壓差平衡閥的製作方法

2024-02-01 17:50:15

本發明涉及閥設計技術領域，尤其涉及一種壓差平衡閥。

背景技術：

在採暖、空調系統中應用膜片壓差平衡閥，可以起到吸收系統網絡外擾，削弱被控部分內擾的作用，使系統壓差(指的是供水管路與進水管路的水流壓力差)保持設定值，從而保證系統的水力平衡。由於膜片壓差平衡閥具有自動恆定被控制環路壓差的功能，因而，無論系統壓力如何變化，也無論被控環路以外的支路如何調節，膜片壓差平衡閥都能維持被控環路的壓差恆定。外網壓力發生變化時，膜片壓差平衡閥通過調節自身的開度，吸收外界壓力變換，改變流體通過膜片壓差平衡閥的壓差以維持被控環路的壓差恆定，從而隔離被控環路以外的壓力變化對被控環路造成的影響。膜片壓差平衡閥也可以減弱被控環路內部各支路負載間的相互影響。但是膜片是橡膠材質，不耐高溫易磨損進而使得壽命較短。

綜上所述，如何解決傳統的膜片壓差平衡閥壽命較短的問題，已成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種平衡調節閥，以解決背景技術所述的膜片壓差平衡閥壽命較短的問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種壓差平衡閥，包括閥體、安裝於所述閥體的閥腔內的閥芯以及操作部；其中，所述閥腔包括密封隔開的進水腔和出水腔；所述閥芯包括與所述閥體固定相連的外筒；滑動地設置於所述外筒中，且相互疊置的內筒和閥錐；其中，所述外筒具有與所述進水腔相連通的進水口、與所述出水腔連通的出水口，所述外筒的內腔為連通所述進水口和所述出水口的水流通道；所述內筒設置有與所述進水口連通的避讓孔；所述閥錐能夠在所述 內筒的帶動下相對於所述外筒軸向移動以調節所述出水口的開度；

所述內筒具有感壓板；所述壓差平衡閥還包括固定於所述感壓板，且伸入所述水流通道內的中心柱，所述中心柱的頂端設置有閥座；所述閥座與所述感壓板之間夾設有第一彈性部件；所述閥座固定於所述外筒，且與所述中心柱滑動密封配合；

所述感壓板與所述外筒以及所述閥體的閥體底蓋形成感壓腔；所述感壓腔與所述水流通道分別位於所述感壓板的兩側，且與供水管道連通。

所述操作部用於確定所述中心柱隨所述內筒移動的上止點和下止點。

優選的，所述操作部包括手輪、閥軸、螺母和第二彈性部件；其中，所述手輪設置在所述閥體的閥體頂蓋上，且與所述閥體頂蓋形成轉動副；所述閥軸的一端與所述手輪固定相連；另一端伸入至所述閥腔中；所述螺母與所述閥體頂蓋的內腔周向限位，且與所述閥軸螺紋配合；所述中心柱的頂端外伸於所述閥座，且固定有支架；所述閥軸與所述中心柱之間具有避讓間隙；

所述第二彈性部件夾設於所述螺母與所述支架之間，以對所述閥軸施加預設彈力。

優選的，所述第二彈性部件為調節彈簧，且套設在所述閥軸上。

優選的，所述手輪包括手輪內套筒、手輪外套筒以及預設壓力指示標；

所述手輪內套筒套設在所述閥體頂蓋，且能夠相對於所述閥體頂蓋轉動；

所述手輪外套筒固定於所述閥體頂蓋，且具有手輪頭；所述手輪外套筒與所述手輪內套筒之間具有間隙；所述預設壓力指示標與所述手輪內套筒螺紋配合，且與所述手輪外套筒在所述手輪內套筒的轉動周向限位配合；所述手輪外套筒具有沿所述閥軸的軸向延伸的視窗，所述視窗的一側設置有壓力刻度，所述預設壓力指示標用於指示所述壓力刻度。

優選的，所述進水腔的設置有阻斷閥，所述阻斷閥用於將所述進水腔的水流部分引入進水壓力檢測裝置中。

優選的，所述出水腔設置有用於檢測回水壓力的測壓嘴。

優選的，所述感壓腔通過導壓接頭及導壓管與所述供水管道連通。

優選的，所述避讓孔為多個，且沿著所述內筒的圓周方向分布；所述避讓孔為V形缺口。

優選的，所述內筒與所述閥錐通過螺紋固定相連。

在上述技術方案中，本發明提供的壓差平衡閥中，感壓腔與供水管道連通，進水口及水流通道與進水腔連通，當供水管道內的水流壓力或者進水管道的水流壓力發生變化時，感壓板的受力平衡就會被打破，進而使得內筒帶動閥錐發生移動，以改變壓差平衡閥的阻力來調節上述平衡，進而保證供水管道的水流壓力與進水管道的水流壓力的差值保持平衡，即為定值。本發明提供的壓差平衡閥能夠確保供水管道與進水管道的壓差的前提下，由於不存在使用膜片，而是採用感壓板、閥錐等部件來實現，因此也就解決了傳動的膜片壓差平衡閥存在的壽命較短的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的壓差平衡閥的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的內筒的受力示意圖。

附圖標記說明；

1-手輪頭、2-閥體頂蓋、3-支架、4-阻斷閥、5-中心柱、6-外筒、7-閥體、8-內筒、9-閥體底蓋、10-導壓接頭及導壓管、11-壓簧、12-閥錐、13-密封環、14-測壓嘴、15-閥座、16-調節彈簧、17-閥軸、18-螺母、19-手輪內套筒、20-手輪外套筒、21-預設壓力指示標、61-進水口、62-出水口、81-避讓孔、82-感壓板。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細介紹。

請參考圖1，本實施例提供了一種壓差平衡閥，用於保證進水腔與供水管道之間的壓差維持在預設值。該壓差平衡閥包括閥體7、閥芯和操作部。

其中，閥體7通常具有閥體頂蓋2和閥體底蓋9，閥體頂蓋2和閥體底蓋9可拆卸固定，便於閥芯的安裝。當然，閥體頂蓋2和閥體底蓋9均密封安裝。

閥芯設置在閥體7的閥腔中，閥腔包括密封隔離的進水腔和出水腔，進水腔與進水管道連通，出水腔用於與回水管道連通。本實施例中，閥芯安裝到閥體7的閥腔中的隔板之後通過一些列密封實現進水腔與出水腔的密封隔絕。

閥芯包括外筒6、內筒8和閥錐12，三者均為筒狀結構。外筒6與閥體7固定相連，通常可以通過螺紋配合實現固定。外筒6具有進水口61和出水口62，外筒6的內腔為連通進水口61和出水口62的水流通道。進水口61與進水腔連通，出水口62與出水腔連通，水流依次經過進水腔、進水口61、水流通道、出水口62流至出水腔。

內筒8和閥錐12滑動地設置在外筒6中，且相互疊置，通常內筒8與閥錐12通過螺紋固定相連。所述內筒8設置有避讓孔81，避讓孔81與進水口61相連通。閥錐12能夠在內筒8的帶動相對於外筒6軸向移動，進而來調節出水口62的開度。具體的，外筒6上設置有環槽，環槽內設置有密封環13，閥錐12移動至極限位置時與密封環13密封對接，進而能夠實現出水口62的關閉，最終實現壓差平衡閥的關閉。當然，閥錐12的側壁與外筒6的側壁之間可以設置密封圈以保證密封。具體的，避讓孔81可以為多個，多個避讓孔81沿著內筒8的圓周方向分布。更為優選的，避讓孔為V形缺口。

內筒8具有感壓板82，感壓板82與外筒6以及閥體7的閥體底蓋9形成感應腔，感應腔與水流通道分別位於感壓板82的兩側。感壓腔通常通過導壓接頭及導壓管10與供水管道連通。

本實施例提供的壓差平衡閥還包括中心柱5、閥座15和第一彈性部件；其中，中心柱5與感壓板82固定相連，且伸入至水流通道內。閥座15設置在中心柱5的頂端，第一彈性部件夾設於閥座15與感壓板82之間。閥座15固定於外筒6，且與中心柱5滑動密封配合。第一彈性部件可以為壓簧11。

操作部用於確定中心柱5隨內筒8的移動區間，即中心柱5的上止點和下止點。

請再次參考圖1，本實施例提供了一種具體操作部的結構，所提供的操作部包括手輪、閥軸17、螺母18和第二彈性部件。第二彈性部件通常為調節彈 簧16。手輪設置在閥體7的閥體頂蓋2上，且與閥體頂蓋2形成轉動副；閥軸17的一端與手輪固定相連；另一端伸入至閥腔中；螺母18與閥體頂蓋2的內腔周向限位，且與閥軸17螺紋配合；中心柱5的頂端外伸於閥座15，且固定有支架3；閥軸17與中心柱5之間具有避讓間隙；第二彈性部件夾設於螺母18與支架3之間，以對閥軸17施加預設彈力。上述優選方案中，螺母18、閥體頂蓋2和閥軸17形成絲槓機構，隨著手輪驅動閥軸17的轉動使得螺母18沿著閥軸17移動進而使得螺母18壓縮第二彈性部件，進而使得第二彈性部件通過支架3向中心柱5施加彈力，隨著第二彈性部件的變形程度來實現供水管道與進水管道的水流壓力差值的設定。

下面基於上述優選方案來說明本發明實施例提供的壓差平衡閥的平衡原理：

本實施例提供的壓差平衡閥安裝在採暖、空調系統的回水管路上，在採暖、空調系統的供水系統中，與出水腔連通的回水管道的水流壓力是固定，是圖1中的P3；感壓腔與供水管道連通，那麼感壓腔內的水流壓力為圖1中的P1；進水腔與進水管道連通，進水腔中的水流壓力為圖1中的P2。通常，P3不會隨管網系統的外界越來波動而發生變化，發生改變的是P2和P1。本發明實施例提供的壓差平衡閥的平衡作用在於保證P1與P2之間的差值為定值。

請參考圖2，下面對安裝在回水管路上的壓差平衡閥的內筒8為例進行受力分析說明，內筒8受力平衡時存在以下平衡：

P1·S＝P2·S++F1+F2 (1)

其中；S-感壓套筒感應有效面；F1-調節彈簧預緊力 K1-調節彈簧彈性係數；ΔL1-調節彈簧壓縮量；F2-壓簧彈力；K2-壓簧彈性係數；ΔL2-壓簧壓縮量。

即：

ΔP＝P1-P2＝(F2+F1)/S＝(K2·ΔL2+K1·ΔL1)/S (2)

當供水管道的水流壓力P1增加時，該瞬間，回水管道的水流壓力P3不變，管網的供水壓差(P1-P3)增大，此時內筒8帶動閥錐12向著關閉出水口62的方向移動，此時整個壓差平衡閥的阻力增大，即(P2-P3)增大，由於P3不變，那麼P2增大；同理反之，即當供水管道的水流壓力P1減小時，該瞬間， 回水管道的水流壓力P3不變，管網的供水壓差(P1-P3)減小，內筒8則會帶動閥錐12向著開啟出水口62的方向移動，此時壓差平衡閥的阻力減小，(P2-P3)減小，由於P3不變，那麼P2則減小。通過公式(1)和(2)並結合上述分析可知，在P1發生變化時，內筒8、第一彈性部件及第二彈性部件的作用下，能夠使得P2隨之發生變化，最終使得P1與P2的差值不變，即為設定值。因此，在本實施例提供的壓差平衡閥的工作壓差範圍內，能夠保證P1-P2為設定值。

當管網的被控環路內部的阻力發生變化時，例如某一支路關斷，該被控環路的總阻力增大，該瞬間，P2增大，內筒8會帶動閥錐12向著壓差平衡閥開啟的方向移動，使得此時整個壓差平衡閥的阻力減小，最終使得P2又減小，由於阻力發生在被控環路的內部，因此供水管道的水流壓力P1不變，整個壓差平衡閥自身對被控環路的內部阻力實施調節，進而能夠使得P2未發生變化，最終使得P1-P2之間的差值不變。因此，在本實施例提供的壓差平衡閥的工作壓差範圍內，能夠保證P1-P2為設定值。

優選的，第二彈性部件為調節彈簧16，調節彈簧16套設在閥軸17。調節彈簧16套設在閥軸17能夠保證調節彈簧16的伸縮穩定。

請再次參考附圖1，本實施例提供了一種具體的手輪結構，所提供的手輪包括手輪內套筒19、手輪外套筒20以及預設壓力指示標21；所述手輪內套筒19套設在所述閥體頂蓋2，且能夠相對於所述閥體頂蓋2轉動；所述手輪外套筒20固定於所述閥體頂蓋2，且具有手輪頭1；所述手輪外套筒20與所述手輪內套筒19之間具有間隙；預設壓力指示標21與所述手輪內套筒19螺紋配合，且與所述手輪外套筒20在所述手輪內套筒19的轉動周向限位配合；所述手輪外套筒20具有沿閥軸17的軸向延伸的視窗，所述視窗的一側設置有壓力刻度，所述預設壓力指示標21用於指示所述壓力刻度。上述手輪外套筒20、手輪內套筒19和預設壓力指示標21形成絲槓機構，隨著工作人員旋鈕手輪頭1進而使得預設壓力指示標21移動進而指向不同部位的壓力刻度，進而使得設定壓力差的預設刻度。操作人員可以通過讀取預設壓力指示標21讀取本實施例提供的壓差平衡閥的設定壓差，即P1與P2的設定差值。

本實施例提供的壓差平衡閥還可以包括阻斷閥4，阻斷閥4用於將進水腔的水流部分引入進水壓力檢測裝置中，進而檢測進水管道的水流壓力，即P2。另外，出水腔可以設置有用於檢測回水壓力的測壓嘴14，即P3。

以上只通過說明的方式描述了本發明的某些示範性實施例，毋庸置疑，對於本領域的普通技術人員，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，上述附圖和描述在本質上是說明性的，不應理解為對本發明權利要求保護範圍的限制。