CN205155281U - 动态平衡手动调节阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的动态平衡手动调节阀包括阀体、阀盖以及安装于阀体内的阀芯，阀体上具有密封隔开的进水腔和出水腔，阀芯包括与阀体固定的外筒、滑动配合于外筒内的感压筒、密封连接于外筒底部的底盖、安装于底盖上的阀轴、一端固定于阀轴上的第一弹性部件以及一端固定于阀轴上的第二弹性部件，外筒上具有与进水腔相连通的进水口、与出水腔相连通的出水口，第一弹性部件的另一端作用于感压筒上，第二弹性部件的另一端作用于底盖上，感压筒套装于阀轴上，且感压筒在自身滑动方向的两侧分别具有相隔开的进水端感压腔和水流通道，水流通道连通于进水口和出水口之间，感压筒的侧壁上具有流量平衡口。该动态平衡手动调节阀能够改善管网的流量调节效果。

Description

动态平衡手动调节阀

技术领域

本实用新型涉及液压阀的结构设计技术领域，尤其涉及一种动态平衡手动调节阀。

背景技术

在流体输配异程管网变流量水***中，需要根据环路的阻力设计***压力，通常只根据最不利环路的阻力设计。然而，当最不利环路的作用压力得以保证时，其它结点的作用压力可能远大于设计值，导致***的水力失调。另外，水泵的选型过大或不当也会导致运行流量偏离设计值，也会导致***的水利失调。而管网出现水利失调的问题，将造成能源的大量浪费、运行噪声的增加和设备使用寿命的缩短。

为了减轻或消除管网水力失调的现象，需要对***不断进行调试，此种方式不仅麻烦、耗费大量时间，更重要的是这种调节是滞后的，其结果是实际使用时***仍然随时存在水利失调的现象。传统技术中还存在利用动态流量平衡阀解决这种问题的应对方法，但此种动态流量平衡阀使用橡胶膜片作为压力平衡件，在水质较差或者压力较高的使用环境中，橡胶膜片容易出现损坏，导致该动态流量平衡阀的功能因此丧失。

综上所述，传统技术中，管网的流量调节效果并不理想，因此，如何改善管网的流量调节效果，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动态平衡手动调节阀，以改善管网的流量调节效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种动态平衡手动调节阀，包括阀体、阀盖以及安装于阀体内的阀芯，所述阀体上具有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的外筒、滑动配合于所述外筒内的感压筒、密封连接于所述外筒底部的底盖、安装于所述底盖上的阀轴、一端固定于所述阀轴上的第一弹性部件以及一端固定于所述阀轴上的第二弹性部件，所述外筒上具有与所述进水腔相连通的进水口、与所述出水腔相连通的出水口，所述第一弹性部件的另一端作用于所述感压筒上，所述第二弹性部件的另一端作用于所述底盖上，所述感压筒套装于所述阀轴上，且所述感压筒在自身滑动方向的两侧分别具有相隔开的进水端感压腔和水流通道，所述水流通道连通于所述进水口和所述出水口之间，所述感压筒的侧壁上具有流量平衡口。

优选的，上述动态平衡手动调节阀中，还包括手轮组件，所述手轮组件包括与所述阀盖相对固定的手轮底座、与所述手轮底座螺纹连接的手轮、一端与所述手轮固定连接的驱动轴，所述阀芯还包括与所述驱动轴的另一端固定连接的第一截流罩，所述第一截流罩滑动配合于所述外筒的内部，且所述第一截流罩能够逐渐覆盖所述进水口，所述感压筒滑动配合于所述第一截流罩内。

优选的，上述动态平衡手动调节阀中，所述阀芯还包括滑动配合于所述外筒内的第二截流罩，所述第二截流罩固定于所述感压筒上，所述第一截流罩能够通过所述感压筒向所述第二截流罩施加截流作用力，以使所述第二截流罩逐渐覆盖所述出水口。

优选的，上述动态平衡手动调节阀中，所述阀盖的外表面上具有第一多边形面和限位凸部，所述手轮底座的内表面上具有第二多边形面和限位凹槽，所述第一多边形面与所述第二多边形面沿着所述手轮底座的周向限位配合，所述限位凸部和所述限位凹槽沿着所述手轮底座的轴向限位配合。

优选的，上述动态平衡手动调节阀中，所述手轮组件还包括套装于所述驱动轴上的挡块，所述驱动轴上具有与所述挡块相挡接的限位台肩，所述驱动轴的一端具有安装槽，所述驱动轴通过卡簧垫片以及设置于所述安装槽内的卡簧与所述手轮相连。

优选的，上述动态平衡手动调节阀中，所述手轮上具有一级刻度线，所述手轮底座上具有读数窗，所述一级刻度线裸露于所述读数窗内，所述手轮底座上具有多个与所述一级刻度线相匹配的一级读数线。

优选的，上述动态平衡手动调节阀中，所述手轮上还具有多个二级刻度线，各所述二级刻度线沿着所述手轮的周向分布，所述手轮底座上具有与所述二级刻度线相对的指示块。

优选的，上述动态平衡手动调节阀中，所述读数窗至少为两个，各所述读数窗沿着所述手轮底座的周向分布。

优选的，上述动态平衡手动调节阀中，所述驱动轴包括套装于所述阀盖内部的第一阀轴、与所述感压筒套装的第二阀轴，所述第一阀轴与所述第二阀轴螺纹连接，且所述第一阀轴与所述第一截流罩的外表面相抵接。

优选的，上述动态平衡手动调节阀中，所述流量平衡口包括多个沿着所述感压筒的圆周方向排布的V形缺口。

在上述技术方案中，本实用新型提供的动态平衡手动调节阀包括阀体、阀盖和阀芯，阀芯包括外筒、感压筒、底盖、阀轴、第一弹性部件和第二弹性部件，使用该调节阀后，如果流经调节阀的水的压力出现变化，那么感压筒两侧的进水端感压腔和水流通道内的压力将出现差值，在该差值的作用下，感压筒将出现滑动，而此时第一弹性部件随之发生形变，但随着形变量的增加，第一弹性部件将向感压筒施加反作用力，使得感压筒最终相对于外筒不再运动。相比于背景技术中所介绍的内容，上述动态平衡手动调节阀通过感压筒和第一弹性部件之间的作用，使得水压发生变化后，感压筒的侧壁上的流量平衡口的面积对应发生变化，继而保证调节阀的流量始终保持在设定流量。而这一过程是在调节阀的工作过程中动态进行的，而且实现这一调节的零部件也不容易出现损坏。因此，本实用新型提供的动态平衡手动调节阀具有更好的流量调节效果。

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实用新型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为本实用新型实施例提供的动态平衡手动调节阀的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的阀芯的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的感压筒与第二截流罩的配合示意图；

图4为图3所示结构的剖视图；

图5为本实用新型实施例提供的外筒的结构示意图；

图6为图5所示结构的A-A向剖视图；

图7为本实用新型实施例提供的手轮组件的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的手轮底座的结构示意图；

图9为图8所示结构的剖视图。

附图标记说明：

1-手轮盖、2-手轮、3-卡簧、4-卡簧垫片、5-第一阀轴、6-挡块、7-手轮底座、8-密封盖、9-第一截流罩、10-感压筒、11-第一弹性部件、12-第二截流罩、13-第二阀轴、14-阀体、15-第二弹性部件、16-底盖、17-锁紧螺母、18-垫片、19-底盖密封圈、20-密封垫、21-第二截流罩密封圈、22-外筒密封圈、23-外筒、24-阀盖密封圈、25-阀盖、26-U型密封环、27-密封盖外密封圈、28-密封盖内密封圈。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

如图1-9所示，本实用新型实施例提供一种动态平衡手动调节阀，其包括阀体14、阀盖25以及安装于阀体14内的阀芯。其中：

阀体14上具有密封隔开的进水腔和出水腔，进水腔和出水腔可由阀体14内的隔板相隔开，水自进水腔流入，并从出水腔流出。阀盖25固定于阀体14上，两者可通过阀盖密封圈24密封连接。

阀芯包括与阀体14固定的外筒23、滑动配合于外筒23内的感压筒10、密封连接于外筒23底部的底盖16、安装于底盖16上的阀轴、一端固定于阀轴上的第一弹性部件11以及一端固定于阀轴上的第二弹性部件15，第一弹性部件11的另一端作用于感压筒10上，第二弹性部件15的另一端作用于底盖16上。

外筒23可直接嵌入阀体14内的隔板上，其上具有与进水腔相连通的进水口、与出水腔相连通的出水口；外筒23与隔板之间设置外筒密封圈22。感压筒10套装于阀轴上，因此感压筒10通过阀轴和底盖16安装于外筒23上，且感压筒10在自身滑动方向的两侧分别具有相隔开的进水端感压腔和水流通道，此水流通道连通于进水口和出水口之间，感压筒10的侧壁上具有流量平衡口；进水端感压腔内的压力基本等于进水腔内的压力，其形成于感压筒10上的凹陷结构内。第一弹性部件11和第二弹性部件15均可采用弹簧。

上述调节阀工作时可实现流量的平衡，此处所说的平衡指的是在流量已设定的情况下，阀门的流量不随进出口的压力变化而变化。根据流量公式(kv为阀门的流通能力，与阀门的开口大小直接相关)，在压差增大的情况下，保证kv按照特定比例减小，即可实现流量的平衡。

本实用新型实施例中，流量的平衡功能主要依靠感压筒10和第一弹性部件11的平衡关系来实现。如图2所示，箭头指示水流方向。进水端感压腔内的压力P1基本等于进水腔内的压力，水流通道上部的压力为P2，出水腔的压力为P3，水流通过阀芯后将产生压降，即P1＞P2＞P3。此时，P1、P2存在明显的压力差，使得感压筒10在该压力差的作用下向下运动，同时第一弹性部件11会对感压筒10提供支撑力F，使得感压平面达到力平衡。即P1*S＝P2*S+F(S为感压平面的投影面积)。当***压力发生波动时，以压力增大为例，P1增大变为P1′，同时带动P2增大变为P2′，由于变化梯度的影响，P1的增大值要大于P2的增大值，感压平面的平衡被打破，感压筒10向下运动使其流量平衡口处的过流面积缩小。随着感压筒10向下运动，第一弹性部件11被压缩，弹簧力增大变为F′，直到实现新平衡P1′*S＝P2′*S+F′。此过程是一个动态变化的过程，P1′、P2′及F′时刻都在变化以实现最终的平衡。而感压筒10上的流量平衡口则可保证前述的kv按照特定此例变化，压差增大，kv减小，实现流量Q值的恒定。

相比于背景技术中所介绍的内容，上述动态平衡手动调节阀通过感压筒10和第一弹性部件11之间的作用，使得水压发生变化后，感压筒10的侧壁上的流量平衡口的面积对应发生变化，继而保证调节阀的流量始终保持在设定流量。而这一过程是在调节阀的工作过程中动态进行的，而且实现这一调节的零部件也不容易出现损坏。因此，本实用新型实施例提供的动态平衡手动调节阀具有更好的流量调节效果。

为了调节上述调节阀的设定流量，该调节阀还包括手轮组件，该手轮组件包括与阀盖25相对固定的手轮底座7、与手轮底座7螺纹连接的手轮2、一端与手轮2固定连接的驱动轴，阀芯还包括与驱动轴的另一端固定连接的第一截流罩9，该第一截流罩9滑动配合于外筒23的内部，且第一截流罩9能够逐渐覆盖进水口，感压筒10滑动配合于第一截流罩9内。手轮2上连接手轮盖1，手轮2上可设置两个铅封孔，手轮底座7的侧面设置突出的铅封孔，进而通过铅封的方式对调节功能进行锁定。驱动轴上套装密封盖8，该密封盖8与阀盖之间设置密封盖外密封圈27，其与驱动轴之间设置密封盖内密封圈28，驱动轴与手轮底座之间设置U型密封环26。第一截流罩9上设置有导压孔，以使得感压筒10的进水端感压腔与进水腔具有基本相等的压力。

采用上述结构后，转动手轮2，即可带动驱动轴向下压第一截流罩9，第一截流罩9相对于外筒23移动，即可将外筒23上的进水口关小，从而使得阀门的设定流量减小，起到调节流量的作用。当第一截流罩9完全封堵住进水口时，即可实现调节阀的关断功能。当然，需要增大设定流量时，反向操作手轮2即可。第二弹性部件15在整个阀芯不受外力作用时顶起感压筒10，并顶起第一截流罩9，使得阀芯达到最大开度。

进一步地，上述阀芯还包括滑动配合于外筒23内的第二截流罩12，该第二截流罩12固定于感压筒10上，两者具体可采用螺纹配合的方式，该第一截流罩9能够通过感压筒10向第二截流罩12施加截流作用力，以使第二截流罩12逐渐覆盖出水口。当转动手轮2时，第一截流罩9运动，该运动将通过感压筒10传递至第二截流罩12上，使得第二截流罩12关小出水口。显然，此种结构可同时改变进水口和出水口的流量，使得整个管网的压力更加稳定。

第二截流罩12与感压筒10之间设置第二截流罩密封圈21，底盖16上设置密封垫20，当第二截流罩12与密封垫20接触后，出水口被完全封堵，此时，第二截流罩密封圈21和外筒密封圈22可保证关断调节阀时，水流不会通过第二截流罩12与外筒23之间的缝隙泄露，以保证关断的可靠性。

可选地，阀盖25的外表面上具有第一多边形面和限位凸部，手轮底座7的内表面上具有第二多边形面和限位凹槽，第一多边形面与第二多边形面沿着手轮底座7的周向限位配合，限位凸部和限位凹槽沿着手轮底座7的轴向限位配合。手轮底座7的周向即驱动轴的周向，手轮底座7的轴向即驱动轴的轴向。此结构采用比较简单的结构实现手轮底座7与阀盖25之间的相对固定，更有利于手轮2上的作用力传递至驱动轴上。

为了更可靠地实现手轮2与驱动轴之间的相对定位，上述手轮组件还包括套装于驱动轴上的挡块6，驱动轴上具有与该挡块6相挡接的限位台肩，驱动轴的一端具有安装槽，且驱动轴通过卡簧垫片4以及设置于前述安装槽内的卡簧3与手轮2相连。

一种实施例中，第二截流罩12的内壁上靠近出水口的一侧具有导向斜面，该导向斜面沿着水流方向呈扩口状结构。水流经该导向斜面时，流向存在过渡阶段，以使得水压更加稳定。另外，第一截流罩9和感压筒10中的一者的内部具有限位部，该限位部在感压筒10的滑动方向上能够与第一截流罩9和感压筒10中的另一者相挡接。此限位部可实现第一截流罩9带动感压筒10运动的目的，此种结构此较简单、可靠。

在实际应用过程中，调节阀的开度值也是技术人员比较关心的。因此，为了直观地显示调节阀的开度，可在手轮2上设置一级刻度线，同时，手轮底座7上具有读数窗，使得前述一级刻度线裸露于该读数窗内，而手轮底座7上则具有多个与一级刻度线相匹配的一级读数线。转动手轮2后，随着手轮2的运动，一级刻度线在读数窗内的位置也将发生变化，这一变化直接体现于一级刻度线与一级读数线之间的位置关系。因此，当一级刻度线移动至对应的一级读数线处时，即可表征调节阀的开度大小。为了便于数值的读取，读数窗的数量至少为两个，各读数窗沿着手轮底座7的周向分布，以使操作人员可以在手轮底座7的不同方位均能够读取数值。

在上述技术方案的基础之上，手轮2上还可设置多个二级刻度线，各二级刻度线沿着手轮2的周向分布，手轮底座7上具有与二级刻度线相对的指示块，该指示块可采用三角形结构，该指示块所指示的具体二级刻度线即为对应的读数。此时，将一级刻度线的位置和二级刻度线的位置相结合，即可将调节阀的开度值精确到两位，以使开度值更加精确。

前文提到的驱动轴可采用整根轴，作为替换方案，该驱动轴可包括套装于阀盖25内部的第一阀轴5、与感压筒10套装的第二阀轴13，即此处的第二阀轴13可作为前文提到的阀轴使用，第一阀轴5与第二阀轴13螺纹连接，且第一阀轴5与第一截流罩9的外表面相抵接。第二阀轴13与底盖16之间设置有底盖密封圈19，第二阀轴13通过锁紧螺母17和垫片18与底盖16连接。将整个驱动轴分为两部分，此两部分组合后使得驱动轴自手轮2处贯穿至底盖16处，以使驱动轴整体带有一定的自适应性，不需要保证非常高的同轴度。

更进一步地，感压筒10上的流量平衡口可包括多个沿着感压筒10的圆周方向排布的V形缺口。此多个V形缺口可以更方便地保证前述的kv以预设比例增减，继而保障流量的平衡。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，母庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型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，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种动态平衡手动调节阀，其特征在于，包括阀体、阀盖以及安装于阀体内的阀芯，所述阀体上具有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的外筒、滑动配合于所述外筒内的感压筒、密封连接于所述外筒底部的底盖、安装于所述底盖上的阀轴、一端固定于所述阀轴上的第一弹性部件以及一端固定于所述阀轴上的第二弹性部件，所述外筒上具有与所述进水腔相连通的进水口、与所述出水腔相连通的出水口，所述第一弹性部件的另一端作用于所述感压筒上，所述第二弹性部件的另一端作用于所述底盖上，所述感压筒套装于所述阀轴上，且所述感压筒在自身滑动方向的两侧分别具有相隔开的进水端感压腔和水流通道，所述水流通道连通于所述进水口和所述出水口之间，所述感压筒的侧壁上具有流量平衡口。

2.根据权利要求1所述的动态平衡手动调节阀，其特征在于，还包括手轮组件，所述手轮组件包括与所述阀盖相对固定的手轮底座、与所述手轮底座螺纹连接的手轮、一端与所述手轮固定连接的驱动轴，所述阀芯还包括与所述驱动轴的另一端固定连接的第一截流罩，所述第一截流罩滑动配合于所述外筒的内部，且所述第一截流罩能够逐渐覆盖所述进水口，所述感压筒滑动配合于所述第一截流罩内。

3.根据权利要求2所述的动态平衡手动调节阀，其特征在于，所述阀芯还包括滑动配合于所述外筒内的第二截流罩，所述第二截流罩固定于所述感压筒上，所述第一截流罩能够通过所述感压筒向所述第二截流罩施加截流作用力，以使所述第二截流罩逐渐覆盖所述出水口。

4.根据权利要求2所述的动态平衡手动调节阀，其特征在于，所述阀盖的外表面上具有第一多边形面和限位凸部，所述手轮底座的内表面上具有第二多边形面和限位凹槽，所述第一多边形面与所述第二多边形面沿着所述手轮底座的周向限位配合，所述限位凸部和所述限位凹槽沿着所述手轮底座的轴向限位配合。

5.根据权利要求2所述的动态平衡手动调节阀，其特征在于，所述手轮组件还包括套装于所述驱动轴上的挡块，所述驱动轴上具有与所述挡块相挡接的限位台肩，所述驱动轴的一端具有安装槽，所述驱动轴通过卡簧垫片以及设置于所述安装槽内的卡簧与所述手轮相连。

6.根据权利要求2所述的动态平衡手动调节阀，其特征在于，所述手轮上具有一级刻度线，所述手轮底座上具有读数窗，所述一级刻度线裸露于所述读数窗内，所述手轮底座上具有多个与所述一级刻度线相匹配的一级读数线。

7.根据权利要求6所述的动态平衡手动调节阀，其特征在于，所述手轮上还具有多个二级刻度线，各所述二级刻度线沿着所述手轮的周向分布，所述手轮底座上具有与所述二级刻度线相对的指示块。

8.根据权利要求6所述的动态平衡手动调节阀，其特征在于，所述读数窗至少为两个，各所述读数窗沿着所述手轮底座的周向分布。

9.根据权利要求2-8中任一项所述的动态平衡手动调节阀，其特征在于，所述驱动轴包括套装于所述阀盖内部的第一阀轴、与所述感压筒套装的第二阀轴，所述第一阀轴与所述第二阀轴螺纹连接，且所述第一阀轴与所述第一截流罩的外表面相抵接。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的动态平衡手动调节阀，其特征在于，所述流量平衡口包括多个沿着所述感压筒的圆周方向排布的V形缺口。