一种低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀制造技术

一种低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀，包括阀体和调节阀芯；沿阀腔圆周方向，控制回路入口和流道出口位于旁通回路入口相对的两侧；旁通回路入口的中心点所在的阀腔的半径方向同时垂直于控制回路入口的中心点所在的阀腔的半径方向与流道出口的中心点所在的阀腔的半径方向；第二调节窗口、第三调节窗口和第一调节窗口顺序排列；且调节阀芯位于第一调节窗口和第二调节窗口之间的区域形成用于封闭控制回路入口、旁通回路入口和流道出口中任一个的封闭区。本发明专利技术实现了控制回路的等百分比调节特性，同时实现旁通回路为线性调节特性，实现了单台调节阀同时具备两种不同的调节特性并且可全行程精确调节的功能，满足特定系统对流量调节特性的特殊需求。

【技术实现步骤摘要】
一种低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀
本专利技术涉及阀门领域，尤其涉及一种低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀。
技术介绍
调节阀作为工业控制系统中的重要部件，其调节特性、调节精度、调节范围都决定着系统自动化运行的安全和质量。市面现有的三通调节阀通常为直行程调节阀和角行程调节阀两类结构形式，其中直行程三通调节阀的可调比较小，调节范围有限，阀芯在整个运动行程中只有部分行程可进行单一的调节，调节特性较差，一般多用于粗调，且由于阀芯沿竖直方向运动导致外形尺寸很大；另一类角行程三通调节阀，也即三通调节球阀，外形尺寸较小，但由于阀座与球体的接触使得三通调节球阀不能实现全行程调节(一般控制回路调节行程为20％～100％，旁通回路调节行程为0～80％)；此外三通调节球阀由于球阀本身自带的快开特性使得大开度行程内调节精度很差，一般控制回路调节行程>80％开度，旁通回路调节行程<20％开度时，基本不起调节作用，这样就导致真正有效的调节区间更小。对于需要极高控制精度的特殊流程控制工况时，如0～100％全行程调节，特殊的多种调节特性(如控制回路等百分比调节特性，旁通回路线性调节特性)工况时，现有的调节阀并不能实现此要求；因受到调节阀多类型调节特性的限制，也无法很好的满足上述工艺要求。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中的缺陷，本专利技术提出了一种低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀。本专利技术采用以下技术方案：一种低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀，包括：阀体和调节阀芯；阀体内部设有阀腔，阀体上设有均与阀腔连通的控制回路入口、旁通回路入口和流道出口；调节阀芯转动设置在阀腔内，调节阀芯内部设有内腔，调节阀芯上设有与内腔连通的第一调节窗口、第二调节窗口和第三调节窗口；沿阀腔圆周方向，控制回路入口和流道出口同轴设置；旁通回路入口的中心点所在的阀腔的半径方向同时垂直于控制回路入口的中心点所在的阀腔的半径方向与流道出口的中心点所在的阀腔的半径方向；在沿着控制回路入口、旁通回路入口和流道出口顺序排列的圆周方向上，第二调节窗口、第三调节窗口和第一调节窗口顺序排列；且调节阀芯上位于第一调节窗口和第二调节窗口之间并与第三调节窗口相对的区域形成用于封闭控制回路入口和旁通回路入口中任一个的封闭区；该调节阀，包括两种工作状态：第一工作状态下，第二调节窗口正对旁通回路入口，第三调节窗口正对流道出口，旁通回路入口和流道出口相配合形成的旁通回路实现百分百开度，控制回路入口的开度为0；第二工作状态下，第一调节窗口正对控制回路入口，第二调节窗口正对流道出口，控制回路入口和流道出口相配合形成的控制回路实现百分百开度，旁通回路入口的开度为0；当调节阀随着调节阀芯的正转，从第一工作状态切换到第二工作状态，旁通回路的开度线性下降，控制回路的开度等百分比上升；当调节阀随着调节阀芯的反转，从第二工作状态切换到第一工作状态，旁通回路的开度线性上升，控制回路的开度等百分比下降。优选的，还包括旋塞座；阀腔为由上至下孔径减小的圆台状孔，旋塞座为圆台状环形结构，旋塞座同轴设置在阀腔内，调节阀芯同轴设置在旋塞座内；旋塞座与阀体相对静止，调节阀芯与旋塞座转动连接；旋塞座的围壁上设有三个分别对应控制回路入口、旁通回路入口和流道出口的过渡窗口；旋塞座的内周设有中心线与阀腔轴线共面的竖向密封条，竖向密封条与过渡窗口间隔分布；旋塞座的外周还设有与旋塞座轴线共线的环向密封圈，控制回路入口、旁通回路入口和流道出口以及三个过渡窗口均位于相互平行的两个环向密封圈之间；竖向密封条用于密封旋塞座和调节阀芯之间的间隙，环向密封圈用于密封旋塞座和阀体之间的间隙。优选的，所述调节阀芯的上台面的肩部设有和调节阀芯的下台面的肩部分别设有与阀体接触的深沟球轴承，深沟球轴承所在的圆圈的中心线与调节阀芯的轴线共线。优选的，还包括上端压板和下端压板，上端压板设置在调节阀芯的上台面，上端压板用于对所述上台面上的深沟球轴承进行限位；下端压板设置在调节阀芯的下台面，下端压板用于对所述下台面上的深沟球轴承进行限位；上端压板为与调节阀芯轴线共线的环形板，下端压板为与调节阀芯轴线共线的环形板。优选的，所述上端压板从上方抵靠位于调节阀芯的上台面处的深沟轴承球，所述下端压板从下方抵靠位于调节阀芯的下台面处的深沟轴承球；所述上端压板的下表面与调节阀芯的上台面之间有间隙，所述下端压板的上表面与调节阀芯的下台面之间有间隙。优选的，上端压板上还设有两个压力平衡孔；调节阀芯上对应每一个压力平衡孔设有用于连通对应的压力平衡孔和调节阀芯内腔的孔道。优选的，还包括推力球轴承；推力球轴承与调节阀芯轴线共线的设置在下端压板背离下台面的一侧，推力球轴承与阀体接触。优选的，还包括阀盖和阀杆；阀盖与阀体配合用于密封调节阀芯；阀杆与调节阀芯连接并与调节阀芯的同轴设置，阀杆伸出阀盖，阀盖顶端设有用于设置驱动装置的法兰盘；阀盖与阀杆之间设有双层的密封圈和填料组件；填料组件包括填料、压制在填料上方的填料压环和压制在填料压环上方的填料压盖；法兰盘套设在阀杆上，法兰盘中部设有围绕阀杆的台阶槽；填料压盖通过设置于所述台阶槽内的螺栓连接阀盖。优选的，第一调节窗口包括中心线所在圆周面垂直于调节阀芯轴线的喇叭口、设置在所述喇叭口的小端的圆柱形孔和设置在所述喇叭口大端的第一补偿孔，所述喇叭口的小端朝向第二调节窗口，所述喇叭口的大端朝向第三调节窗口；所述喇叭口的大端的上下两侧均设有第一补偿孔，且所述第一补偿孔相对于喇叭口的中心线对称分布，且由喇叭口的中心线向外，位于喇叭口大端同一侧的第一补偿孔的孔径逐渐减小。优选的，第一补偿孔为圆形、三角形、矩形或者任意多边形。优选的，第二调节窗口包括四边形孔和多个第二补偿孔，所述四边形孔为类矩形孔，其包括两条横向棱边和两条竖向棱边，所述两条横向棱边垂直于调节阀芯的轴线，所述两条竖向棱边为朝向第三调节窗口弯曲的弧形棱边；多个第二补偿孔设置在所述四边形孔朝向第一调节窗口的弧形棱边的外侧并相对于四边形孔的中心线对称分布，且由四边形孔的中心线向外，各第二补偿孔的孔径逐渐减小。本专利技术的优点在于：(1)本专利技术中，通过控制回路入口、旁通回路入口和流道出口的相对位置设置，以及第一调节窗口、第二调节窗口和第三调节窗口的相对位置设置，实现了控制回路的等百分比调节特性，同时实现旁通回路为线性调节特性，实现了单台调节阀同时具备两种不同的调节特性，满足特定系统对流量调节特性的特殊需求。(2)本专利技术中设置的调节阀芯的调节窗口，同时在大开度调节范围内设计不同口径、不同分布位置的流量补偿孔，小开度调节范围内设计固定流道孔和流量补偿孔，二者相结合可实现控制回路和旁通回路不同流量调节特性的精准调节。(3)本专利技术中，旋塞座上的过渡窗口与阀体上的流道口一一对应，驱动装置带动调节阀芯运动，控制回路从全关到全开调节时，旁通回路从全开到全关进行调节，整个过程中控制回路与旁通回路均可实现0～100％全行程调节，无调节死区。(4)本专利技术通过在调节阀芯大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀，其特征在于，包括：阀体(1)和调节阀芯(2)；阀体(1)内部设有阀腔，阀体(1)上设有均与阀腔连通的控制回路入口(12)、旁通回路入口(13)和流道出口(14)；调节阀芯(2)转动设置在阀腔内，调节阀芯(2)内部设有内腔，调节阀芯(2)上设有与内腔连通的第一调节窗口(a)、第二调节窗口(b)和第三调节窗口(c)；/n沿阀腔圆周方向，控制回路入口(12)和流道出口(14)同轴设置；旁通回路入口(13)的中心点所在的阀腔的半径方向同时垂直于控制回路入口(12)的中心点所在的阀腔的半径方向与流道出口(14)的中心点所在的阀腔的半径方向；/n在沿着控制回路入口(12)、旁通回路入口(13)和流道出口(14)顺序排列的圆周方向上，第二调节窗口(b)、第三调节窗口(c)和第一调节窗口(a)顺序排列；且调节阀芯(2)上位于第一调节窗口(a)和第二调节窗口(b)之间并与第三调节窗口(c)相对的区域形成用于封闭控制回路入口(12)和旁通回路入口(13)中任一个的封闭区；/n该调节阀，包括两种工作状态：/n第一工作状态下，第二调节窗口(b)正对旁通回路入口(13)，第三调节窗口(c)正对流道出口(14)，旁通回路入口(13)和流道出口(14)相配合形成的旁通回路实现百分百开度，控制回路入口(12)的开度为0；/n第二工作状态下，第一调节窗口(a)正对控制回路入口(12)，第二调节窗口(b)正对流道出口(14)，控制回路入口(12)和流道出口(14)相配合形成的控制回路实现百分百开度，旁通回路入口(13)的开度为0；/n当调节阀随着调节阀芯的正转，从第一工作状态切换到第二工作状态，旁通回路的开度线性下降，控制回路的开度等百分比上升；当调节阀随着调节阀芯的反转，从第二工作状态切换到第一工作状态，旁通回路的开度线性上升，控制回路的开度等百分比下降。/n...

【技术特征摘要】
1.一种低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀，其特征在于，包括：阀体(1)和调节阀芯(2)；阀体(1)内部设有阀腔，阀体(1)上设有均与阀腔连通的控制回路入口(12)、旁通回路入口(13)和流道出口(14)；调节阀芯(2)转动设置在阀腔内，调节阀芯(2)内部设有内腔，调节阀芯(2)上设有与内腔连通的第一调节窗口(a)、第二调节窗口(b)和第三调节窗口(c)；
沿阀腔圆周方向，控制回路入口(12)和流道出口(14)同轴设置；旁通回路入口(13)的中心点所在的阀腔的半径方向同时垂直于控制回路入口(12)的中心点所在的阀腔的半径方向与流道出口(14)的中心点所在的阀腔的半径方向；
在沿着控制回路入口(12)、旁通回路入口(13)和流道出口(14)顺序排列的圆周方向上，第二调节窗口(b)、第三调节窗口(c)和第一调节窗口(a)顺序排列；且调节阀芯(2)上位于第一调节窗口(a)和第二调节窗口(b)之间并与第三调节窗口(c)相对的区域形成用于封闭控制回路入口(12)和旁通回路入口(13)中任一个的封闭区；
该调节阀，包括两种工作状态：
第一工作状态下，第二调节窗口(b)正对旁通回路入口(13)，第三调节窗口(c)正对流道出口(14)，旁通回路入口(13)和流道出口(14)相配合形成的旁通回路实现百分百开度，控制回路入口(12)的开度为0；
第二工作状态下，第一调节窗口(a)正对控制回路入口(12)，第二调节窗口(b)正对流道出口(14)，控制回路入口(12)和流道出口(14)相配合形成的控制回路实现百分百开度，旁通回路入口(13)的开度为0；
当调节阀随着调节阀芯的正转，从第一工作状态切换到第二工作状态，旁通回路的开度线性下降，控制回路的开度等百分比上升；当调节阀随着调节阀芯的反转，从第二工作状态切换到第一工作状态，旁通回路的开度线性上升，控制回路的开度等百分比下降。


2.如权利要求1所述的低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀，其特征在于，还包括旋塞座(3)；阀腔为由上至下孔径减小的圆台状孔，旋塞座(3)为圆台状环形结构，旋塞座(3)同轴设置在阀腔内，调节阀芯(2)同轴设置在旋塞座(3)内；旋塞座(3)与阀体(1)相对静止，调节阀芯(2)与旋塞座(3)转动连接；旋塞座(3)的围壁上设有三个分别对应控制回路入口(12)、旁通回路入口(13)和流道出口(14)的过渡窗口；旋塞座(3)的内周设有中心线与阀腔轴线共面的竖向密封条(31a)，竖向密封条(31a)与过渡窗口间隔分布；旋塞座(3)的外周还设有与旋塞座(3)轴线共线的环向密封圈(32a)，控制回路入口(12)、旁通回路入口(13)和流道出口(14)以及三个过渡窗口均位于相互平行的两个环向密封圈(32a)之间；竖向密封条(31a)用于密封旋塞座(3)和调节阀芯(2)之间的间隙，环向密封圈(32a)用于密封旋塞座(3)和阀体(1)之间的间隙。


3.如权利要求1所述的低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀，其特征在于，所述调节阀芯(2)的上台面的肩部和调节阀芯(2)的下台面的肩部分别设有与阀体(1)接触的深沟球轴承(4)，深沟球轴承(4)所在的圆圈的中心线与调节阀芯的轴线共线。


4.如权利要求3所述的低扭矩全行程调节的三通旋塞调节阀，其特征在于，还包括上端压板(5)和下端压板(6)，上端压板(5)设置在调节阀芯(2)的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠，章茂森，王剑，程红晖，江海龙，靳淑军，范宜霖，冯玉林，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34