CN117739131B - 一种能够控制管道流量的泵阀一体式装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种能够控制管道流量的泵阀一体式装置，包括叶轮杆、电动推杆、减速电机、叶轮和阀笼，将轴流泵和调节阀的功能和结构集成为一体式，利用电动推杆推拉阀芯带动阀笼结构内阀芯上下线性移动，从而改变阀笼开度，当阀笼开度达到最大，若流量仍达不到要求，启动减速电机，由减速电机带动叶轮旋转，进一步提高出口流量，以达到调节出口流量的目的，提升供热效果。本发明中叶轮杆传动结构采用类似离合器传动的结构，通过两个卡爪的分离和靠近来实现主动部件叶轮杆与被动部件叶轮之间动力传递的启停，同时螺纹杆作为整个阀体上下线性运动的导向结构，螺纹杆上的卡扣和弹簧作为上部分叶轮杆的安全装置。

Description

一种能够控制管道流量的泵阀一体式装置

技术领域

本发明涉及调节阀技术领域，特别是涉及一种能够控制管道流量的泵阀一体式装置。

背景技术

目前，国内调节阀阀门的种类多样，广泛用于核工、电站、船舶、冶金、重型机械、科研院所等行业。阀门作为一种控制水的压力、流量以及流向工具，可按照阀体结构形式和功能、驱动方式、公称压力和行程分类。国内外对调节阀和轴流泵的研究成果较为丰富，针对不同的应用场景，做了多方面的结构创新。国内外泵阀结构采用的是离心泵与调节阀串联的形式，调节流量的同时，泵能够起到对水流加速的作用，但目前并未有把泵与阀集成为一体的结构。

目前，主要采用的是离心泵和调节阀串联的装置形式，离心泵的特性是采用关阀启动，此时功率较小，电动机不易被烧毁，但是不宜供应小流量。轴流泵主要适用于低扬程、大流量的场合，其特性是开阀启动，符合本装置使用特点，目前国内轴流泵主要以中型和大型轴流泵为主，小型轴流泵的研究较少。如何改变现有的串联形式的泵阀装置结构以及调节流量范围，是本亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够控制管道流量的泵阀一体式装置，以解决上述现有技术存在的问题，将泵阀结构集成为一体式，满足泵阀结构在热力井等有空间限制的场合的使用要求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种能够控制管道流量的泵阀一体式装置，包括

叶轮杆，所述叶轮杆包括从上至下顺次连接的叶轮杆上部和叶轮杆中部，所述叶轮杆中部位于阀芯内，所述叶轮杆中部与阀芯相连接且所述叶轮杆中部与阀芯之间装有密封组件；所述叶轮杆上部位于阀杆内，所述叶轮杆上部和叶轮杆中部通过叶轮杆传动结构传动连接；以及

弹簧支撑板，所述叶轮杆上部设置有弹簧支撑板，所述弹簧支撑板内设置有用于穿设螺纹杆的孔，所述弹簧支撑板用于带动叶轮杆上部上下移动；以及

电动推杆，所述阀杆的上部安装有螺栓座，所述电动推杆末端的电动推杆接口装配在所述螺栓座内，所述电动推杆的顶部与伸缩杆夹持件相连接；所述电动推杆接口与螺纹杆相连接，所述电动推杆用于通过叶轮杆带动所述阀芯上下运动从而改变阀笼的开度；以及

叶轮，所述叶轮与叶轮杆中部的末端通过螺栓连接；以及

阀笼，所述阀芯的外侧安装有所述阀笼，所述阀芯的底部和阀笼之间用轴肩进行轴向固定，阀体端盖底部位于所述阀笼两侧的阀体入口和阀体出口与阀体端盖之间通过螺纹固定连接；以及

减速电机，所述减速电机安装在与阀体端盖连接的电机支架上，所述减速电机通过凸齿轮传动带动叶轮杆旋转。

优选地，所述叶轮杆中部与阀芯之间装有的密封组件为石墨填料环和填料密封挡板。

优选地，所述叶轮杆中部的上方套设有上轴承定位拖盖和推力球轴承，所述上轴承定位拖盖与阀体端盖之间用螺纹连接，所述推力球轴承的内径大于上轴承定位拖盖的内径，所述上轴承定位拖盖的内径小于叶轮杆中部的上端面外径，叶轮杆传动结构与叶轮杆中部通过螺栓固定。

优选地，所述电机安装在电机支架上，所述电机支架与阀体端盖之间使用螺栓连接，所述电机的输出轴上的电机齿轮与叶轮杆齿轮啮合传递动力，所述叶轮杆齿轮装配在所述叶轮杆上部，所述叶轮杆齿轮与叶轮杆上部之间用紧定螺钉轴向固定。

优选地，所述叶轮杆上部的上方设有盖板和轴承轴套，所述叶轮杆上部与螺纹塞用螺栓连接，所述盖板与轴承轴套用螺栓固定。

优选地，所述叶轮杆上部的轴承轴套与上方的弹簧下底座、弹簧上底座以及弹簧支撑板之间均采用螺栓连接，所述弹簧支撑板与上卡扣之间有弹簧，上卡扣与下卡扣之间用螺栓连接，所述下卡扣和弹簧共同卡住弹簧支撑板。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明中的能够控制管道流量的泵阀一体式装置，包括叶轮杆、电动推杆、叶轮和阀笼，本发明将轴流泵和调节阀的功能和结构集成为一体式，整个泵阀一体式装置的体积较小，便于在热力井空间使用；采用了利用电动推杆推拉阀芯带动阀笼结构内阀芯上下线性移动，从而改变阀笼开度，当阀笼开度达到最大，若流量仍达不到要求，启动减速电机，由减速电机带动叶轮旋转，进一步提高出口流量，以达到调节阀笼出口流量的目的，提升供热效果。本发明中叶轮杆传动结构采用类似离合器传动的结构，通过两个卡爪的分离和靠近来实现主动部件叶轮杆与被动部件叶轮之间动力传递的启停，同时螺纹杆作为整个阀体上下线性运动的导向结构，螺纹杆上的卡扣和弹簧作为上部分叶轮杆的安全装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为能够控制管道流量的泵阀一体式装置的总体装配图；

图2为能够控制管道流量的泵阀一体式装置的剖视图；

图3为能够控制管道流量的泵阀一体式装置的侧视图；

图4为阀芯上移剖视图；

图5为叶轮杆传动结构卡爪靠近时剖视图；

图中：1、阀体入口；2、阀体出口；3、叶轮；4、阀笼；5、阀芯；6、叶轮杆中部；7、阀体端盖；8、上轴承定位拖盖；9、叶轮杆传动结构；10、叶轮杆上部；11、螺纹塞；12、盖板；13、轴承轴套；14、推力球轴承；15、弹簧下底座；16、弹簧上底座；17、弹簧支撑板；18、弹簧；19、上卡扣；20、阀杆上部；21、阀杆盖板；22、伸缩杆夹持件；23、电动推杆；24、电动推杆接口；25、螺栓座；26、螺纹杆；27、深沟球轴承；28、减速电机；29、电机支架；30、电机齿轮；31、叶轮杆齿轮；32、O型圈；33、石墨填料环；34、填料密封挡板；35、下卡扣。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种能够控制管道流量的泵阀一体式装置，以解决上述现有技术存在的问题，将泵阀结构集成为一体式，满足泵阀结构在热力井等有空间限制的场合的使用要求。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图5所示，本发明提供一种能够控制管道流量的泵阀一体式装置，叶轮3和叶轮杆以及电动推杆23和阀笼4是整套泵阀一体式调节装置的中心，通过调节叶轮3的转速和阀芯5的上下线性移动可以控制阀笼4内输入输出的流量。

具体地，叶轮3与叶轮杆中部6通过螺栓连接，叶轮杆中部6与阀芯5之间装有的石墨填料环33、填料密封挡板34，阀笼4内的O型圈32起到密封作用，阀芯5底部和阀笼4之间用轴肩进行轴向固定，阀体入口1和阀体出口2与阀体端盖7之间通过螺纹固定连接。

叶轮杆中部6上方有上轴承定位拖盖8和推力球轴承14，上轴承定位拖盖8与阀体端盖7之间用螺纹连接，推力球轴承14内径大于上轴承定位拖盖8内径，上轴承定位拖盖8内径小于叶轮杆中部6上端面外径以便定位，叶轮杆传动结构9与叶轮杆中部6通过螺栓固定。

位于叶轮杆上部10右侧的减速电机28与电机支架29用螺栓固定，电机支架29与阀体端盖7之间使用螺栓连接。电机齿轮30与叶轮杆齿轮31啮合传递动力，用于加速叶轮3的旋转以在阀笼4全开状态下继续增加进口流体的流速，叶轮杆齿轮31与叶轮杆上部10之间用紧定螺钉轴向固定。

叶轮杆上部10上方有盖板12、轴承轴套13、深沟球轴承27和推力球轴承14，叶轮杆上部10与螺纹塞11用螺栓连接，盖板12与轴承轴套13用螺栓固定；盖板12内径略大于深沟球轴承27以轴向定位，螺纹塞11端部卡在深沟球轴承27和推力球轴承14之间，保证叶轮杆转动不影响轴套。

轴承轴套13与上方的弹簧下底座15、弹簧上底座16与弹簧支撑板17之间均采用螺栓连接，弹簧支撑板17外端有孔，孔内套有螺纹杆26，螺纹杆26作为人工拨动弹簧支撑板17上下移动时的导向结构，螺纹杆26的底端装配在阀体端盖7的外侧，螺纹杆26的顶端装配在伸缩杆夹持件22的外侧，此时弹簧支撑板17带动叶轮杆上部10上下移动，当叶轮杆上部10与叶轮杆传动结构9接触对齐时，叶轮杆齿轮31即可控制下端叶轮3的旋转，螺纹杆26与阀体端盖7和伸缩杆夹持件22之间采用螺纹固定，弹簧支撑板17与上卡扣19之间有弹簧18，上卡扣19与下卡扣35之间用螺栓连接。下卡扣35和弹簧18共同卡住弹簧支撑板17，起到安全扣的作用。

阀杆上部20上端面、阀杆盖板21及螺栓座25之间采用直径相同的三孔螺栓固定，阀杆上部20上端面带有对称缺口以便安装阀内零件，电动推杆23和电动推杆接口24之间用螺栓固定，电动推杆23用于控制阀芯5的上下线性运动即可改变阀笼4的开度，以调节阀体排出流量的大小，伸缩杆夹持件22与电动推杆23通过阶梯轴向固定，伸缩杆夹持件22对称的两部分用螺栓固定。

本发明中的能够控制管道流量的泵阀一体式装置的优点如下：

（1）本发明中将轴流泵和调节阀的功能和结构集成为一体式，区别于传统国内外的离心泵和调节阀装置串联的形式。整个泵阀一体式装置的体积较小，便于在热力井空间使用。

（2）本发明中调节阀采用了利用电动推杆23推拉阀芯5及阀杆外壳的控制形式，阀笼结构内阀芯5的上下线性移动实现阀笼4开度的改变，以达到调节阀笼4出口流量的目的。

（3）为了改变现有的串联形式的泵阀装置结构以及调节流量范围，结合轴流泵、离心泵和调节阀的装置结构的特点和不足，根据数值计算得到叶轮叶片数量为6、安放角为55°、翼展为30mm、弦长为14mm将泵阀结构集成为一体式，满足泵阀结构在热力井等有空间限制的场合的使用要求。通过加速叶轮3的转速可在阀笼4全开状态继续增加入口流体的流速，因此该泵阀一体式结构能够实现更大范围的流量调节。

（4）本发明中叶轮杆传动结构9采用类似离合器传动的结构，通过两个卡爪的分离和靠近来实现主动部件叶轮杆与被动部件叶轮之间动力传递的启停，同时螺纹杆26作为整个阀体上下线性运动的导向结构，螺纹杆26上的卡扣和弹簧18作为上部分叶轮杆的安全装置。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种能够控制管道流量的泵阀一体式装置，其特征在于：包括

叶轮杆，所述叶轮杆包括从上至下顺次连接的叶轮杆上部和叶轮杆中部，所述叶轮杆中部位于阀芯内，所述叶轮杆中部与阀芯相连接且所述叶轮杆中部与阀芯之间装有密封组件；所述叶轮杆上部位于阀杆内，所述叶轮杆上部和叶轮杆中部通过叶轮杆传动结构传动连接；以及

弹簧支撑板，所述叶轮杆上部设置有弹簧支撑板，所述弹簧支撑板内设置有用于穿设螺纹杆的孔，所述螺纹杆的底端装配在阀体端盖的外侧，螺纹杆的顶端装配在伸缩杆夹持件的外侧，螺纹杆与阀体端盖和伸缩杆夹持件之间采用螺纹固定；所述弹簧支撑板用于带动叶轮杆上部上下移动；以及

电动推杆，所述阀杆的上部安装有螺栓座，所述电动推杆末端的电动推杆接口装配在所述螺栓座内，所述电动推杆的顶部与伸缩杆夹持件相连接；所述电动推杆用于推拉阀芯及阀杆外壳；所述电动推杆和电动推杆接口之间用螺栓固定，电动推杆用于控制阀芯的上下线性运动即可改变阀笼的开度，伸缩杆夹持件与电动推杆通过阶梯轴向固定，伸缩杆夹持件对称的两部分用螺栓固定；以及

叶轮，所述叶轮与叶轮杆中部的末端通过螺栓连接；以及

阀笼，所述阀芯的外侧安装有所述阀笼，所述阀芯的底部和阀笼之间用轴肩进行轴向固定，阀体端盖底部位于所述阀笼两侧的阀体入口和阀体出口与阀体端盖之间通过螺纹固定连接；以及

减速电机，所述减速电机安装在与阀体端盖连接的电机支架上，所述减速电机通过凸齿轮传动带动叶轮杆旋转。

2.根据权利要求1所述的能够控制管道流量的泵阀一体式装置，其特征在于：所述叶轮杆中部与阀芯之间装有的密封组件为石墨填料环和填料密封挡板。

3.根据权利要求1所述的能够控制管道流量的泵阀一体式装置，其特征在于：所述叶轮杆中部的上方套设有上轴承定位拖盖和推力球轴承，所述上轴承定位拖盖与阀体端盖之间用螺纹连接，所述推力球轴承的内径大于上轴承定位拖盖的内径，所述上轴承定位拖盖的内径小于叶轮杆中部的上端面外径，叶轮杆传动结构与叶轮杆中部通过螺栓固定。

4.根据权利要求1所述的能够控制管道流量的泵阀一体式装置，其特征在于：所述电机安装在电机支架上，所述电机支架与阀体端盖之间使用螺栓连接，所述电机的输出轴上的电机齿轮与叶轮杆齿轮啮合传递动力，所述叶轮杆齿轮装配在所述叶轮杆上部，所述叶轮杆齿轮与叶轮杆上部之间用紧定螺钉轴向固定。

5.根据权利要求1所述的能够控制管道流量的泵阀一体式装置，其特征在于：所述叶轮杆上部的上方设有盖板和轴承轴套，所述叶轮杆上部与螺纹塞用螺栓连接，所述盖板与轴承轴套用螺栓固定。

6.根据权利要求5所述的能够控制管道流量的泵阀一体式装置，其特征在于：所述叶轮杆上部的轴承轴套与上方的弹簧下底座、弹簧上底座以及弹簧支撑板之间均采用螺栓连接，所述弹簧支撑板与上卡扣之间有弹簧，上卡扣与下卡扣之间用螺栓连接，所述下卡扣和弹簧共同卡住弹簧支撑板。