[发明专利]一种流量特性可变的阀芯组件、调节阀及其调整方法

说明书

本发明公开了一种流量特性可变的阀芯组件、调节阀及其流量特性调整方法。该阀芯组件中包括外套筒、内套筒和阀芯，包括外套筒、内套筒和阀芯和外壁上开设有沿圆周方向周期性排列的节流孔阵列，内套筒和外套筒可绕轴线相对旋转，使得在每组对应的周期中，均有一列节流孔A₀能够与N列节流孔A_i中的其中一列重合，以形成一列重合节流孔列。通过设置不同的重合节流孔列形式，可以实现不同的流量特性。而阀芯安装于内套筒内部，其可沿内套筒轴向相对滑动，以改变节流孔组合的开度。本发明可在不对调节阀进行拆解的前提下，通过外部调节结构旋转套筒，改变其理想流量特性，实现不同流量特性间的自由切换，快速适应多种工况，提升了调节阀的使用便利性。

技术领域

本发明涉及调节阀，尤其涉及一种流量特性可变的阀芯组件、调节阀及其调整方法。

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。

调节阀的流量特性是指一定进出口压差下，调节阀相对流量(流量与额定流量的比值)与调节阀相对行程(即阀门行程与阀门额定行程的比值)之间的关系。典型的阀门流量特性有线性流量特性、快开流量特性与等百分比流量特性。在当前的工程应用中，一种调节阀在线使用时只具有一种流量特性。通常情况下，想要改变调节阀的流量特性时，需要将调节阀拆解，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流量特性可变的阀芯组件、调节阀，在不对调节阀进行拆解的前提下，通过外部调节结构，改变其流量特性。更进一步地，本发明还提供了一种基于所提出的流量特性可变的调节阀的流量特性调整方法。

本发明采用的技术方案是：

一种流量特性可变的阀芯组件，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，其外壁上开设有沿圆周方向周期性排列的第一节流孔阵列，周期数为M，M≥1；

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，内套筒的外壁上开设有流体出入口和沿圆周方向周期性排列的第二节流孔阵列，周期数为M，M≥1；

所述第一节流孔阵列中的M个周期和第二节流孔阵列中的M个周期一一对应，其中一个阵列的每个周期中仅有一列节流孔A₀，另一个阵列的每个周期中具有N列节流孔A_i，N≥2；内套筒和外套筒在第一致动件驱动下绕轴线相对旋转，使得在每个周期中，均有一列节流孔A₀能够与所述N列节流孔A_i中的其中一列重合，以形成一列重合节流孔列；内套筒和外套筒相对旋转过程中，共能形成N种节流孔组合，每种节流孔组合由M列重合节流孔列组成，且N种节流孔组合中至少有两种节流孔组合的流量特性不同；

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，以改变所述节流孔组合的开度；

外部流体从所述节流孔组合和所述流体出入口中择一种流入，从另一流出。

作为优选，所述第一节流孔阵列的每个周期中仅有一列节流孔A₀，所述第二节流孔阵列的每个周期中具有N列节流孔A_i；优选的，2≤N≤4。