[发明专利]对数特性小流量调节阀

说明书

技术领域

本发明涉及阀门，尤其涉及一种对数特性小流量调节阀，特别适合于流量较小并且需要对数调节的场合和需要对流量进行精确且均匀调节的调节阀。它解决了小流量阀无法提供对数特性的技术难题。

背景技术

传统的对数特性调节阀，一般在球冠阀芯上设计V形开口作为介质流道，我们通常称之为“V”形球阀，如图3、图4所示；“V”形球阀的阀芯5转动时，球芯5与阀座6相割，介质流道4的开口面积变化，流量得以调节，能提供近似对数流量特性的调节特性。

由于“V”形球阀的阀芯5与阀座6呈偏心配合，这样有利于阀门的开启和闭合。但是，在阀门闭合后重新打开的过程中，阀芯5与阀座6之间的摩擦很小，在较小角度就很快脱开，从而使阀门打开。也就是说，在超小流量的情况下(dg＜10mm)，阀门没有对流量起到控制和调节作用。在传统的小流量单座阀结构上也无法实现对数特性调节。所以，球阀、小流量单座阀阀难以保证超小流量工况下的调节，尤其在对数特性调节和调节精度高的场合下，该类阀门的工作效果很难得到保证。

发明内容

本发明的目的，是提供一种适合小流量控制的对数特性调节阀。

本发明的技术解决方案是：

一种对数特性小流量调节阀，具有相互配合的阀芯和阀座，所述阀芯是球冠状阀芯，阀芯上开有介质流道，该介质流道是一道截面形状为矩形的导流槽，布置在阀芯的球面上，自球冠顶点延伸至球冠周边，方向对应阀芯转动方向；槽底型线是一条以球冠中心为原点，由球冠顶点向球冠周边延伸的渐开线。

所述阀芯与阀座安装时的相对位置具有初始偏转角，即阀芯转动中心和球冠顶点的连线与阀座的中心线相交，阀芯转动中心和球冠顶点的连线向阀芯上开有导流槽的一侧偏转一个角度，形成初始偏转角。

本发明的有益技术效果是：

本发明的系统流量完全由球芯转动与阀座相割产生的介质流道的开口面积来调节。即使在介质流道的开口刚打开，流量超小的情况下，本系统也能起到对数调节的效果。又因为，介质流道的开口槽呈渐形线曲线变化，流量随阀芯开关度的变化而使系统流量呈对数曲线增加和减小，所以，可以实现均匀稳定且准确的流量调节作用，使得调节阀具有对数特性。该对数特性超小流量调节阀可精确实现对超小流量的控制和对数特性的调节，解决了小流量无法提供对数特性的技术难题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的阀芯结构；

图3是“V”形球阀的结构示意图；

图4是图3中件5的A向图；

图5是导流槽底渐开线的几何解析图。

图中代号含义：1-导流槽；2-阀芯；3-阀座；4-“V”形开口介质流道；5-“V”形球阀的阀芯；6-“V”形球阀的阀座；α-初始偏转角；U-球芯基圆；V-渐开线；L-发生线。

具体实施方式

参照图1、图2：本发明是一种对数特性小流量调节阀，特别适合于流量较小、需要对数调节且需要对流量进行精确且均匀调节的场合。本小流量调节阀具有相互配合的阀芯2和阀座3，阀芯2是球冠状阀芯，阀芯2上开有渐开线介质流道。该渐开线介质流道是一道截面形状为矩形的导流槽1，布置在阀芯2的球面上，自球冠顶点延伸至球冠周边。本发明的导流槽1方向对应阀芯2转动方向。导流槽1的槽底型线是一条以球冠中心为原点，由球冠顶点向球冠周边延伸的渐开线。也就是说，导流槽1自球冠表面中心沿一条渐开线逐渐加深，根据流量的不同要求，可以选择不同的槽宽和不同渐开度的槽底型线，以实现不同的流量调节要求。

参照图1：阀芯2与阀座3装配时的相对位置具有初始偏转角α，即阀芯2转动中心和球冠顶点的连线与阀座3的中心线相交，阀芯2转动中心和球冠顶点的连线向阀芯2上开有导流槽1的一侧偏转一个角度，形成初始偏转角α。使用这种装配方法，使得阀座3的流道不与阀芯2上的导流槽1接通，使得阀门关断。

参照图1：表示的是阀门关闭时本发明的状态，即阀座3的流道没有与阀芯2上的导流槽1接通。此时，阀座3的流道完全被阀芯2的球面表面挡住，没有介质流入阀座3的流道，即没有介质从阀门中流出。

当阀芯2转动时，阀座3的流道与阀芯2上的导流槽1接通，形成介质通路，使得介质流入阀座3。同时，由于导流槽1是一槽底呈渐开线逐渐加深的矩形槽。因此，通过导流槽1进入阀座3的流道的介质流量呈对数特性逐渐增大。并且在渐开线介质流道50％开度前，保持阀芯2与阀座3的基本的接触，使介质的流量完全处于阀芯2上的导流槽1的开口面积的控制范围内。所以，该调节阀适用于流量较小、需要对数调节且需要对流量进行精确且均匀调节的场合。