CN106609875B - 压差平衡阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的压差平衡阀，包括阀体、安装于阀体的阀腔内的阀芯及操作部；阀腔包括密封隔开的进水腔和出水腔；阀芯外筒、内筒和阀锥；外筒具有与进水腔相连通的进水口、与出水腔连通的出水口，外筒的内腔为连通进水口和出水口的水流通道；内筒设有与进水口连通的避让孔；阀锥能够在内筒的带动下相对于外筒轴向移动以调节出水口的开度；内筒具有感压板；压差平衡阀还包括固定于感压板，且伸入水流通道内的中心柱，其顶端设有阀座；阀座与感压板之间夹设有第一弹性部件；感压板与外筒以及阀体的阀体底盖形成感压腔；感压腔与供水管道连通。操作部用于确定中心柱随内筒移动的上止点和下止点。上述方案能解决目前膜片差压平衡阀寿命较短的问题。

Description

压差平衡阀
技术领域
本发明涉及阀设计技术领域，尤其涉及一种压差平衡阀。
背景技术
在采暖、空调***中应用膜片压差平衡阀，可以起到吸收***网络外扰，削弱被控部分内扰的作用，使***压差(指的是供水管路与进水管路的水流压力差)保持设定值，从而保证***的水力平衡。由于膜片压差平衡阀具有自动恒定被控制环路压差的功能，因而，无论***压力如何变化，也无论被控环路以外的支路如何调节，膜片压差平衡阀都能维持被控环路的压差恒定。外网压力发生变化时，膜片压差平衡阀通过调节自身的开度，吸收外界压力变换，改变流体通过膜片压差平衡阀的压差以维持被控环路的压差恒定，从而隔离被控环路以外的压力变化对被控环路造成的影响。膜片压差平衡阀也可以减弱被控环路内部各支路负载间的相互影响。但是膜片是橡胶材质，不耐高温易磨损进而使得寿命较短。
综上所述，如何解决传统的膜片压差平衡阀寿命较短的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种平衡调节阀，以解决背景技术所述的膜片压差平衡阀寿命较短的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种压差平衡阀，包括阀体、安装于所述阀体的阀腔内的阀芯以及操作部；其中，所述阀腔包括密封隔开的进水腔和出水腔；所述阀芯包括与所述阀体固定相连的外筒；滑动地设置于所述外筒中，且相互叠置的内筒和阀锥；其中，所述外筒具有与所述进水腔相连通的进水口、与所述出水腔连通的出水口，所述外筒的内腔为连通所述进水口和所述出水口的水流通道；所述内筒设置有与所述进水口连通的避让孔；所述阀锥能够在所述内筒的带动下相对于所述外筒轴向移动以调节所述出水口的开度；
所述内筒具有感压板；所述压差平衡阀还包括固定于所述感压板，且伸入所述水流通道内的中心柱，所述中心柱的顶端设置有阀座；所述阀座与所述感压板之间夹设有第一弹性部件；所述阀座固定于所述外筒，且与所述中心柱滑动密封配合；
所述感压板与所述外筒以及所述阀体的阀体底盖形成感压腔；所述感压腔与所述水流通道分别位于所述感压板的两侧，且与供水管道连通。
所述操作部用于确定所述中心柱随所述内筒移动的上止点和下止点。
优选的，所述操作部包括手轮、阀轴、螺母和第二弹性部件；其中，所述手轮设置在所述阀体的阀体顶盖上，且与所述阀体顶盖形成转动副；所述阀轴的一端与所述手轮固定相连；另一端伸入至所述阀腔中；所述螺母与所述阀体顶盖的内腔周向限位，且与所述阀轴螺纹配合；所述中心柱的顶端外伸于所述阀座，且固定有支架；所述阀轴与所述中心柱之间具有避让间隙；
所述第二弹性部件夹设于所述螺母与所述支架之间，以对所述阀轴施加预设弹力。
优选的，所述第二弹性部件为调节弹簧，且套设在所述阀轴上。
优选的，所述手轮包括手轮内套筒、手轮外套筒以及预设压力指示标；
所述手轮内套筒套设在所述阀体顶盖，且能够相对于所述阀体顶盖转动；
所述手轮外套筒固定于所述阀体顶盖，且具有手轮头；所述手轮外套筒与所述手轮内套筒之间具有间隙；所述预设压力指示标与所述手轮内套筒螺纹配合，且与所述手轮外套筒在所述手轮内套筒的转动周向限位配合；所述手轮外套筒具有沿所述阀轴的轴向延伸的视窗，所述视窗的一侧设置有压力刻度，所述预设压力指示标用于指示所述压力刻度。
优选的，所述进水腔的设置有阻断阀，所述阻断阀用于将所述进水腔的水流部分引入进水压力检测装置中。
优选的，所述出水腔设置有用于检测回水压力的测压嘴。
优选的，所述感压腔通过导压接头及导压管与所述供水管道连通。
优选的，所述避让孔为多个，且沿着所述内筒的圆周方向分布；所述避让孔为V形缺口。
优选的，所述内筒与所述阀锥通过螺纹固定相连。
在上述技术方案中，本发明提供的压差平衡阀中，感压腔与供水管道连通，进水口及水流通道与进水腔连通，当供水管道内的水流压力或者进水管道的水流压力发生变化时，感压板的受力平衡就会被打破，进而使得内筒带动阀锥发生移动，以改变压差平衡阀的阻力来调节上述平衡，进而保证供水管道的水流压力与进水管道的水流压力的差值保持平衡，即为定值。本发明提供的压差平衡阀能够确保供水管道与进水管道的压差的前提下，由于不存在使用膜片，而是采用感压板、阀锥等部件来实现，因此也就解决了传动的膜片压差平衡阀存在的寿命较短的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的压差平衡阀的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的内筒的受力示意图。
附图标记说明；
1-手轮头、2-阀体顶盖、3-支架、4-阻断阀、5-中心柱、6-外筒、7-阀体、8-内筒、9-阀体底盖、10-导压接头及导压管、11-压簧、12-阀锥、13-密封环、14-测压嘴、15-阀座、16-调节弹簧、17-阀轴、18-螺母、19-手轮内套筒、20-手轮外套筒、21-预设压力指示标、61-进水口、62-出水口、81-避让孔、82-感压板。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
请参考图1，本实施例提供了一种压差平衡阀，用于保证进水腔与供水管道之间的压差维持在预设值。该压差平衡阀包括阀体7、阀芯和操作部。
其中，阀体7通常具有阀体顶盖2和阀体底盖9，阀体顶盖2和阀体底盖9可拆卸固定，便于阀芯的安装。当然，阀体顶盖2和阀体底盖9均密封安装。
阀芯设置在阀体7的阀腔中，阀腔包括密封隔离的进水腔和出水腔，进水腔与进水管道连通，出水腔用于与回水管道连通。本实施例中，阀芯安装到阀体7的阀腔中的隔板之后通过一些列密封实现进水腔与出水腔的密封隔绝。
阀芯包括外筒6、内筒8和阀锥12，三者均为筒状结构。外筒6与阀体7固定相连，通常可以通过螺纹配合实现固定。外筒6具有进水口61和出水口62，外筒6的内腔为连通进水口61和出水口62的水流通道。进水口61与进水腔连通，出水口62与出水腔连通，水流依次经过进水腔、进水口61、水流通道、出水口62流至出水腔。
内筒8和阀锥12滑动地设置在外筒6中，且相互叠置，通常内筒8与阀锥12通过螺纹固定相连。所述内筒8设置有避让孔81，避让孔81与进水口61相连通。阀锥12能够在内筒8的带动相对于外筒6轴向移动，进而来调节出水口62的开度。具体的，外筒6上设置有环槽，环槽内设置有密封环13，阀锥12移动至极限位置时与密封环13密封对接，进而能够实现出水口62的关闭，最终实现压差平衡阀的关闭。当然，阀锥12的侧壁与外筒6的侧壁之间可以设置密封圈以保证密封。具体的，避让孔81可以为多个，多个避让孔81沿着内筒8的圆周方向分布。更为优选的，避让孔为V形缺口。
内筒8具有感压板82，感压板82与外筒6以及阀体7的阀体底盖9形成感应腔，感应腔与水流通道分别位于感压板82的两侧。感压腔通常通过导压接头及导压管10与供水管道连通。
本实施例提供的压差平衡阀还包括中心柱5、阀座15和第一弹性部件；其中，中心柱5与感压板82固定相连，且伸入至水流通道内。阀座15设置在中心柱5的顶端，第一弹性部件夹设于阀座15与感压板82之间。阀座15固定于外筒6，且与中心柱5滑动密封配合。第一弹性部件可以为压簧11。
操作部用于确定中心柱5随内筒8的移动区间，即中心柱5的上止点和下止点。
请再次参考图1，本实施例提供了一种具体操作部的结构，所提供的操作部包括手轮、阀轴17、螺母18和第二弹性部件。第二弹性部件通常为调节弹簧16。手轮设置在阀体7的阀体顶盖2上，且与阀体顶盖2形成转动副；阀轴17的一端与手轮固定相连；另一端伸入至阀腔中；螺母18与阀体顶盖2的内腔周向限位，且与阀轴17螺纹配合；中心柱5的顶端外伸于阀座15，且固定有支架3；阀轴17与中心柱5之间具有避让间隙；第二弹性部件夹设于螺母18与支架3之间，以对阀轴17施加预设弹力。上述优选方案中，螺母18、阀体顶盖2和阀轴17形成丝杠机构，随着手轮驱动阀轴17的转动使得螺母18沿着阀轴17移动进而使得螺母18压缩第二弹性部件，进而使得第二弹性部件通过支架3向中心柱5施加弹力，随着第二弹性部件的变形程度来实现供水管道与进水管道的水流压力差值的设定。
下面基于上述优选方案来说明本发明实施例提供的压差平衡阀的平衡原理：
本实施例提供的压差平衡阀安装在采暖、空调***的回水管路上，在采暖、空调***的供水***中，与出水腔连通的回水管道的水流压力是固定，是图1中的P3；感压腔与供水管道连通，那么感压腔内的水流压力为图1中的P1；进水腔与进水管道连通，进水腔中的水流压力为图1中的P2。通常，P3不会随管网***的外界越来波动而发生变化，发生改变的是P2和P1。本发明实施例提供的压差平衡阀的平衡作用在于保证P1与P2之间的差值为定值。
请参考图2，下面对安装在回水管路上的压差平衡阀的内筒8为例进行受力分析说明，内筒8受力平衡时存在以下平衡：
P1·S＝P2·S++F1+F2 (1)
其中；S-感压套筒感应有效面；F1-调节弹簧预紧力 K1-调节弹簧弹性系数；ΔL1-调节弹簧压缩量；F2-压簧弹力；K2-压簧弹性系数；ΔL2-压簧压缩量。
即：
ΔP＝P1-P2＝(F2+F1)/S＝(K2·ΔL2+K1·ΔL1)/S (2)
当供水管道的水流压力P1增加时，该瞬间，回水管道的水流压力P3不变，管网的供水压差(P1-P3)增大，此时内筒8带动阀锥12向着关闭出水口62的方向移动，此时整个压差平衡阀的阻力增大，即(P2-P3)增大，由于P3不变，那么P2增大；同理反之，即当供水管道的水流压力P1减小时，该瞬间，回水管道的水流压力P3不变，管网的供水压差(P1-P3)减小，内筒8则会带动阀锥12向着开启出水口62的方向移动，此时压差平衡阀的阻力减小，(P2-P3)减小，由于P3不变，那么P2则减小。通过公式(1)和(2)并结合上述分析可知，在P1发生变化时，内筒8、第一弹性部件及第二弹性部件的作用下，能够使得P2随之发生变化，最终使得P1与P2的差值不变，即为设定值。因此，在本实施例提供的压差平衡阀的工作压差范围内，能够保证P1-P2为设定值。
当管网的被控环路内部的阻力发生变化时，例如某一支路关断，该被控环路的总阻力增大，该瞬间，P2增大，内筒8会带动阀锥12向着压差平衡阀开启的方向移动，使得此时整个压差平衡阀的阻力减小，最终使得P2又减小，由于阻力发生在被控环路的内部，因此供水管道的水流压力P1不变，整个压差平衡阀自身对被控环路的内部阻力实施调节，进而能够使得P2未发生变化，最终使得P1-P2之间的差值不变。因此，在本实施例提供的压差平衡阀的工作压差范围内，能够保证P1-P2为设定值。
优选的，第二弹性部件为调节弹簧16，调节弹簧16套设在阀轴17。调节弹簧16套设在阀轴17能够保证调节弹簧16的伸缩稳定。
请再次参考附图1，本实施例提供了一种具体的手轮结构，所提供的手轮包括手轮内套筒19、手轮外套筒20以及预设压力指示标21；所述手轮内套筒19套设在所述阀体顶盖2，且能够相对于所述阀体顶盖2转动；所述手轮外套筒20固定于所述阀体顶盖2，且具有手轮头1；所述手轮外套筒20与所述手轮内套筒19之间具有间隙；预设压力指示标21与所述手轮内套筒19螺纹配合，且与所述手轮外套筒20在所述手轮内套筒19的转动周向限位配合；所述手轮外套筒20具有沿阀轴17的轴向延伸的视窗，所述视窗的一侧设置有压力刻度，所述预设压力指示标21用于指示所述压力刻度。上述手轮外套筒20、手轮内套筒19和预设压力指示标21形成丝杠机构，随着工作人员旋钮手轮头1进而使得预设压力指示标21移动进而指向不同部位的压力刻度，进而使得设定压力差的预设刻度。操作人员可以通过读取预设压力指示标21读取本实施例提供的压差平衡阀的设定压差，即P1与P2的设定差值。
本实施例提供的压差平衡阀还可以包括阻断阀4，阻断阀4用于将进水腔的水流部分引入进水压力检测装置中，进而检测进水管道的水流压力，即P2。另外，出水腔可以设置有用于检测回水压力的测压嘴14，即P3。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种压差平衡阀，其特征在于，包括阀体、安装于所述阀体的阀腔内的阀芯以及操作部；其中，所述阀腔包括密封隔开的进水腔和出水腔；所述阀芯包括与所述阀体固定相连的外筒；滑动地设置于所述外筒中，且相互叠置的内筒和阀锥；其中，所述外筒具有与所述进水腔相连通的进水口、与所述出水腔连通的出水口，所述外筒的内腔为连通所述进水口和所述出水口的水流通道；所述内筒设置有与所述进水口连通的避让孔；所述阀锥能够在所述内筒的带动下相对于所述外筒轴向移动以调节所述出水口的开度；
所述内筒具有感压板；所述压差平衡阀还包括固定于所述感压板，且伸入所述水流通道内的中心柱，所述中心柱的顶端设置有阀座；所述阀座与所述感压板之间夹设有第一弹性部件；所述阀座固定于所述外筒，且与所述中心柱滑动密封配合；
所述感压板与所述外筒以及所述阀体的阀体底盖形成感压腔；所述感压腔与所述水流通道分别位于所述感压板的两侧，且与供水管道连通；
所述操作部用于确定所述中心柱随所述内筒移动的上止点和下止点。
2.根据权利要求1所述的压差平衡阀，其特征在于，所述操作部包括手轮、阀轴、螺母和第二弹性部件；其中，所述手轮设置在所述阀体的阀体顶盖上，且与所述阀体顶盖形成转动副；所述阀轴的一端与所述手轮固定相连；另一端伸入至所述阀腔中；所述螺母与所述阀体顶盖的内腔周向限位，且与所述阀轴螺纹配合；所述中心柱的顶端外伸于所述阀座，且固定有支架；所述阀轴与所述中心柱之间具有避让间隙；
所述第二弹性部件夹设于所述螺母与所述支架之间，以对所述阀轴施加预设弹力。
3.根据权利要求2所述的压差平衡阀，其特征在于，所述第二弹性部件为调节弹簧，且套设在所述阀轴上。
4.根据权利要求2所述的压差平衡阀，其特征在于，所述手轮包括手轮内套筒、手轮外套筒以及预设压力指示标；
所述手轮内套筒套设在所述阀体顶盖，且能够相对于所述阀体顶盖转动；
所述手轮外套筒固定于所述阀体顶盖，且具有手轮头；所述手轮外套筒与所述手轮内套筒之间具有间隙；所述预设压力指示标与所述手轮内套筒螺纹配合，且与所述手轮外套筒在所述手轮内套筒的转动周向限位配合；所述手轮外套筒具有沿所述阀轴的轴向延伸的视窗，所述视窗的一侧设置有压力刻度，所述预设压力指示标用于指示所述压力刻度。
5.根据权利要求1所述的压差平衡阀，其特征在于，所述进水腔的设置有阻断阀，所述阻断阀用于将所述进水腔的水流部分引入进水压力检测装置中。
6.根据权利要求1所述的压差平衡阀，其特征在于，所述出水腔设置有用于检测回水压力的测压嘴。
7.根据权利要求1所述的压差平衡阀，其特征在于，所述感压腔通过导压接头及导压管与所述供水管道连通。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的压差平衡阀，其特征在于，所述避让孔为多个，且沿着所述内筒的圆周方向分布；所述避让孔为v形缺口。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的压差平衡阀，其特征在于，所述内筒与所述阀锥通过螺纹固定相连。
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