[实用新型]轴流式流量控制阀

说明书

一种轴流式流量控制阀，包括：阀体、阀芯、阀座和驱动装置；阀芯固设于阀体内，与阀体之间形成环形流体通道，阀座为管状，密封连接于阀体的内壁，阀体、阀芯和阀座同轴设置，驱动装置用于驱动阀座沿阀体的轴向运动以便与阀芯相接或分离，从而使流量控制阀关闭或打开。本实用新型的轴流式流量控制阀通过驱动装置驱动阀座运动，使阀座与阀芯相接或分离，从而使流量控制阀关闭或打开。避免了现有技术中驱动装置驱动阀芯运动所造成的节流件的整体形线不稳定、产生流动分离、增加流阻等问题。

技术领域

本实用新型涉及流量控制领域，具体涉及一种轴流式流量控制阀。

背景技术

控制阀(亦称调节阀)是控制回路的终端执行元件，在流程工业过程控制中的作用十分重要，同时也是长期以来的技术薄弱之处。以MMOKVELD公司为代表开发的轴流式控制阀解决了传统的角形阀、蝶形阀、球形阀、套筒式阀门存在的维持性能差、可靠性差、耐用性差等问题。

轴流式控制阀与常规直行程控制阀不同，它改变了常规直行程控制阀的整体流通结构，改变了常规直行程控制阀节流件与介质流向不一致的现象，使介质的能量损失较少，流通能力比常规直行程调节阀增大20％～50％，具有流阻系数低，坚固耐用、低维护、高性能等特点，广泛应用于天然气、原油、成品油及其它非腐蚀性气体和液体的调节控制。国内外相关专业技术人员及厂商纷纷推出了各种轴流式控制阀，例如US4638832、US2011/0017306A1、WO2019/20153A2、CN210770459U等。

现有的轴流式流量控制阀普遍存在着以下问题：

1、阀芯的结构形式破坏了节流件的整流效果。阀芯常常被安置在节流件的内部，连接着气压、液压或机械齿轮齿条组成的驱动装置，在阀体的入口处或出口处沿着流通管道轴线方向做前后位移，通过调节与设置于出入口处的阀座之间的相对位置来调节介质流量。阀芯位置的不确定造成节流件的整体形线不稳定，以及阀芯与节流件之间过渡衔接的不平顺，造成了流动分离的产生，从而增加了流阻等负面影响。

2、阀芯的驱动机构常常被安置在节流件中，这就造成了节流件外形往往显得十分庞大笨重，流体力学性能受到负面影响。同时，为了与阀体外部的执行器连接，必须在节流件与管壁之间设置足够粗大的连接通道，这又进一步增加了流阻，影响了管道内介质的流动状态。

3、阀体内的节流件外形的流体力学结构没有得到充分优化，导流减阻效果不理想。

4、在节流件的后部、阀芯的外围设置与阀芯同轴的“阀笼”，即在节流件的后部壁面上开若干导流孔或导流槽，管内介质流过节流件后从未被阀芯遮蔽的导流孔或槽中流出。通过控制阀芯对阀笼的遮蔽程度来控制管道内介质流量。采用阀笼的设计可以在一定程度上减小噪声与振动，但同时会加大流阻，增大管道内的压力损失。

因此，期待开发一种新型的轴流式流量控制阀，以至少部分地克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种轴流式流量控制阀，以优化控制阀内的介质流动状态，降低流阻。

本实用新型提供一种轴流式流量控制阀，包括：阀体、阀芯、阀座和驱动装置；所述阀体为管状，所述阀芯固设于所述阀体内，与所述阀体之间形成环形流体通道，所述阀座为管状，密封连接于所述阀体的内壁，所述阀体、所述阀芯和所述阀座同轴设置，所述驱动装置用于驱动所述阀座沿所述阀体的轴向运动以便与所述阀芯相接或分离，从而使所述流量控制阀关闭或打开。

优选地，所述阀芯包括依次连接的头部、中部和尾部；

所述阀芯为纺锤状或水滴状，所述头部的轴向剖面为圆弧形或抛物线形，所述中部为圆柱体；或者，所述头部的轴向剖面为圆弧形或抛物线形，所述中部为圆柱体，所述尾部与所述头部的形状相同。

优选地，所述阀芯包括依次连接的头部、中部和尾部，所述头部和所述尾部为圆锥体，所述中部为圆柱体，且所述头部的锥角大于或等于所述尾部的锥角。