轴流式流量控制阀制造技术

一种轴流式流量控制阀，包括：阀体、阀芯、阀座和驱动装置；阀芯固设于阀体内，与阀体之间形成环形流体通道，阀座为管状，密封连接于阀体的内壁，阀体、阀芯和阀座同轴设置，驱动装置用于驱动阀座沿阀体的轴向运动以便与阀芯相接或分离，从而使流量控制阀关闭或打开。本发明专利技术的轴流式流量控制阀通过驱动装置驱动阀座运动，使阀座与阀芯相接或分离，从而使流量控制阀关闭或打开。避免了现有技术中驱动装置驱动阀芯运动所造成的节流件的整体形线不稳定、产生流动分离、增加流阻等问题。

【技术实现步骤摘要】
轴流式流量控制阀
本专利技术涉及流量控制领域，具体涉及一种轴流式流量控制阀。
技术介绍
控制阀(亦称调节阀)是控制回路的终端执行元件，在流程工业过程控制中的作用十分重要，同时也是长期以来的技术薄弱之处。以MMOKVELD公司为代表开发的轴流式控制阀解决了传统的角形阀、蝶形阀、球形阀、套筒式阀门存在的维持性能差、可靠性差、耐用性差等问题。轴流式控制阀与常规直行程控制阀不同，它改变了常规直行程控制阀的整体流通结构，改变了常规直行程控制阀节流件与介质流向不一致的现象，使介质的能量损失较少，流通能力比常规直行程调节阀增大20％～50％，具有流阻系数低，坚固耐用、低维护、高性能等特点，广泛应用于天然气、原油、成品油及其它非腐蚀性气体和液体的调节控制。国内外相关专业技术人员及厂商纷纷推出了各种轴流式控制阀，例如US4638832、US2011/0017306A1、WO2019/20153A2、CN210770459U等。现有的轴流式流量控制阀普遍存在着以下问题：1、阀芯的结构形式破坏了节流件的整流效果。阀芯常常被安置在节流件的内部，连接着气压、液压或机械齿轮齿条组成的驱动装置，在阀体的入口处或出口处沿着流通管道轴线方向做前后位移，通过调节与设置于出入口处的阀座之间的相对位置来调节介质流量。阀芯位置的不确定造成节流件的整体形线不稳定，以及阀芯与节流件之间过渡衔接的不平顺，造成了流动分离的产生，从而增加了流阻等负面影响。2、阀芯的驱动机构常常被安置在节流件中，这就造成了节流件外形往往显得十分庞大笨重，流体力学性能受到负面影响。同时，为了与阀体外部的执行器连接，必须在节流件与管壁之间设置足够粗大的连接通道，这又进一步增加了流阻，影响了管道内介质的流动状态。3、阀体内的节流件外形的流体力学结构没有得到充分优化，导流减阻效果不理想。4、在节流件的后部、阀芯的外围设置与阀芯同轴的“阀笼”，即在节流件的后部壁面上开若干导流孔或导流槽，管内介质流过节流件后从未被阀芯遮蔽的导流孔或槽中流出。通过控制阀芯对阀笼的遮蔽程度来控制管道内介质流量。采用阀笼的设计可以在一定程度上减小噪声与振动，但同时会加大流阻，增大管道内的压力损失。因此，期待开发一种新型的轴流式流量控制阀，以至少部分地克服上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种轴流式流量控制阀，以优化控制阀内的介质流动状态，降低流阻。本专利技术提供一种轴流式流量控制阀，包括：阀体、阀芯、阀座和驱动装置；所述阀体为管状，所述阀芯包括依次连接的头部、中部和尾部，所述阀芯固设于所述阀体内，与所述阀体之间形成环形流体通道；所述阀座为管状，密封连接于所述阀体的内壁，所述阀体、所述阀芯和所述阀座同轴设置；所述驱动装置设于所述阀体的外部，用于驱动所述阀座沿所述阀体的轴向运动以便与所述阀芯相接或分离，从而使所述流量控制阀关闭或打开。优选地，所述阀芯包括依次连接的头部、中部和尾部；所述阀芯为纺锤状或水滴状，所述头部的轴向剖面为圆弧形或抛物线形，所述中部为圆柱体；或者，所述头部的轴向剖面为圆弧形或抛物线形，所述中部为圆柱体，所述尾部与所述头部的形状相同。优选地，所述阀芯包括依次连接的头部、中部和尾部，所述头部和所述尾部为圆锥体，所述中部为圆柱体，且所述头部的锥角大于或等于所述尾部的锥角。优选地，所述阀座靠近所述阀芯的一端，所述阀座的内壁为光滑曲面；当所述阀座与所述阀芯相接时，所述阀座的内壁与所述阀芯的外表面相切。优选地，所述阀座的两端的外周分别设有环形的密封圈，以便与所述阀体的内壁密封连接。优选地，所述驱动装置设于所述阀体的外部；所述阀座的外周设有齿条，所述驱动装置包括执行器和齿轮，所述执行器用于驱动所述齿轮，所述齿轮与所述齿条传动连接。优选地，所述阀座的外周设有螺纹，所述驱动装置包括执行器和蜗杆，所述执行器用于驱动所述螺杆，所述蜗杆与所述螺纹传动连接。优选地，所述驱动装置设于所述阀体的外部；所述驱动装置包括执行器和气缸或油压缸，所述执行器用于驱动所述气缸或油压缸的活塞，所述气缸或油压缸的活塞杆与所述阀座的外周连接。优选地，所述轴流式流量控制阀还包括多个支撑片，所述多个支撑片沿所述阀芯的周向均布，所述支撑片的一端连接于所述阀芯的外周，另一端连接于所述阀体的内壁。优选地，所述阀体的侧壁上设有高压取压孔和低压取压孔，所述高压取压孔靠近所述阀芯朝向流体入口的一端，所述低压取压孔靠近所述阀芯的中部；所述流量控制阀还包括差压式流量计，所述差压式流量计的高压入口端和低压入口段分别与所述高压取压孔和低压取压孔连接，以测量流量；所述驱动装置与所述差压式流量计连接，根据所述差压式流量计测量的流量驱动所述阀座沿所述阀体的轴向运动，由此实现闭环控制。本专利技术的有益效果在于：1、轴流式流量控制阀的阀芯固定不动，阀座与驱动装置连接，在驱动装置的作用下沿阀体轴向运动与阀芯相接或分离，从而使流量控制阀关闭或打开，避免了现有技术中驱动装置驱动阀芯运动所造成的节流件的整体形线不稳定、产生流动分离、增加流阻等问题。2、驱动装置设于阀体外部，不会对管道内介质的流动状态产生不利的干扰，同时也便于日常的保养及维护。3、阀芯的外形经过优化，能够最大程度地减小流阻，保证整流效果。介质流过阀芯时，几乎没有流动分离发生，从而能够减少噪音、振动等不利影响。当管道内介质为液体时，能够降低出现闪蒸、空化及气蚀的可能性。阀座的形状经过优化，能够最大程度地减小流阻，避免对整体流场的破坏。4、阀芯和阀座的双节流件设计，为直接利用控制阀本身进行准确的流量计量提供了巨大的便利。阀芯或阀座都没有采用现有技术中的阀笼或类似的设计，不会破坏阀体内轴向流道的线形，从而避免了对整体流场的破坏。5、支撑片将阀芯稳固地固定于阀体的轴线上，除此以外，再无任何附加部件安装于阀芯上，可以避免对阀芯的整流效果产生不利影响。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。图1显示根据本专利技术的第一示例性实施例的轴流式流量控制阀的结构示意图；图2显示根据本专利技术的第一示例性实施例的轴流式流量控制阀的流量特性示意图；图3显示根据本专利技术的第二示例性实施例的轴流式流量控制阀的结构示意图；图4显示根据本专利技术的第三示例性实施例的轴流式流量控制阀的结构示意图；图5显示根据本专利技术的第四示例性实施例的轴流式流量控制阀的结构示意图；图6显示根据本专利技术的第五示例性实施例的轴流式流量控制阀的结构示意图；图7显示根据本专利技术的第六示例性实施例的轴流式流量控制阀的结构示意图；图8显示根据本专利技术的第七示例性实施例的轴流式流量控制阀的结构示意图。附图标记说明：1阀体，2阀芯，3支撑片，4阀座，5密封圈，6a主动齿轮，6b随动齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴流式流量控制阀，其特征在于，包括：阀体、阀芯、阀座和驱动装置；所述阀体为管状，所述阀芯固设于所述阀体内，包括依次连接的头部、中部和尾部，所述阀芯与所述阀体之间形成环形流体通道；所述阀座为管状，密封连接于所述阀体的内壁，所述阀体、所述阀芯和所述阀座同轴设置；所述驱动装置设于所述阀体的外部，用于驱动所述阀座沿所述阀体的轴向运动以便与所述阀芯相接或分离，从而使所述流量控制阀关闭或打开。/n

【技术特征摘要】
1.一种轴流式流量控制阀，其特征在于，包括：阀体、阀芯、阀座和驱动装置；所述阀体为管状，所述阀芯固设于所述阀体内，包括依次连接的头部、中部和尾部，所述阀芯与所述阀体之间形成环形流体通道；所述阀座为管状，密封连接于所述阀体的内壁，所述阀体、所述阀芯和所述阀座同轴设置；所述驱动装置设于所述阀体的外部，用于驱动所述阀座沿所述阀体的轴向运动以便与所述阀芯相接或分离，从而使所述流量控制阀关闭或打开。


2.根据权利要求1所述的轴流式流量控制阀，其特征在于，所述阀芯为纺锤状或水滴状，所述头部的轴向剖面为圆弧形或抛物线形，所述中部为圆柱体；或者，所述头部的轴向剖面为圆弧形或抛物线形，所述中部为圆柱体，所述尾部与所述头部的形状相同。


3.根据权利要求1所述的轴流式流量控制阀，其特征在于，所述头部和所述尾部为圆锥体，所述中部为圆柱体，且所述头部的锥角大于或等于所述尾部的锥角。


4.根据权利要求1所述的轴流式流量控制阀，其特征在于，所述阀座靠近所述阀芯的一端，所述阀座的内壁为光滑曲面；
当所述阀座与所述阀芯相接时，所述阀座的内壁与所述阀芯的外表面相切。


5.根据权利要求1所述的轴流式流量控制阀，其特征在于，所述阀座的两端的外周分别设有环形的密封圈，以便与所述阀体的内壁密封连接。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：明笛，
申请(专利权)人：南京亿准纳自动化控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32