CN101929574B - 一种动态平衡电动压差调节阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种动态平衡电动压差调节阀，属于阀门技术领域。它解决了现有的动态平衡电动压差调节阀结构复杂的问题。本动态平衡电动压差调节阀，包括阀杆、阀芯、内部为空腔的阀体和固连在阀体上的电动执行器，阀体上具有与其内腔相通的进口端和出口端，阀芯位于阀体内，阀杆的内端位于阀体内且与阀芯相连，阀杆的外端伸出阀体与电动执行器相连且电动执行器能驱动阀杆上下移动，阀体内还设有隔膜，隔膜将阀体分隔为上下相邻的两个腔体：控制腔、通水腔，阀体上具有将阀体进水端与控制腔相连通的导流孔，隔膜上具有当进口端压力增大能减小阀门开启程度，当进口端压力减小能增大阀门开启程度的调节机构。本发明具有结构简单、装配方便等优点。
Description
技术领域
本发明属于阀门技术领域，涉及一种电动压差调节阀，特别是一种动态平衡电动压差调节阀。
背景技术
电动压差调节阀是动态平衡与电动调节一体化的产品，主要适用于暖通空调***末端空调设备，如空调箱、新风机组、空气处理机等的温度控制，通过配置智能模块控制装置，可方便地对各环路的流量、温度进行自动控制，实现合理利用能量，节能降耗，智能化管理。应用此阀使末端设备只受标准控制信号的影响，而不受***压力波动的影响，使***调节更稳定、更节能，特别适用于***负荷变化较大的变流量***中。
电动压差调节阀具有压差的调节功能，调节功能是指阀门能根据目标区域温度控制信号的变化自动的调节阀门的开度，从而改变水流量，最终使目标区域的实际温度与设定温度一致。
目前市场上出现的此类阀门如专利(CN201265680Y)所公开的一种动态平衡电动压差调节阀，包括一个电动调节阀及其两端的导流管，在电动调节阀始端的导流管上装设有差压控制器，差压控制器包括阀体、阀塞、弹簧、膜片、膜腔和导压管。该装置当流入的液体的压力变化时，差压控制器的阀塞自动上下移动，调节导流孔的流水量，达到电动调节阀两端的差压不变。
但该装置也存在着缺陷，首先该装置的压差的调节依靠电动调节阀和差压控制器，这两个部件各自独立，集成度很低，不仅使得整体的结构更加复杂，而且提高了装配的难度，同时该装置的整体的体积也比较大。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种结构简单、装配方便的动态平衡电动压差调节阀。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种动态平衡电动压差调节阀，包括阀杆、阀芯、内部为空腔的阀体和固连在阀体上的电动执行器，阀体上具有与其内腔相通的进口端和出口端，阀芯位于阀体内，阀杆的内端位于阀体内且与阀芯相连，阀杆的外端伸出阀体与电动执行器相连且电动执行器能驱动阀杆上下移动，其特征在于，所述的阀体内还设有隔膜，隔膜将阀体分隔为上下相邻的两个腔体：控制腔、通水腔，所述阀体上具有将阀体进水端与控制腔相连通的导流孔，所述的隔膜上具有当进口端压力增大能减小阀门开启程度，当进口端压力减小能增大阀门开启程度的调节机构。
电动执行器通过阀杆驱动阀芯上下移动，待阀芯移动后通过本阀门使得用户得到一个恒定的流量。当然，这个过程中水能由阀芯和阀体之间的间隙通过。
水流从阀体的进口端进入到通水腔中，其中一部分水流同时通过导流孔进入控制腔。
当进口端的压力变大时，控制腔内的水压大于通水腔内的水压，控制腔与通水腔内形成的压差使隔膜上的调节机构减小阀门开启程度，使得该阀阀芯两端的压差平衡；当进口端的压力变小时，控制腔与通水腔内形成的压差使隔膜上的调节机构增大阀门开启程度，使得该阀阀芯两端的压差平衡。
也就说本动态平衡电动压差调节阀不受进口端的压力变化的影响。本动态平衡电动压差调节阀将电动执行器和隔膜上的调节机构集成在一个阀体上，不但简化了结构，省略了各自的外壳，同时在阀门的装配过程中能够集中装配，提高装配的效率。
在上述的一种动态平衡电动压差调节阀中，所述的调节机构为复位弹簧和固连在隔膜上的调节活塞，复位弹簧位于调节活塞与阀体之间且在复位弹簧的弹力作用下调节活塞具有下移使出口端开启程度变大的趋势。控制腔内的水压对调节活塞有向上的作用力，通水腔内的水压对调节活塞有向下的作用，活塞的自重对其有向下的作用力，复位弹簧对其有向下的作用力，在动态平衡后，调节活塞上的两个方向的作用力保持平衡，但当其中的控制腔内的水压变大后，活塞会向上移动减小出口端的开启程度，当其中的控制腔内的水压变小后，活塞会向下移动增大出口端的开启程度。
在上述的一种动态平衡电动压差调节阀中，所述的调节压活塞与隔膜之间设有活塞杆，活塞杆的一端与调节活塞固连，活塞杆的另一端与隔膜固连。隔膜质地比较软，能够随着控制腔内的水压上下变形带动活塞杆上下同步移动，活塞杆带动调节活塞同步移动。
在上述的一种动态平衡电动压差调节阀中，所述的调节机构还包括一个固连在阀体内且其侧部具有出口的导向筒，上述阀芯能抵靠在导向筒上端形成密封，上述的调节活塞位于导向筒内且与导向筒侧部密封接触。导向筒和调节活塞上端之间的空腔即为通水腔，采用导向筒后，阀门的工艺性更好，只要使导向筒的精度和材料达到标准即可，对阀体的工艺可以放宽要求。
在上述的一种动态平衡电动压差调节阀中，所述的导向筒上的出口为2-4个。出口周向均布置导向筒侧部。
在上述的一种动态平衡电动压差调节阀中，所述的导向筒下端内侧具有导向部，上述活塞杆穿设与导向部处。导向部使活塞杆只能沿其做上下移动，限制活塞杆的径向移动。
在上述的一种动态平衡电动压差调节阀中，所述的活塞杆上具有凸出其侧部的限位件，且当活塞杆移动限位件能与导向部接触。活塞杆不能无限制的上下移动，不然隔膜的变形量过大就会破裂，当限位件和导向部接触后，活塞杆就不能继续向上移动了。
在上述的一种动态平衡电动压差调节阀中，所述的阀杆与阀体之间设有能将两者连接处密封的密封结构。
在上述的一种动态平衡电动压差调节阀中，所述的密封结构包括端盖和石墨密封圈，端盖螺纹连接于阀体上，上述的阀杆穿过阀盖，所述的石墨密封圈套在阀杆上且被压在端盖与阀体之间。端盖固定石墨密封套，石墨密封套将阀杆和阀体之间的间隙密封，但同时石墨具有自润滑性，石墨密封套和阀杆之间的滑动性良好。
在上述的一种动态平衡电动压差调节阀中，所述的密封结构还包括一个顶压弹簧，顶压弹簧的两端分别作用在石墨密封圈和阀体。石墨密封套使用时间长了会磨损，但石墨一般情况下具有微量的变形能力，在石墨密封套和阀体之间设置顶压弹簧后，能够使石墨密封套通过自身的变形来补偿磨损量。
与现有技术相比，本动态平衡电动压差调节阀将电动执行器和隔膜上的调节机构集成在一个阀体内，不但简化了结构，省略了各自的外壳，同时在阀门的装配过程中能够集中装配，提高装配的效率；采用隔膜将阀体内的空腔分成两个腔体，结构简单实用；在阀体内设置导向筒，提高了阀门的工艺性，降低了加工的成本；在阀体和阀杆之间设置石墨密封套，石墨密封套具有密封和润滑的双重功效，节省了额外的润滑结构。
附图说明
图1是本动态平衡电动压差调节阀的结构剖视示意图。
图2是图1中的A部放大图。
图3是本是本动态平衡电动压差调节阀的中调节活塞的结构示意图。
图4是本是本动态平衡电动压差调节阀的中导向筒的结构示意图。
图中，1、阀体；1a、控制腔；1b、通水腔；1c、导流孔；1d、进口端；1e、出口端；2、阀盖；3、隔膜；4、塑料压板；5、螺母一；6、活塞杆；7、铁压板；8、内六角螺钉；9、弹性垫片；10、铁垫片；11、复位弹簧；12、限位件；13、弹性挡圈；14、导向筒14a、导向部14b、出口；15、调节活塞16、阀芯；17、阀杆；18、底座；19、顶压弹簧；20、垫片一；21、垫片二；22、石墨密封套；23、端盖；24、螺母二；25、调节套；26、电动执行器。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本动态平衡电动压差调节阀，包括阀杆17、阀芯16、内部为空腔的阀体1和固连在阀体1上的电动执行器26，阀体1的下方固连有阀盖2，阀盖2和阀体1之间通过内六角螺钉8相连，内六角螺钉8和阀盖2之间依次套设有铁垫片10和弹性垫片9。阀体1上具有与其内腔相通的进口端1d和出口端1e，阀芯16位于阀体1内，阀杆17的内端位于阀体1内且与阀芯16相连，阀杆17的外端伸出阀体1与电动执行器26相连且电动执行器26能驱动阀杆17上下移动。阀体1内还设有隔膜3，隔膜3将阀体1分隔为上下相邻的两个腔体：控制腔1a、通水腔1b，阀体1上具有将阀体1进水端与控制腔1a相连通的导流孔1c，隔膜3上具有当进口端1d压力增大能减小阀体1出口端1e开启程度，当进口端1d压力减小能增大阀体1出口端1e开启程度的调节机构。
具体来讲，调节机构为复位弹簧11和设在隔膜3上方的调节活塞15，调节压活塞与隔膜3之间设有活塞杆6，活塞杆6的一端与调节活塞15固连，活塞杆6的另一端穿过隔膜3，活塞杆6的该端位于隔膜3下方的位置依次套设有塑料压板4和螺母一5，螺母将塑料压板4固定在活塞杆6上。阀体1内固连有一个侧部具有出口14的导向筒14，阀芯16能抵靠在导向筒14上端形成密封，调节活塞15位于导向筒14内且与导向筒14侧部密封接触。导向筒14和调节活塞15上端之间的空腔即为通水腔1b，采用导向筒14后，阀门的工艺性更好，只要使导向筒14的精度和材料达到标准即可，对阀体1的工艺可以放宽要求。导向筒14下端内侧具有导向部14a，活塞杆6穿设与导向部14a处。导向部14a使活塞杆6只能沿其做上下移动，限制活塞杆6的径向移动。活塞杆6上具有凸出其侧部的限位件12，且当活塞杆6移动限位件12能与导向部14a接触。隔膜3质地比较软，能够随着控制腔1a内的水压上下变形带动活塞杆6上下同步移动，活塞杆6带动调节活塞15同步移动。活塞杆6不能无限制的上下移动，不然隔膜3的变形量过大就会破裂，当限位件12和导向部14a接触后，活塞杆6就不能继续向上移动了。
复位弹簧11位于调节活塞15与阀体1之间且套设在活塞杆6外，复位弹簧11的一端顶靠在导向筒14的下端部，另一端顶靠在隔膜3上，复位弹簧11的下端部和隔膜3之间设有铁压板7，铁压板7套设在活塞杆6上，铁压板7的下端和隔膜3接触，铁压板7的主要作用在于使复位弹簧11的下端接触面积增大。复位弹簧11的上端和导向筒14的下端之间设有弹性挡圈13，弹性挡圈13增大弹簧上端的接触面积。在复位弹簧11的弹力作用下调节活塞15具有下移使出口端1e开启程度变大的趋势。
控制腔1a内的水压对调节活塞15有向上的作用力，通水腔1b内的水压对调节活塞15有向下的作用，活塞的自重对其有向下的作用力，复位弹簧11对其有向下的作用力，在动态平衡后，调节活塞15上的两个方向的作用力保持平衡，但当其中的控制腔1a内的水压变大后，活塞会向上移动减小出口端1e的开启程度，当其中的控制腔1a内的水压变小后，活塞会向下移动增大出口端1e的开启程度。
在本实施例中，限位件12为径向固定在活塞杆6上的销钉，但作为另一种情况，限位件12也可以是径向螺接在活塞杆6上的螺钉。
如图2所示，阀杆17与阀体1之间设有能将两者连接处密封的密封结构，阀杆17和阀体1之间还设有一个底座18，该密封结构位于底座18内部，底座18和阀体1之间设有垫片一20，该垫片一20起到缓冲的作用。该密封结构包括端盖23和石墨密封圈，端盖23螺纹连接于阀体1上，阀杆17穿过阀盖2，石墨密封套22在阀杆17上且被压在端盖23与阀体1之间，石墨密封圈和阀体1之间设有顶压弹簧19，顶压弹簧19套设在阀杆17上，两端分别作用在石墨密封圈和阀体1。顶压弹簧19的上端和石墨密封圈之间设有垫片二21，阀杆17的端部还套设有一个调节套25，调节套25和端盖23之间还设有一个螺母二24，调节套25能够适当的部分加长阀杆17的长度。端盖23固定石墨密封套22，石墨密封套22将阀杆17和阀体1之间的间隙密封，但同时石墨具有自润滑性，石墨密封套22和阀杆17之间的滑动性良好，石墨密封套22使用时间长了会磨损，但石墨一般情况下具有微量的变形能力，在石墨密封套22和阀体1之间设置顶压弹簧19后，能够使石墨密封套22通过自身的变形来补偿磨损量。
本装置的工作原理如下：电动执行器26驱动阀杆17上下移动使阀芯16到达一个预设的位置，这时阀芯16和阀体1之间具有一个可供水流通过的间隙，此时通过本阀使得用户得到一个恒定的设定流量。
水流从阀体1的进口端1d进入到通水腔1b中，其中一部分水流同时通过导流孔1c进入控制腔1a。管路***中不同的用户使用过程中造成本阀进口端1d的压力变大时，控制腔1a内的压力大于通水腔1b内的压力，控制腔1a和通水腔1b内的水流之间的压差使隔膜3形变向上移动，隔膜3带动活塞杆6向上移动，活塞杆6带动调节活塞15向上移动，调节活塞15部分将导向筒上的出口14阻挡住，阀门的开启程度变小，使得本阀阀芯两端的压差不发生变化；同理，当进口端1d的压力变小时，阀门的开启程度变大，使得本阀阀芯两端的压差不发生变化。
本动态平衡电动压差调节阀将电动执行器26和隔膜3上的调节机构集成在一个阀体1内，不但简化了结构，省略了各自的外壳，同时在阀门的装配过程中能够集中装配，提高装配的效率。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种动态平衡电动压差调节阀，包括阀杆(17)、阀芯(16)、内部为空腔的阀体(1)和固连在阀体(1)上的电动执行器(26)，阀体(1)上具有与其内腔相通的进口端(1d)和出口端(1e)，阀芯(16)位于阀体(1)内，阀杆(17)的内端位于阀体(1)内且与阀芯(16)相连，阀杆(17)的外端伸出阀体(1)与电动执行器(26)相连且电动执行器(26)能驱动阀杆(17)上下移动，其特征在于，所述的阀体(1)内还设有隔膜(3)，隔膜(3)将阀体(1)分隔为上下相邻的两个腔体：控制腔(1a)、通水腔(1b)，所述阀体(1)上具有将阀体(1)进口端(1d)与控制腔(1a)相连通的导流孔(1c)，所述的隔膜(3)上具有当进口端(1d)压力增大能减小阀门开启程度，当进口端(1d)压力减小能增大阀门开启程度的调节机构，所述的调节机构为复位弹簧(11)和固连在隔膜(3)上的调压活塞，复位弹簧(11)位于调压活塞与阀体(1)之间且在复位弹簧(11)的弹力作用下调压活塞具有下移使出口端(1e)开启程度变大的趋势，所述的调压活塞与隔膜(3)之间设有活塞杆(6)，活塞杆(6)的一端与调压活塞固连，活塞杆(6)的另一端与隔膜(3)固连，所述的调节机构还包括一个固连在阀体(1)内且其侧部具有出口(14b)的导向筒(14)，上述阀芯(16)能抵靠在导向筒(14)上端形成密封，上述的调压活塞位于导向筒(14)内且与导向筒(14)侧部密封接触。
2.根据权利要求1所述的动态平衡电动压差调节阀，其特征在于，所述的导向筒(14)上的出口(14b)为2-4个。
3.根据权利要求1所述的动态平衡电动压差调节阀，其特征在于，所述的导向筒(14)下端内侧具有导向部(14a)，上述活塞杆(6)穿设于导向部(14a)处。
4.根据权利要求3所述的动态平衡电动压差调节阀，其特征在于，所述的活塞杆(6)上具有凸出其侧部的限位件(12)，且当活塞杆(6)移动，限位件(12)能与导向部(14a)接触。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的动态平衡电动压差调节阀，其特征在于，所述的阀杆(17)与阀体(1)之间设有能将两者连接处密封的密封结构。
6.根据权利要求5所述的动态平衡电动压差调节阀，其特征在于，所述的密封结构包括端盖(23)和石墨密封圈，端盖(23)螺纹连接于阀体(1)上，上述的阀杆(17)穿过端盖(23)，所述的石墨密封圈套在阀杆(17)上且被压在端盖(23)与阀体(1)之间。
7.根据权利要求6所述的动态平衡电动压差调节阀，其特征在于，所述的密封结构还包括一个顶压弹簧(19)，顶压弹簧(19)的两端分别作用在石墨密封圈和阀体(1)。
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