一种微小流量控制阀阀芯及其控制阀的制作方法

1.本实用新型涉及阀门技术领域，具体是一种微小流量控制阀阀芯及其控制阀。


背景技术：

2.微小流量调节阀主要是应用于那些对控制精度要求较高、工作压差比较大、流速比较快的工况；一般用于纯净的气体或液体介质，很少用于有颗粒、粉尘等杂志的介质。
3.如图7所示，传统的微小流量控制阀阀芯，其用于调节流量的部位截面母线类似抛物线形状，具有以下缺点：1、一般当cv≤0.5时，头部平面直径很小，普通车削工艺难以加工；2、小开度时，平面直径变化很小，约在0.05mm以内，普通设备很难保证精度，即使数控车床也很难同时保证尺寸精度与表面粗糙度要求；3、鉴于以上两点，加工的废品率很高；4、当流量系数cv≤0.1时，精度、粗糙度要求更高，普通车床、数控车床都难以完成；5、即使勉强加工合格，在较大工作压差时因阀芯平面与阀座间存在间隙(流通截面)，阀芯的定位交叉、震动较大；6、传统微小流量控制阀的平面设计是采用一些离散的点，然后平面靠圆弧连接等方式连接，离散点之间的控制精度不可控，且难以克服。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：为解决背景技术中的技术问题，本实用新型公开了一种微小流量控制阀阀芯及其控制阀。
5.本实用新型提供一种微小流量控制阀阀芯，包括本体，所述本体一端设有用于连接阀座的圆柱形阀芯头部，所述阀芯头部设有平面，并在所述平面的作用下，呈渐缩结构。
6.阀芯通过阀芯头部与阀座内孔采用间隙或过盈配合的方式连接，如果要求 30％开度以下时具有高控制精度，则为过盈配合，否则为间隙配合；平面的设置，使阀芯头部与阀座之间产生空隙，并成为介质流通的通道；阀芯在阀座内孔导向作用下移动时，平面与阀座之间的空隙，即流通面积，发生变化，从而对介质流量起到调节作用；本实用新型具有以下有益效果：1、阀芯头部的圆柱形状可采用外圆磨床或工具磨与阀座孔配磨，确保阀芯与阀座的配合精度，平面可在铣床或借助工装在平面磨床加工，加工方便，便于大批量加工；2、平面使介质的压力、流速逐渐变化，减少介质对阀芯的气蚀、冲刷作用；3、不管在哪一个开度，阀芯头部在平面的作用下始终与阀座孔配合连接，阀芯稳定性好。
7.为说明阀芯头部具体的渐缩结构，本方案中，所述平面设为一个，所述阀芯头部轴向截面呈直角梯形。如此设置，不仅加工量少，而且调节精度高。
8.当平面的倾斜角度过大时，不仅调节精度低，而且还会降低阀芯头部的强度，所以进一步地改进解决这一问题，具体的，所述阀芯头部端面呈大割圆形状。
9.常规的控制阀全开时，由于阀芯头部只有前端插入阀座孔，从而导致阀芯与阀座配合不稳定，所以进一步地改进解决这一问题，具体的，所述阀芯头部的半径设为r，所述平面的长度设为l，所述平面与所述阀芯头部轴线的夹角设为α，l
×
tanα＜4r/5。如此设置，当阀芯全开时，不仅阀芯头部的前端位于阀座孔内，阀芯头部的部分中间段也位于阀座孔内，
从而使阀芯运动更佳稳定，导向性能更佳。
10.一种微小流量控制阀，具有上述一种微小流量控制阀阀芯。这种微小流量控制阀，不仅加工方便，成本低，而且调节精度高。
附图说明
11.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
12.图1是本实用新型的结构示意图；
13.图2是本实用新型的主视图；
14.图3是本实用新型的右视图；
15.图4是实施例一中流通面积与开度的关系图；
16.图5是阀芯与阀座的安装主视剖视图；
17.图6是阀芯与阀座的安装俯视剖视图；
18.图7是传统的微小流量控制阀阀芯的主视图；
19.图中：1、本体；2、阀芯头部；3、平面。
具体实施方式
20.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
21.实施例一：
22.如图1-6所示，本实用新型公开了一种微小流量控制阀阀芯，包括本体1，本体1端部设有圆柱形阀芯头部2，阀芯头部2设有一平面3，并在平面3的作用下，阀芯头部2呈渐缩结构，并且阀芯头部2轴向截面呈直角梯形。
23.阀芯头部2端面呈大割圆形状。如此设置，不仅确保阀芯头部2的强度，还提高了调节精度。阀芯头部2的半径设为r，平面3的长度设为l，平面3与阀芯头部2轴线的夹角设为α，l
×
tanα＜4r/5。如此设置，当阀芯全开时，不仅阀芯头部2的前端位于阀座孔内，阀芯头部2的部分中间段也位于阀座孔内，从而使阀芯运动更佳稳定，导向性能更佳。
24.阀芯通过阀芯头部2与阀座内孔采用间隙或过盈配合的方式连接，如果要求30％开度以下时具有高控制精度，则为过盈配合，否则为间隙配合；平面3的设置，使阀芯头部2与阀座之间产生空隙，并成为介质流通的通道；阀芯在阀座内孔导向作用下移动时，平面3与阀座之间的空隙，即流通面积，发生变化，从而对介质流量起到调节作用。本实用新型具有以下有益效果：1、阀芯头部2 的圆柱形状可采用外圆磨床或工具磨与阀座孔配磨，确保阀芯与阀座的配合精度，平面3可在铣床或借助工装在平面磨床加工，加工方便，便于大批量加工； 2、平面3使介质的压力、流速逐渐变化，减少介质对阀芯的气蚀、冲刷作用； 3、不管在哪一个开度，阀芯头部2在平面3的作用下始终与阀座孔配合连接，阀芯稳定性好。
25.阀芯头部2的圆柱半径为2.4mm、平面3倾斜角度为2
°
，根据公式(《控制阀结构及检维修技术》，崔学智)，得出流通面积a 与开度l的关系图，参照图4，在小开度(l≤3)时流量随开度变化很慢，便于精确调节；中间开度(3＜l≤8)时，调节性能良好；而大开度(l》8)时流量特性接近线性，流量随行程变化较快，便于
大流量调节。
26.实施例二：
27.本实用新型还公开了一种微小流量控制阀，具有实施例一中的一种微小流量控制阀阀芯。这种微小流量控制阀，不仅加工方便，成本低，而且调节精度高。
28.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。


技术特征：
1.一种微小流量控制阀阀芯，其特征在于：包括本体(1)，所述本体(1)一端设有用于连接阀座的圆柱形阀芯头部(2)，所述阀芯头部(2)设有平面(3)，并在所述平面(3)的作用下，呈渐缩结构。2.根据权利要求1所述的一种微小流量控制阀阀芯，其特征在于：所述平面(3)设为一个，所述阀芯头部(2)轴向截面呈直角梯形。3.根据权利要求2所述的一种微小流量控制阀阀芯，其特征在于：所述阀芯头部(2)端面呈大割圆形状。4.根据权利要求3所述的一种微小流量控制阀阀芯，其特征在于：所述阀芯头部(2)的半径设为r，所述平面(3)的长度设为l，所述平面(3)与所述阀芯头部(2)轴线的夹角设为α，l
×
tanα＜4r/5。5.一种微小流量控制阀，其特征在于：具有权利要求1-4任一项所述的一种微小流量控制阀阀芯。

技术总结
本实用新型是一种微小流量控制阀阀芯及其控制阀，包括本体，本体一端设有用于连接阀座的圆柱形阀芯头部，阀芯头部设有平面，并在平面的作用下，呈渐缩结构。阀芯通过阀芯头部与阀座内孔采用间隙或过盈配合的方式连接，如果要求30％开度以下时具有高控制精度，则为过盈配合，否则为间隙配合；具有以下有益效果：1、阀芯头部的圆柱形状可采用外圆磨床或工具磨与阀座孔配磨，确保阀芯与阀座的配合精度，平面可在铣床或借助工装在平面磨床加工，加工方便，便于大批量加工；2、平面使介质的压力、流速逐渐变化，减少介质对阀芯的气蚀、冲刷作用；3、不管在哪一个开度，阀芯头部在平面的作用下始终与阀座孔配合连接，阀芯稳定性好。阀芯稳定性好。阀芯稳定性好。


技术研发人员：崔学智 马万 焦娜 何少云 李建华
受保护的技术使用者：吴忠仪表工程技术服务有限公司
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2022/3/15