保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门的制作方法

本发明涉及流体控制阀门，控制液体介质的流动，更具体地说，涉及一种保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门。

背景技术：

1、在现有技术下，阀门有球阀、针阀、蝶阀等。如图4是普通球阀接通状态结构示意图，球阀的旋塞体为球体，它具有旋转90°的动作，在球体上有圆形通孔或通道通过其轴线。但是因为旋塞体的形状是一个圆球形，当旋塞体旋转90°时，如图5，在闭合状态下，液体的压力直接作用在旋塞体上，在高压条件下(例如压力大于100mpa时)，旋塞体难以承受如此大的压力，极有可能出现旋塞体爆裂的情况，或者因为密封原因导致液体介质泄露，从而使得阀门失去原有的作用，影响机械设备的运行，威胁操作人员的安全。如图6，为针阀接通状态结构示意图，如图7，是针阀闭合状态结构示意图，针阀，其阀塞为针形，控制开闭时，针形阀塞上下运动，在上下运动过程中，针形阀塞会占用针阀阀腔的容积，挤压液体，使得阀体和管道内液体的压力上升，从而影响压力测量装置上压力表的读数，影响测量精度。

2、此外，阀门是通过阀体与阀芯的相对移动，实现通路的导通和切断。问题在于，阀体如果与整套阀门一体制作，往往强度不够，或者强度高了整体造价也高了。传统的阀门开闭都是通过接触力来实现，这对阀门的使用产生了很大的限制。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门。本发明一种阀门易磨损部分的阀体可以拆解更换的独立方式设置，从而无需阀门整体选用高强度材质，降低了造价，仅需加强阀体部分的强度，而且在磨损后，只需将阀体拆下来更换新的阀体或者对磨损的阀体进行维修保养，使得维修阀门更加方便，延长了阀门的使用寿命。阀门的开启和关闭由定子控制转子实现，定子和转子之间由防尘外壳进行隔绝，进行非接触控制，可以设置阀杆的旋转角度和定时开闭。防尘外壳可以对阀门内部进行保护，特别适于灰尘较多的工况下使用。

2、此外，阀门在打开和闭合的过程中保证阀腔和管道内液体压力不变，应用于控制管道内超高压的流体介质流动，通过改变阀杆的形状，本发明克服了传统针阀打开和闭合时管路内液体压力变化的缺点，球阀不能承受超高压力的缺点，克服了普通阀门超高压闭合状态下液体介质泄露的问题，同时克服了传统阀门使用接触力对阀门开闭进行控制的缺点，更符合压力测量等高精设备的使用要求，大大提高了测量的准确性。

3、为了达到上述目的，本发明提供一种保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门，包括用于穿设阀杆的阀门本体；所述阀门本体包括阀门外壳和过盈配合装设于所述外壳圆孔中的阀体；所述阀体开设通孔，用于穿设所述阀杆；所述外壳和所述阀体中相互对应分别设置两个呈垂向布置的液体管路，两个所述液体管路位于所述外壳的端口部分分别设置了第一外螺纹直通管接口和第二外螺纹直通管接口；所述阀杆的前端设置轴向管路，垂直所述轴向管路位于内部末端设置径向管路，所述轴向管路和径向管路分别对应于所述外壳两个呈垂向布置的液体管路。

4、优选方式下，所述阀杆的外端通过联轴器连接了输出转动的转子；所述阀杆的杆体上设置一段凸环，一个压板通过t型孔的沉槽部分与所述凸环配合将所述阀杆轴向限定于阀体的通孔中。

5、其中，所述驱动装置为转子和定子，转子为永磁体，定子绕组通三相对称交流电，在定子绕组和转子之间产生旋转磁场，转子受到磁场力的作用通过联轴器带动阀杆旋转，实现阀门的开闭。机电控制单元控制转子转动，角度传感器采集转子的运动信息传输至机电控制单元形成闭环控制。此外，机电控制单元包括但不限于单片机、plc等。此外，阀杆和阀体的通孔之间为间隙配合。转子包括但不限于永磁体等。

6、优选方式下，转子和联轴器由防尘外壳覆盖，防尘外壳呈“凸”字形，通过螺纹与阀门外壳进行固定连接，可以达到防水防尘的效果，特别适用于灰尘较多的情况，同时，密闭空间也可以对阀门的密封起到促进作用。后续维修更换时只需更换电磁铁部分即可。

7、此外，转子可以实现任意角度的旋转，从而实现流体流量的控制。防尘外壳和阀门外壳是螺纹连接，可以对转子、联轴器和阀杆进行密封防尘。设置角度传感器，可对转子的旋转角度进行精确控制，从而实现阀门的定角度开闭。

8、优选方式下，所述阀杆中垂直所述轴向管路位于所述轴向管路的中段另设一个或轴向间隔设置多个径向支路；所述外壳和所述阀体中设置对应径向支路的旁通支路，所述旁通支路的末端在所述外壳上设置管路接口。或者所述阀杆中垂直所述轴向管路位于所述轴向管路的中段或末端周向间隔设置多个径向支路；所述外壳和所述阀体中设置对应径向支路的旁通支路，所述旁通支路的末端在所述外壳上设置管路接口。

9、阀杆上的径向管路或径向支路与阀体外壳中对应的管路或旁通支路相互对应，孔径大小和位置相对应，从而通过旋转阀杆实现对应管路的切断和联通。在阀门打开和闭合的过程中，保证了阀体和管道内液体压力的稳定，同时添加o形密封环，阀门密封性能更好，更加适用于高精密的压力计量的设备。

10、本发明加设了过度套式的阀体。过度套可以采用超硬材料，承受更高的压力。过度套结构简单，加工工艺性好，可以加工到更高精度，密封性更好。本发明采用旋转电磁场控制转子的旋转，从而控制阀门的开闭，通过机电控制单元可以设置阀杆旋转角度，从而对阀门流量进行精确控制，设置机电单元参数，可以对阀门进行定时开闭。

技术特征：

1.一种保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门，其特征在于，包括用于穿设阀杆的阀门本体；所述阀门本体包括阀门外壳(10)和过盈配合装设于所述外壳(10)圆孔中的阀体(11)；所述阀体(11)开设通孔，用于穿设所述阀杆(7)；

2.根据权利要求1所述保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门，其特征在于，所述阀体(11)与所述外壳(10)圆孔之间通过开设环形槽上下两处设置o形大密封环(13)；

3.根据权利要求1所述保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门，其特征在于，所述阀杆(7)的外端通过联轴器(6)连接了输出转动的转子(3)；

4.根据权利要求1所述保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门，其特征在于，驱动装置为转子(3)和定子绕组(2)，转子(3)为永磁体，定子绕组(2)通三相对称交流电，在定子绕组(2)和转子(3)之间产生旋转磁场，转子(3)受到磁场力的作用通过联轴器(6)带动阀杆(7)旋转，实现阀门的开闭。

5.根据权利要求1所述保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门，其特征在于，阀杆(7)和阀体的通孔之间为间隙配合。

6.根据权利要求1～5任一所述保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门，其特征在于，所述阀杆(7)中垂直所述轴向管路位于所述轴向管路的中段另设一个或轴向间隔设置多个径向支路；所述外壳(10)和所述阀体(11)中设置对应径向支路的旁通支路，所述旁通支路的末端在所述外壳(10)上设置管路接口。

7.根据权利要求1～5任一所述保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门，其特征在于，所述阀杆(7)中垂直所述轴向管路位于所述轴向管路的中段或末端周向间隔设置多个径向支路；所述外壳(10)和所述阀体(11)中设置对应径向支路的旁通支路，所述旁通支路的末端在所述外壳(10)上设置管路接口。

技术总结
本发明公开了一种保证容积不变的非接触控制分体式高压阀门，阀门本体包括阀门外壳(10)和过盈配合装设于所述外壳(10)圆孔中的阀体(11)；所述阀体(11)开设通孔，用于穿设所述阀杆(7)；所述外壳(10)和所述阀体(11)中相互对应分别设置两个呈垂向布置的液体管路，两个所述液体管路位于所述外壳的端口部分分别设置了第一外螺纹直通管接口(16)和第二外螺纹直通管接口(18)；所述阀杆(7)的前端设置轴向管路，垂直所述轴向管路位于内部末端设置径向管路，所述轴向管路和径向管路分别对应于所述外壳两个呈垂向布置的液体管路。本发明加设了过度套式的阀体，过度套结构简单，加工工艺性好密封性更好。

技术研发人员：何贞,李玮,张智信,樊双蛟,童强,高腾,魏鸿磊,卜繁岭,庞桂兵
受保护的技术使用者：大连计量检验检测研究院有限公司
技术研发日：20230808
技术公布日：2024/4/17