高精度動態(tài)流量平衡閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種流量控制閥，主要用于空調(diào)、采暖、供水系統(tǒng)等需要平衡流量的領(lǐng)域，特別是涉及一種高精度動態(tài)流量平衡閥，包括安裝在閥體上的閥芯組件、閥蓋，閥芯組件由閥芯、閥芯殼體、彈簧、鎖緊螺絲組成，所述閥芯上設有端面固定孔和兩邊對稱的側(cè)流通道，側(cè)流通道包括兩個均勻分布的固定橢圓孔、兩個或四個均勻分布的可變孔，兩個固定橢圓孔分別與其中兩個對稱分布的可變孔一一相連通。本實用新型高精度動態(tài)流量平衡閥，結(jié)構(gòu)簡單、體積小，閥芯剛度性能好，加工方便，節(jié)約成本。
【專利說明】高精度動態(tài)流量平衡閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種流量控制閥，主要用于空調(diào)、采暖、供水系統(tǒng)等需要平衡流量的領(lǐng)域，特別是涉及一種高精度動態(tài)流量平衡閥。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大量的國外進口品牌的動態(tài)流量平衡閥一般采用一體化組裝，這種高精度自動流量平衡閥不便于后期的檢修、維護、清洗，長期運行后導致控制精度下降，能耗增加；而國內(nèi)廠家生產(chǎn)的動態(tài)流量平衡閥起始工作壓力普遍偏高，流量精度低，后期檢修、維護和清洗也存在同樣的問題，且可靠性差。
[0003]中國專利CN 1888498A中提供的側(cè)面開孔方法，其用于計算的側(cè)面通流孔流量系數(shù)是定值，而側(cè)面通流孔的不同位置的流量系數(shù)都應不同，故不能保證高精度的流量控制。且當所需理想流量太大，側(cè)流通道的兩側(cè)對稱可變開孔切割到閥芯內(nèi)壁甚至外壁，不僅影響閥芯剛度，而且不能滿足流量需求。
[0004]中國專利CN 201232764Y中提供的回位彈簧，用于定位閥膽，所需閥體較大，結(jié)構(gòu)復雜。
[0005]中國專利CN 2781125Y中提供的側(cè)面固定孔為方孔，剛度不高，不利于增大流量。
[0006]中國專利CN 2781128Y中提供的側(cè)面固定孔為多個圓孔，側(cè)面可變孔為多個且未連接，加工復雜，不利于線切割的一次成型。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷而提供一種高精度動態(tài)流量平衡閥，其改進的方法及結(jié)構(gòu)，有效克服了【背景技術(shù)】所述存在的全部問題。
[0008]為達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0009]一種高精度動態(tài)流量平衡閥，包括安裝在閥體上的閥芯組件、閥蓋，閥芯組件由閥芯、閥芯殼體、彈簧、鎖緊螺絲組成，所述閥芯上設有端面固定孔和兩邊對稱的側(cè)流通道，側(cè)流通道包括兩個均勻分布的固定橢圓孔、兩個或四個均勻分布的可變孔，兩個固定橢圓孔分別與其中兩個對稱分布的可變孔 相連通。
[0010]作為上述方案的進一步設置，所述可變孔中，相鄰的兩個可變孔的流通面積不同，對稱面的兩個可變孔的流通面積相同。
[0011]所述鎖緊螺絲上安裝有超壓限位套，且超壓限位套的側(cè)面開設有通孔(作為流體通道)，同時鎖緊螺絲與超壓限位套之間呈一體式結(jié)構(gòu)。
[0012]所述閥芯殼體的上端外壁與閥體內(nèi)孔相配合設置，閥芯殼體的下端外壁與閥體閥座孔采用端面密封(即閥芯殼體的下端外壁卡置在閥體閥座孔的端面上)，閥蓋安裝在閥芯殼體的頂端，閥芯上端開口上設有凸緣，閥芯殼體的下端內(nèi)壁上設置有配合凸緣對閥芯進行限位的臺階，鎖緊螺絲與閥芯殼體的上端內(nèi)壁進行螺紋連接，彈簧位于閥芯殼體內(nèi)，且彈簧一端座落在鎖緊螺絲內(nèi)，另一端座落在閥芯的限位端面上(即閥芯凸緣的上端面上)。[0013]所述閥芯殼體的下端外壁與閥體閥座孔之間安裝有O形密封圈一。
[0014]所述閥蓋與閥體通過螺紋連接。
[0015]所述閥蓋與閥體之間安裝有O形密封圈二。
[0016]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點如下:
[0017]1、閥芯側(cè)面上的固定橢圓孔和可變孔相連通，提高了剛度，便于一次加工成型，力口工方便，節(jié)約成本；
[0018]2、閥芯側(cè)面可變孔對稱分布，便于加工；大流量下，可變孔由通常的兩個分為四個，提高了閥芯剛度，滿足了流量需求；
[0019]3、閥芯組件由閥體與閥蓋進行定位，閥芯組件與閥體之間采用端面密封，結(jié)構(gòu)更為緊湊。
[0020]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
[0022]圖2是本實用新型的三種壓差狀態(tài)下閥芯位置示意圖。
[0023]圖3是本實用新型的流量-壓差關(guān)系示意圖。
[0024]圖4是本實用新型的閥芯側(cè)流通道計算示意圖。
[0025]圖5是本實用新型的閥芯可變開孔優(yōu)化示意圖。
[0026]圖標記說明:1.閥體；2.閥芯；3.0形密封圈一 ；4.閥芯殼體；5.彈簧；6.鎖緊螺絲；7.閥蓋；8.0形密封圈二；9.超壓限位套；21.端面固定孔；22.固定橢圓孔；23.可變孔；24.凸緣；41.臺階；91.通孔。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，本實用新型高精度動態(tài)流量平衡閥，包括安裝在閥體I上的閥芯組件、閥蓋7，閥芯組件由閥芯2、閥芯殼體4、彈簧5、鎖緊螺絲6組成，閥芯2上設有端面固定孔21和兩邊對稱的側(cè)流通道，側(cè)流通道包括兩個均勻分布的固定橢圓孔22、兩個或四個均勻分布的可變孔23，兩個固定橢圓孔22分別與其中兩個對稱分布的可變孔23—一相連通。
[0028]在小流量的情況下，本實用新型中的可變孔23設置為兩個，該兩個可變孔23對稱設置，并分別與相應的固定橢圓孔22 —一連通，同時兩個可變孔23的流通面積相同。
[0029]在大流量的情況下，本實用新型中的可變孔23設置為四個，兩個固定橢圓孔22分別與其中兩個對稱分布的可變孔23 —一相連通，同時相鄰的兩個可變孔23的流通面積不同，對稱面的兩個可變孔23的流通面積相同。
[0030]鎖緊螺絲6上安裝有超壓限位套9，且超壓限位套9的側(cè)面開設有方形的通孔91，同時鎖緊螺絲6與超壓限位套9之間呈一體式結(jié)構(gòu)。本實用新型中，閥芯殼體4的上端外壁與閥體I內(nèi)孔相配合設置，閥芯殼體4的下端外壁與閥體I閥座孔采用端面密封，閥蓋7安裝在閥芯殼體4的頂端，閥芯2上端開口上設有凸緣24，閥芯殼體4的下端內(nèi)壁上設置有配合凸緣24對閥芯2進行限位的臺階41，鎖緊螺絲6與閥芯殼體4的上端內(nèi)壁進行螺紋連接，彈簧5位于閥芯殼體4內(nèi)，且彈簧5 —端座落在鎖緊螺絲6內(nèi)，另一端座落在閥芯2的限位端面上。閥芯殼體4的下端外壁與閥體I閥座孔之間安裝有O形密封圈一 3。閥蓋7與閥體I之間安裝有O形密封圈二 8。閥蓋7與閥體I通過螺紋連接。
[0031]本實用新型高精度動態(tài)流量平衡閥使用時，流體由閥體I右側(cè)通過端面固定孔21和側(cè)流通道流向閥體I左側(cè)，閥芯2內(nèi)外側(cè)存在壓差。如附圖2、3所示，當壓差未達到本高精度動態(tài)流量平衡閥的最小工作壓差時，閥芯2位置保持不變，此時閥芯2側(cè)面的通流面積最大，流量隨壓差增大而增大；當壓差達到或超過本高精度動態(tài)流量平衡閥的最小工作壓差且不大于最大工作壓差時，閥芯2沿閥芯殼體4內(nèi)壁做相對滑動，此時可變孔23的一部分被閥芯殼體4擋住，從而減小流量面積使端面固定孔21內(nèi)外側(cè)壓差為零，達到流量平衡的目的，此時流量在壓差增大的情況下保持不變；當壓差達到或超過本高精度動態(tài)流量平衡閥的最大工作壓差時，閥芯2被超壓限位套9擋住，位置保持不變，此時閥芯2側(cè)面只留有固定橢圓孔22，因流通面積不變，所以流量隨流速的增大而增大。
[0032]在上述過程中，因閥芯2側(cè)面的側(cè)流通道對稱分布，流體作用在閥芯2側(cè)面的力得到平衡，使閥芯2不易卡死失效。
[0033]本實用新型高精度動態(tài)流量平衡閥提供一種較精確的閥芯側(cè)面開孔方法:
[0034]假設先以開兩個對稱的側(cè)流通道計算:
[0035]已知參數(shù):設 計流量Q ;流體密度P ;最小工作壓差APmin ;最大工作壓差APmax ；端面固定孔21面積A2 ；閥芯2全行程S ;端面通流孔流量系數(shù)C ；
[0036]未知參數(shù):閥芯單側(cè)固定橢圓孔22通流面積A3 ;閥芯單側(cè)可變孔23的形狀坐標(Xi, Yi);閥芯單側(cè)可變孔23的通流面積Ai ；
[0037]如附圖4所示，將孔(即可變孔)的軸向長度(y向)分為η等分為Ytl=Oni=SXi/n..., yn=S,對應徑向孔投影高度為Xci,而每個位置所對應的側(cè)面通流孔流量系數(shù)為Ci。
[0038]側(cè)面通流孔流量系數(shù)Ci的方程:
[0039]針對專利CN1888498A中的不足，經(jīng)修正流量系數(shù)得到擬合的方程為Ci=-0.0074yi2+0.1035yi+0.5905 ；
[0040]由彈簧壓縮長度與力的線性關(guān)系推得:彈簧在最小工作壓差時壓縮量為
【權(quán)利要求】
1.一種高精度動態(tài)流量平衡閥，包括安裝在閥體上的閥芯組件、閥蓋，閥芯組件由閥芯、閥芯殼體、彈簧、鎖緊螺絲組成，其特征在于:所述閥芯上設有端面固定孔和兩邊對稱的側(cè)流通道，側(cè)流通道包括兩個均勻分布的固定橢圓孔、兩個或四個均勻分布的可變孔，兩個固定橢圓孔分別與其中兩個對稱分布的可變孔一一相連通；所述閥芯殼體的上端外壁與閥體內(nèi)孔相配合設置，閥芯殼體的下端外壁與閥體閥座孔采用端面密封，閥蓋安裝在閥芯殼體的頂端，閥芯上端開口上設有凸緣，閥芯殼體的下端內(nèi)壁上設置有配合凸緣對閥芯進行限位的臺階，鎖緊螺絲與閥芯殼體的上端內(nèi)壁進行螺紋連接，彈簧位于閥芯殼體內(nèi)，且彈簧一端座落在鎖緊螺絲內(nèi)，另一端座落在閥芯的限位端面上。
2.如權(quán)利要求1所述的高精度動態(tài)流量平衡閥，其特征在于:所述可變孔中，相鄰的兩個可變孔的流通面積不同，對稱面的兩個可變孔的流通面積相同。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高精度動態(tài)流量平衡閥，其特征在于:所述鎖緊螺絲上安裝有超壓限位套，且超壓限位套的側(cè)面開設有通孔，同時鎖緊螺絲與超壓限位套之間呈一體式結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的高精度動態(tài)流量平衡閥，其特征在于:所述閥芯殼體的下端外壁與閥體閥座孔之間安裝有O形密封圈一。
5.如權(quán)利要求1所述的高精度動態(tài)流量平衡閥，其特征在于:所述閥蓋與閥體通過螺紋連接。
6.如權(quán)利要求5所述的高精度動態(tài)流量平衡閥，其特征在于:所述閥蓋與閥體之間安裝有O形密封圈二。
【文檔編號】F16K17/04GK203718067SQ201320809151
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】李樹勛, 徐娟娟, 葉琛 申請人:浙江盾安閥門有限公司, 蘭州理工大學