基于压力的流量自调节控制阀制造技术

基于压力的流量自调节控制阀，包括上接头、喷嘴、阀体、阀芯、阀座、密封塞、阀簧和下接头，上接头与阀体通过螺纹连接，并将喷嘴定位于阀芯上方，构成流体输入通道；阀芯为圆锥状，一端具有沿径向向外延伸的唇缘部，另一端为圆柱状结构；阀座内部具有两个圆锥状的通孔，两端的斜面可与阀芯、密封塞的斜端面配合，构成了过流断面积可变的流体通道；阀芯的下端与密封塞接触，并在阀簧预应力的作用下关闭流体通道，下接头位于阀簧的下部与阀体通过螺纹连接并将阀芯定位，下接头的轴向孔为流体输出通道；使用时，当控制阀入口与出口压力差发生变化时，控制阀的输出流量将随着压力差的变化实现自行调节。本发明专利技术结构简单，适用于工业中的流体管汇系统。

【技术实现步骤摘要】
基于压力的流量自调节控制阀
本专利技术涉及一种流体控制阀，可根据控制阀两端的压力变化情况实现流量的自调节，可用于各类管路中的液体或气体的流量控制。
技术介绍
控制阀是流体管汇系统中的控制部件，具有节流、稳压、调节或溢流泄压等功能。阀门的控制可采用多种传动方式，包括手动、电动、液动、涡轮、齿轮等；可以在压力、温度或传感信号的作用下，按规定动作进行简单的开启和关闭，或依赖驱动机构使运动件作升降、滑移或回转运动，从而改变流道面积的大小控制输出流量的变化。常规的控制阀在使用过程中，通常是通过外界的控制信号才能实现流量的调节。当利用压力控制流体流量时，通常是压力越大，流量越大，流量与压力变化呈线性关系。而采用电磁信号控制流体流量时，可实现自由调节，但结构复杂，成本高，并且需要额外的控制系统。因而有必要设计一种流体输出流量可随压力变化而实现自行调节的控制阀，可用于各类工业管路中实现流量控制的目的。CN201610012721.3公开了一种双流量控制阀，设置有两组弹簧和固定座，并与调节阀装配在一起，可实现无论进入壳体的流体向那个方向流动，都能利用调节阀控制流量。该控制阀利用压力的变化调节流体流量和流向，但流量的变化与压力之间的关系仍是线性关系。CN201610601358.9公开了一种通过双保险缓冲的流量控制阀，其结构简单，通过阀门自身的设置，可以应对液体流速的快慢，避免阀门受高流速液体的冲击而影响阀门的正常工作，但流体流量控制的范围有限，功能单一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可根据管路中的压力变化而实现流量自调节控制阀，流量调节不依靠外界信号控制，能够适应流体管汇系统中对于流量稳定性的要求。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：基于压力的流量自调节控制阀，其特征在于：包括上接头、喷嘴、阀体、阀芯、阀座、密封塞、阀簧以及下接头，所述阀体的上端与上接头采用螺纹连接，阀体的下端与下接头采用螺纹连接，阀体的内部从上至下依次设有阀芯、阀座、密封塞及阀簧，阀芯、阀座、密封塞和阀簧一起构成流量自调节机构；所述喷嘴固定在阀体上，并位于阀芯上方；所述阀芯呈圆锥状结构，阀芯上端具有沿径向向外延伸的唇缘部，阀芯的下端为圆柱状结构，且该圆柱状结构穿过阀座与密封塞相接触；所述阀座的中心具有沿轴向从一端贯穿到另一端的通道，该通道由第一圆锥状通孔、圆柱状通孔及第二圆锥状通孔三部分构成，其中第一圆锥状通孔和第二圆锥状通孔相向布置，第一圆锥状通孔从上至下呈渐缩状，第一圆锥状通孔与阀芯呈斜面配合，第二圆锥状通孔由上至下呈渐扩状，第二圆锥状通孔与密封塞呈斜面配合，圆柱状通孔位于第一圆锥状通孔和第二圆锥状通孔之间；所述阀簧一端固定在密封塞上，另一端固定在下接头上。优选的，所述喷嘴的喷气管从上至下呈渐缩状。进一步，所述阀芯是运动件，在阀芯的唇缘部上设置有呈环状分布的十二个轴向孔。进一步，在所述下接头上设有八个轴向通孔，且八个轴向通孔呈环形分布，为流体输出通道。通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：本专利技术涉及的控制阀包括可移动的阀芯，使用时将上接头和下接头与管路中的上、下游管道相连接。阀芯同时受流体压力和弹簧力的作用，当管路系统中上下游压力发生变化时，控制阀内的流体过流断面积将随之变化，以适应实际工程的需要。本专利技术涉及的控制阀流体流量的调整只依赖于管路中的压力变化，并可实现自动调整，不需要额外的控制信号或操作，结构简单。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步详细的说明。图1为本专利技术所述控制阀的结构示意图。图2为图1的A-A向剖视图。图3为图1的B-B向剖视图。图4为本专利技术所述控制阀阀芯的结构示意图。图5为本专利技术所述控制阀的工作原理图一。图6为本专利技术所述控制阀的工作原理图二。图7为本专利技术所述控制阀的工作原理图三。图8为本专利技术所述控制阀的压力与流量变化曲线示意图。图中各标记如下：1-上接头，2-喷嘴，3-阀体，4-阀芯，5-阀座，6-密封塞，7-阀簧，8-下接头。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解。下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1、图2、图3及图4所示，本专利技术的控制阀包括上接头1、喷嘴2、阀体3、阀芯4、阀座5、密封塞6、阀簧7和下接头8，上接头1和下接头8均与阀体3采用螺纹连接，并将喷嘴2固定在阀芯4上方，将阀座5固定在阀芯4下方，且喷嘴2和阀芯4形成一个稳压腔，喷嘴2为渐缩型喷嘴，喷嘴2的喷气管从上至下呈渐缩状用于引导控制阀的入射流进入稳压腔。阀芯4呈圆锥状结构，阀芯4一端具有沿径向向外延伸的唇缘部，并在唇缘部上设有呈环状分布的十二个轴向孔，另一端为圆柱状结构，阀芯4的圆柱端穿过阀座5与密封塞6相接触。所述阀座5的中心具有沿轴向从一端贯穿到另一端的通道，该通道由第一圆锥状通孔、圆柱状通孔及第二圆锥状通孔三部分构成，第一圆锥状通孔从上至下呈渐缩状，第一圆锥状通孔与阀芯4呈斜面配合，第二圆锥状通孔由上至下呈渐扩状，第二圆锥状通孔与密封塞6呈斜面配合，阀簧7为压缩弹簧，一端与密封塞6固定，另一端与下接头8固定；下接头8上设计有八个环状分布的轴向通孔，构成流体输出通道。阀芯4、阀座5、密封塞6和阀簧7一起构成流量自调节机构，控制阀未启动时，在弹簧力的预应力下流体通道处于关闭状态；使用时，在控制阀压力差和弹簧力的共同作用下，可实现流量的自调节。为减小控制阀的压力损失，控制阀中的上接头1、阀芯4和下接头8上的流体通道的设计断面积相近。下面结合图5、图6、图7和图8阐述所述控制阀的工作原理：使用时，控制阀的上接头1和下接头8分别与流体管汇系统的上游管路和下游管路相连接时。当管路中未通入流体时，密封塞6的斜面将在阀簧7预应力的作用下与阀座5斜面相重合，此时控制阀处于关闭状态。如图5所示，当通过控制阀上接头1注入流体时，上游压力为PU，下游压力为PD。由于喷嘴2为渐缩型喷嘴，喷嘴2将引导流体进入到控制阀的稳压腔。当上游压力PU比较小时，阀芯4所受的水压力小于弹簧力，此时控制阀仍是关闭状态，因而本专利技术的控制阀的打开需要一定的启动压力。如图6所示，当上游压力PU逐渐增大时，阀芯4所受的水压力将大于弹簧力，阀芯4与密封塞6一同下行，此时控制阀的流体通道将打开，流体过流断面积逐渐增大，直至到最大值。如图7所示，当上游压力PU继续上升时，阀芯4所受的水压力远大于弹簧力，此时阀芯4与密封塞6继续一同下行，流体过流断面积逐渐减小，直至阀芯4和阀座5的斜面相重合，此时控制阀的流体通道将被关闭，控制阀的输出流量为零。本专利技术所述的控制阀，可将流体的压力和流量控制到一定的范围内，并可根据上下游压力差自行调节流量大小。当上游的注入压力过大时，控制阀可自动关闭，可起到过载保护的作用。本专利技术所述的控制阀，在使用过程中流体流量Q与流道中上、下游压力差PU-PD之间的关系见图8。随着压力差的增加，控制阀的阀芯4被打开，流体通道的过流断面积由小变大再变小直至彻底关闭，流体的流量变化也是从零逐渐增大至最大值，并逐渐减小至零，整个过程中流量的变化过程是非线性的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于压力的流量自调节控制阀，其特征在于：包括上接头(1)、喷嘴(2)、阀体(3)、阀芯(4)、阀座(5)、密封塞(6)、阀簧(7)以及下接头(8)，所述阀体(3)的上端与上接头(1)采用螺纹连接，阀体(3)的下端与下接头(8)采用螺纹连接，阀体(3)的内部从上至下依次设有阀芯(4)、阀座(5)、密封塞(6)及阀簧(7)，阀芯(4)、阀座(5)、密封塞(6)和阀簧(7)一起构成流量自调节机构；所述喷嘴(2)固定在阀体(3)上，并位于阀芯(4)上方；所述阀芯(4)呈圆锥状结构，阀芯(4)上端具有沿径向向外延伸的唇缘部，阀芯(4)的下端为圆柱状结构，且该圆柱状结构穿过阀座(5)与密封塞(6)相接触；所述阀座(5)的中心具有沿轴向从一端贯穿到另一端的通道，该通道由第一圆锥状通孔、圆柱状通孔及第二圆锥状通孔三部分构成，其中第一圆锥状通孔和第二圆锥状通孔相向布置，第一圆锥状通孔从上至下呈渐缩状，第一圆锥状通孔与阀芯(4)呈斜面配合，第二圆锥状通孔由上至下呈渐扩状，第二圆锥状通孔与密封塞(6)呈斜面配合，圆柱状通孔位于第一圆锥状通孔和第二圆锥状通孔之间；所述阀簧(7)一端固定在密封塞(6)上，另一端固定在下接头(8)上。...

【技术特征摘要】
1.基于压力的流量自调节控制阀，其特征在于：包括上接头(1)、喷嘴(2)、阀体(3)、阀芯(4)、阀座(5)、密封塞(6)、阀簧(7)以及下接头(8)，所述阀体(3)的上端与上接头(1)采用螺纹连接，阀体(3)的下端与下接头(8)采用螺纹连接，阀体(3)的内部从上至下依次设有阀芯(4)、阀座(5)、密封塞(6)及阀簧(7)，阀芯(4)、阀座(5)、密封塞(6)和阀簧(7)一起构成流量自调节机构；所述喷嘴(2)固定在阀体(3)上，并位于阀芯(4)上方；所述阀芯(4)呈圆锥状结构，阀芯(4)上端具有沿径向向外延伸的唇缘部，阀芯(4)的下端为圆柱状结构，且该圆柱状结构穿过阀座(5)与密封塞(6)相接触；所述阀座(5)的中心具有沿轴向从一端贯穿到另一端的通道，该通道由第一圆锥状通孔、圆柱状通孔及第二圆锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂森，博坤，张鑫，彭枧明，苏向荣，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22