一種精確可調氣體流量噴管的製作方法

2023-04-25 09:09:57

本發明涉及一種空氣流量調節領域，特別是一種精確可調氣體流量噴管。

背景技術：

目前常用空氣流量調節方案可分為兩大類：一類直接調節，另一類為節流方式調節。

直接調節一般採用流量調節閥直接以流量計採集信號為反饋信號，通過智能PID控制算法產生控制信號，驅動調節閥進行流量調節，此方法系統結構比較簡單，但是受現有氣體流量計精度和閥門前後氣流擾動大小的影響，精度偏差在5％以上，流量控制精度不高。

另一類為節流方式為多管組配合減壓閥和節流孔板，根據管道組合的方式，減壓閥將氣源壓力降至所需壓力，在通過節流孔板節流的作用，精確的控制空氣流量，此種方法控制系統相對簡單，空氣流量控制精度高，但是設備結構比較複雜，所能調節流量的工作狀態有限，不能進行大範圍空氣流量調節。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的上述不足，提供一種精確可調氣體流量噴管，解決了氣體流量精確控制，高精度流量可調噴管滿足大範圍氣體流量、流速的精確調節，解決了孔板、文丘裡噴嘴等流量調節裝置在壓力不變的情況下僅能對應一個流量參數的問題，為管道氣體流量調節提供一種新的裝置。

本發明的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

一種精確可調氣體流量噴管，包括設備殼體、上端蓋、第一安裝支座、前調節密封板、密封墊、噴口調節機構和壓緊密封機構；其中，設備殼體位於最底端；設備殼體的頂端設置有階梯型凹槽；上端蓋固定安裝在設備殼體階梯型凹槽的外邊緣上，且與設備殼體的上表面在同一水平面；噴口調節機構固定安裝在上端蓋頂部的中部位置；壓緊密封機構固定安裝在上端蓋頂部的一端處；設備殼體階梯型凹槽底部靠近壓緊密封機構的一端設置有前調節密封板，前調節密封板的頂端固定安裝有密封墊；設備殼體階梯型凹槽底部遠離壓緊密封機構的一端設置有第一安裝支座。

在上述的一種精確可調氣體流量噴管，所述設備殼體與上端蓋的接觸位置，固定安裝有密封圈，密封圈為聚四氟乙烯材料。

在上述的一種精確可調氣體流量噴管，所述第一安裝支座設置有兩端為圓弧中間為矩形的通孔；其中，矩形長度為28-32mm；兩端圓弧的半徑為4.5-5.5mm。

在上述的一種精確可調氣體流量噴管，所述的噴口調節機構和壓緊密封機構分別包括手輪、傳動螺杆、支撐架、密封壓蓋和密封底座；其中，密封底座固定安裝在上端蓋的上表面；支撐架固定安裝在密封底座的上端；手輪水平固定安裝在支撐架的上端；傳動螺杆豎直固定安裝在手輪的中心位置，且向下穿過密封底座伸入端蓋；通過旋轉手輪實現傳動螺杆軸向豎直運動；密封底座與傳動螺杆的接觸位置固定安裝有密封壓蓋。

在上述的一種精確可調氣體流量噴管，所述壓緊密封機構中傳動螺杆的底端固定安裝有前調節板；噴口調節機構中傳動螺杆的底端固定安裝有後調節板；前調節板的一端與密封墊接觸；後調節板的一端與前調節板的另一端接觸；後調節板的另一端與第一安裝支座接觸。

在上述的一種精確可調氣體流量噴管，所述前調節板水平放置，前調節板的一端通過第三傳動銷軸與壓緊密封機構中傳動螺杆的底端固定連接，實現前調節板隨著壓緊密封機構中傳動螺杆的豎直運動，以及前調節板繞著第三傳動銷軸轉動；

所述後調節板水平放置，後調節板的一端通過第一傳動銷軸與第一安裝支座固定連接，實現後調節板的一端沿第一安裝支座中的通孔運動；

前調節板與後調節板的接觸位置通過第二傳動銷軸與噴口調節機構的傳動螺杆底端固定連接；實現前調節板與後調節板接觸的一端隨噴口調節機構的傳動螺杆做豎直運動，以及繞著第二傳動銷軸轉動。

在上述的一種精確可調氣體流量噴管，所述前調節板與密封墊接觸的一端為圓弧結構，圓弧的半徑為28-30mm；前調節板與後調節板接觸的一端為圓弧結構圓弧的半徑為28-30mm。

在上述的一種精確可調氣體流量噴管，所述後調節板與前調節板接觸的一端為圓弧結構，圓弧半徑為16-18mm。

在上述的一種精確可調氣體流量噴管，可調噴管縱向喉道尺寸L調節範圍為30-100mm，調節精度為±0.1mm

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)本發明採用了手輪和傳動螺杆相配合的方式實現喉道調節板位移的精確調節，提高了調節精度，實現了喉道面積的精確控制；

(2)本發明採用了前後調節板之間通過圓弧過渡配合，提高了前後調節板之間的密封性，實現了圓滑過渡，提高氣體流量控制的穩定性；

(3)本發明採用了後調節板上設置有傳動銷軸，實現了後調節板的自動調節，簡化了結構和控制；

(4)本發明中前調節板採用先調整位置後壓緊密封的方式，簡化了密封機構。

附圖說明

圖1為本發明可調流量噴管示意圖；

圖2為本發明可調流量噴管調節後示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述：

如圖1所示為可調流量噴管示意圖，由圖可知，一種精確可調氣體流量噴管，包括設備殼體1、上端蓋2、第一安裝支座9、前調節密封板15、密封墊16、噴口調節機構17和壓緊密封機構18；其中，設備殼體1位於最底端；設備殼體1的頂端設置有階梯型凹槽；上端蓋2固定安裝在設備殼體1階梯型凹槽的外邊緣上，且與設備殼體1的上表面在同一水平面；設備殼體1與上端蓋2的接觸位置，固定安裝有密封圈8，密封圈8為聚四氟乙烯材料；噴口調節機構17固定安裝在上端蓋2頂部的中部位置；壓緊密封機構18固定安裝在上端蓋2頂部的一端處；設備殼體1階梯型凹槽底部靠近壓緊密封機構18的一端設置有前調節密封板15，前調節密封板15的頂端固定安裝有密封墊16；設備殼體1階梯型凹槽底部遠離壓緊密封機構18的一端設置有第一安裝支座9。

其中，第一安裝支座9設置有兩端為圓弧中間為矩形的通孔；其中，矩形長度為28-32mm；兩端圓弧的半徑為4.5-5.5mm。

噴口調節機構17和壓緊密封機構18分別包括手輪3、傳動螺杆4、支撐架5、密封壓蓋6和密封底座7；其中，密封底座7固定安裝在上端蓋2的上表面；支撐架5固定安裝在密封底座7的上端；手輪3水平固定安裝在支撐架5的上端；傳動螺杆4豎直固定安裝在手輪3的中心位置，且向下穿過密封底座7伸入端蓋2；通過旋轉手輪3實現傳動螺杆4軸向豎直運動；密封底座7與傳動螺杆4的接觸位置固定安裝有密封壓蓋6。

其中，壓緊密封機構18中傳動螺杆4的底端固定安裝有前調節板13，前調節板13水平放置，；噴口調節機構17中傳動螺杆4的底端固定安裝有後調節板11，後調節板11水平放置；前調節板13的一端與密封墊16接觸；後調節板11的一端與前調節板13的另一端接觸；後調節板11的另一端與第一安裝支座9接觸。

前調節板13的一端通過第三傳動銷軸14與壓緊密封機構18中傳動螺杆4的底端固定連接，實現前調節板13隨著壓緊密封機構18中傳動螺杆4的豎直運動，以及前調節板13繞著第三傳動銷軸14轉動；後調節板11的一端通過第一傳動銷軸10與第一安裝支座9固定連接，實現後調節板11的一端沿第一安裝支座9中的通孔運動；前調節板13與後調節板11的接觸位置通過第二傳動銷軸12與噴口調節機構17的傳動螺杆4底端固定連接；實現前調節板13與後調節板11接觸的一端隨噴口調節機構17的傳動螺杆4做豎直運動，以及繞著第二傳動銷軸12轉動。

此外，前調節板13與密封墊16接觸的一端為圓弧結構，圓弧的半徑為28-30mm；前調節板13與後調節板11接觸的一端為圓弧結構圓弧的半徑為28-30mm；後調節板11與前調節板13接觸的一端為圓弧結構，圓弧半徑為16-18mm。

機構工作原理：

根據空氣動力原理，流通通道內的空氣流量G與調壓閥後總壓P0、總溫T0、噴管喉道面積A和速度係數λ具有一定的函數關係，其符合下述公式：

當氣源壓力恆定時，改變噴管喉道面積A可以達到控制氣體流量的目的。根據所需的流量和已知壓力計算出一個噴管喉道面積A，再根據面積公式可以得出改變喉道位置的目標值。

工作過程：

旋轉噴口調節機構17中的手輪3，使得噴口調節機構17上的傳動螺杆4向下運動，當傳動螺杆4達到喉道的目標位置後，停止旋轉手輪3，在調節過程中前調節板13會以第一傳動銷軸10為支點，後調節板11會以旋轉噴口調節機構17傳動螺杆4為支點同時向下運動，這時前調節密封板15會與前調節板13分離，此時調節壓緊密封機構18的手輪3，使得壓緊密封機構18上的傳動螺杆4向下運動,直至前調節板13與密封墊16緊密貼合，可以實現密封功能。第一傳動銷軸10與後調節板11固定，並隨後調節板11運動，第一傳動銷軸10運動時由於第二安裝支座14的通孔限制只能沿水平方向上前後運動。

對於作精確運動的傳動螺旋，不僅要傳遞運動和動力，有的還要精確地傳遞位移或定位，螺杆的螺旋線誤差、螺距誤差、中徑尺寸變動量、牙形角的偏差等提出嚴格要求。可調噴管縱向喉道尺寸L可以從100mm到30mm之間精確調節，調節精度可以達到±0.1mm。

本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。