[發明專利]可改變固有閥門特性的閥芯組件、調節閥及流量控制方法

有效

• 申請號: 202010722903.6
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111853306B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 錢錦遠;吳嘉懿;仇暢;金志江
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16K17/20
• 分類號: F16K17/20;F16K47/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種可改變固有閥門特性的閥芯組件、調節閥及其流量控制方法。閥芯組件中，外套筒的外壁上設置有一層第一節流窗口；內套筒的外壁上設置有第二節流窗口和流體出口；第二節流窗口沿軸向設有多層，且流量特性不同；在內套筒相對于外套筒軸向滑動時，能使不同層的第二節流窗口與所述第一節流窗口重合；閥芯在第二致動件驅動下沿內套筒軸向相對滑動，以改變第一節流窗口與第二節流窗口的重合窗口的開度；外部流體從第一節流窗口與第二節流窗口的重合窗口中流入，從內套筒流體出口中流出。在不對調節閥進行解體的前提下，本發明通過外部調節結構，改變其固有閥門特性，拓展了調節閥的使用范圍，提升了調節閥的使用便利性。

技術領域

本發明涉及調節閥，尤其涉及一種調節閥中可在線改變固有閥門特性的閥芯組件。

背景技術

調節閥又名控制閥，是一種帶有執行機構的閥門。依據控制單元輸出的信號，調節閥通過執行機構改變閥門開度，可實現對系統中壓力、流量等工藝參數的控制以滿足用戶的需要。隨著現代工業自動化程度的不斷提高，調節閥日益廣泛地應用于冶金、能源、化工、石油、軍事、水利等工業部門，發揮著不可替代的作用。

調節閥的固有閥門特性是指一定進出口壓差下，通過調節閥的流體流量與調節閥開度之間的關系。典型的閥門固有特性有線性閥門固有特性，快開閥門固有特性與等百分比閥門固有特性。在當前的工程應用中，一種調節閥在線使用時只具有一種固有閥門特性。欲改變調節閥的固有閥門特性時，需要將調節閥解體，并更換其節流部件。這對維護人員帶來了額外的工作負擔，并使調節閥所在系統無法連續運轉，降低了工作效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可在線改變固有閥門特性的閥芯組件、調節閥，在不對調節閥進行解體的前提下，通過外部調節結構，改變其固有閥門特性。更進一步地，本發明還提供了一種基于所提出的可在線改變固有閥門特性的調節閥的流量調節方法。

本發明采用的技術方案是：

一種可改變固有閥門特性的閥芯組件，其包括外套筒、內套筒和閥芯；

所述的外套筒為中空柱狀零件，其外壁上設置有一層第一節流窗口；

所述的內套筒為中空柱狀零件，其內套筒安裝于外套筒內部且內套筒的外壁面與外套筒的內壁面貼合，內套筒在第一致動件驅動下沿外套筒軸向相對滑動；內套筒的外壁上設置有第二節流窗口和流體出入口；所述的第二節流窗口沿軸向設有多層，在內套筒相對于外套筒軸向滑動時，能使不同層的第二節流窗口與所述第一節流窗口重合，所述重合包括第一節流窗口和第二節流窗口邊界剛好吻合或者第二節流窗口被所述第一節流窗口完全包圍；不同層的第二節流窗口對應的固有閥門特性不同或部分不同；

所述閥芯為柱狀零件，安裝于內套筒內部且閥芯的外壁面與內套筒的內壁面貼合，閥芯在第二致動件驅動下沿內套筒軸向相對滑動，以改變第一節流窗口與第二節流窗口的重合窗口的開度；

外部流體從所述流體出入口或者所述第一節流窗口與第二節流窗口的重合窗口中擇一種開口流入，從另一種開口中流出。

作為優選，所述的外套筒中一層第一節流窗口的個數與所述內套筒中每一層第二節流窗口的個數相同，且均沿所在套筒周向等角度均布。

作為優選，所述的外套筒中，同一層第一節流窗口的形狀大小均相同；所述的內套筒中，同一層第二節流窗口的形狀大小均相同，不同層第二節流窗口的形狀大小不同。

作為優選，所述內套筒在第一致動件驅動下沿外套筒軸向的滑動范圍，應當使每一層的第二節流窗口均能夠與所述第一節流窗口重合；所述閥芯在第二致動件驅動下沿內套筒軸向的滑動范圍，應當使閥芯能夠完全封閉以及完全打開第一節流窗口與第二節流窗口的所有重合窗口。