大口径动态流量平衡阀制造技术

本实用新型专利技术涉及一种控制流量的阀门，尤其是一种可用于大工作压差、大流量的高精度的大口径动态流量平衡阀。本实用新型专利技术主要针对现有技术中对流量控制精度低,大工作压力下能耗高的缺陷,设计了一种高精度控制流量,即使在大工作压力下依然保持流量控制的精确度,而且耗能低的大口径动态流量平衡阀。本实用新型专利技术的技术方案为：一种大口径动态流量平衡阀，包括阀体，阀体内部设置阀芯、滑杆、挡环、套筒和支撑环，所述挡环固定于阀体前部的内壁，挡环中间设有曲面体阀芯，该阀芯尾端连接滑杆，滑杆上环套弹簧，滑杆的另一端伸入套筒内部，并且该端连接一滑块，所述套筒与固定在阀体尾部内壁上的支撑环固接，所述阀体前、后部的壁面上均设有沿圆周排列的若干小孔（11）,且该前、后部的对应小孔之间由导管连通。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种控制流量的阀门，尤其是一种可用于大工作压差、大流量的高精度的大口径动态流量平衡阀。
技术介绍
流体输配管网中普遍存在着的水力失调的现象将会带来如下危害(1)实际流量与设计流量不符，影响管网工作效果，引起末端流量过小或过大，造成冷热不均等现象。(2) 可引起管网设备的损坏，造成故障，严重者会引发事故。过高或过低的流量会对管道和设备产生较大的影响，影响管网寿命，引起管网设备不能正常工作。(3)造成大量的能源浪费。 管网中某些管段或设备超过设计流量，会造成能力的浪费，有些管段流量过小，为满足工作需要，经常采用增加水泵功率的方法，造成能耗的增加。解决水力失调一个最有效的方法就是安装动态流量平衡阀。经过多年的研究，动态流量平衡阀的研发获得了较大的进展，但是基本局限于小口径方面，在大口径上却没有大的突破。目前已有的大口径动态流量平衡阀，只是对小口径阀门做了一个组合，采用在大口径阀内安装多个小口径阀来实现流量平衡。这样的设计带来了流动阻力大、能耗高等问题。同时对于大工作压力的场合，只能更换更高刚度系数的弹簧，使得控制精度大幅降低。 上述问题严重制约了大口径流量平衡阀的应用范围。
技术实现思路
本技术主要针对现有技术中对流量控制精度低，大工作压力下能耗高的缺陷，设计了一种高精度控制流量，即使在大工作压力下依然保持流量控制的精确度，而且耗能低的大口径动态流量平衡阀。本技术的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的一种大口径动态流量平衡阀，包括阀体，阀体内部设置阀芯、滑杆、挡环、套筒和支撑环，所述挡环固定于阀体前部的内壁，挡环中间设有曲面体阀芯，该阀芯尾端连接滑杆， 滑杆上环套弹簧，滑杆的另一端伸入套筒内部，并且该端连接一滑块，所述套筒与固定在阀体尾部内壁上的支撑环固接，所述阀体前、后部的壁面上均设有沿圆周排列的若干小孔 (11)，且该前、后部的对应小孔之间由导管连通。作为优选，所述阀芯曲面体的曲线形状根据平衡流量设计。作为优选，所述套筒与滑块之间形成两个腔体，左腔体和右腔体。作为优选，所述支撑环的支撑杆内沿着杆的方向设有通道，通道一端与所述的右腔体连通，另一端与阀体后部的小孔连通；支撑环的外表面中间设置凹槽，以便于小孔与通道的连接；作为优选，所述套筒的前端设有过流孔，该过流孔与所述的左腔体连通，以保持套筒前端内部与外部相通，防止内部形成真空；套筒前端还设有一内台阶，用于弹簧定位。以上所述小孔、导管和通道将阀体前部的流体压力引入阀门后部的小孔，通过支撑杆通道进入套筒，作用于滑杆滑块。由于阀体前部前压力大于阀体后部压力，通过引压的方式，可以借此抵消阀芯前端受到的部分压力。通过改变套筒的截面积，就可以改变直接作用在弹簧上的力的大小，即使在大工作压力的条件下，也可以通过调整套筒截面积的方法来保持弹簧的刚度系数不变，从而实现在大工作压力条件下流量的高精度控制。综上所述，本技术和现有技术相比具有如下优点本技术结构简单，工作压差范围大，通流能力大，调节精度高且不会随着工作压差的增大而影响流量控制的精确度。本技术的平衡阀的阀芯设计成曲面的绕流体，大幅增加了阀门的通流面积， 平衡阀正常工作时，随着弹簧的伸缩，阀芯与挡环构成不同的通流面积，以此保持流量恒定；为了保证阀门在大工作压力下的高精度控制，本技术设计了一个引压通道，把阀体前部的流体压力引到阀体后部，抵消了阀芯前端受到的部分压力，借此降低所需弹簧的刚度系数，提高阀门的流量控制精度；遇到大工作压力时，只需要更换滑杆和套筒规格，就可以在不改变控制精度的前提下实现大工作压力下的流量控制。本技术在保证动态流量平衡的情况下，带来比较小的流阻，可满足工程需要， 节能效果明显，具有较大的推广使用前景。附图说明图1为本技术的组装图；图2为本技术滑杆和滑块的示意图；图3为本技术套筒的示意图；图4为本技术支撑环的正视图；图5为本技术支撑环的俯视图；图6为本技术支撑环的侧视图；图7为本技术动态流量平衡阀的压力特征曲线示意图。图中1、阀体，2、阀芯，3、挡环，4、滑杆，5、弹簧，6、套筒，7、支撑环，8、支撑杆，9、通道，10、凹槽，11、小孔，12、滑块，13、过流孔，14、左腔体，15、右腔体，16导管，17、斜口，18、内台阶，19、环形体，20、突起。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。实施例1 如图1所示，大口径动态流量平衡阀，它包括圆柱形阀体1，阀体1前部的内壁上螺纹连接挡环3，挡环3朝着阀体后腔的一侧设有斜口 17，挡环3中间设置曲面体阀芯2，该阀芯2尾端与水平设置的滑杆4螺纹连接。所述滑杆4上环套高精度不锈钢弹簧5，滑杆4的另一端伸入套筒6内部，并且该端与套桶6内的滑块12相连接，套筒与滑块之间形成两个腔体，左腔体14和右腔体15 ；如图2所示，套筒的前端设有过流孔13，它与套筒6内的左腔体14连通，套筒前端还设有一内台阶18，用于弹簧5定位；所述套筒6与阀体1尾部内壁上的支撑环7螺纹连接，该支撑环 7与阀体1内壁也是通过螺纹连接。图1中，阀体1的前部和后部的壁面上分别沿圆周排列设置三个小孔11，这两组对应小孔11之间通过导管16连通；图3中，支撑环7包括环形体19和三个支撑杆8，每个支撑杆8内都设置通道9，它与套桶6内的右腔体15和阀体后部的小孔11连通；环形体的外侧表面中间设置凹槽10，便于通道9与阀体后部的对应小孔11连通；支撑环7中心轴处有一段突起20，是为了支撑环7和套筒6的连接更牢固。上述小孔11、通道9、导管16共同形成了能够把阀体前部的流体压力引向阀体后部的引压通道。高精度弹簧5在初始安装时有一定的预紧力，使滑杆滑块12处于套筒6最左边； 当左边有来流时，阀芯2向右带动滑杆4压缩弹簧5，直到受力平衡。阀芯2是本阀门关键的部件，正确设计的阀芯曲线，使得压差与阀芯2移动的距离成线性关系，才能利用线性弹簧5进行调节。滑杆4和套筒6是本技术在大工作压力时唯一需要进行更换的部件，它们都是通过螺纹与其他部件连接，可以很方便的进行拆卸。图4中，在不同压差下，阀芯2会在压力和弹簧5弹力的共同作用下运动，其中 ΔPl和ΔΡ2是本阀门工作的最小和最大压差1.当Δ Pl时，在弹簧5预紧力作用下阀芯2静止，平衡阀具有最大通流面积，流量随压差增大而增大；2.当Δ Pl < Δ P < Δ Ρ2时，即压差在控制工作压差范围内，在前后压差Δ P的作用下弹簧5伸缩带动阀芯2移动，改变液流通流面积，维持流量恒定；3.当ΔΡ彡ΔΡ2时，压差变化与通流面积的变化不呈现特定的关系。以下提供了阀芯曲面设计的步骤1)、在设定的平衡流量条件下，根据同心圆环缝隙流动理论，给出初始的阀芯设计曲线，再给出一个初始的同流面积，运用CFD数值模拟或者实验台测试，得出阀门两端的压差。2)、在流量不变的条件下，把阀芯沿着流动方向偏移一个小位移，此时再运用上述方法得出此时阀门两端的压差。3)、比较上述两个压差，修改步骤2中的阀芯形状，使得步骤2中获得的压力与步骤1中的压差相等。4)、持续2和3这两个步骤，使阀芯在工作范围内都保持相通的压差，从而确定出一个完整的阀芯形状曲面。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本技术精本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种大口径动态流量平衡阀，包括阀体（１），阀体内部设置阀芯（２）、滑杆（４）、挡环（３）、套筒（６）和支撑环（７），其特征在于，所述挡环固定于阀体前部的内壁，挡环中间设有曲面体阀芯，该阀芯尾端连接滑杆，滑杆上环套弹簧（５），滑杆的另一端伸入套筒内部，并且该端连接一滑块（１２），所述套筒与固定在阀体尾部内壁上的支撑环固接，所述阀体前、后部的壁面上均设有沿圆周排列的若干小孔（１１），且该前、后部的对应小孔之间由导管连通。

【技术特征摘要】
1、一种大口径动态流量平衡阀，包括阀体(1)，阀体内部设置阀芯(2)、滑杆(4)、挡环 (3)、套筒(6)和支撑环(7)，其特征在于，所述挡环固定于阀体前部的内壁，挡环中间设有曲面体阀芯，该阀芯尾端连接滑杆，滑杆上环套弹簧(5)，滑杆的另一端伸入套筒内部，并且该端连接一滑块(12)，所述套筒与固定在阀体尾部内壁上的支撑环固接，所述阀体前、后部的壁面上均设有沿圆周排列的若干小孔(11)，且该前、后部的对应小孔之间由导管连通。2、根据权利要求1所述的大口径动态流量平衡阀，其特征在于，所述套筒与滑块之间形成两个腔体，左腔体(14)和右腔体(15)。3、根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻剑锋，沈新荣，汤中彩，刘凯凯，王杨，朱莹，章威军，
申请(专利权)人：杭州哲达科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86