一种空气节流阀

技术领域

本发明涉及阀门制造技术领域，特别是涉及一种空气节流阀。

背景技术

空气节流阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。空气节流阀一般均采用圆锥流线型启闭针进行流量控制，实际应用中通过其改变通道截面积而达到调节流量或压力的目的。

中国发明专利CN205446731 U公开了一种高压空气节流阀，如图1中所示，其包括有阀体、O形密封圈以及调节螺钉和锁紧螺母。阀体上设有进气孔和出气孔以及与进气孔相通的节流孔。节流孔与出气孔相通，调节螺钉旋接在阀体上并由O形密封圈与阀体密封。调节螺钉一端的锥面与节流孔相对用以调节流量大小。锁紧螺母旋接在调节螺钉上对调节后的调节螺钉限位。当需要调节流量大小时，周向旋动调节螺钉使其沿轴向进行位移运动，且借由其上的锥形面以改变通道截面积的大小。由上叙述可知，在执行流量调节时，调节螺钉须进行轴向位移运动，即意味着随着对空气节流阀调节流量大小的不同，调节螺钉和阀体之间的间距值亦跟随变化，最终增加了对阀体上方操作空间高度值的要求。另外，随着调节螺钉外露于阀体长度值的增加，不但有碍观瞻，而且还会增加操作人员因意外磕碰或扯挂而致使人身受到严重损伤的风险。因而，亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

故，本发明设计人员鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过从事于此行业的多年研发经验技术人员的不断实验以及修改，最终导致该空气节流阀的出现。

为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种空气节流阀，其包括有阀体、启闭针、滑移块、螺杆以及旋钮。阀体为分体式结构，其包括有对接为一体的阀座和阀盖。在阀座内设有进气口、过渡腔、出气口、插配通道、节流通道以及滑移腔。过渡腔成型于阀座内部。进气口由阀座的外侧壁向内延伸而成，且直至与过渡腔相贯通。出气口由阀座的底壁向上延伸而成，且经由节流通道以实现与过渡腔的贯通。滑移腔位于过渡腔的正上方，且由阀座的顶壁向下延伸而成。插配通道由滑移腔的底壁继续向下延伸而成，且直至与过渡腔相贯通。启闭针被装配于插配通道内，且在滑移块、螺杆以及旋钮的协同作用进行轴向位移运动，以进入或脱出节流通道。滑移块用来嵌入启闭针，其内置于滑移腔中，且可沿着上下方向自由地进行滑动。旋钮布置于阀盖的正上方，且与螺杆铆固为一体。当旋动旋钮时，螺杆绕其中心轴线进行周向旋动，且其相对高度位置始终保持于定值，螺杆借由螺纹副以实现对滑移块的轴向位移驱动。

作为本发明技术方案的进一步改进，节流通道优选由出气口的顶壁继续向上延伸而成，且直至与过渡腔相贯通

作为本发明技术方案的进一步改进，空气节流阀还包括有限位销。由螺杆的周侧壁向外延伸出有一环形限位凸缘，相对应地，由阀盖的顶壁向下延伸出有用来沉放限位凸缘的容纳凹槽。当螺杆相对于阀盖被插配到位后，环形限位凸缘正顶触于容纳凹槽的底壁上，限位销插设、固定于容纳凹槽内，且横置于环形限位凸缘的正上方。

作为本发明技术方案的更进一步改进，假定限位销中心轴线和环形限位凸缘之间的距离为d，则d＜0.5mm。

作为本发明技术方案的进一步改进，阀体还包括有螺栓组件。当阀座和阀盖对配完成后，借由螺栓组件进行联接固定。

作为上述技术方案的另一种改型设计，空气节流阀还包括有抗磨套。抗磨套嵌设于阀座内，且布置于过渡腔和出气口之间。节流通道直接开设于抗磨套内。

作为本发明技术方案的进一步改进，空气节流阀还包括有弹性件。弹性件内置于滑移腔中，且始终施加一弹性力至滑移块的底壁上。

作为本发明技术方案的更进一步改进，弹性件优选为柱状弹簧。

作为本发明技术方案的更进一步改进，空气节流阀还包括有密封圈。由滑移腔的底壁向下继续延伸出有一用来置入密封圈的容纳腔。当启闭针相对于插配通道被插配到位后，密封圈内置于容纳腔中，且同时套设于启闭针上。密封圈被弹性地挤压于弹性件和容纳腔的底壁之间，其发生自适应性弹性形变以实现对启闭针外侧壁的密封。

作为本发明技术方案的更进一步改进，空气节流阀还包括有锁紧螺母。锁紧螺母布置于旋钮和阀盖之间，且借由螺纹副旋合于阀盖上。当空气节流阀被调节到位后，持续地旋动锁紧螺母直至其完全与旋钮相顶触，旋钮的周向旋转自由度即得到限制。

相较于传统设计结构的空气节流阀，在本发明所公开的技术方案中，当执行对节流通道流通截面的调整时，仅启闭针进行轴向位移运动，而用来驱动启闭针的螺杆在滑移块的配合作用下仅执行周向旋转运动即可，其始终保持其轴向相对高度位置不变。如此一来，一方面，在执行流量调节进程中，旋钮和阀体之间的间距值始终保持不变，从而有效地降低了对阀体上方操作空间高度值的要求；另一方面，鉴于在驱动启闭针的进程中螺杆仅执行周向旋转运动，从而必然不会出现随着调节流量进程的推进其外露长度增加现象的发生，进而利于进行观瞻，且尽可能地降低了操作人员收到磕碰或扯挂风险出现的几率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中高压空气节流阀的结构示意图。

图2是本发明中空气节流阀第一种实施方式的侧视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是本发明空气节流阀第一种实施方式中阀座的结构示意图。

图5是本发明空气节流阀第一种实施方式中阀盖的结构示意图。

图6是本发明中空气节流阀第二种实施方式的侧视图。

图7是本发明中空气节流阀第三种实施方式的侧视图。

图8是本发明空气节流阀第三种实施方式中阀座的结构示意图。

图9是本发明中空气节流阀第四种实施方式的侧视图。

图10是图9的B-B剖视图。

1-阀体；11-阀座；111-进气口；112-过渡腔；113-出气口；114-插配通道；115-节流通道；116-滑移腔；1161-容纳腔；12-阀盖；121-容纳凹槽；13-螺栓组件；2-启闭针；3-滑移块；4-螺杆；41-环形限位凸缘；5-旋钮；6-限位销；7-抗磨套；8-柱状弹簧；9-密封圈；10-锁紧螺母。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合实例对本发明所公开的技术方案进行说明，图2、图3分别示出了本发明中空气节流阀第一种实施方式的侧视图及其A-A剖视图，可知，其主要由阀体1、启闭针2、滑移块3、螺杆4以及旋钮5等几部分构成。由图所示可知，阀体1为分体式结构，其包括有阀座11、阀盖12以及螺栓组件13。当阀座11和阀盖12对接完毕后，借由螺栓组件13实现两者的可拆卸联接。如图4中所示，在阀座11内设有进气口111、过渡腔112、出气口113、插配通道114、节流通道115以及滑移腔116。其中，过渡腔112成型于阀座11内部。进气口111由阀座11的外侧壁向内延伸而成，且直至与过渡腔112相贯通。出气口113由阀座11的底壁向上延伸而成，且经由节流通道115以实现与过渡腔112的贯通。节流通道115由出气口113的顶壁继续向上延伸而成，且直至与过渡腔112相贯通。出于尽可能地减小泄漏以及启闭针2轴向位移运动时的摆动量方面考虑，节流通道115的内径值与启闭针2的外径值相适配，其装配后单边间隙控制在0.05mm以内。滑移腔116位于过渡腔112的正上方，且由阀座11的顶壁向下延伸而成。插配通道114由滑移腔116的底壁继续向下延伸而成，且直至与过渡腔112相贯通。启闭针2被装配于插配通道114内，且在滑移块3、螺杆4以及旋钮5的协同作用进行轴向位移运动，以进入或脱出节流通道115。滑移块3用来嵌入启闭针2，其内置于滑移腔116中，且可沿着上下方向自由地进行滑动。旋钮5布置于阀盖12的正上方，且与螺杆4铆固为一体。当旋动旋钮5时，螺杆4绕其中心轴线进行周向旋动，且其相对高度位置始终保持于定值，螺杆4借由螺纹副以实现对滑移块3的轴向位移驱动。当执行对节流通道115流通截面的调整时，仅启闭针2进行轴向位移运动，而用来驱动启闭针2的螺杆4在滑移块3的配合作用下仅执行周向旋转运动即可，其始终保持其轴向相对高度位置不变。

在实际应用中，采用上述设计结构的空气节流阀至少取得以下有益效果：

1)在执行流量调节进程中，旋钮5和阀体1之间的间距值始终保持不变，从而有效地降低了对阀体1上方操作空间高度值的要求；

2)鉴于在驱动启闭针2的进程中螺杆4仅执行周向旋转运动，从而必然不会出现随着调节流量进程的推进其外露长度增加现象的发生，进而利于进行观瞻，且尽可能地降低了操作人员收到磕碰或扯挂风险出现的几率。

已知，可以采取多种设计结构以实现螺杆4在阀体1内的组装，且仅可执行周向旋转运动，而无轴向位移运动，不过，在此推荐一种设计结构简单，利于实施，且后期便于执行螺杆4拆换操作的实施方案，具体如下：如图3、5中所示，由螺杆4的周侧壁向外延伸出有一环形限位凸缘41，相对应地，由阀盖12的顶壁向下延伸出有用来沉放限位凸缘41的容纳凹槽121。当螺杆4相对于阀盖12被插配到位后，环形限位凸缘41正顶触于容纳凹槽121的底壁上，限位销6插设、固定于容纳凹槽121内，且横置于环形限位凸缘41的正上方。

在此需要说明的是，在将螺杆4的轴向位移量严格地限定于设计值区间前提下，出于降低限位销6的组装困难度方面考虑，当限位销被组装完毕后，其和环形限位凸缘41之间需预留一定的活动空间。推荐如下：如图3中所示，假定限位销6中心轴线和环形限位凸缘41之间的距离为d，则d＜0.5mm。

图6示出了本发明中空气节流阀第二种实施方式的侧视图，其相较于上述第一种实施方式的区别点在于：

1)位于过渡腔112的正下方，在阀座11内增设有抗磨套7。抗磨套7直接嵌设于阀座11内，且布置于过渡腔112和出气口113之间。节流通道115直接开设于抗磨套7内，且其内径值与启闭针2的外径值相适配。采用上述技术方案的优势在于：已知，在前述技术方案中，节流通道115直接成型于阀座11上。在实际应用中，启闭针2需要频繁地沿着节流通道115进行滑动，长此以往，必然导致启闭针2和节流通道115之间装配间隙的增大，进而不但引起启闭针2的偏摆严重，进而影响到节流调节的稳定性，而且还会导致泄漏量的急剧增加。鉴于此，优选的实施方案为：将与启闭针2直接相配合的节流通道115直接成型于抗磨性能较好的抗磨套7上，从而有效地降低了节流通道115的受磨损速率，确保其在较长应用周期中保持有良好的形状规整性。

2)在滑移腔116中增设有柱状弹簧8。柱状弹簧8直接套设于启闭针2上，且始终施加一弹性力至滑移块3的底壁上。采用上述技术方案的优势在于：已知，在前述技术方案中，在螺杆4和滑移块3之间设有螺纹副，且在实际应用中利于螺纹副的螺旋特性已实现对滑移3的驱动，其实现了对启闭针2的拖动。然后，在实际制造、成型中，配合而成的螺纹副必然存在有装配间隙。而当启闭针2被拖移到位后(即实现了对节流通道115流通面积的改变)。在实际工业生产中，当空气节流阀被应用于高压气体环境，启闭针2受到高压冲击力的作用必然沿着轴向进行位置窜动，进而导致节流通道115流通面积始终处于变动状态，最终导致空气节流阀调流稳定性的降低。鉴于此，在滑移块3的下方增设有柱状弹簧8。柱状弹簧8始终施加一弹性力至滑移块3的底壁上，从而有效地消除了螺纹副装配间隙对空气节流阀稳定性的影响。

在此需要说明的是，除了可以采用上述的柱状弹簧8来执行对滑移块3的弹性顶靠，还可以实际应用场景的不同以及弹性模量要求的不同择优选择塑胶套、空气簧等。

图7示出了本发明中空气节流阀第三种实施方式的侧视图，其相较于上述第二种实施方式的区别点在于：空气节流阀根据实际应用场景的不同还增设有密封圈9。如图8中所示，由滑移腔116的底壁向下继续延伸出有一用来置入密封圈9的容纳腔1161。当启闭针2相对于插配通道被插配到位后，密封圈9内置于容纳腔1161中，且同时套设于启闭针2上。密封圈9被弹性地挤压于柱状弹簧8和容纳腔1161的底壁之间，其发生自适应性弹性形变以实现对启闭针2外侧壁的密封。采用上述技术方案的优势在于：已知，当空气节流阀被应用于超高压气体环境时，气体进入到过渡腔112后，极易再次顺延着启闭针2和插配通道114之间的装配间隙而排放至外部大气中，从而必然影响到空气节流阀的调流精准性、稳定性。鉴于此，导致了上述第三种实施方式的研发、应用。密封圈8在受到柱状弹簧8顶靠力的作用下发生自适应性弹性形变以实现对启闭针2外侧壁的密封，从而有效地防止了空气经由启闭针2和插配通道114之间的装配间隙泄漏现象的发生。

图9、图10分别示出了本发明中空气节流阀第四种实施方式的侧视图及其剖视图，其相较于上述第三种实施方式的区别点在于：空气节流阀可根据实际应用场景的不同还增设有锁紧螺母10。锁紧螺母10布置于旋钮12和阀盖12之间，且借由螺纹副旋合于阀盖12上。当空气节流阀被调节到位后，持续地旋动锁紧螺母10直至其完全与旋钮12相顶触，旋钮12的周向旋转自由度即得到限制，从而有效地防止了旋钮12因受到意外外力的作用而发生旋转进而导致调流参数改变情况的出现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。