[发明专利]一种自力式压差控制阀

说明书

一种用于流体介质控制的自力式压差控制阀，由阀体、阀盖、弹簧筒、排气螺钉以及启闭机构、平衡装置、压差调节装置和导压装置组成，阀体、阀盖、弹簧筒构成压差阀的外壳部分，启闭机构包括感压元件、主弹簧、阀塞，置于阀体内，感压元件与阀盖构成感压元件腔，平衡装置包括两个平衡弹簧、孔用弹性挡圈及浮子置于阀塞内，压差调节装置由调压阀体、调压阀杆、密封垫、显示盘用螺钉压紧在阀盖上，导压装置包括铜球阀、导压管座、导压管、套管、O型圈和锁母也安装在阀盖上。

技术领域

本发明涉及流体控制阀门技术领域，具体涉及一种用于流体介质控制的自力式压差控制阀(以下简称：压差阀)。

背景技术

国内外的压差阀，现有技术大多采用膜片和弹簧作为启闭机构，带动阀塞(阀芯)改变其与阀座孔的流通面积，使压差阀进水口的压力与供水管之间的压差为定值，业内称为控制压差，JG/T383-2012《采暖空调用自力式压差控制阀》规定，控制压差误差应≤8％，很多企业很难达到。

1、在压差阀产品设计过程中，为了减少阀杆的不平衡力，因双阀座结构形式阀塞的不平衡力较其他结构形式阀塞的不平衡力小，绝大多数厂家都采用双阀座结构形式的阀塞，因为所有结构形式阀塞(阀芯)的启闭都有一定的行程H，在此行程中，弹簧的作用力在逐渐增大或减小，增大或减小的作用力造成控制压差误差增大。

2、由于零部件存在加工误差，很难达到双阀塞与对应的双阀座距离一致，造成双阀塞关小时(控制小流量时)的误差增加，也造成控制压差误差增大。

3、启闭机构有很多零件(如膜片、阀杆、阀塞、垫片、弹簧等)都存在同轴度误差，装配后阀塞与阀座、膜片与膜片槽、导向装置与阀体、弹簧与弹簧筒存在零件的加工、零件与零件装配的同轴度误差，造成启闭机构的启闭阻力增加，亦会造成控制压差误差增大。

4、假定启闭机构的启闭阻力为零，为保证控制压差误差≤8％，要求启闭行程为H时，弹簧的作用力增大或减小值与弹簧安装时的压缩量f的比值≤8％，也就是弹簧的刚度要小、弹簧的自由长度要长，在国家标准GB/T 1239.6-1992《圆柱螺旋弹簧设计计算》中，对弹簧的自由长度(H₀)与弹簧中径(D)的比值、弹簧的螺旋角以及旋绕比都有：高(H₀)径(D)比H₀/D≤5.3；螺旋角4～9°以及旋绕比4～22的要求，要做到控制压差误差应≤8％，弹簧的钢丝直径、中径以及自由长度都要选的很大，由于受到阀体结构长度和阀门安装空间的约束和限制，要设计出一个同时满足《圆柱螺旋弹簧设计计算》要求和阀门结构长度要求的弹簧是不可能的，只有另辟蹊径，尽可能的减小启闭行程时弹簧的作用力的变化，才有可能达到控制压差误差应≤8％。

5、感压元件的有效工作面积的大小决定启闭机构克服阻力能力的大小，有效工作面积越大，克服阻力的能力就越强，受到阀门结构长度的约束，感压元件的有效工作面积不能做的太大，也会造成控制压差误差增大。

另外，压差阀从2001年问世以来，至今还存在如下缺陷：

1、为了保证压差阀的可控流量要求，如DN50的压差阀，可控流量范围是2～10m³/h，各厂家都要将自动阀塞与阀座的配合间隙做成0.05～0.15mm，在介质(水)通过自动阀塞时，上述间隙中会有水通过，水中的细小颗粒积存在上述间隙中，造成自动阀塞有卡死现象。

2、压差阀在水系统的功能是：支持末端设备主动变流量，有些工程中，水系统要分几期运行，头几期要求压差阀有支持系统主动变流量(当水系统分阶段改变流量时，安装了压差阀的环路的水流量会随着水系统流量的增加、减少而增加或减少)的功能，直到最后一期才实现末端设备主动变流量的功能。

3、JG/T383-2012中规定压差阀的控制压差范围分别是：(DN15～25)0.01～0.05MPa，(DN32～100)0.02～0.10MPa，(DN125～350)0.03～0.15MPa，国内厂家均设置为0.02～0.06MPa，并且都没有控制压差显示功能。