本發(fā)明涉及流量控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種流量控制閥和流量控制閥系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

流量控制閥是一種采用高精度先導(dǎo)方式控制流量的多功能閥門，適用于配水管需控制流量和壓力的管路中，保持預(yù)定流量不變，將過大流量限制在一個預(yù)定值，并將上游高壓適當(dāng)減低，即使主閥上游的壓力發(fā)生變化，也不會影響主閥下游的流量。

現(xiàn)有的流量控制閥大多通過電機(jī)控制閥座的移動，改變控制閥內(nèi)流道的面積；然而，由于流道形狀不規(guī)則，閥座在開啟的瞬間，流入控制閥液體的流量瞬間增大，短時增大至最大流量；導(dǎo)致難以精確地控制和調(diào)節(jié)液體流量；同時，現(xiàn)有的流量控制閥入水口處通常設(shè)置有閥桿支撐部件，該閥桿支撐部件增大了液體流動的阻力，使得液體流道形狀更加復(fù)雜，對流量的控制具有負(fù)面影響。

針對現(xiàn)有的流量控制閥流量可控性較差的問題，尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種流量控制閥和流量控制閥系統(tǒng)，以穩(wěn)定精確地控制液體的流量大小，提高流量控制閥的流量可控性。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種流量控制閥，包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥體和閥芯；執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有電機(jī)；閥芯設(shè)置于閥體的腔體內(nèi)；閥芯的閥桿與電機(jī)連接，在電機(jī)帶動下，閥芯的閥座在腔體的入口與出口間移動；閥座的移動區(qū)域?qū)?yīng)的腔體內(nèi)壁上設(shè)置有多個間隔結(jié)構(gòu)；兩兩相鄰的間隔結(jié)構(gòu)之間形成流道；每個流道靠近腔體的入口側(cè)的寬度與遠(yuǎn)離腔體的入口側(cè)的寬度不同，以使閥座位于不同位置時的流量不同。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，沿腔體徑向方向，每個間隔結(jié)構(gòu)的靠近腔體的入口側(cè)的寬度小于遠(yuǎn)離腔體的入口側(cè)的寬度。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，設(shè)置有間隔結(jié)構(gòu)的腔體部分的形狀為圓臺形；多個間隔結(jié)構(gòu)呈輻射狀地均勻分布于圓臺形的腔體內(nèi)壁上。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，上述間隔結(jié)構(gòu)的一側(cè)為固定側(cè)；固定側(cè)與腔體的內(nèi)部連接；間隔結(jié)構(gòu)的另一側(cè)為自由側(cè)；多個間隔結(jié)構(gòu)的自由側(cè)形成圓柱狀子腔體；閥座在圓柱狀子腔體內(nèi)移動；閥座固定架與多個間隔結(jié)構(gòu)的自由側(cè)接觸。

結(jié)合第一方面的第三種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，上述間隔結(jié)構(gòu)的固定側(cè)的厚度大于自由側(cè)的厚度。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，上述腔體的入口設(shè)置于閥體的底部；腔體的出口設(shè)置于閥體的側(cè)壁上。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，上述閥芯還包括嵌套于閥桿頂部的螺紋結(jié)構(gòu)、閥桿固定架和密封圈，以及設(shè)置于閥座頂部的閥座固定架。

結(jié)合第一方面的第六種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，上述密封圈的數(shù)量為多個；多個密封圈分別嵌套于螺紋結(jié)構(gòu)的外部、以及閥桿固定架內(nèi)的閥桿的外部。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第八種可能的實施方式，其中，上述電機(jī)包括步進(jìn)電機(jī)。

第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種流量控制閥系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一方面中的流量控制閥，還包括遠(yuǎn)端控制器；遠(yuǎn)端控制器與流量控制閥中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)電連接。

本發(fā)明實施例帶來了以下有益效果：

本發(fā)明實施例提供的一種流量控制閥和流量控制閥系統(tǒng)，其閥座的移動區(qū)域?qū)?yīng)的閥體的腔體內(nèi)壁上設(shè)置有多個間隔結(jié)構(gòu)，兩兩相鄰的間隔結(jié)構(gòu)之間形成流道，且每個流道靠近腔體的入口側(cè)的寬度與遠(yuǎn)離腔體的入口側(cè)的寬度不同；該方式中，閥座的不同位置對應(yīng)流道的不同寬度或橫截面積，從而可以穩(wěn)定精確地控制液體的流量大小，提高了流量控制閥的流量可控性。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的第一種流量控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的第一種流量控制閥在50％流量狀態(tài)下的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的圖2中的流量控制閥沿xx’截面，并沿著y方向觀察的流道截面示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的第一種流量控制閥在100％流量狀態(tài)下的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的圖4中的流量控制閥沿xx’截面，并沿著y方向觀察的流道截面示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的第一種流量控制閥的流量隨著流道間隙變化的曲線圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的第二種流量控制閥在關(guān)閉狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的第二種流量控制閥在開啟狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例提供的第二種流量控制閥的流量隨著流道間隙變化的曲線圖；

圖10為本發(fā)明實施例提供的圖8中的流量控制閥沿xx’截面，并沿著y方向觀察的流道截面示意圖；

圖11為本發(fā)明實施例提供的第一種流量控制閥在關(guān)閉狀態(tài)下的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明實施例提供的第一種流量控制閥在半開啟狀態(tài)下的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明實施例提供的第一種流量控制閥在完全開啟下的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為本發(fā)明實施例提供的一種流量控制閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖15為本發(fā)明實施例提供的流量控制閥外部結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖16為本發(fā)明實施例提供的流量控制閥外部結(jié)構(gòu)的主視圖；

圖17為本發(fā)明實施例提供的流量控制閥外部結(jié)構(gòu)的仰視圖。

圖標(biāo)：10-執(zhí)行機(jī)構(gòu)；11-閥體；12-閥芯；101-電機(jī)；121-閥桿；122-閥座；111-間隔結(jié)構(gòu)；30-流道；50-固定側(cè)；51-自由側(cè)；52-圓柱狀子腔體；100-閥桿支撐結(jié)構(gòu)；20-螺紋結(jié)構(gòu)；21-閥桿固定架；22-密封圈；23-閥座固定架；140-流量控制閥；141-遠(yuǎn)端控制器；

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

考慮到現(xiàn)有的流量控制閥流量可控性較差的問題，本發(fā)明實施例提供了一種流量控制閥和流量控制閥系統(tǒng)；該技術(shù)可以應(yīng)用于區(qū)域供暖或中央集中供暖、供熱水的相關(guān)系統(tǒng)中，對液體流量的控制中；還可以應(yīng)用于其他系統(tǒng)環(huán)境下，對液體流量的控制中；該技術(shù)可以采用相關(guān)的軟件或硬件實現(xiàn)，下面通過實施例進(jìn)行描述。

實施例一：

參見圖1所示的第一種流量控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；該流量控制閥包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)10、閥體11和閥芯12；

該執(zhí)行機(jī)構(gòu)10內(nèi)設(shè)置有電機(jī)101；閥芯12設(shè)置于閥體11的腔體內(nèi)；閥芯12的閥桿121與電機(jī)101連接，在電機(jī)101帶動下，閥芯12的閥座122在腔體的入口與出口間移動；

閥座122的移動區(qū)域?qū)?yīng)的腔體內(nèi)壁上設(shè)置有多個間隔結(jié)構(gòu)111；兩兩相鄰的間隔結(jié)構(gòu)111之間形成流道；每個流道靠近腔體的入口側(cè)的寬度與遠(yuǎn)離腔體的入口側(cè)的寬度不同，以使閥座位于不同位置時的流量不同。

圖1中以每個流道靠近腔體的入口側(cè)的寬度小于遠(yuǎn)離腔體的入口側(cè)的寬度為例進(jìn)行說明；當(dāng)閥座緊靠腔體的入口時，閥座完全關(guān)閉流道，此時流量為零；當(dāng)閥座在電機(jī)的控制下上移過程中，閥座與腔體內(nèi)壁之間的距離逐漸增加，使得間隔結(jié)構(gòu)之間的流道寬度逐漸增加，因而流道的橫截面積逐漸增加，進(jìn)而流量逐漸增加?？梢岳斫猓總€流道靠近腔體的入口側(cè)的寬度也可以大于遠(yuǎn)離腔體的入口側(cè)的寬度，二者具體關(guān)系在本實施例中不做限定。

本發(fā)明實施例提供的一種流量控制閥，其閥座的移動區(qū)域?qū)?yīng)的閥體的腔體內(nèi)壁上設(shè)置有多個間隔結(jié)構(gòu)，兩兩相鄰的間隔結(jié)構(gòu)之間形成流道，且每個流道靠近腔體的入口側(cè)的寬度與遠(yuǎn)離腔體的入口側(cè)的寬度不同；該方式中，閥座的不同位置對應(yīng)流道的不同寬度或橫截面積，從而可以穩(wěn)定精確地控制液體的流量大小，提高了流量控制閥的流量可控性。

實施例二：

參見圖2所示的第一種流量控制閥在50％流量狀態(tài)下的具體結(jié)構(gòu)示意圖；由于間隔結(jié)構(gòu)沿腔體徑向方向的寬度越寬，其間隔結(jié)構(gòu)之間的流道橫截面積越大，進(jìn)而流量越大。如圖2所示，沿閥體的腔體徑向方向，每個間隔結(jié)構(gòu)的靠近腔體的入口側(cè)的寬度小于遠(yuǎn)離腔體的入口側(cè)的寬度，當(dāng)閥座自下向上移動時，與閥座齊平的流道寬度越大，且流道的寬度隨著閥座的高度穩(wěn)定變化，從而實現(xiàn)流量穩(wěn)定變化的目的。

圖3為圖2中的流量控制閥沿xx’截面，并沿著y方向觀察的流道截面示意圖；當(dāng)閥座上升一段后，閥座釋放一部分的流道，液體通過各個間隔結(jié)構(gòu)之間的流道30流入閥體的腔體內(nèi)。

參見圖4所示的第一種流量控制閥在100％流量狀態(tài)下的具體結(jié)構(gòu)示意圖；當(dāng)閥座上移至圖4中所示的位置時，該位置對應(yīng)的間隔結(jié)構(gòu)的寬度不再發(fā)生變化，因而當(dāng)閥座位于該位置時，液體的流量已達(dá)到最大，閥座再上移時，流量不再變化。

圖5為圖4中的流量控制閥沿xx’截面，并沿著y方向觀察的流道截面示意圖；對比圖3中可知，當(dāng)閥座位于圖4中所示位置時，該位置對應(yīng)的間隔結(jié)構(gòu)的寬度比圖3中的間隔結(jié)構(gòu)寬，因而流道橫街面積大，該情況下的流量比圖3中所示的流量大。

結(jié)合圖2至圖5可知，閥體內(nèi)的腔體中，設(shè)置有間隔結(jié)構(gòu)的腔體部分的形狀為圓臺形；圓臺形的腔體形狀可以使間隔結(jié)構(gòu)的寬度漸變，當(dāng)閥座上下移動時，流道的橫截面積隨著閥座的高度漸變；上述多個間隔結(jié)構(gòu)呈輻射狀地均勻分布于圓臺形的腔體內(nèi)壁上。

具體地，如圖5所示，上述間隔結(jié)構(gòu)的一側(cè)為固定側(cè)50該固定側(cè)50與腔體的內(nèi)部連接；間隔結(jié)構(gòu)的另一側(cè)為自由側(cè)51；多個間隔結(jié)構(gòu)的自由側(cè)形成圓柱狀子腔體52；閥座在圓柱狀子腔體52內(nèi)移動；閥座固定架與多個間隔結(jié)構(gòu)的自由側(cè)接觸。

由于閥座固定架限制在上述圓柱狀子腔體中，且與多個間隔結(jié)構(gòu)的自由側(cè)接觸，該方式可以避免閥座發(fā)生橫向的位移，保障流量控制閥在發(fā)生震動或偏移的情況下，依然可靠地實現(xiàn)流量控制。

進(jìn)一步地，如圖5或圖3所示，上述間隔結(jié)構(gòu)的固定側(cè)的厚度大于自由側(cè)的厚度。該方式可以使閥座在不同的高度移動相同的距離時，流道的橫截面積變化相對穩(wěn)定，進(jìn)一步提高流量控制的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步地，如圖1、圖2或圖4所示，流量控制閥的腔體的入口設(shè)置于閥體的底部；腔體的出口設(shè)置于閥體的側(cè)壁上。在實際實現(xiàn)時，腔體的入口和出口的具體位置可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，本實施例在此不做限制。

參見圖6所示的第一種流量控制閥的流量隨著流道間隙變化的曲線圖；該流道間隙可以為閥座的高度對應(yīng)的流道的寬度或橫截面積；當(dāng)流道間隙為0％時，閥座位于最低位置，流量控制閥為關(guān)閉狀態(tài)，流量為0％；當(dāng)流道間隙為100％，閥座位于圓柱狀子腔體內(nèi)的最高位置，該位置對應(yīng)的流量寬度或橫截面積的最大值，流量為最大流量，即100％。由圖6中可知，該流量控制閥的流量與流道間隙近似為線性變化，該曲線的斜率較小，且斜率穩(wěn)定，說明該流量控制閥流量控制的穩(wěn)定性較好，可以實現(xiàn)精確的流量控制。

參見圖7所示的第二種流量控制閥在關(guān)閉狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8所示的第二種流量控制閥在開啟狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7或圖8所示的流量控制閥的閥體的腔體內(nèi)沒有設(shè)置流道結(jié)構(gòu)，該方式易導(dǎo)致閥座從關(guān)閉到開啟的一瞬間，流量陡增，很快接近于流量的最大值；當(dāng)閥座繼續(xù)上升時，流量幾乎不變；如圖9所示的第二種流量控制閥的流量隨著流道間隙變化的曲線圖；由圖9可知，當(dāng)流道間隙較小時，曲線斜率較大，且斜率一直在增大，導(dǎo)致流量在流道間隙很小時就到達(dá)100％，而繼續(xù)增大流道間隙時，流量不再變化；說明圖7或圖8所示的流量控制閥流量可控性較差，難以實現(xiàn)精確的流量控制。

進(jìn)一步地，圖10為圖8中的流量控制閥沿xx’截面，并沿著y方向觀察的流道截面示意圖；由于圖7或圖8中的閥體的腔體內(nèi)不設(shè)置間隔結(jié)構(gòu)，閥座在移動方向的垂直方向上沒有限位裝置，當(dāng)流量控制閥發(fā)生震動或傾斜時，閥座容易發(fā)生橫向位移，發(fā)生橫向位移后的閥座不能有效地關(guān)閉流量控制閥，導(dǎo)致流量控制閥控制的可靠性較差。

為了解決上述問題，如圖10所示，圖7或圖8所示的流量控制閥的閥體入口處設(shè)置有閥桿支撐結(jié)構(gòu)100，以保證閥座不發(fā)生橫向位移；然而，由于設(shè)置了閥桿支持結(jié)構(gòu)，易導(dǎo)致流道變窄，液體流動阻力變大的問題，從而對液體流量產(chǎn)生消極的影響。

對比而言，圖1、圖2或圖4中提供的流量控制閥由于設(shè)置了間隔結(jié)構(gòu)，可以穩(wěn)定精確地控制液體的流量大小，提高了流量控制閥的流量可控性；同時，可以避免閥座發(fā)生橫向的位移，保障流量控制閥在發(fā)生震動或偏移的情況下，依然可靠地實現(xiàn)流量控制。

為了更好地說明圖1、圖2或圖4中提供的流量控制閥的液體控制原理，參見圖11、圖12和圖13提供的第一種流量控制閥在關(guān)閉狀態(tài)下、半開啟狀態(tài)下以及完全開啟下的局部結(jié)構(gòu)示意圖；如圖11所示，流量控制閥在關(guān)閉狀態(tài)下，腔體內(nèi)沒有液體進(jìn)出；流量控制閥在半開啟狀態(tài)下，腔體內(nèi)的液體沿著圖12中所示的箭頭流動；流量控制閥在完全開啟狀態(tài)下，腔體內(nèi)的液體沿著圖13中所示的箭頭流動；且流量控制閥在完全開啟狀態(tài)下流道的橫截面積最大，因而液體流量最大。

可以理解，上述圖1、圖2或圖4中提供的流量控制閥中還包括如下結(jié)構(gòu)：以圖2中的流量控制閥為例，流量控制閥中閥芯還包括嵌套于閥桿頂部的螺紋結(jié)構(gòu)20、閥桿固定架21和密封圈22，以及設(shè)置于閥座頂部的閥座固定架23。

進(jìn)一步地，上述密封圈的數(shù)量為多個；多個密封圈分別嵌套于螺紋結(jié)構(gòu)的外部、以及閥桿固定架內(nèi)的閥桿的外部。例如，圖2中，螺紋結(jié)構(gòu)的外部設(shè)置有一個密封圈；閥桿固定架內(nèi)設(shè)置有兩個密封圈，以提高流量控制閥的密封性。

進(jìn)一步地，上述電機(jī)包括步進(jìn)電機(jī)。

實施例三：

參見圖14所示的一種流量控制閥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，該系統(tǒng)包括上述流量控制閥140，還包括遠(yuǎn)端控制器141；該遠(yuǎn)端控制器141與流量控制閥140中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)10電連接。

本發(fā)明實施例提供的流量控制閥系統(tǒng)，與上述實施例提供的流量控制閥具有相同的技術(shù)特征，所以也能解決相同的技術(shù)問題，達(dá)到相同的技術(shù)效果。

另外，圖15、圖16和圖17分別為流量控制閥外部結(jié)構(gòu)的俯視圖、主視圖和仰視圖；該流量控制閥的外部結(jié)構(gòu)包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)10和閥體11。

另外，在本發(fā)明實施例的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

最后應(yīng)說明的是：以上所述實施例，僅為本發(fā)明的具體實施方式，用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。