專利名稱：高精度氣體流量自動(dòng)控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種閥門。更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種具有機(jī)械自力式高精度自動(dòng)流量控制、適用于中壓氣體系統(tǒng)的流量控制閥。
背景技術(shù)：
中壓氣體系統(tǒng)涉及大量需要流量控制的應(yīng)用。如生產(chǎn)過程中多相流氣體喂料系統(tǒng)，當(dāng)窯腔內(nèi)的用料減少時(shí)，由于空氣管網(wǎng)阻力的突然變小，中壓風(fēng)機(jī)流量突然增大，將會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速的驟增，不僅導(dǎo)致生產(chǎn)工藝的不穩(wěn)定，而且容易引起整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的不穩(wěn)定運(yùn)行甚至被嚴(yán)重?fù)p壞。
目前國(guó)內(nèi)外普遍采用氣體流量傳感器、智能控制器與大型調(diào)節(jié)閥組成一套復(fù)雜且昂貴的流量控制系統(tǒng)，其中電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行氣體流量控制，由氣動(dòng)控制閥進(jìn)行開關(guān)控制，電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用龐大的減速機(jī)、電動(dòng)執(zhí)行器。但這樣使得整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行成本高，可靠性低，一旦流量傳感器損壞容易導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。
為滿足中壓氣體系統(tǒng)中流量的自動(dòng)控制要求，設(shè)計(jì)一種具有機(jī)械自力式原理的高精度自動(dòng)流量控制閥不僅成本低廉、安裝方便、運(yùn)行可靠，而且可以徹底解決氣體管網(wǎng)系統(tǒng)的流量平衡。
目前公知的還沒有發(fā)現(xiàn)大口徑、高精度、機(jī)械自力式的中壓氣體流量控制閥。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有機(jī)械自力式高精度自動(dòng)流量控制、適用于中壓氣體系統(tǒng)的流量控制閥。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供了一種高精度氣體流量自動(dòng)控制閥，包括閥筒100，有一安裝板101垂直于閥筒100軸向安裝并緊密連接于其內(nèi)壁，安裝板上至少設(shè)置有一個(gè)自動(dòng)流量控制裝置102，所述自動(dòng)流量控制裝置包括安裝螺口1、流量控制閥閥體3，流量控制閥閥芯4，彈簧6和壓緊蓋7，流量控制閥閥體3在安裝螺口1處有一密封圈2，安裝螺口穿過安裝板與安裝螺帽連接，使自動(dòng)流量控制裝置固定在安裝板上。
所述自動(dòng)流量控制裝置在彈簧6和流量控制閥閥體3之間還有一個(gè)襯套5。
所述閥筒100兩端是法蘭。
所述自動(dòng)流量控制裝置102在安裝板上是均勻布置的。
所述流量控制閥芯4是中空的，壁上開有至少二個(gè)通孔。
所述流量控制閥芯4的通孔具有沿著流體流動(dòng)方向逐漸放大的弧形側(cè)流通孔。
所述流量控制閥芯4頂端開有一通孔。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型閥的有益效果是本實(shí)用新型具有采用機(jī)械自力式原理，閥的流量控制由模數(shù)化、小流量、高精度的流量自動(dòng)控制裝置組合而成，流向尺寸小、適應(yīng)范圍廣(方管、圓管及其它特殊截面形狀的大口徑風(fēng)管均可使用)、且整機(jī)控制精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、安裝靈活、成本低廉。本實(shí)用新型具有無壓力堵塞現(xiàn)象，同時(shí)系統(tǒng)維修方便、擴(kuò)展容易，可以徹底解決氣體管網(wǎng)系統(tǒng)多結(jié)點(diǎn)的流量平衡問題。


圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的氣體流量控制閥結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中氣體流量控制閥門的左視圖圖3是流量自動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖中各部件的附圖標(biāo)記為閥筒100、安裝板101、自動(dòng)流量控制裝置102、安裝螺口1、密封圈2、流量控制閥閥體3、流量控制閥閥芯4、襯套5、彈簧6、壓緊蓋7。
具體實(shí)施方式
參考附圖1至3，下面將對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例1提供了一種高精度氣體流量自動(dòng)控制閥，包括閥筒100，閥筒100兩端是法蘭，有一安裝板101垂直于閥筒100軸向安裝并緊密連接于其內(nèi)壁，安裝板上設(shè)置有多個(gè)均勻布置的自動(dòng)流量控制裝置102(附圖1至2表示為選擇四個(gè)自動(dòng)流量控制裝置102時(shí)的配置圖，且這四個(gè)自動(dòng)流量控制裝置102在安裝板上101是均勻布置的。)自動(dòng)流量控制裝置102包括安裝螺口1、流量控制閥閥體3、流量控制閥閥芯4、不銹鋼襯套5、不銹鋼彈簧6和壓緊蓋7，流量控制閥閥體3在安裝螺口1處有一密封圈2，安裝螺口1穿過安裝板101與安裝螺帽連接，使自動(dòng)流量控制裝置102固定在安裝板101上。
流量控制閥芯4是中空的，流量控制閥芯4頂端開有一通孔，壁上開有至少二個(gè)具有沿著流體流動(dòng)方向逐漸放大的弧形曲線。流量控制閥芯4能沿著氣流方向移動(dòng)。當(dāng)壓力升高時(shí)，流量控制閥芯4推動(dòng)彈簧6壓縮，閥芯通孔的通流面積減少；當(dāng)壓力降低時(shí)，流量控制閥芯4因?yàn)閺椈?作用力而伸長(zhǎng)，閥芯通孔的通流面積增加，從而實(shí)現(xiàn)閥門流量的自動(dòng)控制功能。
氣流作用在流量控制閥芯4上時(shí)，使流量控制閥芯4與襯套5有相對(duì)運(yùn)動(dòng)位移s，同時(shí)在流量控制閥芯4兩側(cè)形成壓降ΔP。
此時(shí)經(jīng)過控制閥閥體的流量(Q)表達(dá)式Q=Cv×ΔP]]>Cv為閥門的流量系數(shù)流量控制閥芯4在動(dòng)作時(shí)，側(cè)流通孔面積在改變，使其有不同的流通能力，Cv是位移s的函數(shù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式Cv＝Cv(s)流量控制閥芯4兩端壓降ΔP作用在閥芯4的力與彈簧力F平衡，本實(shí)施例采用具有線性變形特性的高精度不銹鋼彈簧，彈簧力F是位移s(即彈簧壓縮量)的線性函數(shù)，ΔP也是位移s的函數(shù)。
假設(shè)流量控制閥芯4的頂端投影面積Ap(屬于常數(shù))，初試彈簧力F0，K為彈簧的彈性模量，它們有如下關(guān)系式它們有如下關(guān)系式Q=Cv(s)×ΔP(s)]]>F＝K×s+F0＝ΔP(s)×Ap側(cè)流通孔過流面屬于圓柱面開孔，因此側(cè)流通孔過流面面積A可以通過展開圖面積表示A＝A(s)
根據(jù)流體力學(xué)連續(xù)性方程和動(dòng)量方程方程的一維模型簡(jiǎn)化，在流體流經(jīng)閥門的流量控制閥芯4時(shí)，為了保持流量恒定，可以通過聯(lián)立求解方程組得到關(guān)系式A(s)＝C1×(F0+K×s+C2)-1/2其中C1、C2、F0均為常數(shù)，K為彈簧的彈性模量，通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)定容易得到，具體數(shù)據(jù)可以查找模數(shù)化樣本。
這種過流面積的開孔在數(shù)控加工機(jī)上很容易實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型所述流量自動(dòng)控制裝置102就是利用這種數(shù)學(xué)關(guān)系控制流量的高精度恒定。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種高精度氣體流量自動(dòng)控制閥，包括閥筒(100)，其特征在于，有一安裝板(101)垂直于閥筒(100)軸向安裝并緊密連接于其內(nèi)壁，安裝板上設(shè)置有至少一個(gè)自動(dòng)流量控制裝置(102)，所述自動(dòng)流量控制裝置包括安裝螺口(1)、流量控制閥閥體(3)，流量控制閥閥芯(4)，彈簧(6)和壓緊蓋(7)，流量控制閥閥體(3)在安裝螺口(1)處有一密封圈(2)，安裝螺口穿過安裝板與安裝螺帽連接，使自動(dòng)流量控制裝置固定在安裝板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量自動(dòng)控制閥，其特征在于，所述自動(dòng)流量控制裝置在彈簧(6)和流量控制閥閥體(3)之間還有一個(gè)襯套(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量自動(dòng)控制閥，其特征在于，所述閥筒(100)兩端是法蘭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量自動(dòng)控制閥，其特征在于，所述自動(dòng)流量控制裝置(102)在安裝板上是均勻布置的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量自動(dòng)控制閥，其特征在于，所述流量控制閥芯(4)是中空的，壁上開有至少二個(gè)通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體流量自動(dòng)控制閥，其特征在于，所述流量控制閥芯(4)的通孔具有沿著流體流動(dòng)方向逐漸放大的弧形側(cè)流通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體流量自動(dòng)控制閥，其特征在于，所述流量控制閥芯(4)頂端開有一通孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種閥門，旨在提供一種具有機(jī)械自力式高精度自動(dòng)流量控制、適用于中壓氣體系統(tǒng)的流量控制閥。本實(shí)用新型的控制閥，包括閥筒，有一安裝板垂直于閥筒軸向安裝并緊密連接于其內(nèi)壁，安裝板上至少設(shè)置有一個(gè)自動(dòng)流量控制裝置，所述自動(dòng)流量控制裝置包括安裝螺口、流量控制閥閥體，流量控制閥閥芯，彈簧和壓緊蓋，流量控制閥閥體在安裝螺口處有一密封圈，安裝螺口穿過安裝板與安裝螺帽連接，使自動(dòng)流量控制裝置固定在安裝板上。本實(shí)用新型具有流向尺寸小、適應(yīng)范圍廣，且整機(jī)控制精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、安裝靈活、成本低廉，同時(shí)系統(tǒng)維修方便、擴(kuò)展容易，可以徹底解決氣體管網(wǎng)系統(tǒng)多結(jié)點(diǎn)的流量平衡問題。
文檔編號(hào)F16K17/20GK2781127SQ20052010047
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者沈新榮, 郁輝球, 施龍, 何建彬, 王保東 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 杭州浙大人工環(huán)境工程技術(shù)有限公司