一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置制造方法
【專利摘要】一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，包括圓管狀殼體，在圓管狀殼體內(nèi)同軸地固定有內(nèi)孔為矩形的孔板，在圓管狀殼體外與孔板對(duì)應(yīng)的位置左右對(duì)稱布置有兩個(gè)流量自調(diào)室，上下對(duì)稱布置有兩個(gè)臨界流自控室；維持裝置上游流動(dòng)參數(shù)不變，當(dāng)下游壓力達(dá)到某一個(gè)臨界值時(shí)，流過該裝置的流量就會(huì)達(dá)到一個(gè)最大值，如果繼續(xù)降低下游壓力，通過臨界流自控室的作用流量仍將保持恒定不變，即實(shí)現(xiàn)了臨界流動(dòng)；而在裝置上游壓力發(fā)生變化時(shí)，流量自調(diào)室能夠根據(jù)上游壓力大小自動(dòng)調(diào)節(jié)流量；該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)不可壓縮流體的臨界流動(dòng)，克服了傳統(tǒng)不可壓縮流體依據(jù)汽蝕原理實(shí)現(xiàn)臨界流存在的流速高、壓損大、噪音和安全性能差的缺點(diǎn)，并且臨界流量可調(diào)節(jié)，有效提高了不可壓縮流體臨界流裝置的應(yīng)用范圍。
【專利說明】一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于流體控制和測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在一定的進(jìn)口參數(shù)下，當(dāng)臨界流裝置下游壓力達(dá)到某一個(gè)臨界值時(shí)，流經(jīng)的流量就會(huì)達(dá)到一個(gè)最大值。如果進(jìn)一步降低裝置出口壓力，流量仍將保持恒定不變，此時(shí)稱流動(dòng)達(dá)到了臨界流狀態(tài)，流量稱為臨界流量。在臨界流狀態(tài)下，裝置下游的干擾完全被阻斷掉了，若保持進(jìn)口壓力不變，流量能始終保持高度的恒定；而當(dāng)進(jìn)口參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，則臨界流量會(huì)隨之發(fā)生變化。利用這一現(xiàn)象可以對(duì)流體的流量進(jìn)行精確的控制和測(cè)量。
[0003]對(duì)于可壓縮流體，當(dāng)流體在縮放噴嘴的喉部達(dá)到音速時(shí)，如果繼續(xù)降低背壓，則流體在喉部下游擴(kuò)散段內(nèi)繼續(xù)加速膨脹降壓，直到經(jīng)過激波后由超音速變?yōu)閬喴羲?，壓?qiáng)發(fā)生突躍變化。這種超音速的膨脹降壓和激波二者的共同作用，使得音速噴嘴能夠自動(dòng)抵消掉壓力降增大的影響，實(shí)現(xiàn)壓力平衡，在進(jìn)口參數(shù)一定時(shí)，喉口前的流動(dòng)情況將不因有擴(kuò)散段而改變，故能保持流量不變。但是臨界流現(xiàn)象并不是可壓縮流體的特性，在不可壓縮流體中也可以出現(xiàn)臨界流現(xiàn)象。傳統(tǒng)的不可壓縮流體臨界流裝置是依靠汽蝕原理，即出口達(dá)到臨界壓力時(shí)，依靠流體在噴嘴的喉部降壓汽化，進(jìn)而在喉口偏下游的地方產(chǎn)生一個(gè)汽蝕區(qū)。盡管汽蝕區(qū)處蒸汽的質(zhì)量份額很小，但是其體積卻非常大，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻力很大的氣穴阻擋層，流體通過時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種額外的附加阻力。如果再繼續(xù)降低下游壓力，汽蝕強(qiáng)度會(huì)立即增大，引起氣穴阻擋層膨脹伸長(zhǎng)，結(jié)果會(huì)使附加阻力增大，流量維持不變。相似地，如果下游壓力增大，汽蝕強(qiáng)度隨之降低，氣穴阻擋層就會(huì)自動(dòng)縮小，使附加阻力減小，維持流量不變。因此氣穴阻擋層能有效阻斷下游壓力擾動(dòng)對(duì)上游的影響，下游的壓力擾動(dòng)不能越過汽蝕區(qū)向上游傳播，實(shí)現(xiàn)了不可壓縮流體的臨界流動(dòng)。但是這種依據(jù)汽蝕原理實(shí)現(xiàn)不可壓縮流體臨界流的裝置存在能量損失大，噪音，安全性能差能不足。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)CN103573760A中，提出了一種應(yīng)用機(jī)械壅塞原理實(shí)現(xiàn)不可壓縮流體臨界流的裝置，能在較低流速和較小的壓力損失下實(shí)現(xiàn)臨界流。同時(shí)該裝置可以屏蔽掉上游壓力波動(dòng)對(duì)流量的影響，盡管在一定程度上這可以提高流量控制的穩(wěn)定性，但是也為臨界流量的調(diào)節(jié)帶來了不便。該專利申請(qǐng)中提出的一種結(jié)構(gòu)只能對(duì)應(yīng)于一個(gè)臨界流量，所以對(duì)于變流量的系統(tǒng)來說，只能更換相對(duì)應(yīng)流量的臨界流裝置，大大降低了工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，不但能量損失小，無噪音，設(shè)備安全性能好，而且具有臨界流量可自動(dòng)隨裝置上游參數(shù)變化而變化或者臨界流量可以手動(dòng)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，包括圓管狀殼體1，在圓管狀殼體I內(nèi)同軸的固定有孔板2，在圓管狀殼體I外與孔板2對(duì)應(yīng)的位置左右對(duì)稱布置有兩個(gè)流量自調(diào)室3，上下對(duì)稱布置有兩個(gè)臨界流自控室4。
[0008]所述孔板2，具有矩形內(nèi)孔21，在其上游端面處開有連桿滑動(dòng)槽22，在其下游端面開有與連桿滑動(dòng)槽22相垂直的臨界流控制槽23，在其上下游端面之間與連桿滑動(dòng)槽22相對(duì)應(yīng)的位置開有徑向貫穿的流量調(diào)節(jié)槽24。
[0009]所述流量自調(diào)室3內(nèi)部同軸布置有流量自調(diào)活塞31，流量自調(diào)活塞31的周向上具有流量自調(diào)O形密封圈311，流量自調(diào)活塞31的一側(cè)連接有流量自調(diào)彈簧32，另外一側(cè)連接有連桿35，連桿35上具有連接鍵槽351，與自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36上的連接鍵361相配合；連桿35能夠在連桿滑動(dòng)槽22中自由滑動(dòng)，并帶動(dòng)自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36在流量調(diào)節(jié)槽24中來回滑動(dòng)；流量自調(diào)室3通過背壓孔34與大氣壓或其他恒壓源相連通；流量自調(diào)室3通過高壓引導(dǎo)孔33與孔板2上游的流體相連通。
[0010]所述臨界流自控室4，在其內(nèi)同軸布置有臨界流自控活塞41，臨界流自控活塞41的周向上具有臨界流自控O形密封圈411，臨界流自控活塞41的一側(cè)連接有臨界流自控彈簧42，另一側(cè)連接有臨界流控制板45，臨界流控制板45能夠在臨界流控制槽23中自由滑動(dòng)；臨界流自控室4通過高壓引導(dǎo)管43與孔板2上游流體相連通；臨界流自控室4通過低壓引導(dǎo)孔44與孔板2下游的流體相連通。
[0011]所述流量自調(diào)室3采用手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5代替。
[0012]所述手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5的一端具有流量刻度盤51，并具有旋向相反的第一螺紋53和第二螺紋54 ;與手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5相對(duì)應(yīng)的手動(dòng)流量調(diào)節(jié)板52具有與第一螺紋53和第二螺紋54相配合的第一螺紋牙521和第二螺紋牙522 ;手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5通過流量手調(diào)O型密封圈55實(shí)現(xiàn)與管道內(nèi)流體的轉(zhuǎn)動(dòng)密封。
[0013]當(dāng)流量自調(diào)室3用手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5代替時(shí)，所述孔板2，具有矩形內(nèi)孔21，在其下游端面開有臨界流控制槽23，在其上下游端面之間開有徑向貫穿的流量調(diào)節(jié)槽24，在流量調(diào)節(jié)槽24下方開有貫穿的圓孔25 ;流量調(diào)節(jié)桿5穿過圓孔25，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5時(shí)，帶動(dòng)手動(dòng)流量調(diào)節(jié)板52在流量調(diào)節(jié)槽24中來回滑動(dòng)，臨界流控制板45能夠在臨界流控制槽23中自由滑動(dòng)。
[0014]本發(fā)明利用流量自調(diào)室3和臨界流自控室4或者利用手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5和流量自控室4控制流體有效流通面積的大小，實(shí)現(xiàn)不可壓縮流體的臨界流，并且臨界流量可隨裝置上游參數(shù)變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，或者通過手動(dòng)調(diào)節(jié)方式改變臨界流量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0015]I)壓力損失小。與傳統(tǒng)依靠汽蝕實(shí)現(xiàn)不可壓縮流體臨界流的裝置相比，本發(fā)明基于機(jī)械作用實(shí)現(xiàn)不可壓縮流體的臨界流，即無需流體流速達(dá)到音速，也無需流體降壓發(fā)生汽化，這就會(huì)明顯降低了整個(gè)裝置的壓力和阻力損失。
[0016]2)流量可調(diào)節(jié)。本發(fā)明應(yīng)用流量自調(diào)室3或者手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5的作用可以對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。流量自調(diào)室3可以在裝置進(jìn)口的壓力發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)控制自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36在流量調(diào)節(jié)槽24中的滑動(dòng)改變流體流通面積的大小，使得臨界流量隨著上游壓力的變化而變化。另外，通過手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5手動(dòng)控制手動(dòng)流量調(diào)節(jié)板52的滑動(dòng)改變流體流通孔面積的大小也可以人為的設(shè)定臨界流量。
[0017]3)應(yīng)用范圍廣。與可壓縮流體臨界流裝置相似，本發(fā)明所涉及的不可壓縮流體臨界流裝置不但可以應(yīng)用于恒流量控制系統(tǒng)，也可以應(yīng)用于變流量控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這就大大擴(kuò)大了臨界流裝置的應(yīng)用范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種流量自動(dòng)調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置的透視圖。
[0019]圖2為圖1所述臨界流裝置的流量調(diào)節(jié)和控制部件爆炸圖。
[0020]圖3為本發(fā)明另一種流量手動(dòng)調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置的透視圖。
[0021]圖4為圖3所述臨界流裝置的流量調(diào)節(jié)和控制部件爆炸圖。
[0022]圖5為圖3所述臨界流裝置前視圖的局部剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024]實(shí)施例一
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，包括圓管狀殼體1，在圓管狀殼體I內(nèi)同軸的固定有帶有矩形內(nèi)孔21的孔板2，在圓管狀殼體I外與孔板2對(duì)應(yīng)的位置左右對(duì)稱布置有兩個(gè)流量自調(diào)室3，上下對(duì)稱布置有兩個(gè)臨界流自控室4。在流量自調(diào)室3內(nèi)同軸布置有流量自調(diào)活塞31，流量自調(diào)活塞31的遠(yuǎn)離圓管狀殼體側(cè)連接有彈簧32，流量自調(diào)室3通過背壓孔34與大氣壓或其他恒壓源相連通；活塞31的近殼體側(cè)連接有連桿35，流量自調(diào)室3通過高壓引導(dǎo)孔33與孔板2上游的流體相連通。連桿35與插入孔板2內(nèi)部流量調(diào)節(jié)槽(24)中的流量調(diào)節(jié)板36相連接。在臨界流自控室4內(nèi)同軸布置有臨界流自控活塞41，臨界流自控活塞41的遠(yuǎn)離圓管狀殼體側(cè)連接有臨界流自控彈簧42，臨界流自控室4通過高壓引導(dǎo)管43與孔板2上游流體相連通；臨界流自控活塞41的近殼體側(cè)連接有臨界流控制板45，臨界流自控室4通過低壓引導(dǎo)孔44與孔板2下游的流體相連接。
[0026]如圖2所示，所述孔板2，具有矩形內(nèi)孔21，在其上游端面處開有連桿滑動(dòng)槽22，在其下游端面開有與連桿滑動(dòng)槽22相垂直的臨界流控制槽23，在其上下游端面之間與連桿滑動(dòng)槽22相對(duì)應(yīng)的位置開有徑向貫穿的流量調(diào)節(jié)槽24。流量自調(diào)活塞31的周向上具有流量自調(diào)O形密封圈311，連桿35上具有連接鍵槽351，自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36上具有連接鍵361。連桿35可以在連桿滑動(dòng)槽中自由滑動(dòng)，并且通過連接鍵槽351和連接鍵361的配合，帶動(dòng)自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36在流量調(diào)節(jié)槽24中來回滑動(dòng)。自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36的形狀參數(shù)根據(jù)中國(guó)專利申請(qǐng)CN103573760A中的方法確定。臨界流自控活塞41的周向上具有臨界流自控O形密封圈411。臨界流控制板45可以在臨界流控制槽23中自由滑動(dòng)。
[0027]本實(shí)施例的工作原理為:當(dāng)圓管狀殼體I內(nèi)的流體流經(jīng)孔板2時(shí)，由于節(jié)流作用，會(huì)在孔板2上下游產(chǎn)生壓力降。孔板2上游的高壓流體經(jīng)過高壓引導(dǎo)孔33進(jìn)入流量自調(diào)室3，作用在流量自調(diào)活塞31的近殼體端面，而大氣壓或者其他恒壓源則通過背壓孔34引入流量自調(diào)活塞31的遠(yuǎn)殼體端面。而由于流量自調(diào)活塞31周向上具有流量自調(diào)O形密封圈311，可以實(shí)現(xiàn)流量自調(diào)活塞31與流量自調(diào)室3內(nèi)壁表面的滑動(dòng)密封。流量自調(diào)活塞31在兩端面壓差的作用下壓縮流量自調(diào)彈簧32，當(dāng)流量自調(diào)活塞31所受壓差力與所受流量自調(diào)彈簧32作用力相平衡時(shí)，則穩(wěn)定到一個(gè)位置，進(jìn)而通過連桿35的作用使得自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36穩(wěn)定到相應(yīng)位置。同時(shí)，孔板2上游的高壓流體經(jīng)過高壓引導(dǎo)管43進(jìn)入臨界流自控室4，作用在臨界流自控活塞41的遠(yuǎn)殼體端面，而孔板2下游的低壓流體經(jīng)過低壓引導(dǎo)孔44進(jìn)入臨界流自控室4，作用在臨界流自控活塞41的近殼體端面。臨界流自控活塞41也可以通過臨界流自控O形密封圈411的作用實(shí)現(xiàn)與臨界流自控室4內(nèi)壁表面的滑動(dòng)密封。臨界流自控活塞41在兩端面壓差的作用下拉伸臨界流自控彈簧42，當(dāng)臨界流自控活塞41所受壓差力與所受臨界流自控彈簧42作用力相平衡時(shí)，則穩(wěn)定到一個(gè)位置，進(jìn)而使得臨界流控制板45穩(wěn)定到相應(yīng)的位置。
[0028]當(dāng)保持裝置進(jìn)口壓力不變，改變出口外界壓力時(shí)，由于流量自調(diào)活塞31近殼體端面和遠(yuǎn)殼體端面所受壓力環(huán)境不變，所以流量自調(diào)活塞31受力不發(fā)生變化，流量自調(diào)活塞31位置不發(fā)生變化，進(jìn)而自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36的位置不發(fā)生變化。自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36的外形參數(shù)根據(jù)中國(guó)專利申請(qǐng)CN103573760A中的方法確定，所以其與孔板2就構(gòu)成了類似中國(guó)專利申請(qǐng)CN103573760A中的異形孔板的結(jié)構(gòu)。當(dāng)出口壓力發(fā)生變化時(shí)，臨界流自控活塞41遠(yuǎn)殼體端面壓力不變，近殼體端面壓力發(fā)生變化，所以臨界流自控活塞41受力發(fā)生變化而導(dǎo)致發(fā)生位移，進(jìn)而帶動(dòng)臨界流控制板45上下滑動(dòng)改變流通孔面積。當(dāng)出口壓力降低時(shí)，臨界流控制板45向下滑動(dòng)使得流通孔面積減小，阻止流量增加，保持流量恒定；反之出口壓力升高時(shí)，臨界流控制板45向上滑動(dòng)使得流通孔面積增大，阻止流量減小，保持流量恒定。這樣，就依靠臨界流控制板45的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)了臨界流。
[0029]當(dāng)改變裝置進(jìn)口壓力時(shí)，流量自調(diào)活塞31近殼體端面壓力發(fā)生變化，而遠(yuǎn)殼體端面由于處于恒壓環(huán)境壓力并未發(fā)生變化，這樣流量自調(diào)活塞31受力發(fā)生變化而導(dǎo)致發(fā)生移動(dòng)，直到壓差力和流量自調(diào)彈簧32作用力相平衡時(shí)穩(wěn)定到某一位置，從而帶動(dòng)自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36在流量調(diào)節(jié)槽24中滑動(dòng)到新的位置，使其與孔板2構(gòu)成的流體流通面積發(fā)生相應(yīng)變化。保持出口壓力不變，當(dāng)裝置進(jìn)口壓力增大時(shí)，自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36與孔板2構(gòu)成的流體通道面積隨之增大，使得流量增大，反之當(dāng)進(jìn)口壓力降低時(shí)，自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36與孔板2構(gòu)成的流體流通面積隨之減小，使得流量減小。當(dāng)進(jìn)口壓力發(fā)生變化而使得自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板36在流量調(diào)節(jié)槽24中穩(wěn)定到新的位置后，流量隨之變化到一個(gè)新的值，此時(shí)即使裝置出口壓力發(fā)生變化，依舊能依靠臨界流控制板45的上下滑動(dòng)維持新的流量值恒定。這樣，就實(shí)現(xiàn)了臨界流流量在裝置進(jìn)口壓力發(fā)生變化時(shí)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0030]實(shí)施例二
[0031]如圖3所示，是本發(fā)明另外一種結(jié)構(gòu)形式的流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，其包括圓管狀殼體1，在圓管狀殼體I內(nèi)同軸的固定有帶有矩形內(nèi)孔21的孔板2。在圓管狀殼體I外與孔板2對(duì)應(yīng)的位置上下對(duì)稱布置有兩個(gè)臨界流自控室4。在孔板2內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的位置插入手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5。在臨界流自控室4內(nèi)同軸布置有臨界流自控活塞41，臨界流自控活塞41的遠(yuǎn)殼體側(cè)連接有臨界流自控彈簧42，并通過高壓引導(dǎo)管43與孔板2上游流體相連通；臨界流自控活塞41的近圓管狀殼體側(cè)連接有臨界流控制板45，并通過低壓引導(dǎo)孔44與孔板2下游的流體相連接。手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5可以人為的轉(zhuǎn)動(dòng)控制流量調(diào)節(jié)板52的滑動(dòng)，并通過配合流量刻度盤51來進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。
[0032]如圖4和圖5所示，所述孔板2，具有矩形內(nèi)孔21，在其下游端面開有臨界流控制槽23，在其上下游端面之間開有徑向貫穿的流量調(diào)節(jié)槽24，與流量調(diào)節(jié)槽24相對(duì)應(yīng)的位置開有貫穿的圓孔25。臨界流自控活塞41的周向上具有臨界流自控O形密封圈411。臨界流控制板45可以在臨界流控制槽23中自由滑動(dòng)。穿過圓孔25的流量調(diào)節(jié)桿5具有旋向相反的第一螺紋53和第二螺紋54，通過流量手調(diào)O型密封圈55實(shí)現(xiàn)與管道內(nèi)流體的轉(zhuǎn)動(dòng)密封。手動(dòng)流量調(diào)節(jié)板52具有與第一螺紋53和第二螺紋54相配合的第一螺紋牙521和第二螺紋牙522，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿55時(shí)，通過螺紋的作用手動(dòng)流量調(diào)節(jié)板52可以在流量調(diào)節(jié)槽24中來回滑動(dòng)。
[0033]本實(shí)施例的工作原理為:當(dāng)圓管狀殼體I內(nèi)的流體流經(jīng)孔板2時(shí)，由于節(jié)流作用，會(huì)在孔板2上下游產(chǎn)生壓力降?？装?上游的高壓流體經(jīng)過高壓引導(dǎo)管43進(jìn)入臨界流自控室4，作用在臨界流自控活塞41的遠(yuǎn)殼體端面，而孔板2下游的低壓流體經(jīng)過低壓引導(dǎo)孔44進(jìn)入臨界流自控室4，作用在臨界流自控活塞41的近殼體端面。臨界流自控活塞41通過臨界流自控O形密封圈411的作用實(shí)現(xiàn)與臨界流自控室4內(nèi)壁表面的滑動(dòng)密封。臨界流自控活塞41在兩端面壓差的作用下拉伸臨界流自控彈簧42，當(dāng)臨界流自控活塞41所受壓差力與所受臨界流自控彈簧42作用力相平衡時(shí)，則穩(wěn)定到一個(gè)位置，進(jìn)而使得臨界流控制板45穩(wěn)定到相應(yīng)的位置。
[0034]當(dāng)保持裝置進(jìn)口壓力不變，改變出口外界壓力時(shí)，臨界流自控活塞41遠(yuǎn)殼體端面壓力不變，近殼體端面壓力發(fā)生變化，所以臨界流自控活塞41受力發(fā)生變化而導(dǎo)致發(fā)生位移，進(jìn)而帶動(dòng)臨界流控制板45上下滑動(dòng)改變流通孔面積。當(dāng)出口壓力降低時(shí)，臨界流控制板45向下滑動(dòng)使得流通孔面積減小，阻止流量增加，保持流量恒定；反之出口壓力升高時(shí)，臨界流控制板45向上滑動(dòng)使得流通孔面積增大，阻止流量減小，保持流量恒定。這樣，就依靠臨界流控制板45的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)了臨界流。
[0035]當(dāng)旋轉(zhuǎn)手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5使得手動(dòng)流量調(diào)節(jié)板52在流量調(diào)節(jié)槽24中滑動(dòng)，其與孔板2構(gòu)成的流體流通面積也發(fā)生相應(yīng)變化。當(dāng)手動(dòng)流量調(diào)節(jié)板52滑動(dòng)到新的位置，導(dǎo)致其與孔板2構(gòu)成的流體通道面積增大時(shí)，如果裝置進(jìn)出口壓差不變，則臨界流自控活塞41受力不變，臨界流控制板45位置不變，則流經(jīng)的流量增大；如果裝置上游或者下游壓力發(fā)生波動(dòng)而導(dǎo)致進(jìn)出口壓差變化時(shí)，臨界流自控活塞41受力發(fā)生變化而導(dǎo)致發(fā)生位移，進(jìn)而帶動(dòng)臨界流控制板45上下滑動(dòng)改變有效流通面積保持流量的恒定，實(shí)現(xiàn)了一種較大流量的新的臨界流狀態(tài)。
[0036]同理，當(dāng)手動(dòng)流量調(diào)節(jié)板52滑動(dòng)到新的位置，使其與孔板2構(gòu)成的流體通道面積減小時(shí)，如果裝置進(jìn)出口壓差不變，則臨界流自控活塞41受力不變，臨界流控制板45位置不變，則流經(jīng)的流量減??；如果裝置上游或者下游壓力發(fā)生波動(dòng)而導(dǎo)致進(jìn)出口壓差變化時(shí)，臨界流自控活塞41受力發(fā)生變化而導(dǎo)致發(fā)生位移，進(jìn)而帶動(dòng)臨界流控制板45上下滑動(dòng)改變有效流通面積保持流量的恒定，實(shí)現(xiàn)了一種較小流量的新的臨界流狀態(tài)。
[0037]本發(fā)明所涉及的流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，依靠流量自調(diào)室3和臨界流自控室4的作用或者依靠手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿5和臨界流自控室4的作用，可以在上游進(jìn)口壓力穩(wěn)定時(shí)，屏蔽掉下游壓力波動(dòng)對(duì)流量的影響實(shí)現(xiàn)臨界流；而在上游進(jìn)口壓力發(fā)生變化時(shí)，能夠自動(dòng)或者手動(dòng)方式調(diào)節(jié)流量，實(shí)現(xiàn)新的臨界流量下的臨界流動(dòng)。這種不可壓縮流體的臨界流裝置不但壓力損失小，并且能很方便的調(diào)節(jié)臨界流量，是解決不可壓縮流體臨界流的一種有效實(shí)用裝置，并能擴(kuò)大臨界流裝置的應(yīng)用范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，其特征在于:包括圓管狀殼體(I)，在圓管狀殼體(I)內(nèi)同軸的固定有孔板(2)，在圓管狀殼體(I)外與孔板(2)對(duì)應(yīng)的位置左右對(duì)稱布置有兩個(gè)流量自調(diào)室(3 )，上下對(duì)稱布置有兩個(gè)臨界流自控室(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，其特征在于:所述孔板(2)，具有矩形內(nèi)孔(21)，在其上游端面處開有連桿滑動(dòng)槽(22)，在其下游端面開有與連桿滑動(dòng)槽(22)相垂直的臨界流控制槽(23)，在其上下游端面之間與連桿滑動(dòng)槽(22)相對(duì)應(yīng)的位置開有徑向貫穿的流量調(diào)節(jié)槽(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，其特征在于:所述流量自調(diào)室(3)內(nèi)部同軸布置有流量自調(diào)活塞(31)，流量自調(diào)活塞(31)的周向上具有流量自調(diào)O形密封圈(311 )，流量自調(diào)活塞(31)的一側(cè)連接有流量自調(diào)彈簧(32 )，另外一側(cè)連接有連桿(35 )，連桿(35 )上具有連接鍵槽(351)，與自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板(36 )上的連接鍵(361)相配合；連桿(35)能夠在連桿滑動(dòng)槽(22)中自由滑動(dòng)，并帶動(dòng)自動(dòng)流量調(diào)節(jié)板(36)在流量調(diào)節(jié)槽(24)中來回滑動(dòng)；流量自調(diào)室(3)通過背壓孔(34)與大氣壓或其他恒壓源相連通；流量自調(diào)室(3)通過高壓引導(dǎo)孔(33)與孔板(2)上游的流體相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，其特征在于:所述臨界流自控室(4)，在其內(nèi)同軸布置有臨界流自控活塞(41)，臨界流自控活塞(41)的周向上具有臨界流自控O形密封圈(411)，臨界流自控活塞(41)的一側(cè)連接有臨界流自控彈簧(42)，另一側(cè)連接有臨界流控制板(45)，臨界流控制板(45)能夠在臨界流控制槽(23)中自由滑動(dòng)；臨界流自控室(4)通過高壓引導(dǎo)管(43)與孔板(2)上游流體相連通；臨界流自控室(4)通過低壓引導(dǎo)孔(44)與孔板(2)下游的流體相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，其特征在于:所述流量自調(diào)室(3 )采用手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿(5 )代替。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，其特征在于:所述手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿(5)的一端具有流量刻度盤(51)，并具有旋向相反的第一螺紋(53)和第二螺紋(54);與手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿(5)相對(duì)應(yīng)的手動(dòng)流量調(diào)節(jié)板(52)具有與第一螺紋(53)和第二螺紋(54)相配合的第一螺紋牙(521)和第二螺紋牙(522);手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿(5)通過流量手調(diào)O型密封圈(55)實(shí)現(xiàn)與管道內(nèi)流體的轉(zhuǎn)動(dòng)密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種流量可調(diào)節(jié)的不可壓縮流體臨界流裝置，其特征在于:當(dāng)流量自調(diào)室(3)用手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿(5)代替時(shí)，所述孔板(2)，具有矩形內(nèi)孔(21)，在其下游端面開有臨界流控制槽(23)，在其上下游端面之間開有徑向貫穿的流量調(diào)節(jié)槽(24)，在流量調(diào)節(jié)槽(24)下方開有貫穿的圓孔(25);流量調(diào)節(jié)桿(5)穿過圓孔(25)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)流量調(diào)節(jié)桿(5)時(shí)，帶動(dòng)手動(dòng)流量調(diào)節(jié)板(52)在流量調(diào)節(jié)槽(24)中來回滑動(dòng)，臨界流控制板(45)能夠在臨界流控制槽(23)中自由滑動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F15D1/06GK103851041SQ201410085529
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】張興凱, 王棟, 衛(wèi)鵬凱 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)