[发明专利]可改变固有阀门特性的阀芯组件、调节阀及流量控制方法

说明书

本发明公开了一种可改变固有阀门特性的阀芯组件、调节阀及其流量控制方法。阀芯组件中，外套筒的外壁上设置有一层第一节流窗口；内套筒的外壁上设置有第二节流窗口和流体出口；第二节流窗口沿轴向设有多层，且流量特性不同；在内套筒相对于外套筒轴向滑动时，能使不同层的第二节流窗口与所述第一节流窗口重合；阀芯在第二致动件驱动下沿内套筒轴向相对滑动，以改变第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口的开度；外部流体从第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口中流入，从内套筒流体出口中流出。在不对调节阀进行解体的前提下，本发明通过外部调节结构，改变其固有阀门特性，拓展了调节阀的使用范围，提升了调节阀的使用便利性。

技术领域

本发明涉及调节阀，尤其涉及一种调节阀中可在线改变固有阀门特性的阀芯组件。

背景技术

调节阀又名控制阀，是一种带有执行机构的阀门。依据控制单元输出的信号，调节阀通过执行机构改变阀门开度，可实现对系统中压力、流量等工艺参数的控制以满足用户的需要。随着现代工业自动化程度的不断提高，调节阀日益广泛地应用于冶金、能源、化工、石油、军事、水利等工业部门，发挥着不可替代的作用。

调节阀的固有阀门特性是指一定进出口压差下，通过调节阀的流体流量与调节阀开度之间的关系。典型的阀门固有特性有线性阀门固有特性，快开阀门固有特性与等百分比阀门固有特性。在当前的工程应用中，一种调节阀在线使用时只具有一种固有阀门特性。欲改变调节阀的固有阀门特性时，需要将调节阀解体，并更换其节流部件。这对维护人员带来了额外的工作负担，并使调节阀所在系统无法连续运转，降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在线改变固有阀门特性的阀芯组件、调节阀，在不对调节阀进行解体的前提下，通过外部调节结构，改变其固有阀门特性。更进一步地，本发明还提供了一种基于所提出的可在线改变固有阀门特性的调节阀的流量调节方法。

本发明采用的技术方案是：

一种可改变固有阀门特性的阀芯组件，其包括外套筒、内套筒和阀芯；

所述的外套筒为中空柱状零件，其外壁上设置有一层第一节流窗口；

所述的内套筒为中空柱状零件，其内套筒安装于外套筒内部且内套筒的外壁面与外套筒的内壁面贴合，内套筒在第一致动件驱动下沿外套筒轴向相对滑动；内套筒的外壁上设置有第二节流窗口和流体出入口；所述的第二节流窗口沿轴向设有多层，在内套筒相对于外套筒轴向滑动时，能使不同层的第二节流窗口与所述第一节流窗口重合，所述重合包括第一节流窗口和第二节流窗口边界刚好吻合或者第二节流窗口被所述第一节流窗口完全包围；不同层的第二节流窗口对应的固有阀门特性不同或部分不同；

所述阀芯为柱状零件，安装于内套筒内部且阀芯的外壁面与内套筒的内壁面贴合，阀芯在第二致动件驱动下沿内套筒轴向相对滑动，以改变第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口的开度；

外部流体从所述流体出入口或者所述第一节流窗口与第二节流窗口的重合窗口中择一种开口流入，从另一种开口中流出。

作为优选，所述的外套筒中一层第一节流窗口的个数与所述内套筒中每一层第二节流窗口的个数相同，且均沿所在套筒周向等角度均布。

作为优选，所述的外套筒中，同一层第一节流窗口的形状大小均相同；所述的内套筒中，同一层第二节流窗口的形状大小均相同，不同层第二节流窗口的形状大小不同。

作为优选，所述内套筒在第一致动件驱动下沿外套筒轴向的滑动范围，应当使每一层的第二节流窗口均能够与所述第一节流窗口重合；所述阀芯在第二致动件驱动下沿内套筒轴向的滑动范围，应当使阀芯能够完全封闭以及完全打开第一节流窗口与第二节流窗口的所有重合窗口。