[發明專利]具有流量控制針的比例流量控制閥提升閥芯

有效

• 申請號: 202010077888.4
• 申請日: 2020-02-01
• 公開（公告）號: CN111486261B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: K·C·威廉姆斯;D·M·索伯卡
• 申請（專利權）人: 馬克閥門公司
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04;F16K1/02;F16K1/36;F16K1/42;F16K1/32
• 代理公司: 北京匯知杰知識產權代理有限公司 11587
• 代理人: 吳煥芳;楊勇

公開了一種流量控制閥，該流量控制閥包括閥體、步進馬達和閥構件。閥構件包括提升閥芯，當步進馬達接收電力時，提升閥芯可以在閥體的孔內縱向地滑動。從閥體向內延伸到閥構件的隔膜響應于閥構件的移動而撓曲。安裝到閥構件的提升閥芯的流量控制針至少部分地接收于閥體的出口端口中。流量控制針與出口端口的內表面配合以限定出口流量孔隙，當閥構件在打開位置和關閉位置之間移動時，出口流量孔隙的大小改變。在關閉位置，閥構件的座接合表面接觸閥體的閥座以形成不透流體密封件。

技術領域

本公開內容涉及通過步進馬達操作的流量控制閥，并且更特別地涉及由隔膜密封并且包括流量控制針的流量控制閥。

背景技術

本部分提供與本公開內容相關的背景信息，此背景信息不一定是現有技術。

流量控制閥可以通過步進馬達進行操作，以針對在控制完全打開位置和完全關閉位置之間的流量可變性方面需要更高精度的閥改進閥構件位置的可重復性。與其它已知的閥致動器相比，需要將流體體積或流體壓力精確輸送到工作裝置的應用可以受益于通過步進馬達提供的精度。然而，已知的步進馬達致動式流量控制閥通常需要齒輪系統或多向驅動系統，以將步進馬達的旋轉力變為用于使閥構件在打開閥位置和關閉閥位置之間以往復運動的方式平移的縱向力。因此，常見的驅動系統損失操作力以驅動多個運動部件。已知系統的多個運動部件的復雜性、功率損耗和公差也降低閥位置的位置精度和可重復性，這是起初使用步進馬達進行閥致動的一些主要原因。

在諸如提升閥芯閥的典型的步進馬達致動式流量控制閥中使用的閥構件控制流經歧管的諸如加壓空氣之類的流體的流量。這種歧管可以是諸如分類器、包裝機械、食物處理器、造紙機械等的設備的一部分。閥構件通常包括橡膠包覆成型件并且/或者閥構件抵靠橡膠閥座關閉以形成不透流體的密封件。這種流量控制閥可以操作數百萬次循環。隨著時間增長，閥構件上的橡膠包覆成型件和/或橡膠閥座會磨損或永久地變形，從而降低流量控制閥的精度(即，流量分辨率)。

在典型的流量控制閥中，閥構件滑動地布置于閥體內。在關閉位置，閥構件通常保持與閥體的閥座接觸。在打開位置，步進馬達通常使閥構件從閥座移開，從而在閥構件和閥座之間形成間隙式空隙。如授予Paulsen的美國專利No.3,985,333所公開，波紋管形的隔膜可以用于在閥體和閥構件之間提供密封件。這種隔膜可以防止污染物進入馬達殼體內，同時允許閥構件的縱向移動。

閥體設計成接收于設置在歧管中的孔中。歧管通常包括布置成與歧管孔流體連通的多個通道。在操作中，流量控制閥控制這些多個通道之間的流體流量。O形環密封件通常設置在閥體的外側上，以在歧管孔內密封閥體。

盡管步進馬達致動式流量控制閥提高可以輸送到工作裝置的流體體積或流體壓力的精度，但仍然需要改進精度的流量控制閥。特別地，仍然需要能夠在較低流體流速下提供更好的流量分辨率的流量控制閥。

發明內容

本部分提供了本公開內容的總體概述，而并非其全部范圍或其所有特征的全面公開。

本公開主題提供一種改進的流量控制閥，該流量控制閥包括閥體和連接到閥體的步進馬達。閥體具有遠端閥體端部和近端閥體端部。提升閥芯孔沿縱向軸線延伸穿過閥體。遠端閥體端部包括閥座。閥構件設置在提升閥芯孔內。閥構件包括提升閥芯和驅動頭。提升閥芯連接到驅動頭，并且可以在打開位置和關閉位置之間、在提升閥芯孔內滑動。提升閥芯包括遠端提升閥芯端部和近端提升閥芯端部。

驅動頭包括螺紋孔，并且步進馬達具有能夠與驅動頭中的螺紋孔螺紋式地接合的軸。步進馬達操作以使閥構件在打開位置和關閉位置之間沿平行于縱向軸線的縱向方向縱向地移位。閥構件包括座接合表面，在關閉位置，座接合表面接觸閥座，并且在打開位置，座接合表面從閥座移開。

隔膜從閥體向內延伸到閥構件。隔膜連接到閥體和閥構件，并且響應于閥構件沿縱向軸線的移動而撓曲。流量控制閥包括入口端口和出口端口。入口端口和出口端口均穿過閥體延伸到提升閥芯孔。