控制阀及其流通能力调整机构制造技术

本发明专利技术公开了一种流通能力调整机构，其包括：L型连接块，其弯折处设有偏心轮，偏心轮设有条形通孔；矩形轴，其穿设在条形通孔中，矩形轴两端向外延伸有转轴部，矩形轴与偏心轮能够沿条形通孔的长边方向相对移动，从而改变偏心轮的偏心距e；滑杆，其与L型连接块的第一臂的端部相连接；以及从动顶杆，其下端面与偏心轮相切并相抵接，其中，滑杆沿横向平移驱动L型连接块围绕转轴部转动，偏心轮带动从动顶杆沿纵向上下移动。本发明专利技术还公开了一种控制阀。本发明专利技术可以通过调整偏心轮的偏心距的方式更改阀门的流通能力，以适应不同的工艺条件；滑杆的长行程和低作用力被转化为阀芯在微小行程下的高作用力，从而实现对微小流量的平稳控制。从而实现对微小流量的平稳控制。从而实现对微小流量的平稳控制。

【技术实现步骤摘要】
控制阀及其流通能力调整机构


[0001]本专利技术涉及流量控制器件
，特别涉及一种控制阀及其流通能力调整机构。

技术介绍

[0002]很多小型、微型实验装置需要在高压条件下操作，如加氢、费托合成、煤液化、高压聚合等装置，其操作压力通常在10～20MPa，有些装置甚至在超过100MPa的超高压条件下运行。这些高压实验装置的处理量非常小，例如催化剂装填量为100ml的加氢实验装置，其液相处理量通常在100mL/h左右。在高压差小流量的苛刻工况下将过程产物连续平稳地排放出来一直是一个难于解决的问题。
[0003]目前，市场上有一些能够应用于高压差小流量的控制阀，但是，这些控制阀大都价格昂贵。例如，美国联合油公司的全循环中型加氢实验装置、美国优尼科（Unocal）公司中型、小型加氢实验装置，均采用Badger Meter的研究控制阀以及Masoneilan的ANNIN阀和VariPak阀。
[0004]Badger Meter的研究控制阀的阀芯采用极其细小的微锥形阀针和圆柱孔阀座，有些阀座圆柱孔的直径小于0.5mm，对于如此精密的阀芯，极细微的磨蚀就会影响其严密性和控制性能，因此，耐用性较差、阀芯更换频繁；调整阀门流通能力需要更换不同的阀芯，属于流通能力固定的调节阀；另外，精细的阀芯加工非常困难，配件成本、维护费用较高。
[0005]Masoneilan的ANNIN阀和VariPak阀采用了相对较大的阀芯尺寸，并通过一个杠杆机构将执行器的长行程转化成阀芯的小行程，通过调整杠杆机构阻力臂长度的方式改变流通性能。这种形式提高了阀芯的耐用性，但流通能力在线调整不便，需要拆解紧固相应部件、重新设置阀芯关闭位置、隔离阀门暂停过程控制等过程；使用过程中经常出现阀座卡住阀芯造成的阀芯拉断或机构锁定的情况。由于结构特殊，这两种阀门需要采用特制的执行器和阀门定位器，配置的灵活性受到限制；另外其价格更加昂贵。
[0006]采用微小行程和大尺寸阀芯对高压差苛刻条件下的微小流量进行控制是较好的解决方案。由于行程微小，使得阀针与阀座之间的流通间隙非常微小，流体在狭窄的环形通道内流动时，形成了由边界层主导的流动区域；其流动阻力由流体与壁面之间的剪切力控制，对于相同的流通面积，通道的当量直径越大，流体中心离壁面的距离越大，剪切力消弱得越多；当量直径越小，流体中心离壁面的距离越小，剪切力消弱得越少，剪切力对流体的控制能力越强，流动越平稳，因此，扩大阀芯尺寸减小流通间隙有助于提高控制的稳定性。
[0007]由边界层主导的流动区域更加符合Hagen-Poisseuille方程的假设。对于上下游压差固定、行程微小的阀门，其流通通道的长度基本不变，其流速取决于流通通道当量直径的平方；对于尺寸较大、锥度明显的阀芯，即使极其微小的行程变化也会产生较大的流量变化。因此，如何将行程的所需细微变化或作用力的细微变化准确地转化为执行器可以识别的明显位移是解决问题的关键。
[0008]另外搭建一个开放、灵活的控制阀整体结构，使控制阀具有灵活配置的通用性以
及易于维护调整的实用性也是需要解决的重要问题。
[0009]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的之一在于，提供一种控制阀及其流通能力调整机构，从而改善现有技术中高压条件下微小流量阀门的调节控制。
[0011]本专利技术的另一目的在于，提供一种控制阀及其流通能力调整机构，从而改善现有微小流量阀门的控制精度。
[0012]本专利技术的另一目的在于，提供一种控制阀及其流通能力调整机构，从而改善现有微小流量阀门适用范围小的问题。
[0013]为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种流通能力调整机构，其包括：L型连接块，其弯折处设有偏心轮，偏心轮设有条形通孔；矩形轴，其穿设在条形通孔中，矩形轴两端向外延伸有转轴部，矩形轴与偏心轮能够沿条形通孔的长边方向相对移动，从而改变偏心轮的偏心距e；滑杆，其与L型连接块的第一臂的端部相连接；以及从动顶杆，其下端面与偏心轮相切并相抵接，其中，滑杆沿横向平移驱动L型连接块围绕转轴部转动，偏心轮带动从动顶杆沿纵向上下移动。
[0014]进一步，上述技术方案中，流通能力调整机构还包括主架，主架包括：轴孔，其与滑杆相垂直，矩形轴的转轴部可转动地穿设在轴孔中；以及第一限位部，其限制滑杆沿横向平移的初始位置，当滑杆与第一限位部相抵接时，条形通孔的长边处于横向。
[0015]进一步，上述技术方案中，主架还包括：第二限位部，其限制滑杆沿横向平移的最大位置。
[0016]进一步，上述技术方案中，流通能力调整机构还包括锁紧复位组件，锁紧复位组件包括：联动杆，其与从动顶杆平行设置；横梁，其将联动杆的顶端与从动顶杆相连接；以及复位弹簧，其套设在联动杆外，复位弹簧的上端与主架固定连接，下端固定连接在联动杆上，复位弹簧处于压缩状态。
[0017]进一步，上述技术方案中，偏心轮设有调整螺杆，调整螺杆驱动偏心轮沿条形通孔的长边方向移动，以调整偏心轮的偏心距e。
[0018]进一步，上述技术方案中，调整螺杆的外端设有限位轴杆，限位轴杆可旋转地卡接在主架上，限位轴杆的外端连接调整手轮，调整手轮带动限位轴杆和调整螺杆旋转，从而驱动偏心轮移动。
[0019]进一步，上述技术方案中，当矩形轴与条形通孔离弯折处较近的一端相抵接时，偏心轮的偏心距为零，当矩形轴与条形通孔离弯折处较远的一端相抵接时，偏心轮的偏心距为最大值e
max
。
[0020]进一步，上述技术方案中，当L型连接块围绕转轴部转动角度为α时，从动顶杆的纵向位移为e
×
sinα。
[0021]进一步，上述技术方案中，条形通孔的长边沿L型连接块的第二臂方向延伸。
[0022]进一步，上述技术方案中，第一臂的端部设有长条孔，滑杆设有销轴，销轴能够在长条孔中沿长度方向滑动。
[0023]进一步，上述技术方案中，从动顶杆的底端设有平台部。
[0024]根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种控制阀，其包括：如上述技术方案中任意一项的流通能力调整机构；阀门，其阀芯与流通能力调整机构的从动顶杆相连接；以及执行器，其与流通能力调整机构的滑杆相连接；其中，执行器驱动滑杆沿横向平移，带动从动顶杆驱动阀门的阀芯纵向移动以调整阀门的开度。
[0025]进一步，上述技术方案中，阀门为高压阀门，阀芯包括圆锥形阀针。
[0026]进一步，上述技术方案中，执行器为活塞式执行器或隔膜式执行器。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1. 本专利技术的控制阀及其流通能力调整机构可以通过调整偏心轮的偏心距的方式实现阀门的流通能力调节，以适应不同的工艺条件，调节和控制更加方便。
[0028]2. 滑杆传递的长行程和低作用力被转化为阀芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流通能力调整机构，其特征在于，包括：L型连接块，其弯折处设有偏心轮，所述偏心轮设有条形通孔；矩形轴，其穿设在所述条形通孔中，所述矩形轴两端向外延伸有转轴部，所述矩形轴与所述偏心轮能够沿所述条形通孔的长边方向相对移动，从而改变所述偏心轮的偏心距e；滑杆，其与所述L型连接块的第一臂的端部相连接；以及从动顶杆，其下端面与所述偏心轮相切并相抵接，其中，所述滑杆沿横向平移驱动L型连接块围绕所述转轴部转动，所述偏心轮带动所述从动顶杆沿纵向上下移动。2. 根据权利要求1所述的流通能力调整机构，其特征在于，还包括主架，所述主架包括：轴孔，其与所述滑杆相垂直，所述矩形轴的转轴部可转动地穿设在所述轴孔中；以及第一限位部，其限制所述滑杆沿横向平移的初始位置，当所述滑杆与所述第一限位部相抵接时，所述条形通孔的长边处于横向。3.根据权利要求2所述的流通能力调整机构，其特征在于，所述主架还包括：第二限位部，其限制所述滑杆沿横向平移的最大位置。4.根据权利要求2所述的流通能力调整机构，其特征在于，还包括锁紧复位组件，所述锁紧复位组件包括：联动杆，其与所述从动顶杆平行设置；横梁，其将所述联动杆的顶端与所述从动顶杆相连接；以及复位弹簧，其套设在所述联动杆外，所述复位弹簧的上端与所述主架固定连接，下端固定连接在所述联动杆上，所述复位弹簧处于压缩状态。5.根据权利要求2所述的流通能力调整机构，其特征在于，所述偏心轮设有调整螺杆，所述调整螺杆驱动所述偏心轮沿所述条形通孔的长边方向移动，以调整所述偏心轮的偏心距e。6.根据权利要求5所述的流通能力调整机构，其特征在于，所述调整螺杆的外端设有限位轴杆，所述限位轴杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王群，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：