[發明專利]波紋管平衡型自力式壓差調節閥

在審

• 申請號: 201510930443.5
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN106885024A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 張淼
• 申請（專利權）人: 哈爾濱愛坦科技有限公司
• 主分類號: F16K17/22
• 分類號: F16K17/22;F16K31/36;F16K41/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種波紋管平衡型自力式壓差調節閥。

背景技術：

自力式壓差調節閥是一種無需外加能源，僅利用被調介質自身能量為動力源引入執行機構控制閥芯位置的裝備。它通過改變兩端的壓差和流量使閥前(或閥后)壓力穩定，具有動作靈敏、密封性好、壓力設定點波動力小等優點，它是集檢測、控制、執行諸多功能于一體的調節閥，自成一個獨立的儀表控制系統。按閥后、閥前控制分為兩類，即自力式調節閥后(減壓)調節閥和自力式閥前(泄壓)調節閥。目前己被廣泛的用于城市集中供熱、供水、供氣等民用行業及石油、化工、電力、冶金、輕紡等工業領域，可對蒸汽、液體、氣體及燃氣等介質進行減壓穩壓或泄壓穩壓的自動控制。為了方便自力式壓差調節閥的選型與維護，需要深入的探究其基本原理。

發明內容：

本發明的目的是提供一種波紋管平衡型自力式壓差調節閥。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種波紋管平衡型自力式壓差調節閥，由閥體、閥桿、閥芯、波紋管平衡件、閥座、彈簧、膜片、引壓管組成，所述的閥桿一端與所述的膜片連接，所述的閥桿另一端與所述的閥芯連接，所述的閥芯套在所述的閥座內，所述的閥桿外套有所述的波紋管平衡件，所述的波紋管平衡件外套有彈簧；波紋管平衡件內腔與閥出口連接，而波紋管平衡件外腔則通過引壓管與閥入口連接，作為執行機構膜片一端與閥桿連接，另一端則通過引壓管與閥出口連接；

閥前壓力P1經過閥芯、閥座后，減為閥后壓力P2，P2經過管道輸入上膜室內反饋作用到調節閥的執行元件膜片上，產生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥后壓力P2；當P2升高時，P2作用在膜片上的作用力也隨之增加；此時，膜片上的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯向關向閥座的位置移動；這時，閥芯與閥座之間的流通面積減少，流阻變大，P2降低，直到膜片上的作用力與彈簧反作用力相平衡為止，閥芯便停留在新的平衡位置上，從而使P2降低，壓力達到設定值，閥后壓力得到穩定。

本發明的有益效果：

本發明無平衡元件自力式壓力調節閥的結構及其靜態力平衡分析，當工作點設定好以后，彈簧的預載一直增加，直到達到能夠控制系統所要求的設定值：

式中　FF———彈簧力；

kF———彈簧剛度；

x———彈簧壓縮量；

FM———作用于膜片上的力；

FK———作用于閥芯上的力；

AM———膜片面積；

ΔP———上下游壓差；

AS———閥座面積。

由式(1)可知，系統的擾動變量是上下游壓力差ΔP，流體通過閥體部件，上下游壓力分別作用于閥芯閥桿上，閥芯受到靜壓和動壓所產生的作用力，如果壓力差很大或閥座直徑大由此產生的閥芯力也就很大，將會增加閥體內閥芯與閥座之間的靜摩擦力和滑動摩擦力。

由于沒有采取壓力平衡措施，無平衡元件自力式壓差調節閥的性能受調節閥進出口壓力變化影響較大，導致調節閥的調節精度和適用壓力范圍受到限制。對于單座調節閥，其不平衡力較大，特別在高壓差大口徑場合不平衡力則更大。為了減少不平衡力的不利影響，提高調節閥性能，在設計中設計了壓力平衡系統，即波紋管平衡型自力式壓差調節閥，通過引壓管將調節閥進出口壓力引入到壓力平衡元件———波紋管的內外表面，波紋管將相應的伸長或縮短，從而平衡了閥門進出口壓差對閥芯的擾動作用力，使調節閥的性能有較大提高。