高精度線性液體流量調節閥的製作方法

2023-11-06 23:42:32

專利名稱：高精度線性液體流量調節閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輸液管線上使用的液體燃料流量調節閥，具體說是一種高精度線性液體流量調節閥。
背景技術：
目前國內燃氣輪機、內燃機等大功率發動機上使用一種液體燃料調節(計量)閥， 該調節閥的基本要求是，不論閥後壓力如何波動，閥門的出油量應當是可控的，所說的可控是指閥門的出油量與閥芯的旋轉角度應當是線性關係。在上述調節閥的使用場合中，閥後壓力是經常波動的，導致出油量波動，且是不可控的。目前國產的液體燃料調節閥普遍存在上述問題，可調比小，可靠性差。
發明內容為解決上述技術問題，本實用新型的目的在於提供一種高精度線性液體流量調節閥。本實用新型的目的是這樣實現的它有雙閥座的計量閥，且摒棄了針型閥的結構， 其特徵是它還有等壓差活門，計量閥和等壓差活門集成在一個閥體上；等壓差活門包括活塞，活塞一側的油腔與計量閥閥芯後通道連通，活塞的另一側在閥芯前通道與閥門回油口之間的通道上。活塞兩側的壓力差驅動活塞的左右移動，改變回油口的大小，進而改變 (計量閥)閥前壓力，實現閥門進口壓力與閥門出口壓力之差為恆定值。
以下結合附圖進一步說明本實用新型。


圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是
圖1的A-A剖視圖，該圖只保留閥芯和密封環，其它略去。圖3是
圖1的Y向視圖。
具體實施方式
參見
圖1，所說的計量閥是，在閥體9的通道上設置閥芯5、兩個閥座即密封環8和兩個彈簧7，閥芯為橫置的圓桶，圓桶口朝向閥門出口 34，即圓桶內腔成為閥芯後通道P2的一部分；在圓桶底外側的圓心固定帶有花鍵的轉軸5-1，與閥體上的軸承4內套作緊配合， 帶有花鍵的轉軸5-1外端伸出閥體外，與驅動裝置如減速機配合，傳遞供閥芯旋轉的扭矩， 在轉軸上安裝指針1，3是軸承蓋，其上可以劃刻度盤，與指針配合用來指示閥芯的旋轉角度；在圓桶側壁上開兩個閥口 5-2，這兩個閥口在圓桶轉軸兩側呈對稱分布，每個閥口為準矩形，所說的準矩形是指閥口的兩端為相同曲率和長度的圓弧線(參見圖2)；在每個閥口的外側(也就是圓桶側壁外側)各有一個密封環，兩個彈簧7分別設置在密封環和密封蓋6之間、密封環和密封蓋10之間，使密封環可靠地壓在閥芯圓桶側壁外側上；閥芯前通道Pl在密封環前分成兩個支通道，分別通向上下兩個密封環。燃料油從閥門進口 30入，依次經過通道P1、密封環、閥口、通道P2至閥門出口 34。當轉軸旋轉時，密封環靜止，閥口在密封環裡的面積隨著閥芯的旋轉角行程呈線性變化，調節流量。流經調節閥的液體流量公式為F=K*A· (ΔΡ)1/2，式中K為流量係數，A為閥口的面積，ΔΡ=Ρ1-Ρ2，代表閥芯前、後通道的壓差。如果ΔP為恆定值，則F與A成線性關係，進一步，F與閥芯5的角行程呈線性關係，與閥門出口壓力無關。在調節閥的實際使用中，閥芯後通道即閥門出口的壓力是經常波動的。為保證ΔΡ 為恆定值，本實用新型還設計了等壓差活門，等壓差活門和計量閥集成在一個閥體9上。等壓差活門根據閥門出口壓力Ρ2的變化來調節回油口的大小，進而改變Ρ1，以保持ΔΡ不變。等壓差活門由壓差控制器和控制回油口大小的閥組成；壓差控制器是，壓差調節螺釘21、彈簧22、活塞20、小球11、彈簧座12、彈簧14和彈簧蓋13依次設置，活塞20設置在閥芯前腔Pl和閥芯後腔Ρ2之間，小球11、彈簧座12和彈簧14設置在中壓腔Pm裡；閥芯前腔與閥芯前通道Pl連通，閥芯後腔與閥芯後通道Ρ2連通，活塞20位於閥芯前腔的一側呈凹形彈簧座12，閥芯前腔裡的彈簧22設置在壓差調節螺釘和活塞彈簧座12之間，活塞20位於閥芯後腔的一側帶有活塞杆，在閥芯後腔和中壓腔之間的間壁上有圓孔，活塞杆伸入圓孔，彈簧14設置在彈簧座12和彈簧蓋13之間，活塞桿頭和彈簧座12外側均呈凹形，小球被夾持在活塞杆和彈簧座12外側之間；中壓腔Rn與閥芯前腔Pl之間設兩段通道，靠近中壓腔Rn段的通道33的直徑小於靠近閥芯前腔Pl段的通道32的直徑，通道33的直徑<圓孔的直徑<小球11的直徑。控制回油口大小的閥是，回油口活塞19的一側是控制腔Pc，該腔裡的活塞19呈凹形彈簧座，彈簧17設置在彈簧蓋18和活塞彈簧座19之間，活塞19的另一側在閥芯前通道Pl與回油口 31之間的通道上，控制腔Pc與中壓腔Rn連通，活塞19的左右移動控制著回油口的大小，回油口 31為三角形(參見圖3)。工作過程是，當P2壓力升高時，活塞20在P2壓力和彈簧14的作用下向左移動， 小球11也向左移動，堵住圓孔(如
圖1所示)，使RiI腔的液體無法通過這個圓孔流向P2腔， Pm腔只與Pl腔連通，於是Rn壓力會上升，由於Pc腔與Rn腔相通，於是Pc壓力也會上升， 活塞19在壓力Pc和彈簧17的作用下向左移動，回油口變小，回油流量減少，而閥門進口 1 流量是恆定的，於是Pl壓力上升，即Pl隨P2壓力升高而升高；當P2壓力下降時，活塞20 在向右移動，小球11也向右移動，圓孔打開，Rii腔的液體流向P2腔，且其流速大於Pl腔向 Rii補充的流量，Rii壓力下降，於是Pc壓力也會下降，活塞19向右移動，閥門出口 2變大，回油流量增加，閥門進口流量是恆定的，於是Pl壓力下降，即Pl隨P2壓力下降而下降。等壓差活門的這一調節過程完全是動態的，且保證了 ΔΡ=常數。另外，作為燃料調節閥希望其流量的調節具有慢加快減的效果，以保證動力設備的安全。為了實現這一目的，在控制腔Pc與中壓腔Rll之間的通道上設置了緩衝快洩閥，具體是，帶孔的錐形閥芯16設置在錐形緩衝腔Pn裡，彈簧15設置在緩衝腔壁和錐形閥芯之間。當Rii>PC時，Rii腔的燃油將經過帶孔錐形閥芯16的中心小孔流入Pc腔；反之，當RiKPc 時帶孔錐形閥芯16仍被彈簧15緊壓在殼體上時，Pc腔的燃油將經過帶孔錐形閥芯16的中心小孔流回Rii腔；當Rii<<PC時，且帶孔錐形閥芯16克服彈簧15壓力離開殼體時，Pc腔的燃油將經過帶孔錐形閥芯16的中心小孔和閥芯與殼體間的縫隙快速流回至Rii腔，這一設計可使旁通閥慢關快開；另外，旁通閥的三角形窗口也使得Pl壓力的調節實現慢升快降的目的。通過由流量公式可以看出，Pl壓力調節的慢升快降即實現了流量調節的慢加快減的效果。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是[0018]1、等壓差活門的使用，使得流量F與閥芯的角行程呈線性關係，且與閥門出口壓力無關，滿足液體流量調節閥的要求。2、流量的調節具有慢加快減的效果，作為液體燃料調節閥保證了動力設備的安全。3、可調比大於100，在小流量區域可實現精確調節。4、由於彈簧的作用令閥座時刻靠緊閥芯，當閥芯旋轉時因摩擦使得閥門具有很好的自潔能力。5、閥芯和閥座安裝在閥體的通道上，需要清理維護時只需將閥門的進口管線拆除，閥芯及其計量窗口可完全可見，使得閥門的清理維護非常容易方便。6、當閥芯、閥座磨損時，設置的彈簧可起到補償作用，不但延長了閥門的使用壽命，還延長了閥門的首翻期(閥門首次返廠維修的時間)。
權利要求1.一種高精度線性液體流量調節閥，它有雙閥座的計量閥，其特徵是它還有等壓差活門，計量閥和等壓差活門集成在一個閥體上；等壓差活門包括活塞，活塞一側的油腔與計量閥閥芯後通道連通，活塞的另一側在閥芯前通道與閥門回油口之間的通道上。
2.按照權利要求1所述的高精度線性液體流量調節閥，其特徵是所說的計量閥是，在閥體的通道上設置閥芯(5)、密封環(8)和彈簧(7)，閥芯為橫置的圓桶，圓桶口朝向閥門出口(34)，即圓桶內腔成為閥芯後通道(P》的一部分；在圓桶底外側固定帶有花鍵的轉軸 (5-1)，與閥體上的軸承(4)內套作緊配合，帶有花鍵的轉軸(5-1)外端伸出閥體外，與減速機配合，在轉軸上安裝指針(1)；在圓桶側壁上開兩個閥口(5-2)，這兩個閥口在圓桶轉軸兩側呈對稱分布，每個閥口為準矩形，所說的準矩形是指閥口的兩端為相同曲率和長度的圓弧線；在每個閥口的外側各有一個密封環，彈簧(7)設置在密封環和密封蓋(6)之間；閥芯前通道(Pl)在密封環前分成兩個支通道，分別通向上下兩個密封環。
3.按照權利要求1或2所述的高精度線性液體流量調節閥，其特徵是等壓差活門由壓差控制器和控制回油口大小的閥組成；壓差控制器是，壓差調節螺釘(21)、彈簧(22)、活塞(20)、小球(11)、彈簧座(12)、彈簧(14)和彈簧蓋(1 依次設置，活塞00)設置在閥芯前腔(Pl)和閥芯後腔(P》之間， 小球、彈簧座(1 和彈簧(14)設置在中壓腔(Pm)裡；閥芯前腔與閥芯前通道(Pl)連通， 閥芯後腔與閥芯後通道(P2)連通，活塞00)在閥芯前腔的一側呈凹形，閥芯前腔裡的彈簧 (22)設置在壓差調節螺釘和活塞彈簧座(1 之間，活塞OO)位於閥芯後腔的一側帶有活塞杆，在閥芯後腔和中壓腔之間的間壁上有圓孔，活塞杆伸入圓孔，彈簧(14)設置在彈簧座(1 和彈簧蓋(1 之間，活塞桿頭和彈簧座(1 外側均呈凹形，小球被夾持在活塞杆和彈簧座(12)外側之間衝壓腔(Pm)與閥芯前腔(Pl)之間設兩段通道，靠近中壓腔(Rn) 段的通道(3 的直徑小於靠近閥芯前腔(Pl)段的通道(3 的直徑，通道(3 的直徑<圓孔的直徑<小球的直徑；控制回油口大小的閥是，回油口活塞(19)的一側是控制腔(Pc)，回油口活塞(19)在控制腔的面呈凹形，彈簧(17)設置在彈簧蓋(18)和活塞(19)之間，活塞(19)的另一側在閥芯前通道(Pl)與回油口(31)之間的通道上，控制腔(Pc)與中壓腔(Pm)連通，回油口 (31)為三角形。
4.按照權利要求3所述的高精度線性液體流量調節閥，其特徵是在控制腔(Pc)與中壓腔(Pm)之間的通道上設置了緩衝快洩閥，具體是，帶孔的錐形閥芯(16)設置在錐形緩衝腔(Pn)裡，彈簧(1 設置在緩衝腔壁和錐形閥芯之間。
專利摘要本實用新型提供了一種高精度線性液體流量調節閥，所要解決的問題是目前在調節閥的使用場合中，閥後壓力是經常波動的，導致出油量波動。本實用新型的要點是它有計量閥和等壓差活門，計量閥和等壓差活門集成在一個閥體上組成；等壓差活門包括活塞，活塞一側的油腔與計量閥閥芯後通道連通，活塞的另一側在閥芯前通道與閥門回油口之間的通道上。本實用新型的有益效果是流量與閥芯的角行程呈線性關係，與閥門出口壓力無關，滿足調節閥的要求；其次，流量的調節具有慢加快減的效果，保證了動力設備的安全。
文檔編號F16K17/22GK202252205SQ20112024776
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月14日 優先權日2011年7月14日
發明者姚偉華, 姚德生, 梁明劍 申請人:瀋陽冠能燃氣輪機科技有限公司