一种具有对称式结构的流量分配阀
| 专利类型 | 发明授权 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN202010394454.7 | 申请日 | 2020-05-11 |
| 公开(公告)号 | CN111412317B | 公开(公告)日 | 2024-08-09 |
| 申请人 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所; 上海一核阀门股份有限公司; | 申请人类型 | 科研院所 |
| 发明人 | 侯峰伟; 吴斌; 洪进元; 章起华; 曹德胜; 张峻宾; 陈磊; 吕超; 洪佳福; 洪菊芬; | 第一发明人 | 侯峰伟 |
| 权利人 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,上海一核阀门股份有限公司 | 权利人类型 | 科研院所 |
| 当前权利人 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,上海一核阀门股份有限公司 | 当前权利人类型 | 科研院所 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：四川省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：四川省绵阳市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：四川省绵阳市高新区二环路南段6号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：621000 |
| 主IPC国际分类 | F16K21/00 | 所有IPC国际分类 | F16K21/00 ; F16K3/22 ; F16K3/30 ; F16K3/314 ; F16K3/316 ; F16K3/32 ; F16K47/08 ; F16K25/00 |
| 专利引用数量 | 1 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 7 | 专利文献类型 | B |
| 专利代理机构 | 专利代理人 | ||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种具有对称式结构的流量分配 阀 ，包括 阀体 、阀盖和阀杆，其中，所述阀体包括对称设置的第一出口和第二出口，所述第一出口连通上阀腔，所述第二出口连通下阀腔，组装好阀内件的上阀腔与组装好阀内件的下阀腔结构对称，所述上阀腔与下阀腔的阀内件的中心形成连通的调节腔，所述阀杆设置在调节腔的中心，所述调节腔中设置有阀芯以进行流量分配，所述阀芯固定在阀杆上。本发明实现流量的精准分配；上下阀腔内的阀内件均保持一致，实现阀内零部件互换要；阀芯上开有平衡孔，阀芯通过导向衬套进行导向，减小操作驱动 力 ，保证阀 门 进行准确快速流量调节。 | ||
| 权利要求 | 1.一种具有对称式结构的流量分配阀，包括阀体、阀盖和阀杆，其特征在于，所述阀体包括对称设置的第一出口和第二出口，所述第一出口连通上阀腔，所述第二出口连通下阀腔，组装好阀内件的上阀腔与组装好阀内件的下阀腔结构对称；所述阀内件包括阀座、阀笼、导向衬套和压环，所述阀座、阀笼、导向衬套和压环在上阀腔中从下到上依次设置，所述阀座、阀笼、导向衬套和压环在下阀腔中从上到下依次设置；所述上阀腔与下阀腔的阀内件的中心形成连通的调节腔，所述阀杆设置在调节腔的中心，所述调节腔中设置有阀芯以进行流量分配，所述阀芯固定在阀杆上； |
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| 说明书全文 | 一种具有对称式结构的流量分配阀技术领域[0001] 本发明涉及一种流量分配阀，尤其涉及一种具有对称式结构的流量分配阀。 背景技术[0002] 高超声速风洞运行时，为了消除凝结，满足试验需求，常采用蓄热式加热器对气流进行加热。蓄热式加热器可以用小功率达到加热气流的目的，运行比较经济，因此在高超声速风洞领域应用广泛。但是，加热的气流往往存在温度爬升和不稳定现象，并且多次车气流温度重复性较差。 [0003] 针对蓄热式加热器运行特点，可以采用冷热气流掺混的方法实现风洞气流的温度控制，流量分配阀可以实现这一功能。流量分配阀常用结构有球阀式、调节阀式等，这些结构在工业上应用较多，可以用于空调、供水、供暖等系统的流体换向或流量控制，一般压力较低（10MPa），调节精度不高；但是，对于运行时间短（秒级），调节精度高的风洞试验，上述分配阀结构无法满足使用要求。 发明内容[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种具有对称式结构的流量分配阀，采用对称式的结构设计，实现高精度的流量分配，在不影响风洞稳定段总压控制精度的前提下，冷热两股气流准确掺混，满足风洞在高压力、大流量工况下实现总温精确控制需求。 [0005] 本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种具有对称式结构的流量分配阀，包括阀体、阀盖和阀杆，其中，所述阀体包括对称设置的第一出口和第二出口，所述第一出口连通上阀腔，所述第二出口连通下阀腔，组装好阀内件的上阀腔与组装好阀内件的下阀腔结构对称；所述阀内件包括阀座、阀笼、导向衬套和压环，所述阀座、阀笼、导向衬套和压环在上阀腔中从下到上依次设置，所述阀座、阀笼、导向衬套和压环在下阀腔中从上到下依次设置；所述上阀腔与下阀腔的阀内件的中心形成连通的调节腔，所述阀杆设置在调节腔的中心，所述调节腔中设置有阀芯以进行流量分配，所述阀芯固定在阀杆上。 [0006] 进一步地，所述阀笼设有流量窗口，所述阀芯包括上阀芯和下阀芯，所述上阀芯位于上阀腔中，所述上阀芯通过控制上阀腔中阀笼的流量窗口的开启大小来控制第一出口的流量；所述下阀芯位于下阀腔中，所述下阀芯通过控制下阀腔中阀笼的流量窗口的开启大小控制第二出口的流量，所述阀杆带动上阀芯和下阀芯相对于阀笼移动进行第一出口和第二出口流量的分配。 [0007] 进一步地，所述阀杆带动阀芯上移，所述上阀芯抵住上阀腔的阀座时，所述上阀芯将上阀腔中阀笼的流量窗口完全关闭，所述第一出口完全关闭，所述下阀芯将下阀腔中阀笼的流量窗口完全打开，所述第二出口完全打开，所述第二出口流量达到最大；所述阀杆带动阀芯下移，所述下阀芯抵住下阀腔的阀座时，所述下阀芯将下阀腔中阀笼的流量窗口完全关闭，所述第二出口完全关闭，所述上阀芯将上阀腔中阀笼的流量窗口完全打开，所述第一出口完全打开，所述第一出口流量达到最大。 [0009] 进一步地，所述阀体设有与阀座匹配的阀座孔，所述阀座设置在阀座孔处，所述阀座与阀体的接触处设有阀座缠绕垫片。 [0010] 进一步地，所述阀座上设有与阀笼匹配的阀座凸台，所述阀笼设置在阀座凸台上。 [0011] 进一步地，所述阀笼内侧设有与导向衬套匹配的阀笼凹台，所述导向衬套设置在阀笼凹台处。 [0012] 进一步地，所述压环内侧设有与导向衬套匹配的压环凹台，所述导向衬套设置在压环凹台处。 [0013] 进一步地，所述阀芯与阀座的接触面为密封面，所述阀芯的密封面堆焊硬质合金，所述阀座的密封面堆焊硬质合金；所述阀芯与导向衬套的接触面为导向面，所述阀芯的导向面堆焊硬质合金。 [0015] 本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的具有对称式结构的流量分配阀，在保证流量分配阀的两个出口实时流通面积之和不变的情况下，获得两个出口的不同流通面积比例，满足阀门的流量分配要求；上下阀腔内的阀内件均保持一致，满足流量分配阀内零部件互换的需要；阀芯上开有平衡孔，阀芯通过导向衬套进行导向，消除阀门在高压力调节过程中的不平衡载荷，减小操作驱动力，保证阀门进行准确快速流量调节；阀门采用线密封结构，密封面在阀芯和阀座上直接加工，通过阀芯和阀座的紧密配合实现上下出口中的一个出口关断。附图说明 [0016] 图1为本发明实施例中具有对称式结构的流量分配阀结构示意图； [0017] 图2为本发明实施例中上阀腔处结构放大图。 [0018] 图中： [0019] 1.阀体；2.阀座缠绕垫片；3.阀座；4.阀芯；5.阀笼；6.导向衬套；7.平衡密封圈；8.压环；10.阀杆；12.阀盖；21.第一出口；22.第二出口；23.上阀腔；24.下阀腔；25调节腔。 具体实施方式[0020] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。 [0021] 图1为本发明实施例中具有对称式结构的流量分配阀结构示意图。 [0022] 请参见图1，本发明实施例的具有对称式结构的流量分配阀，包括阀体1、阀盖12和阀杆10，其特征在于，所述阀体1包括对称设置的第一出口21和第二出口22，所述第一出口21连通上阀腔23，所述第二出口22连通下阀腔24；组装好阀内件的上阀腔23与组装好阀内件的下阀腔24结构对称，所述阀内件包括阀座3、阀笼5、导向衬套6和压环8，所述阀座3、阀笼4、导向衬套6和压环8在上阀腔23中从下到上依次设置，所述阀座3、阀笼4、导向衬套6和压环8在下阀腔24中从上到下依次设置；所述上阀腔23与下阀腔24的阀内件的中心形成连通的调节腔25，所述阀杆10设置在调节腔25的中心，所述调节腔25中设置有阀芯4以进行流量分配，所述阀芯4固定在阀杆10上。 [0023] 具体地，本发明实施例的具有对称式结构的流量分配阀，阀笼5设有流量窗口，阀笼5可采用不同形状的流量窗口，甚至也可采用多级降压式的迷宫芯包；所述阀芯4包括上阀芯和下阀芯，所述上阀芯位于上阀腔23中，所述上阀芯通过控制上阀腔23中阀笼的流量窗口的开启大小来控制第一出口21的流量；所述下阀芯位于下阀腔24中，所述下阀芯通过控制下阀腔24中阀笼的流量窗口的开启大小控制第二出口22的流量，所述阀杆10带动上阀芯和下阀芯相对于阀笼5移动进行第一出口21和第二出口22流量的分配。 [0024] 具体地，本发明实施例的具有对称式结构的流量分配阀，阀杆10带动阀芯4下移，所述上阀芯抵住上阀腔23的阀座3时，所述上阀芯将上阀腔23中阀笼5的流量窗口完全关闭，所述第一出口21完全关闭，所述下阀芯将下阀腔24中阀笼5的流量窗口完全打开，所述第二出口22完全打开，所述第二出口22流量达到最大；所述阀杆带动阀芯上移，所述下阀芯抵住下阀腔24的阀座3时，所述下阀芯将下阀腔24中阀笼5的流量窗口完全关闭，所述第二出口22完全关闭，所述上阀芯将上阀腔23中阀笼5的流量窗口完全打开，所述第一出口22完全打开，所述第一出口22流量达到最大。 [0025] 请同时参见图2，本发明实施例的具有对称式结构的流量分配阀，压环8与阀芯4的接触面上设有密封槽，所述密封槽中设置有平衡密封圈7，所述阀芯4上设置有平衡孔，所述平衡密封圈7进行平衡孔的密封。阀体1设有与阀座3匹配的阀座孔，所述阀座3设置在阀座孔处，所述阀座3与阀体1的接触处设有阀座缠绕垫片2。阀座3上设有与阀笼5匹配的阀座凸台，所述阀笼5设置在阀座凸台上。阀笼5内侧设有与导向衬套6匹配的阀笼凹台，所述导向衬套6设置在阀笼凹台处。压环8内侧设有与导向衬套6匹配的压环凹台，所述导向衬套6设置在压环凹台处。 [0026] 优选地，阀芯4与阀座3的接触面为密封面，所述阀芯4的密封面堆焊硬质合金，所述阀座3的密封面堆焊硬质合金，实现线密封结构，提高密封效果；所述阀芯4与导向衬套6的接触面为导向面，所述阀芯4的导向面堆焊硬质合金。 [0027] 优选地，阀芯4的材质为奥氏体不锈钢，导向衬套6的材质为17‑4PH沉淀硬化不锈钢，导向衬套6进行了固溶和时效热处理，增加其硬度、强度、耐磨性，阀芯4与导向衬套6材质具有一定的硬度差，且两者之间的材料组合磨损及摩擦系数均达到最优，不会发生卡涩、咬死等现象。 [0028] 本发明实施例的具有对称式结构的流量分配阀，在实际使用时，装配过程如下：首先将阀座3装在与其相配合的阀座孔处，并在阀座3底部装有缠绕垫片2，防止介质从该处泄漏；其次装配阀笼5，阀笼5与阀座凸台也是间隙配合，装配时需注意阀笼5的朝向；接下去就是装配导向衬套6，导向衬套6主要作为与阀芯4的导向，导向衬套6设置在阀笼凹台处；接下去装配压环8与平衡密封圈7，装配时需要注意平衡密封圈7的朝向，其装配方向决定了该结构是否能密封的关键；然后后装配阀芯4和阀杆10，阀杆10穿过阀芯4的中心孔，两个圆螺母并紧，套上挡圈将阀芯4固定；最后装配阀盖12，所有零部件装配完成。 [0029] 本发明实施例的具有对称式结构的流量分配阀，阀内件结构采用了堆叠与快拆式设计，同时也采用了模块化设计，所有阀内件之间的配合均为间隙配合，且该间隙配合不会影响阀门的性能，装配过程无需采用专用、特殊工具，提高装配与拆卸维修的效率。 [0030] 综上所述，本发明实施例的具有对称式结构的流量分配阀，在保证流量分配阀的两个出口实时流通面积之和不变的情况下，获得两个出口的不同流通面积比例，满足阀门的流量分配要求；上下阀腔内的阀内件均保持一致，满足流量分配阀内零部件互换的需要；阀芯4上开有平衡孔，阀芯4通过导向衬套6进行导向，消除阀门在高压力调节过程中的不平衡载荷，减小操作驱动力，保证阀门进行准确快速流量调节；阀门采用线密封结构，密封面在阀芯4和阀座3上直接加工，通过阀芯4和阀座3的紧密配合实现上下出口中的一个出口关断。 |
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