the center of the diaphragm (4). The invention has reasonable design, realizes the stable control of the flow and has good practical application and popularization value.)

一种锥体密封自力式流量控制阀

技术领域

本发明涉及控制阀技术领域，具体为一种应用于供暖设备的锥体密封自力式流量控制阀。

背景技术

目前市场上有很多自力式流量控制阀，需要满足相应的国家标准（采暖空调用自力式流量控制阀，GB/T 29735-2013）。该阀门是一种无需系统外部动力驱动，依靠自身的机械动作，能够在工作压差范围内保持流量稳定的控制阀。同时可通过阀门上显示的流量刻度，准确知道通过该控制阀的流量大小。由于这两个性能特点，自力式流量控制阀被广泛应用在空调循环系统和供暖循环系统的水力平衡调节上，使调节变得简单方便。

自力式流量控制阀具有流量设定调节和保持流量恒定两种功能。而这两项功能的实现由阀体内的两部分构建完成。在流量设定调节方面，目前市场上主要有两种结构的阀门，一种是转套式开关调节结构，该结构依靠转套在主阀体径向改变其流通面积而改变流量，由于转套和阀体必须有一定间隙便于手动或者使用电动执行器驱动，这一间隙的存在就使泄漏量不可避免的增大，故转动套很难完全关闭。传统的自力式流量控制阀注重保证介质流量恒定的性能，但不能保证关断状态下完全切断介质流量，从而起不到关断作用，在很多情况下泄流量仍然很大。这样在工程上就必须增加一个关断阀，这必将增加成本和安装空间。

发明内容

本发明目的是提供一种新型结构的锥体密封自力式流量控制阀，实现流量的稳定控制和严密关断。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种锥体密封自力式流量控制阀，包括阀体，所述阀体的进口处设有压力腔体P1、出口处设有压力腔体P3，所述阀体的中部具有压力腔体P2，所述压力腔体P2通过两个进入水流的通口Ⅰ和通口Ⅱ与压力腔体P1连通，所述通口Ⅰ和通口Ⅱ位于同一轴线上；所述阀体底部安装底盖，所述底盖上安装膜片，所述膜片作为压力腔体P2的下底，所述底盖底面与膜片下表面之间装配有弹簧，所述膜片中央预留孔内装配阀杆，所述阀杆依次穿过通口Ⅰ和通口Ⅱ后在通口Ⅰ处设有阀杆塞Ⅰ、在通口Ⅱ处设有阀杆塞Ⅱ，所述阀杆塞Ⅰ位于压力腔体P1，所述阀杆塞Ⅱ位于压力腔体P2；所述阀体内中部通过台阶装配有静片，所述静片作为压力腔体P2的上底，所述静片上开有水流流出的锥形通口Ⅲ，所述静片上装配有隔套，所述隔套表面开有用于装配阀轴的台阶孔，所述台阶孔与锥形通口Ⅲ同轴，所述阀轴的轴肩位于隔套的台阶孔，所述阀体顶部安装阀盖，所述阀轴上端穿出阀盖、其下端位于隔套内，所述阀盖将隔套及静片装配于阀体内；所述阀轴底端螺纹安装有用于开启和闭合锥形通口Ⅲ的上阀塞；所述上阀塞侧面对称安装有两根导向杆，所述导向杆端部位于隔套侧面的导向槽；所述隔套侧面开有通口Ⅳ与压力腔体P3连通；所述阀体上开有将压力腔体P3与底盖内连通的反馈孔。

工作时，水流流入压力腔体P1，通过通口Ⅰ和通口进入压力腔体P2，再通过静片的锥形通口Ⅲ后流入隔套内，之后通过通口Ⅳ流入压力腔体P3，直至流出。（1）、当进口压力增大，即压力P ₁ 增大（导致进入压力腔体P2的压力P ₂ 增大），水流压力下压膜片，同时带动阀杆的阀杆塞Ⅰ和阀杆塞Ⅱ向下运动，使通口Ⅰ和通口Ⅱ的开口量减小，对双阀孔同时进行节流，使得压力P ₂ 减小至设计值，则保持压力P ₂ –P ₃ 基本不变，保证流量基本不变；（2）、当进口压力减小，即P ₁ 减小（导致进入压力腔体P2的压力P ₂ 减小），由于膜片在弹簧作用使膜片带动阀杆的双阀塞向上运动，使双阀孔的开口量增大，使得压力P ₂ 增大至设计值，则保持压力P ₂ –P ₃ 基本不变，保证流量基本不变；（3）、当出口压力P ₃ 增大时，此时压力腔体P3的压力P ₃ 通过反馈孔传递至底盖的膜腔内，使膜片带动阀杆的双阀塞向上运动，使双阀孔的开口量增大，使得压力P ₂ 也同时相应增大，则保持压力P ₂ –P ₃ 基本不变，保证流量基本不变；（4）、当出口压力P ₃ 减小时，此时压力腔体P3的压力P ₃ 通过反馈孔传递至底盖的膜腔内，使膜片带动阀杆的双阀塞向下运动，使双阀孔的开口量减小，对双阀孔同时进行节流，使得压力P ₂ 也同时相应减小，则保持压力P ₂ –P ₃ 基本不变，保证流量基本不变。

本发明结构设计合理，通过阀轴与上阀塞的螺纹安装配合，上阀塞通过导向杆限定后，将阀轴的旋转运动转变为上阀塞的上下直线运动，上阀塞实现对锥形通口Ⅲ的逐步闭合直至完全密封闭合，采用斜锥式设计，关闭时能保证严密性，而且不会发生卡死现象，具有很好的实际应用及推广价值。

附图说明

图1表示本发明所述控制阀的结构示意图。

图2表示图1的A-A截面示意图。

图中：1-阀体，2-阀盖，3-底盖，4-（弹性）膜片，5-弹簧，6-阀杆，7-阀轴，8a-隔套，8b-静片，9-上阀塞，10-阀杆塞Ⅰ，11-阀杆塞Ⅱ，12-导向杆，13-通口Ⅰ，14-通口Ⅱ，15-锥形通口Ⅲ，16-通口Ⅳ，17-反馈孔，18-测温塞，19-旋转槽，20-锁盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

一种锥体密封自力式流量控制阀，如图1、2所示，包括阀体1，阀体1的进口处设有压力腔体P1（压力腔体P1的腔口作为阀体的水流进口，并具有连接内螺纹），阀体1的出口处设有压力腔体P3（压力腔体P3的腔口作为水流出口，并具有连接外螺纹），阀体1的中部具有压力腔体P2，如图1所示，压力腔体P2为横置的U型腔体，压力腔体P2通过两个进入水流的通口Ⅰ13和通口Ⅱ14与压力腔体P1连通，通口Ⅰ13和通口Ⅱ14位于同一轴线上。

如图1所示，阀体1底部通过螺栓安装底盖3，底盖3上安装膜片4，膜片4作为压力腔体P2的下底，底盖3底面上设有弹簧安装凸台与膜片4下表面之间装配有弹簧5，膜片4中央预留孔内装配阀杆6（阀杆6底端伸入弹簧5内），阀杆6依次穿过通口Ⅰ13和通口Ⅱ14后在通口Ⅰ13处设有阀杆塞Ⅰ10、在通口Ⅱ14处设有阀杆塞Ⅱ11，阀杆塞Ⅰ10位于压力腔体P1，阀杆塞Ⅱ11位于压力腔体P2。

如图1所示，阀体1内中部台阶处装配有静片8b，静片8b作为压力腔体P2的上底，静片8b上开有水流流出的锥形通口Ⅲ15，静片8b上装配有隔套8a，隔套8a上表面开有用于装配阀轴7的台阶孔，该台阶孔与锥形通口Ⅲ15同轴，阀轴7的轴肩部正好位于隔套8a的台阶孔内，阀体1顶部台阶处通过螺栓安装阀盖2，阀轴7上端穿出阀盖2、阀轴7端部设有旋转槽19，阀轴7下端位于隔套8a内，则阀盖2将隔套8a、静片8b压紧装配于阀体1中部台阶上，阀盖2外设有锁盖20。

如图1所示，阀轴7底端通过螺纹安装有用于开启和闭合锥形通口Ⅲ15的上阀塞9，上阀塞9的直径大于等于锥形通口Ⅲ15的孔口最小直径，保证闭合严密。如图2所示，上阀塞9侧面对称安装有两根导向杆12，导向杆12端部位于隔套8a侧面的导向槽内（即隔套8a侧面对称竖向开有两条导向槽）；隔套8a侧面开有通口Ⅳ16与压力腔体P3连通。阀体1上开有将压力腔体P3与底盖3内连通的反馈孔17。阀体1上设有插入压力腔体P3的测温塞1，带有测温盲管的自力式流量控制阀可以测量控制阀出口水流温度。

通过旋转阀轴的圈数，实现上阀塞与静片上的锥形通口Ⅲ之间形成固定的截面积与水流关系，通过截面积来设定需要控制的流量，保持流量恒定与现有技术相同，阀盖表面具有流量指示刻度盘，阀轴上端设有指示流量的响应指针，能够直观表示控制阀的流量。

如图1所示，阀盖2外安装锁盖20，该锁盖用专用钥匙才能打开，防止无关人员随意调节。

具体实施时，装配过程如下：在底盖3的凸台上放置弹簧5，然后在膜片4的中部预留孔上装配阀杆6，在阀杆6上锥形的阀杆塞Ⅰ10和阀杆塞Ⅱ11之间的距离等于通口Ⅰ13和通口Ⅱ14之间的距离，而且阀杆塞Ⅰ10和阀杆塞Ⅱ11的最大直径基本等于通口Ⅰ13和通口Ⅱ14的孔径。然后膜片4放置底盖3上，阀杆6依次穿过通口Ⅰ13和通口Ⅱ14后，将底盖3通过螺栓固定于阀体1的下部阀口处，将膜片4压缩弹簧5。之后将静片8放置于阀体1的内部台阶上，将上阀塞9通过螺纹安装于阀轴7底端，然后阀轴7从隔套8a上表面的台阶孔内伸入（阀轴7的轴肩与隔套8a的台阶孔间隙配合，并且轴肩正好布满该台阶孔），然后将两根导向杆12从隔套8a侧面的导向槽内伸入，通过螺纹安装于上阀塞9的侧面螺纹孔内，之后将隔套8a放置于静片8b上，则上阀塞9正好位于静片8b的锥形通口Ⅲ15上方，然后盖上阀盖2，阀轴7上端穿出阀盖2，通过螺栓将阀盖2固定于阀体1的顶部阀口的过程中，阀盖2将阀轴7、隔套8a及静片8b压紧固定于阀体1内中部台阶处。实际制作时，隔套8a和静片8b可以一体形成静压件。最后在阀盖2在盖上锁盖20锁止即可，完成装配过程。

该锥体密封自力式流量控制阀，其结构特点为：阀体内设计有双阀孔（通口Ⅰ、通口Ⅱ），双阀孔间距和阀杆上的双阀杆塞（阀杆塞Ⅰ和阀杆塞Ⅱ）相同，双阀杆塞上下运动可调节双阀孔的流量和压力；阀杆下端和膜片连接，膜片下面处设有弹簧，通过膜片带动阀杆的双阀杆塞上下运动。阀体内中部台阶处装配有静片，静片的锥形通口Ⅲ作为压力腔体P2的水流出口，位于静片上方的上阀塞与锥形通口Ⅲ密封处采用斜锥式设计，关闭时能保证严密性；而且上阀塞与阀轴是螺纹连接，同时上阀塞侧面加装导向杆（限制上阀塞只能进行上下运动），将阀轴的旋转运动转化为上阀塞的直线运动，通过阀轴旋转带动上阀塞上下运动；上阀塞运动对锥形通口Ⅲ（阀门）进行开启或关闭。开启与闭合时转动阀轴，转动圈数与流量为直线关系，流量可控，根据旋转圈数可以控制流量大小，流量与刻度只是误差仅±5%。通过旋转槽旋转阀轴进行开启和关闭时，扭矩小，手动开启关闭省力，不会产生卡死现象；如果大型控制阀选用电动执行时，可选用小的执行器对阀轴进行旋转，成本低廉。

工作原理如下：

1、水流按照箭头方向流入压力腔体P1，通过双阀孔的两孔（通口Ⅰ13、通口Ⅱ14）分别进入压力腔体P2，再通过静片8b上的锥形通口Ⅲ15后流入隔套8a内，之后通过通口Ⅳ流入压力腔体P3，直至流出。

2、当进口压力增大，即压力P ₁ 增大（导致进入压力腔体P2的压力P ₂ 增大），水流压力下压膜片4，同时带动阀杆6的双阀塞（阀杆塞Ⅰ10和阀杆塞Ⅱ11）向下运动，使双阀孔（通口Ⅰ13和通口Ⅱ14）的开口量减小，对双阀孔同时进行节流，使得压力P ₂ 减小至设计值，则保持压力P ₂ –P ₃ 基本不变，保证流量基本不变。

3、当进口压力减小，即P ₁ 减小（导致进入压力腔体P2的压力P ₂ 减小），由于膜片4在弹簧5作用使膜片6带动阀杆6的双阀塞向上运动，使双阀孔的开口量增大，使得压力P ₂ 增大至设计值，则保持压力P ₂ –P ₃ 基本不变，保证流量基本不变。

4、当出口压力P ₃ 增大时，此时压力腔体P3的压力P ₃ 通过反馈孔17传递至底盖3的膜腔内，使膜片4带动阀杆6的双阀塞向上运动，使双阀孔的开口量增大，使得压力P ₂ 也同时相应增大，则保持压力P ₂ –P ₃ 基本不变，保证流量基本不变。

5、当出口压力P ₃ 减小时，此时压力腔体P3的压力P ₃ 通过反馈孔17传递至底盖3的膜腔内，使膜片4带动阀杆6的双阀塞向下运动，使双阀孔的开口量减小，对双阀孔同时进行节流，使得压力P ₂ 也同时相应减小，则保持压力P ₂ –P ₃ 基本不变，保证流量基本不变。

上述对本发明实施案例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所实施案例仅仅是本发明中的一部分实施例，而非全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所作出的所有其他实施例，也应属于本发明的保护范围。