本實(shí)用新型涉及一種控制閥，特別涉及一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥。

背景技術(shù)：

在一些要求對(duì)流體流量、壓力、溫度或液位等數(shù)據(jù)有較高精確度控制的工藝中，柱塞式閥芯是最為常規(guī)使用的控制閥；然而，常規(guī)柱塞式單座控制閥的控制性雖然較精確，但如果實(shí)現(xiàn)較高的密封等級(jí)需要較大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，成本高，如圖1所示；常規(guī)籠式控制閥需要較小的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，成本低，但控制性能不夠精確，也實(shí)現(xiàn)不了較高的密封等級(jí)，如圖2所示；此外還有一種常規(guī)先導(dǎo)式籠式控制閥，其密封等級(jí)較高，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不大，成本也相應(yīng)地較低，但因由套筒窗口控制流量特性，其控制性能不夠精確，如圖3所示。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥，通過(guò)將現(xiàn)有由套筒窗口控制流量特性設(shè)計(jì)為由柱塞式閥芯控制流量特性，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，具體為在大閥芯的下端設(shè)置了一閥芯型面，閥芯型面是經(jīng)嚴(yán)格計(jì)算和多次試驗(yàn)修正而制得，可調(diào)比有50：1和100：1，可調(diào)比越大，控制也越精確。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥，包括大閥芯，所述的大閥芯的下端設(shè)有經(jīng)一斜面同軸連接的閥芯型面，所述的閥芯型面為多個(gè)直徑逐漸減少的圓柱經(jīng)平滑連接構(gòu)成的同軸圓柱組合體，所述的圓柱組合體的下端面為圓錐面，所述的斜面為第一密封凡爾線。

優(yōu)選為，所述的圓柱組合體由七個(gè)圓柱和一個(gè)圓錐構(gòu)成。

優(yōu)選為，所述的七個(gè)圓柱的直徑和高度依次為100.mm、0.5mm；99.55mm、3.3mm；99.32mm、3.8mm；98.95mm、3.8mm；98.39mm、3.7mm；97.45mm、3.6mm和95.92mm、3.7mm；所述的圓錐底面直徑為95.19mm，錐角為7.1°，高度為5.9mm。

優(yōu)選為，所述的閥芯型面經(jīng)焊接或一體式設(shè)置在所述的大閥芯的下端。

優(yōu)選為，還包括小閥芯、碟形彈簧、芯板和閥桿，所述的小閥芯的下端設(shè)有所述的碟形彈簧且同軸置于所述的大閥芯的凹槽中，所述的小閥芯的凸起部串設(shè)有所述的芯板，所述的芯板通過(guò)螺栓連接在所述的大閥芯上，所述的閥桿的上端與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，所述的閥桿的下端與所述的小閥芯相連。

優(yōu)選為，所述的大閥芯內(nèi)的上部設(shè)置有第三密封凡爾線，所述的小閥芯的下端設(shè)置一球面，所述的球面與所述的第三密封凡爾線配合密封。

優(yōu)選為，所述的閥桿的下端通過(guò)銷與所述的小閥芯相連。

優(yōu)選為，還包括閥座，所述的閥座上設(shè)有第二密封凡爾線。

優(yōu)選為，還包括套筒，所述的套筒設(shè)置在所述的閥座的上面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下：

本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥，通過(guò)將現(xiàn)有由套筒窗口控制流量特性設(shè)計(jì)為由柱塞式閥芯控制流量特性，具體為在大閥芯的下端設(shè)置了經(jīng)一斜面同軸連接的閥芯型面，所述的閥芯型面為多個(gè)直徑逐漸減少的圓柱經(jīng)平滑連接構(gòu)成的同軸圓柱組合體，閥芯型面是經(jīng)嚴(yán)格計(jì)算和多次試驗(yàn)修正而制得，不僅實(shí)現(xiàn)了控制閥的高密封和低成本要求，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)流體的精確控制。

當(dāng)然，實(shí)施本實(shí)用新型的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為常規(guī)柱塞式單座控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為常規(guī)籠式控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為常規(guī)先導(dǎo)式籠式控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥的大閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥的閥芯型面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥的小閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥的套筒一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥的套筒二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥的閥座一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥的閥座二的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)該理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，而不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型做出的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

為了更好的說(shuō)明本實(shí)用新型，下方結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。

圖1所示的是現(xiàn)有常規(guī)柱塞式單座控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示的是現(xiàn)有常規(guī)籠式控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示的是現(xiàn)有常規(guī)先導(dǎo)式籠式控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥是在現(xiàn)有常規(guī)先導(dǎo)式籠式控制閥的基礎(chǔ)上所作的改進(jìn)，如圖4～7所示，本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥，包括大閥芯1，所述的大閥芯1的下端設(shè)有經(jīng)一斜面6同軸連接的閥芯型面2，所述的閥芯型面2為多個(gè)直徑逐漸減少的圓柱經(jīng)平滑連接構(gòu)成的同軸圓柱組合體4，所述的圓柱組合體4的下端面為圓錐面5，所述的斜面6為第一密封凡爾線，所述的第一密封凡爾線6與閥座15上的第二密封凡爾線16配合，實(shí)現(xiàn)密封。

所述的閥芯型面2經(jīng)焊接或一體式設(shè)置在所述的大閥芯1的下端；所述的閥芯型面2是經(jīng)嚴(yán)格計(jì)算和多次試驗(yàn)修正而制得，作為一個(gè)優(yōu)選，所述的閥芯型面2具體的參數(shù)為：所述的圓柱組合體4由七個(gè)圓柱和一個(gè)圓錐構(gòu)成；所述的七個(gè)圓柱的直徑和高度依次為100.mm、0.5mm；99.55mm、3.3mm；99.32mm、3.8mm；98.95mm、3.8mm；98.39mm、3.7mm；97.45mm、3.6mm和95.92mm、3.7mm；所述的圓錐底面直徑為95.19mm，錐角為7.1°，高度為5.9mm。在使用時(shí)，越靠近第一密封凡爾線6越精確，控制流量特性也越精確，可調(diào)比有50：1和100：1兩種，可調(diào)比越大，控制的也越精確。

本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥，還包括小閥芯7、碟形彈簧8、芯板9和閥桿10，所述的大閥芯1內(nèi)的上部設(shè)置有第三密封凡爾線18，所述的小閥芯7的下端設(shè)置一球面19，所述的球面19與所述的第三密封凡爾線18配合密封，所述的小閥芯7的下端設(shè)有所述的碟形彈簧8且同軸置于所述的大閥芯1的凹槽11中，所述的小閥芯7的凸起部12串設(shè)有所述的芯板9，所述的芯板9通過(guò)螺栓13連接在所述的大閥芯1上，所述的閥桿10的上端與執(zhí)行機(jī)構(gòu)(圖中未標(biāo)記)相連，所述的閥桿10的下端通過(guò)銷14與所述的小閥芯7相連。

還包括套筒17，所述的套筒17設(shè)置在所述的閥座15的上面，起支撐作用，在所述的套筒17上設(shè)有若干窗口或小孔，起流通作用，只能起到簡(jiǎn)單控制流量特性；所述的套筒17可以為現(xiàn)有的普通窗口套筒，普通窗口套筒一般包含四個(gè)均布的窗口，不能控制控制閥的流量特性，如圖8所示；也可以為現(xiàn)有的打孔套筒，打孔套筒上設(shè)有一定數(shù)量和一定尺寸的圓孔，只能簡(jiǎn)單的線性控制，如圖9所示。在實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥中，套筒17的簡(jiǎn)單控制流量作用完全可忽略，控制閥的控制流量特性通過(guò)閥芯型面2實(shí)現(xiàn)精確控制。打孔套筒的作用為減低閥前和閥后的壓差，使控制閥的噪音一定程度的減小和延長(zhǎng)控制閥壽命。

還包括閥座15，所述的閥座15上設(shè)有第二密封凡爾線16，所述的閥座15可以為現(xiàn)有的常規(guī)閥座，常規(guī)閥座只起密封作用，如圖10所示；也可以為現(xiàn)有的低噪音閥座，低噪音閥座還起到降低控制閥噪音的作用，如圖11所示。所述的閥座15上的第二密封凡爾線16與閥芯型面2的第一密封凡爾線6配合，共同組成控制閥密封。

如圖4所示，本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥，包括大閥芯1、小閥芯7、碟形彈簧8、芯板9、閥桿10、套筒17和閥座15。大閥芯1、小閥芯7、芯板9、閥桿10和碟形彈簧8是運(yùn)動(dòng)件，閥座15和套筒17是非運(yùn)動(dòng)件，大閥芯1和小閥芯7上都開有平衡孔(圖中未標(biāo)記)；閥桿10的上端連有執(zhí)行機(jī)構(gòu)(圖中未標(biāo)記)，閥桿10的下端通過(guò)銷14與小閥芯7相連；芯板9通過(guò)螺栓13連接在大閥芯1上，小閥芯7向上運(yùn)動(dòng)時(shí)有芯板9限位，向下運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)壓縮蝶形彈簧8。閥體提供介質(zhì)的流腔，大閥芯1和閥座15組成閥門密封，同時(shí)大閥芯1上設(shè)有的第三密封凡爾線18和小閥芯7的球面19一起組成閥內(nèi)件密封。套筒17上開有普通窗口(非控制流量特性)來(lái)滿足現(xiàn)場(chǎng)工況要求，閥芯型面2來(lái)控制流量特性。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥桿10、大閥芯1、小閥芯7和蝶形彈簧8一起來(lái)控制控制閥的開啟和關(guān)閉，圖4為控制閥的關(guān)閉示意圖。當(dāng)控制閥接收到開啟指令時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)帶動(dòng)閥桿10向上運(yùn)動(dòng)，閥桿10帶動(dòng)小閥芯7向上運(yùn)動(dòng)，小閥芯7和大閥芯1之間的密封脫開。由于大閥芯和小閥芯上平衡孔的存在，閥內(nèi)件變?yōu)槠胶馐浇Y(jié)構(gòu)，不平衡力大大減小，因此用較小的執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以克服較大的介質(zhì)壓差。隨著小閥芯7繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，遇到芯板9限位，會(huì)帶動(dòng)芯板9一起向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)大閥芯1就隨著向上運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了控制閥的開啟。當(dāng)閥門需要關(guān)閉時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)帶動(dòng)閥桿10向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，小閥芯7、大閥芯1和蝶形彈簧8一起向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)閥芯型面2的第一密封凡爾線6與閥座15的第二密封凡爾線16接觸時(shí)，大閥芯1就暫且停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，小閥芯7會(huì)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，壓縮蝶形彈簧8至與大閥芯1的第三密封凡爾線18配合密封；此時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)閥桿10和小閥芯7繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推力就傳到大閥芯1上，大閥芯1開始向下有一個(gè)較小的運(yùn)動(dòng)，直至與閥座15的第二密封凡爾線16配合，實(shí)現(xiàn)控制閥密封，此時(shí)，控制閥實(shí)現(xiàn)關(guān)閉。

控制閥開啟后，介質(zhì)經(jīng)閥體流腔進(jìn)入閥內(nèi)，然后經(jīng)過(guò)套筒17窗口進(jìn)入閥座，此時(shí)，控制閥有一定開度，當(dāng)工況要求流量增加時(shí)，大閥芯1上移增加控制閥的開度，反之，大閥芯1下移以減小閥門開度，具體的控制流量特性依靠大閥芯1的閥芯型面2來(lái)控制，特別是控制閥在小開度工作時(shí)，需要靈敏度高，如果流量特性控制不準(zhǔn)確，閥門會(huì)產(chǎn)生振蕩。因此，本實(shí)用新型的一種先導(dǎo)式柱塞型控制閥就更能體現(xiàn)控制流量特性的優(yōu)勢(shì)。

以上公開的本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本實(shí)用新型。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該實(shí)用新型僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說(shuō)明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說(shuō)明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本實(shí)用新型。本實(shí)用新型僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。