CN110715109A - 自清洁多级降压调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自清洁多级降压调节阀，包括内部中空的阀体，阀体内底面安装套筒，位于套筒外圆周面外部的阀体内设置隔层，隔层与阀体的内壁面之间形成排污腔，隔层上设置排污槽；套筒中部安装阀芯；套筒包括多层间隔叠加的盘片，单个盘片上均开有多个供流体流动的通孔，流体流经各个盘片上的通孔及层间流道产生摩擦实现层层降压；阀杆带动阀芯运动使之与不同的盘片对齐实现降压系数的调节；阀芯上移时最终带动套筒移动，使得盘片间的间隔与排污槽对齐，从而流体经层间流道、排污槽流至排污腔，实现自清洁。本发明实现多级降压的同时，实现了调节阀的自清洁，大大提高了其使用寿命和使用性能。

Description

自清洁多级降压调节阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其是一种自清洁多级降压调节阀。

背景技术

调节阀通常用于管道中，以调节管道中流体的流量。对于调节前后流体压力相差较大的应用场合，通常采用多级降压阀，利用降压阀中套筒的多级结构对流体进行逐步降压。

现有技术中，多级降压阀的套筒主要有两种结构形式，一种为在阀芯外套设若干个同轴套筒的结构，在每个套筒上设置多个孔，叠加多层套筒进行多级减压；另一种为迷宫盘片层叠式结构，在盘片上加工多级径向90度的折弯流道，如图1所示，通过多级弯折的流道提高套筒的阻力系数。现有这两种多级降压阀，由于其套筒上单个通流孔或流道的尺寸较小，且流动在流动过程中迂回、折弯次数多，流通孔或流道存在很大的堵塞风险，且一旦发生堵塞无法自动清除，严重降低阀门的性能，甚至造成阀门失效。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的自清洁多级降压调节阀，从而在有效多级降压的同时实现调节阀堵塞时的自清洁，大大提高了调节阀的使用性能和使用寿命。

本发明所采用的技术方案如下：

一种自清洁多级降压调节阀，包括内部中空的阀体，所述阀体内底面安装有套筒，位于套筒外圆周面外部的阀体内设置有隔层，隔层与阀体的内壁面之间形成排污腔，所述隔层上设置有排污槽；所述套筒中部安装有阀芯；

所述套筒的结构为：包括多层间隔叠加的盘片，单个盘片上均开有多个供流体流动的通孔；

阀芯带动套筒移动，使得盘片或是盘片间的间隔与排污槽对齐。

作为上述技术方案的进一步改进：

单个盘片均为环形结构，多个盘片的内圆构成套筒中部沿轴向的阀芯孔，阀芯位于阀芯孔内并沿其移动；位于套筒顶部的盘片的内圆直径小于阀芯的直径，从而对阀芯的移动轴向限位。

所述阀体沿径向的剖切截面为“品”字形结构，所述套筒位于阀体内底部的中间位置；位于套筒顶部的阀体内部空间形成流通腔，位于套筒圆周面外部的阀体下部的内部空间形成排污腔。

位于多层盘片的最底部安装有底板，所述底板的边缘处与多层盘片的边缘处均开有螺栓孔，螺栓孔内贯穿有螺栓，所述底板和多层盘片依次穿套在螺栓上构成多级降压套筒。

单个盘片的边缘处沿着周向均延伸有凸台，凸台将相邻盘片支撑并间隔开从而形成供流体流动的层间流道。

位于阀体内顶面与套筒上表面之间安装有弹簧，弹簧处于压缩状态并对套筒进行轴向限位。

贯穿阀体的顶部安装有阀杆，所述阀杆一端位于阀体的外部并与外部动力机构连接，阀杆另一端伸入阀体内部并在端头安装有阀芯。

所述阀体底部安装有阀座一，贯穿阀座一与阀体的底部设置有进口；所述阀体侧面安装有阀座二，贯穿阀座二与阀体侧壁设置有出口。

位于排污腔旁边的阀体侧壁上开有排污孔，所述排污孔将排污腔与外界联通。

相邻盘片上的通孔错位布置；所述排污槽与盘片一一对应设置；所述排污槽间的间距与相邻盘片间的间隔一致。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过多层盘片结构的套筒设置，单个盘片上均开有多个流体流动的通孔，流体流动通过各个盘片上的通孔及盘片间的层间流道，与盘片产生摩擦，造成能量损耗，实现调节阀的层层降压；

通过阀杆带动阀芯运动，使得阀芯底面与不同的盘片对齐，从而进口处的流体通过不同数量的盘片间层间通道进入套筒降压，即通过阀芯的运动实现了降压系数的调节，调节方便且精度高；

当阀芯上平面与顶层盘片的底面贴合时，因顶层盘片的内圆直径小于阀芯直径，从而使得阀芯在上移过程中对顶层盘片施加向上的力，使得套筒整体随着阀芯上移，弹簧受压，相邻盘片间的层间通道外缘与隔层上的排污槽对齐，从而流体在流动过程中对流体通道进行冲刷进而将堵塞物带至排污腔，并通过排污孔流出，实现调节阀的自清洁功能，大大减少甚至避免了调节阀的堵塞现象，提高其使用性能和使用寿命。

本发明还包括如下优点：

弹簧处于压缩状态，其压缩弹性力对套筒的轴向作用，使得套筒贴附于阀体的内底面；在自清洁时，套筒在阀芯的作用力下上移，弹簧进一步压缩，自清洁结束之后，套筒在弹簧的作用力下复位至阀体的内底面；

相邻盘片上的通孔错位布置，避免了相邻盘片上的通孔正对，使得流体流动过程中与盘片间产生摩擦的同时，更增大了流体介质的阻力，更助力于有效的降压。

附图说明

图1为现有的迷宫盘片层叠式结构套筒的盘片的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为图2中A部的局部放大图。

图4为本发明套筒与阀芯的安装示意图。

图5为本发明底板的结构示意图。

图6为本发明盘片的结构示意图。

图7为本发明多级降压时的工作示意图。

图8为本发明自清洁时的工作示意图。

其中：1、阀体；2、阀芯；3、套筒；4、隔层；5、排污腔；6、排污槽；7、流通腔；8、弹簧；9、阀杆；10、排污孔；11、阀座一；12、阀座二；13、进口；14、出口；15、动力机构；31、阀芯孔；32、盘片；33、底板；34、螺栓孔；35、通孔；36、凸台；50、折弯流道。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图2和图3所示，本实施例的自清洁多级降压调节阀，包括内部中空的阀体1，阀体1内底面安装有套筒3，位于套筒3外圆周面外部的阀体1内设置有隔层4，隔层4与阀体1的内壁面之间形成排污腔5，隔层4上设置有排污槽6；套筒3中部安装有阀芯2；

套筒3的结构为：包括多层间隔叠加的盘片32，单个盘片32上均开有多个供流体流动的通孔35；

阀芯2带动套筒3移动，使得盘片32或是盘片32间的间隔与排污槽6对齐。

通过多层盘片32结构的套筒3设置，单个盘片32上均开有多个流体流动的通孔35，流体流动通过各个盘片32上的通孔35及盘片32间的层间流道，与盘片32产生摩擦，造成能量损耗，实现调节阀的层层降压；

当套筒3在阀芯2带动下，套筒3上的盘片32与排污槽6对齐时，即盘片32的边缘将排污槽6堵住，流体无法流入排污腔5内，此时调节阀处于多级降压工作状态；

当套筒3在阀芯2带动下，套筒3上盘片32将的层间流道与排污槽6对齐时，即排污槽6与层间流道贯通，流体依次通过层间流道和排污槽6进入排污腔5内，此时调节阀处于自清洁状态。

如图4所示，单个盘片32均为环形结构，多个盘片32的内圆构成套筒3中部沿轴向的阀芯孔31，阀芯2位于阀芯孔31内并沿其移动；位于套筒3顶部的盘片32的内圆直径小于阀芯2的直径，从而对阀芯2的移动轴向限位。

当阀芯2上平面与顶层盘片32的底面贴合时，因顶层盘片32的内圆直径小于阀芯2直径，从而使得阀芯2在上移过程中对顶层盘片32施加向上的力，使得套筒3整体随着阀芯2上移，弹簧8受压，相邻盘片32间的层间通道外缘与隔层4上的排污槽6对齐，从而流体在流动过程中对层间通道进行冲刷进而将堵塞物带至排污腔5，并通过排污孔10流出，实现调节阀的自清洁功能，大大减少甚至避免了调节阀的堵塞现象，提高其使用性能和使用寿命。

阀体1沿径向的剖切截面为“品”字形结构，套筒3位于阀体1内底部的中间位置；位于套筒3顶部的阀体1内部空间形成流通腔7，位于套筒3圆周面外部的阀体1下部的内部空间形成排污腔5。

如图4、图5和图6所示，位于多层盘片32的最底部安装有底板33，底板33的边缘处与多层盘片32的边缘处均开有螺栓孔34，螺栓孔34内贯穿有螺栓，底板33和多层盘片32依次穿套在螺栓上构成多级降压套筒3。

阀芯2采用圆柱体结构，该圆柱体的外圆面与套筒3内部的阀芯孔31动密封配合构成活塞式结构。

单个盘片32的边缘处沿着周向均延伸有凸台36，凸台36将相邻盘片32支撑并间隔开从而形成供流体流动的层间流道。

位于阀体1内顶面与套筒3上表面之间安装有弹簧8，弹簧8处于压缩状态并对套筒3进行轴向限位；弹簧8处于压缩状态，其压缩弹性力对套筒3的轴向作用，使得套筒3贴附于阀体1的内底面；在自清洁时，套筒3在阀芯2的作用力下上移，弹簧8进一步压缩，自清洁结束之后，套筒3在弹簧8的作用力下复位至阀体1的内底面。

贯穿阀体1的顶部安装有阀杆9，阀杆9一端位于阀体1的外部并与外部动力机构15连接，阀杆9另一端伸入阀体1内部并在端头安装有阀芯2。

阀体1底部安装有阀座一11，贯穿阀座一11与阀体1的底部设置有进口13；阀体1侧面安装有阀座二12，贯穿阀座二12与阀体1侧壁设置有出口14。

位于排污腔5旁边的阀体1侧壁上开有排污孔10，排污孔10将排污腔5与外界联通。

相邻盘片32上的通孔35错位布置，避免了相邻盘片32上的通孔35正对，使得流体流动过程中与盘片32间产生摩擦的同时，更增大了流体介质的阻力，更助力于有效的降压；排污槽6与盘片32一一对应设置；排污槽6间的间距与相邻盘片32间的间隔一致。

本发明的工作原理为：

降压阀关闭状态：

在阀杆9的带动下，阀芯2移动至阀体1的最底部，即阀芯2的底部与套筒3的底板33齐平时，流体经进口13无法通过套筒3流至阀体1内，此时，降压阀处于关闭状态。

正常降压工作状态：

如图7所示，在外部动力机构15作用下，阀杆9带动阀芯2运动，使得阀芯2底面与不同的盘片32对齐，图6中阀芯2与下方第三个盘片32对齐；从进口13进的流体由下方三个盘片32之间的层间流道流至套筒3内，依次经上方各个盘片32上的通孔35及层间流道向上流动，因与盘片32间的摩擦产生能量损耗，进而实现降压；

通过阀杆9带动阀芯2运动，使得阀芯2底面与不同的盘片32对齐，从而进口13处的流体通过不同数量的盘片32间层间通道进入套筒3降压，即可通过阀芯2的运动实现了降压系数的调节。

堵塞自清洁状态：

关闭与调节阀出口14连接的管路，打开与排污孔10相连的外部管路；

如图8所示，在外部动力机构15作用下，阀杆9带动阀芯2运动，当阀芯2上平面与顶层盘片32的底面贴合时，因顶层盘片32的内圆直径小于阀芯2直径，从而使得阀芯2在上移过程中对顶层盘片32施加向上的力，使得套筒3整体随着阀芯2上移，弹簧8受压，相邻盘片32间的流体通道外缘与隔层4上的排污槽6对齐，即进口13通过套筒3与排污腔5连通；流体在流动过程中对流体通道进行冲刷，携带堵塞物经层间流道带至排污腔5，并通过排污孔10流出，实现调节阀的自清洁功能。

本发明结构简单巧妙，实现有效多级降压的同时，能够对调压阀自清洁，从而大大提高了调节阀的使用性能和使用寿命。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种自清洁多级降压调节阀，其特征在于：包括内部中空的阀体(1)，所述阀体(1)内底面安装有套筒(3)，位于套筒(3)外圆周面外部的阀体(1)内设置有隔层(4)，隔层(4)与阀体(1)的内壁面之间形成排污腔(5)，所述隔层(4)上设置有排污槽(6)；所述套筒(3)中部安装有阀芯(2)；

所述套筒(3)的结构为：包括多层间隔叠加的盘片(32)，单个盘片(32)上均开有多个供流体流动的通孔(35)；

阀芯(2)带动套筒(3)移动，使得盘片(32)或是盘片(32)间的间隔与排污槽(6)对齐。

2.如权利要求1所述的自清洁多级降压调节阀，其特征在于：单个盘片(32)均为环形结构，多个盘片(32)的内圆构成套筒(3)中部沿轴向的阀芯孔(31)，阀芯(2)位于阀芯孔(31)内并沿其移动；位于套筒(3)顶部的盘片(32)的内圆直径小于阀芯(2)的直径，从而对阀芯(2)的移动轴向限位。

3.如权利要求1所述的自清洁多级降压调节阀，其特征在于：所述阀体(1)沿径向的剖切截面为“品”字形结构，所述套筒(3)位于阀体(1)内底部的中间位置；位于套筒(3)顶部的阀体(1)内部空间形成流通腔(7)，位于套筒(3)圆周面外部的阀体(1)下部的内部空间形成排污腔(5)。

4.如权利要求1所述的自清洁多级降压调节阀，其特征在于：位于多层盘片(32)的最底部安装有底板(33)，所述底板(33)的边缘处与多层盘片(32)的边缘处均开有螺栓孔(34)，螺栓孔(34)内贯穿有螺栓，所述底板(33)和多层盘片(32)依次穿套在螺栓上构成多级降压套筒(3)。

5.如权利要求1或4所述的自清洁多级降压调节阀，其特征在于：单个盘片(32)的边缘处沿着周向均延伸有凸台(36)，凸台(36)将相邻盘片(32)支撑并间隔开从而形成供流体流动的层间流道。

6.如权利要求1所述的自清洁多级降压调节阀，其特征在于：位于阀体(1)内顶面与套筒(3)上表面之间安装有弹簧(8)，弹簧(8)处于压缩状态并对套筒(3)进行轴向限位。

7.如权利要求1所述的自清洁多级降压调节阀，其特征在于：贯穿阀体(1)的顶部安装有阀杆(9)，所述阀杆(9)一端位于阀体(1)的外部并与外部动力机构(15)连接，阀杆(9)另一端伸入阀体(1)内部并在端头安装有阀芯(2)。

8.如权利要求1所述的自清洁多级降压调节阀，其特征在于：所述阀体(1)底部安装有阀座一(11)，贯穿阀座一(11)与阀体(1)的底部设置有进口(13)；所述阀体(1)侧面安装有阀座二(12)，贯穿阀座二(12)与阀体(1)侧壁设置有出口(14)。

9.如权利要求1所述的自清洁多级降压调节阀，其特征在于：位于排污腔(5)旁边的阀体(1)侧壁上开有排污孔(10)，所述排污孔(10)将排污腔(5)与外界联通。

10.如权利要求1所述的自清洁多级降压调节阀，其特征在于：相邻盘片(32)上的通孔(35)错位布置；所述排污槽(6)与盘片(32)一一对应设置；所述排污槽(6)间的间距与相邻盘片(32)间的间隔一致。

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