一体式双座调节阀阀芯的制作方法

1.本实用新型涉及双座调节阀技术领域，特别涉及一种一体式双座调节阀阀芯。


背景技术：

2.现有的双座调节阀阀芯由上阀芯、下阀芯和杆组焊，再精加工而成，阀杆通过螺纹与阀芯连接。该阀芯由上、下杆部导向，导向面积小，导向性能差，容易受介质的冲刷导致损坏。该阀芯不具备防转功能，而介质作用力通常是不均衡的，不均衡的作用力会使阀芯在调节阀内部旋转，从而导致阀门损坏。由于该阀芯属于长轴类零件，且阀芯中部强度很低，加工时不同口径的阀芯存在不同程度的振刀现象，尺寸公差、形位公差和粗糙度都无法保证，影响调节阀整机性能和使用寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种一体式双座调节阀阀芯，该一体式双座调节阀阀芯能够增加产品的整体强度，增大导向面积，导向性能好，导向寿命高。结构简单、加工方便，能够避免加工时存在的振刀现象，保证产品的尺寸公差、形位公差。
4.为实现本实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.根据本实用新型的一个方面，提供了一种一体式双座调节阀阀芯，用于双座调节阀，所述双座调节阀包括阀体、上阀座、下阀座、阀芯和阀杆，所述下阀座安装于所述阀体的下部，所述上阀座安装于所述阀体的上部，所述阀芯设于所述阀体的内部，所述阀杆固接于所述阀芯的顶部，用于驱动所述阀芯上下运动，所述阀芯呈圆柱体结构，上部与所述上阀座相配合，下部与所述下阀座相配合，以使得所述阀芯沿所述下阀座和所述上阀座进行上下运动。
6.根据本实用新型的一实施方式，其中，所述阀芯包括阀芯壳体、隔板、第一节流孔组和第二节流孔组，所述阀芯壳体的内部设有空腔，所述空腔用于介质的输送，所述隔板固接于所述阀芯壳体的内部，且将所述阀芯壳体分成两个腔体，其中，位于所述隔板上方的腔体为上腔体，位于所述隔板下方的腔体为下腔体，所述下腔体与所述下阀座相配合，所述上腔体与所述上阀座相配合，所述第一节流孔组设置于所述阀芯壳体的上部，且连通于所述上腔体，以调控流经所述下阀座的流量；所述第二节流孔组设置于所述阀芯壳体的下部，且连通于所述下腔体，以调控流经所述上阀座的流量。
7.根据本实用新型的一实施方式，其中，所述阀芯壳体的外周还设置有第一密封面和第二密封面，所述第一密封面位于所述阀芯壳体的顶部的外周，且对应于所述上阀座，用于提高所述阀芯壳体和所述上阀座之间的密封性；所述第二密封面位于所述阀芯壳体的中部的外周，且对应于所述下阀座，用于提高所述阀芯壳体和所述下阀座之间的密封性。
8.根据本实用新型的一实施方式，其中，所述第一节流孔组和所述第二节流孔组均为多个，所述第一节流孔组和所述第二节流孔组的数量相同。
9.根据本实用新型的一实施方式，其中，所述第一节流孔组包括多个第一节流孔，多
个所述第一节流孔位于所述上腔体的同一外环面，所述第二节流孔组为多个第二节流孔，多个所述第二节流孔位于所述下腔体的同一外环面，所述第一节流孔的孔径和所述第二节流孔的孔径相同。
10.根据本实用新型的一实施方式，其中，所述第一节流孔组中的多个第一节流孔和所述第二节流孔组中的多个第二节流孔一一对应，对应位置上的所述第一节流孔的中心与第一密封面的底部的距离、所述第二节流孔的中心与所述第二密封面的底部的距离相等。
11.根据本实用新型的一实施方式，其中，所述阀芯壳体还开设有通流孔，所述通流孔连通于所述上腔体，以增加所述阀芯的流通能力。
12.根据本实用新型的一实施方式，其中，所述通流孔为多个，多个所述通流孔的面积之和不小于所述下阀座内径面积的1.2倍。
13.根据本实用新型的一实施方式，其中，所述阀体上部安装有轴套，所述轴套套设于所述阀杆的外周，所述轴套与所述阀杆之间设置有防转结构，使得所述阀杆进行上下运动。
14.根据本实用新型的一实施方式，其中，所述防转结构包括导向键和导向槽，其中，所述导向键安装于所述轴套的内侧面，所述导向槽安装于所述阀杆的下部，且对应于所述导向键，用于限制所述导向键进行上下运动。
15.本实用新型中的一个实施例具有如下优点或有益效果：
16.本实用新型通过提高所述阀芯的整体强度，增大导向面积，能有效提高导向性能和导向寿命，加工简单，有效消除加工时存在的振刀现象的同时保证尺寸公差、形位公差和粗糙度；通过防转结构能够有效防止介质的不均衡作用力对阀门的破坏，大幅提高双座调节阀的整机性能和使用寿命，使控制系统运行更稳定。
附图说明
17.通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
18.图1是根据一示例性实施方式示出的一种一体式双座调节阀阀芯与双座调节阀的安装示意图。
19.图2是根据一示例性实施方式示出的图1中a处的放大示意图。
20.图3是根据一示例性实施方式示出的阀芯和阀杆的连接示意图。
21.其中，附图标记说明如下：
22.1、阀体；10、阀腔；11、第一流道；12、第二流道；2、上阀座；3、下阀座；4、阀芯；41、阀芯壳体；411、第一密封面；412、第二密封面；42、隔板；43、第一节流孔组；431、第一节流孔；44、第二节流孔组；441、第二节流孔；45、通流孔；5、阀杆；6、轴套；7、防转结构；71、导向键；72、导向槽。
具体实施方式
23.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
24.用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
25.如图1至图3所示，图1示出了本实用新型提供的一种一体式双座调节阀阀芯与双座调节阀的安装示意图。图2示出了本实用新型提供的图1中a处得放大示意图。图3示出了本实用新型提供的阀芯4和阀杆5的连接示意图。
26.本实用新型实施例的一种一体式双座调节阀阀芯，用于双座调节阀，该双座调节阀包括阀体1、上阀座2、下阀座3、阀芯4和阀杆5，下阀座3安装于阀体1的下部，上阀座2安装于阀体1的上部，阀芯4设于阀体1的内部，阀杆5固接于阀芯4的顶部，用于驱动阀芯4上下运动，阀芯4呈圆柱体结构，上部与上阀座2相配合，下部与下阀座3相配合，以使得阀芯4沿下阀座3和上阀座2进行上下运动。
27.其中，阀体1包括阀腔10、第一流道11和第二流道12，阀腔10连通于第一流道11和第二流道12，以使得阀体1内的介质通过阀腔10流通于第一流道11和第二流道12之间，介质可以从第一流道11进入经阀芯4进入阀腔10最后进入第二流道12，也可以从第二流道12进入阀腔10后最后从第一流道11流出。第一流道11和阀腔10之间设置有第一开口和第二开口，其中，上阀座2安装于第一开口，下阀座3安装于第二开口，阀芯4位于阀腔10中，阀芯4的上部与上阀座2相配合，阀芯4的下部与下阀座3相配合，阀杆5的上端与执行机构连接，阀杆5下部固接于阀芯4并驱动阀芯4进行上下运动，以控制流经下阀座3、上阀座2的流量。
28.当双座调节阀关闭时，阀杆5驱动阀芯4向下运动，以使得阀芯4同时与下阀座3、上阀座2紧密结合，实现关闭；当双座调节阀打开时，阀杆5带动阀芯4向上运动，当阀芯4运动到最大行程位置时，此时，阀芯4与上阀座2、阀芯4与下阀座3均配合，即阀芯4上下运动过程中始终与上阀座2、下阀座3相配合。本实施例中，阀芯4、阀杆5采用一体成型的方式，该结构大幅增加阀芯4、阀杆5的整体强度。此外，本实例中可以有三重导向，第一重导向为阀杆5驱动阀芯4上下运动的导向，第二重导向为阀芯4的下部与下阀座3，第三重导向为阀芯4的上部与上阀座2，因为阀芯4上下运动过程中始终与上阀座2、下阀座3相配合，因此，上阀座2、下阀座3能够限定阀芯4始终进行上下运动，该结构与现有技术相比，导向面积更大，导向性能好，导向寿命高。此外，阀芯4为圆柱型结构，与现有技术相比，本实例的阀芯4加工更加简单，能够避免加工时存在的振刀现象，保证阀芯4的尺寸公差、形位公差和粗糙度。
29.在本实用新型的一个优选实施例中，阀芯4包括阀芯壳体41、隔板42、第一节流孔组43和第二节流孔组44，阀芯壳体41的内部设有空腔，其中，空腔用于介质的输送，隔板42固接于阀芯壳体41的内部，且将阀芯壳体41分成两个腔体，位于隔板42上方的腔体为上腔体，位于隔板42下方的腔体为下腔体，下腔体与下阀座3相配合，上腔体与上阀座2相配合，第一节流孔组43设置于阀芯壳体41的上部，且连通于上腔体，以调控流经下阀座3的流量；第二节流孔组44设置于阀芯壳体41的下部，且连通于下腔体，以调控流经上阀座2的流量。
30.阀芯壳体41的外周还设置有第一密封面411和第二密封面412，第一密封面411位于阀芯壳体41的顶部的外周，且对应于上阀座2，用于提高阀芯壳体41与上阀座2之间的密封性；第二密封面412位于阀芯壳体41的中部的外周，且对应于下阀座3，用于提高阀芯壳体41与下阀座3的密封性。
31.如图1、3所示，隔板42将阀芯4分为上下两个腔体，其中上腔体设置第一节流孔组
43，下腔体设置第二节流孔组44，通过阀芯4与下阀座3、上阀座2的配合，能够实现控制流量和双座调节阀的关闭。由于介质能够从第一流道11经空腔后再进入第二流道12，也可以从第二流道12进入空腔后再进入第一流道11，为了便于理解和描述，本实施例以第一流道11进入第二流道12的方向进行描述。具体如下：
32.当双座调节阀的阀门关闭时，阀杆5驱动阀芯4向下运动，以使得阀芯4上的第一密封面411与上阀座2紧密接触，第二密封面412与下阀座3紧密接触，以提高双座调节阀的密封性。此时，第一节流孔组43均位于第一密封面411与上阀座2相接触处的下方，第二节流孔组44均位于第二密封面412与下阀座3接触处的下方，第一流道11内的介质不能够从第二节流孔组44进入下腔体，虽然能够从通流孔45进入上腔体，但是位于第一密封面411与上阀座2相接触处的上方的上腔体没有进入腔体10的第一节流孔组43，故上腔体内的介质无法进入阀腔10，因此，此时的介质不能通过第一节流孔组43和第二节流孔组44进入阀腔10和第二流道12中。
33.随着双座调节阀的阀门打开，阀芯4开始向上运动，此时第一密封面411、部分第一节流孔组43均运动到上阀座2的上方，第二密封面412、部分第二节流孔组44均位于下阀座3的上方，以使得介质能够从位于上阀座2下方的第一节流孔组43进入上腔体，并从部分位于上阀座2的上方的第一节流孔组43进入阀腔10，部分第二节流孔组44运动到下阀座3的上方，以使得介质能够从其进入下腔体，然后从位于下阀座3下方的第二节流孔组44流出到阀腔10，最终进入第二流道12流出。随着阀芯4不断向上运动，进入阀腔10的流量不断增大，当阀芯4处于行程最高点，即双座调节阀完全打开时，此时介质能够同时从第一节流孔组43和第二节流孔组44进入阀腔10和第二流道12中，且此时经过阀腔10的流量最大。
34.本实施例，通过隔板42、第一节流孔组43和第二节流孔组44将阀芯4作为介质传递通道，通过阀芯4与下阀座3、上阀座2的配合，能够有效控制介质的流量，以及关闭双座调节阀。
35.在本实用新型的一个优选实施例中，第一节流孔组43和第二节流孔组44均为多个，第一节流孔组43和第二节流孔组44的数量相同。第一节流孔组43包括多个第一节流孔431，多个第一节流孔431位于上腔体的同一外环面，第二节流孔组44为多个第二节流孔441，多个第二节流孔441位于下腔体的同一外环面，第一节流孔431的孔径和第二节流孔441的孔径相同。
36.第一节流孔组43中的多个第一节流孔431和第二节流孔组44中的多个第二节流孔441一一对应，对应位置上的第一节流孔431的中心与第一密封面411的底部的距离、第二节流孔441的中心与第二密封面412的底部的距离相等。
37.如图3所示的，第一节流孔组43和第二节流孔组44的数量相同。第一节流孔组43中的多个第一节流孔431和第二节流孔组44中的多个第二节流孔441不仅大小相同，而且位置也一一对应，且对应位置的第一节流孔431的中心和第二节流孔441的中心分别与其上方的对应的第一密封面411的底部、第二密封面412的底部的距离相等，该结构能够方便计算和控制流经上腔体和下腔体的流量，结构设计合理，对阀芯4的控制更加方便。
38.在本实用新型的一个优选实施例中，阀芯壳体41还开设有通流孔45，通流孔45连通于上腔体，以增加阀芯4的流通能力。其中，通流孔45为多个，多个通流孔45的面积之和不小于下阀座3内径面积的1.2倍。
39.如图3所示的，通过在上腔体侧的阀芯壳体41设置通流孔45能够使得上腔体始终保持较大的流量，满足工况选型需求设计的流量特性和流通能力，且当通流孔45的总面积不小于下阀座3的内径面积的1.2倍，设备的流通能力最好，流量更符合需求，本实施例中对通流孔45的形状可以为矩形、圆形、椭圆形、三角形、六角形、八角形等其他结构，本实施例在此不做限制，只要通流孔45的孔径大于节流孔，且多个通流孔45均匀分布在阀芯壳体41的外周，且其总面积不小于下阀座3的内径面积1.2倍，即可使得阀芯4满足设计的流量和流通需求，本实施例结构设计巧妙，流通效果好。
40.在本实用新型的一个优选实施例中，阀体1上部安装有轴套6，轴套6套设于阀杆5的外周，轴套6与阀杆5之间设置有防转结构7，使得阀杆5进行上下运动。
41.防转结构7包括导向键71和导向槽72，其中，导向键71安装于轴套6的内侧面，导向槽72安装于阀杆5的下部且对应于导向键71，用于限制导向键71进行上下运动。
42.如图2所示的，通过安装在轴套6与阀杆5之间设置有防转结构7，通过导向键71和导向槽72配合，能够使阀芯4在阀体1内部只能做上下运动，有效防止介质的不均衡作用力导致阀芯4在阀体1的内部发生旋转况，且避免因阀芯4的旋转对阀门造成的破坏，提高双座调节阀的整机性能和使用寿命，使控制系统运行更稳定。
43.具体实施原理：
44.当双座调节阀关闭时，阀杆5驱动阀芯4向下运动，以使得阀芯4上的第一密封面411与上阀座2紧密结合，第二密封面412与下阀座3紧密结构，实现密封。此时，第一节流孔组43均位于第一密封面411与上阀座2相接触处的下方，第二节流孔组44均位于第二密封面412与下阀座3接触处的下方，第一流道11内的介质不能够从第二节流孔组44进入下腔体，虽然能够从通流孔45能够进入上腔体，但是第一密封面411与上阀座2相接触处的上方的上腔体没有进入阀腔10的第一节流孔组43，即介质不能够通过第一节流孔组43和第二节流孔组44进入阀腔10和第二流道12中。同样，当介质从第二流道12进入阀腔10后，介质也不能够进入上腔体，虽然能够进入下腔体，但是第二节流孔组44均位于下阀座3与第二密封面44接触处的下方，介质不能够从阀腔10进入第一流道11，即此时第一流道11和第二流道12之间不连通。
45.随着双座调节阀打开时，阀芯4开始向上运动，此时第一密封面411部分、第一节流孔组43均运动到上阀座2的上方，第二密封面412、部分第二节流孔组44均位于下阀座3的上方，以使得介质能够从位于上阀座2下方的通流孔45进入上腔体，并从部分位于上阀座2上方的第一节流孔组43进入阀腔10，部分第二节流孔组44运动到下阀座3的上方，以使得介质能够从其进入下腔体，然后从位于下阀座3下方的第二节流孔组44流出到阀腔10，最终进入第二流道12流出。随着阀芯4不断向上运动，进入阀腔10的流量不断增大，当阀芯4处于行程最高点，即双座调节阀完全打开时，此时介质能够同时从第一节流孔组43和第二节流孔组44进入阀腔10和第二流道12中，且此时经过阀芯4的流量最大。同样，介质也可从第二流道12进入阀腔10时，并能够通过第一节流孔组43、第二节流孔组44进入到第一流道11，实现第一流道11和第二流道12的流通，因此，可以通过阀芯4控制介质的流量的大小。
46.本实用新型中，阀芯4为圆柱型结构，结构简单、方便加工、公差小，能够避免振刀现象。阀杆5与阀芯4通过一体成型，不仅能够增加产品整体强度，而且阀杆5能够驱动阀芯4进行上下运动，控制流量的大小，以实现阀门的打开和关闭。防转结构7通过导向键71和导
向槽72相配合，使得阀芯4在阀体1内部只能做上下运动，有效防止介质的不均衡作用力导致阀芯4在阀体1的内部旋转的情况，避免因阀芯4的旋转对阀门造成的破坏，提高双座调节阀的整机性能和使用寿命，使控制系统运行更稳定。
47.在本实用新型实施例中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
48.本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型实施例的限制。
49.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一个优选实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.以上仅为本实用新型实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型实施例，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围之内。