流量控制阀的阀口密封结构的研发

流量控制阀的阀口密封结构的研发

徐龙 阮少烽

浙江春晖智能控制股份有限公司 浙江绍兴 312300

摘要：本文强调了流量控制阀快速关断的重要性，并通过对目前市场上流量控制阀存在的问题进行分析，从而针对性的研究设计出了一种结构合理，易于制造，关断速度快的流量控制阀。

关键词：流量控制阀；快速；阀口密封结构

流量控制阀是一种能根据下游流量变化，自动调节阀口和阀口垫圈之间的开度，从而使下游压力稳定在规定范围内的阀门。主要包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。安装形式为水平安装。其连接方式分为法兰式与螺纹式、焊接式。控制调节方式分为自动与手动。适用于需控制流量和压力的管路中，保持预定流量不变，将过大流量限制在一个预定值，并将上游高压适当减低，即使主阀上游的压力发生变化，也不会影响主阀下游的流量。

1、新型流量控制阀阀口密封结构的研制目的

现有的流量控制阀是依靠阀口垫圈平面和阀口平面的高度重合来达到这个要求的，因此 对决定阀口垫圈平面和阀口平面之间位置关系的相关零件的形位公差提出了极高的要求，否则就会关闭缓慢，关闭时间过长，甚至无法关闭流道，大大提高了流量控制阀的制造成本。企业急需一种结构简单、设计合理、易于制造、关断流道快的新型流量控制阀。

2、新型流量控制阀阀口密封结构的介绍

流量控制阀的阀口密封结构包括阀体、阀芯和阀口垫圈。阀体的内腔设有一个隔板结构，隔板上开有一个作为流道的圆形阀孔，阀孔的周边制有一个作为阀口的凸 起结构，阀芯与阀孔在同一轴线上，阀芯在关阀力和开阀力的作用下可以沿轴线作上下运动，阀口垫圈与阀芯装配在一起，可随阀芯同步运动，当阀芯在关阀力的作用下拉动阀口垫圈趋向于阀口，从而使流量控制阀关闭时，阀体内腔被分隔成独立、密封的进口压力腔和出口压力腔。

阀芯在与阀口垫圈相配合的一端制有一个凸形球面，阀口垫圈中心位置制有一个与阀芯上的凸形球面相匹配的凹形球面。

阀口垫圈中心位置制有一个通孔，阀芯可以穿过此孔使得其上的球 面与阀口垫圈上的球面配合在一起形成活动的配对球面，因此阀芯与阀口垫圈 之间的相对位置是可以以配对球面的球心为迴转中心自由转动的。

阀口垫圈在与阀口平面向相对的位置上制有一个柔性的环形橡胶垫，当其与阀口平面以一定的接触力均匀接触时可以迅速关断流道。

阀口垫圈在其中心的球面上设置有一个突出于球面的、环形的密封圈，当流量控制阀在关阀力的作用下关闭时，可以在配对球面上形成密封状态。

参考图1，当阀芯4在关阀力F的作用下带动阀口垫圈5趋于关闭时，由于阀口垫圈5 上的环形橡胶垫7的平面和阀口3所决定的平面之间有一个较大的不平行度，所以在开始时是点接触的；在接触点，阀口3给阀口垫圈5以一个反力N；因为 反力N偏离阀口垫圈5的迴转中心，因此对阀口垫圈5产生一个转矩M；在M的作用下，阀口垫圈5逐渐偏转，直至其上的环形橡胶垫7的平面与阀口3所决定的平面完全接触，此时，阀口3和环形橡胶垫7之间在关阀力F的作用下立刻进入密封状态；由于阀口垫圈5的球面上所设置的突出于球面的环形的密封圈6的作用，此时在配对球面上同时形成密封状态，流量控制阀处于完全关断状态。

3、有益效果

由于阀口垫圈和阀芯所组成的组件所具有的自动调整能力，确保了流量控制阀关闭的迅速性和可靠性，因此对零部件的制造精度要求低，有效地控制了制造成本，被广泛地应用在燃气及液压和气动控制等领域。本产品结构简单、设计合理、易于制造、关断流道快，关断流道的时间一般不超过一秒。

图1 新型流量控制阀的阀口密封结构示意图

4、结束语

本文所研究设计的新型流量控制阀阀口密封结构，针对现有产品的问题缺陷，有针对性的对结构进行了创新设计，使其结构合理，关断速度快，易于制造，大大降低了流量控制阀的制造成本。为企业效益的提升作出了极大的贡献。

参考文献

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