專利名稱：初始流量超低的液體流量調(diào)節(jié)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種輸液管線上使用的液體流量調(diào)節(jié)閥，具體說是一種初始流量超低的液體流量調(diào)節(jié)閥。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)燃氣輪機、內(nèi)燃機等大功率發(fā)動機上使用一種液體燃料調(diào)節(jié)(計量)閥， 該調(diào)節(jié)閥的基本要求是，不論閥后壓力如何波動，閥門的出油量應(yīng)當(dāng)是可控的，且初始流量越小越好。所說的可控是指閥門的出油量與閥芯的旋轉(zhuǎn)角度應(yīng)當(dāng)是線性關(guān)系；所說的初始流量是指在閥門開度為0% (即閥門處于關(guān)閉狀態(tài))時，從閥門進口泄漏到閥門出口的液體流量。在上述調(diào)節(jié)閥的使用場合中，閥后壓力是經(jīng)常波動的，導(dǎo)致出油量波動，且是不可控的。目前的液體燃料調(diào)節(jié)閥普遍存在上述問題，其次，幾乎所有的精確計量液體流量的流量計量閥，都存在較大的初始流量(每分鐘數(shù)十到數(shù)百升)，即使計量窗口全部關(guān)閉。有些應(yīng)用場合這種現(xiàn)象是不能允許出現(xiàn)的。最后還存在可調(diào)比小，可靠性差等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種初始流量超低的液體流量調(diào)節(jié)閥。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它有計量閥和等壓差活門，等壓差活門和計量閥共用一個閥體集成為一體；所說的計量閥為雙閥座的計量閥，即一個閥芯M和兩個閥座2設(shè)置在閥的通道上；閥芯為橫置的圓桶，圓桶口對著閥進口或叫進口腔P1，在圓桶底外側(cè)的圓心固定帶有花鍵的轉(zhuǎn)軸22，帶有花鍵的轉(zhuǎn)軸外端伸出閥體外，與驅(qū)動裝置如減速機配合，在圓桶側(cè)壁上開兩個閥口 W，也是計量窗口，這兩個閥口在圓桶轉(zhuǎn)軸兩側(cè)呈對稱分布；在每個閥口的外側(cè)各有一個圓筒形閥座2，閥座內(nèi)腔成為閥后通道P2的一部分，在閥座和密封蓋4之間設(shè)置第一彈簧3;閥后通道P2呈三通形，其中一通為本閥出口或出口腔，另兩個通道各自連一個閥座內(nèi)腔；所說的等壓差活門由差壓控制器、緩沖快泄閥、旁通閥等組成；壓差控制器是，PO腔、PCl腔、Pl腔和P2腔自上而下依次設(shè)置，PO腔為低壓腔，在 PO腔里有第二彈簧6設(shè)置在端蓋9和Y形小球頂桿8之間，在PCl腔里有小球10，小球處在Y形小球頂桿和差壓傳動桿12之間，作為PO腔和PCl腔之間通孔的閥瓣；差壓傳動桿依次穿過PCl腔、Pl腔和P2腔的通孔，第三彈簧14在P2腔里，設(shè)置在差壓傳動桿和P2腔腔體也是閥體之間；Pl腔和P2腔之間設(shè)置波形膜片13，Pl腔和P2腔通過各自的通道與計量閥的閥前通道Pl和閥后通道P2連通；在壓差控制器的下面設(shè)工字形閥套36，該閥套形成左右兩個空間，在兩個空間的間壁17上有通孔16 ；緩沖快泄閥是，閥套的左空間為PC2腔，PC2腔和PCl之間設(shè)通道31，PC2腔里依次設(shè)彈性擋圈40、帶孔彈簧蓋38、第四彈簧39和帶孔錐形閥芯37，第四彈簧設(shè)置在帶孔彈簧蓋和帶孔錐形閥芯之間，錐形閥芯上的孔與間壁上的通孔16對著；旁通閥是，在閥套的右空間設(shè)置凹形閥芯34，凹形閥芯將右空間分成PC腔和Pl 腔，第五彈簧35設(shè)置凹形閥芯的凹形槽和間壁17之間，在閥套36的右空間套壁上設(shè)置三角形回油口 Wl ；計量閥采用旋轉(zhuǎn)閥芯的角行程調(diào)節(jié)方式，當(dāng)閥芯旋轉(zhuǎn)時，閥芯的流量計量窗口在可磨蝕閥座密封環(huán)的內(nèi)空中可見的開口(稱為計量口)面積將隨之改變，液體燃料由閥前腔或進口 Pl經(jīng)該計量口流至閥后腔或出口 P2，實現(xiàn)液體燃料流量的調(diào)節(jié)。等壓差活門是為滿足P1-P2=常數(shù)的條件設(shè)計的，它可以隨時根據(jù)閥門出口壓力P2來調(diào)節(jié)旁通口(回油口)的大小(即調(diào)節(jié)回油流量)，進而改變閥門進口壓力P1，以保持ΔΡ不變。在滿足P1-P2=常數(shù)的條件下，P2腔的液體只能來自計量閥的計量窗口，如果計量窗口完全關(guān)閉，則閥門的初始流量只取決于計量閥的閥芯與閥座間的密封能力，因此，閥門可具有極低的初始流量(理論上為零)。
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是
圖1的B-B剖視圖。圖3是
圖1的C-C剖視圖。圖4是
圖1的A-A剖視圖。
具體實施方式
圖1中的左半部分為計量閥，所說的計量閥為雙閥座的計量閥，即一個閥芯M和兩個閥座2設(shè)置在閥的通道上；參見圖2，閥芯為橫置的圓桶，圓桶口對著閥進口或叫進口腔P1，在圓桶底外側(cè)的圓心固定帶有花鍵的轉(zhuǎn)軸22，帶有花鍵的轉(zhuǎn)軸外端伸出閥體外，與驅(qū)動裝置如減速機配合，傳遞供閥芯旋轉(zhuǎn)的扭矩，在圓桶側(cè)壁上開兩個閥口 W，也是計量窗口，這兩個閥口在圓桶轉(zhuǎn)軸兩側(cè)呈對稱分布；在每個閥口的外側(cè)(也就是圓桶側(cè)壁外側(cè))各有一個圓筒形閥座2，閥座內(nèi)腔為閥后通道P2的一部分，在閥座和密封蓋4之間設(shè)置第一彈簧3，使閥座可靠地壓在閥芯外側(cè)(凸起的弧面)上，補償閥芯和閥座因磨損產(chǎn)生的縫隙，同時還能摩擦計量窗口，起到自潔作用；參見
圖1，閥后通道P2呈三通形，其中一通為本閥出口或出口腔，另兩個通道各自連一個閥座內(nèi)腔。液體燃料進入進口腔P1，驅(qū)動裝置驅(qū)動閥芯旋轉(zhuǎn)，閥口對著筒形閥座的面積不斷變化，調(diào)節(jié)閥口的大小，液體燃料同時經(jīng)過調(diào)節(jié)后的兩個閥口進入兩個筒形閥座、三通至本閥出口 P2。流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的液體流量公式為F=K*A· (ΔΡ)1/2，式中K為流量系數(shù)，A為閥口的面積，ΔΡ=Ρ1-Ρ2，代表閥芯前、后通道的壓差。如果ΔP為恒定值，則F與A成線性關(guān)系，進一步，F(xiàn)與閥芯5的角行程呈線性關(guān)系，與閥門出口壓力無關(guān)。在調(diào)節(jié)閥的實際使用中，閥芯后通道即閥門出口的壓力是經(jīng)常波動的。為保證Δ P 為恒定值，本實用新型還設(shè)計了等壓差活門，等壓差活門和計量閥集成在一個閥體1上，即使用公共的閥體1。等壓差活門根據(jù)閥門出口壓力Ρ2的變化來調(diào)節(jié)回油口的大小，進而改變P1，以保持ΔΡ不變。
圖1中的右半部分為等壓差活門，等壓差活門由差壓控制器、緩沖快泄閥、旁通閥等組成。壓差控制器是(參見
圖1右上角)，P0腔、PCl腔、Pl腔和P2腔自上而下依次設(shè)置， PO腔為低壓腔，在PO腔里有第二彈簧6設(shè)置在端蓋9和Y形小球頂桿8之間，在PCl腔里有小球10，小球處在Y形小球頂桿8和差壓傳動桿12之間，作為PO腔和PCl腔之間通孔的閥瓣，當(dāng)小球頂桿8沿其軸線方向上下移動，推動小球堵塞或離開PCl腔與PO腔間通孔；差壓傳動桿12依次穿過PCl腔、Pl腔和P2腔的通孔，第三彈簧14在P2腔里，設(shè)置在差壓傳動桿12和P2腔腔體也是閥體1之間；Pl腔和P2腔之間設(shè)置波形膜片13，Pl腔和P2腔通過各自的通道與計量閥的閥前通道Pl和閥后通道P2連通；在壓差控制器的下面設(shè)工字形閥套36，該閥套形成左右兩個空間，在兩個空間的間壁17上有通孔16 ；緩沖快泄閥是(參見
圖1右下角和圖3)，閥套36的左空間為PC2腔，PC2腔和PCl 之間設(shè)通道31，PC2腔里依次設(shè)彈性擋圈40、帶孔彈簧蓋38、第四彈簧39和帶孔錐形閥芯 37，第四彈簧39設(shè)置在帶孔彈簧蓋38和帶孔錐形閥芯37之間，錐形閥芯37上的孔與間壁上的通孔16對著；旁通閥是(參見圖3和4)，在閥套36的右空間設(shè)置凹形閥芯34，凹形閥芯34將右空間分成PC腔和Pl腔，第五彈簧35設(shè)置凹形閥芯的凹形槽和間壁17之間，在閥套36的右空間套壁上設(shè)置三角形回油口 W1，凹形閥芯34左右移動，改變著回油口的大小。工作過程是當(dāng)閥門出口壓力P2壓力升高時，差壓傳動桿12在P2壓力和第三彈簧14的作用下向上移動，小球10也向上移動，堵住PCl腔與PO腔間的小孔，使PCl腔的液體無法通過這個小孔流向PO腔(各PO腔通過通道41連通)，而Pl腔的高壓液體經(jīng)差壓傳動桿12與差壓膜盒殼體11間的縫隙繼續(xù)注入PCl腔，于是PCl壓力會上升，由于PCl腔、 PC2腔和PC腔依次相通，于是PC壓力也會上升，凹形閥芯34在壓力PC和第四彈簧35的作用下向右(在圖4為向下)移動，回油口 Wl關(guān)小，回油流量減少，而閥門進口流量是恒定的，于是Pl壓力上升，即Pl隨P2壓力升高而升高；反之，當(dāng)閥門出口壓力P2壓力下降時， 差壓傳動桿12向下移動，小球10也向下移動，PCl腔與PO腔間的小孔打開，PCl腔的液體流向PO腔，且其流速大于Pl腔經(jīng)差壓傳動桿12與差壓膜盒殼體11間的縫隙向PCl補充的流量，PCl壓力下降，于是PC壓力也會下降，凹形閥芯34向左(圖4為向上)移動，回油口 Wl開打，回油流量增加，閥門進口流量是恒定的，于是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(diào)節(jié)過程完全是動態(tài)的，保證了 ΔΡ=常數(shù)。更重要的是，通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得在閥門正常工作的任何時刻閥門出口(即P2腔)在整個等壓差活門處不存在與任何其它腔室連通的狀態(tài)，P2腔的液體只能來自計量閥的計量窗口，如果計量窗口完全關(guān)閉，則閥門的初始流量只取決于計量閥的閥芯與閥座間的密封能力，因此，閥門可具有極低的初始流量(理論上為零)。由于采用了高精度的等壓差活門設(shè)計，使得閥門可具有調(diào)節(jié)精度高，全行程范圍內(nèi)調(diào)節(jié)線性好，可調(diào)比大(>100)等優(yōu)點。閥芯的行程短(<90°，通常為60°)，容易實現(xiàn)快速反應(yīng)(高達600°/s)。另外，在閥門工作的全行程范圍內(nèi)，閥芯與閥座始終保持接觸，因此對計量窗口有很好的自潔作用。補償彈簧的設(shè)計使用，可以保證閥芯與閥座始終保持密閉接觸，大大提高了閥門的使用壽命。在管路中的閥門只需拆開閥門進口端蓋，閥門的計量窗口和旁通閥即完全可見，閥門維護簡潔方便。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是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(guān)系，且與閥門出口壓力無關(guān)，滿足液體流量調(diào)節(jié)閥的要求。2、流量的調(diào)節(jié)具有慢加快減的效果，作為液體燃料調(diào)節(jié)閥保證了動力設(shè)備的安全。3、可調(diào)比大于100，在小流量區(qū)域可實現(xiàn)精確調(diào)節(jié)。4、由于彈簧的作用令閥座時刻靠緊閥芯，當(dāng)閥芯旋轉(zhuǎn)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拆開閥門進口端蓋，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(dāng)閥芯、閥座磨損時，設(shè)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(quán)利要求1. 一種初始流量超低的液體流量調(diào)節(jié)閥，其特征是它有計量閥和等壓差活門，等壓差活門和計量閥共用一個閥體(1)集成為一體；所說的計量閥為雙閥座的計量閥，即一個閥芯04)和兩個閥座( 設(shè)置在閥的通道上；閥芯為橫置的圓桶，圓桶口對著閥進口或叫進口腔(P1)，在圓桶底外側(cè)的圓心固定帶有花鍵的轉(zhuǎn)軸0 ，帶有花鍵的轉(zhuǎn)軸外端伸出閥體外，與驅(qū)動裝置如減速機配合，在圓桶側(cè)壁上開兩個閥口(W)，也是計量窗口，這兩個閥口在圓桶轉(zhuǎn)軸兩側(cè)呈對稱分布；在每個閥口的外側(cè)各有一個圓筒形閥座O)，閥座內(nèi)腔成為閥后通道(P》的一部分，在閥座和密封蓋 (4)之間設(shè)置第一彈簧(3)；閥后通道(P》呈三通形，其中一通為本閥出口或出口腔，另兩個通道各自連一個閥座內(nèi)腔；所說的等壓差活門由差壓控制器、緩沖快泄閥、旁通閥組成；壓差控制器是，PO腔、PCl腔、Pl腔和P2腔自上而下依次設(shè)置，PO腔為低壓腔，在PO 腔里有第二彈簧(6)設(shè)置在端蓋(9)和Y形小球頂桿(8)之間，在PCl腔里有小球(10)，小球處在Y形小球頂桿和差壓傳動桿(1 之間，作為PO腔和PCl腔之間通孔的閥瓣；差壓傳動桿依次穿過PCl腔、Pl腔和P2腔的通孔，第三彈簧(14)在P2腔里，設(shè)置在差壓傳動桿和P2腔腔體也是閥體之間；Pl腔和P2腔之間設(shè)置波形膜片(1 ，Pl腔和P2腔通過各自的通道與計量閥的閥前通道Pl和閥后通道P2連通；在壓差控制器的下面設(shè)工字形閥套(36)，該閥套形成左右兩個空間，在兩個空間的間壁(17)上有通孔(16)；緩沖快泄閥是，閥套的左空間為PC2腔，PC2腔和PCl之間設(shè)通道(31)，PC2腔里依次設(shè)彈性擋圈(40)、帶孔彈簧蓋(38)、第四彈簧(39)和帶孔錐形閥芯(37)，第四彈簧設(shè)置在帶孔彈簧蓋和帶孔錐形閥芯之間，錐形閥芯上的孔與間壁上的通孔(16)對著；旁通閥是，在閥套的右空間設(shè)置凹形閥芯(34)，凹形閥芯將右空間分成PC腔和Pl腔， 第五彈簧(3 設(shè)置凹形閥芯的凹形槽和間壁(17)之間，在閥套(36)的右空間套壁上設(shè)置三角形回油口(Wl)。
專利摘要本實用新型提供了一種初始流量超低的液體流量調(diào)節(jié)閥，所要解決的問題是目前在調(diào)節(jié)閥的使用場合中，閥后壓力是經(jīng)常波動的，導(dǎo)致出油量波動，且初始流量大。本實用新型的要點是它由計量閥和等壓差活門集成在一個閥體上組成；計量閥采用旋轉(zhuǎn)閥芯的角行程調(diào)節(jié)方式；等壓差活門根據(jù)閥門出口壓力來調(diào)節(jié)回油口的大小，進而改變閥門進口壓力P1，以保持ΔP不變。在滿足P1-P2=常數(shù)的條件下，當(dāng)計量窗口完全關(guān)閉，則閥門的初始流量只取決于計量閥的閥芯與閥座間的密封能力，因此，閥門可具有極低的初始流量。
文檔編號F16K17/22GK202140642SQ20112023715
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者姚偉華, 姚德生, 梁明劍 申請人:沈陽冠能燃氣輪機科技有限公司