專利名稱：閥門(mén)微誤差膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及對(duì)流體介質(zhì)進(jìn)行控制的閥門(mén)膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)，屬于流體控制閥門(mén)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在流體控制閥門(mén)領(lǐng)域，控制精度是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，例如機(jī)械設(shè)備使用的流量控制 閥，如果流量誤差較大，就可能造成被控機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)定狀態(tài)不穩(wěn)定、控制精度低等現(xiàn)象， 被控機(jī)械的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)也很難突破現(xiàn)有水平；再如，城鎮(zhèn)供熱或中央空調(diào)系統(tǒng)使用的流 量控制閥、壓差控制閥的控制精度都在±7.5%左右，如能進(jìn)一步提高精度，達(dá)到±1%甚 至更小的水平，即可為城鎮(zhèn)供熱或中央空調(diào)系統(tǒng)的水力工況平衡奠定堅(jiān)實(shí)的保障，為城鎮(zhèn) 供熱或中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)提供更好的設(shè)備。 影響膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)精度的因素有很多，如膜片的厚度、硬度、厚度的一致性、有效 工作面積的大小即克服阻力能力的大小、彈簧的剛度、執(zhí)行機(jī)構(gòu)阻力的大小、執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行 程中彈簧壓力增減引起的彈簧壓力與膜片有效工作面積比值變化等。其中前幾項(xiàng)因素都 可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、零件加工、產(chǎn)品裝配中予以控制，而彈簧壓力增減與膜片有效工作面積比 值變化因素所引起的控制誤差，目前還沒(méi)有解決的技術(shù)，尤其是大口徑閥門(mén)，解決上述問(wèn)題 的主要途徑是增加彈簧的長(zhǎng)度，也就是減小彈簧的剛度，目的是減小彈簧全行程的壓力變 化，但控制誤差的減小量還是微乎其微。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程時(shí)，彈簧壓力增減所引起的彈簧壓力與膜片有效工作面
積比值的變化所引起的控制誤差，提出一種在現(xiàn)有膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上的改進(jìn)方案，使現(xiàn)
有膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制精度有一個(gè)空前的提高。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 根據(jù)流體壓強(qiáng)是向任何方向的基本原理，將本體內(nèi)徑D或墊片外徑d設(shè)計(jì)成圓錐
面，使限制膜片外徑或內(nèi)徑的圓周在執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程中不斷變化，并與彈簧壓力的變化成
要求比例，實(shí)現(xiàn)控制壓差A(yù)P為定值。 膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)形成控制壓差大小的公式 A P = P/S 式1 式中AP—控制壓差P-彈簧壓力 S-膜片的有效工作面積 從上式可以看出在執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程中，彈簧壓力P是隨著執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程的增
大而增大，要使控制壓差A(yù)P為定值，需要膜片的有效工作面積隨著執(zhí)行機(jī)構(gòu)增大也增大，
增大的量與彈簧壓力P保持原比例即可，根據(jù)膜片的有效工作面積計(jì)算公式 S = (D/4+d/4)2 Ji 式2 式中S-膜片的有效工作面積(mm) D-本體內(nèi)徑(mm) d-墊片外徑(mm) 從上式可以看出，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程中，只要設(shè)法改變(D-d)的值，就可滿足膜片
3有效工作面積隨著執(zhí)行機(jī)構(gòu)增大也增大的要求。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)和積極作用 1、不須復(fù)雜的技術(shù)計(jì)算就可完成設(shè)計(jì)； 2、改進(jìn)后的零件加工與現(xiàn)有技術(shù)零件加工相比，增加的成本非常小，只相當(dāng)于現(xiàn) 有技術(shù)加工成本的0.5%。 3、按最低計(jì)算，本實(shí)用新型用于城鎮(zhèn)供熱或中央空調(diào)的水系統(tǒng)，可在現(xiàn)有技術(shù)基 礎(chǔ)上，節(jié)約熱水或冷水10%以上。 4、應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)的流量控制閥、壓力控制閥等，機(jī)械設(shè)備的精度會(huì)有很大幅度 的提高，其經(jīng)濟(jì)效果是無(wú)法估量的。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。 圖l-3、10-12是本實(shí)用新型方案一的縱剖面圖，主要說(shuō)明方案一中執(zhí)行機(jī)構(gòu)最大 行程和最小行程以及介于它們之間的均分行程時(shí)，在本體〔1〕內(nèi)徑和墊片〔2〕外徑限制下， 膜片〔3〕的變形情況。 圖4-6、13-15是本實(shí)用新型方案二的縱剖面圖，主要說(shuō)明方案二中執(zhí)行機(jī)構(gòu)最大 行程和最小行程以及介于它們之間的均分行程時(shí)，在本體〔1〕內(nèi)徑和墊片〔2〕外徑限制下， 膜片〔3〕的變形情況。 圖7-9、16-18是本實(shí)用新型方案三的縱剖面圖，主要說(shuō)明方案三中執(zhí)行機(jī)構(gòu)最大 行程和最小行程以及介于它們之間的均分行程時(shí)，在本體〔1〕內(nèi)徑和墊片〔2〕外徑限制下， 膜片〔3〕的變形情況。 從


圖1-3、4-6、7-9、10-12、13-15、16-18中可以看出在彈簧力逐漸增加的過(guò)程 中，膜片〔3〕的有效工作直徑從Dmin增加到Dmax，膜片〔3〕有效工作直徑的增加結(jié)果是膜 片〔3〕有效工作面積的增加，也就達(dá)到了本實(shí)用新型的目的。 圖l-3、4-6、7-9是方案一、二、三的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，膜片〔3〕凹槽方向向閥體外側(cè)。
圖10-12、13-15、16-18是方案一、二、三的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，膜片〔3〕凹槽方向向閥體 圖l-18所繪制的本體〔1〕可以是閥體、閥蓋、膜盒。
具體實(shí)施方式方案一 將本體〔1〕的內(nèi)徑設(shè)計(jì)成圓錐面、墊片〔2〕的外徑設(shè)計(jì)成圓柱面，限制膜 片〔3〕的變形范圍，使膜片〔3〕的每一瞬時(shí)面積逐漸變化；膜片〔3〕的凹槽設(shè)計(jì)為執(zhí)行機(jī)構(gòu) 全行程1/2倍以上的圓柱面，以適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程中膜片〔3〕凹槽曲率半徑最大的需要。 方案二 將本體〔1〕的內(nèi)徑設(shè)計(jì)成圓柱面、墊片〔2〕的外徑設(shè)計(jì)成圓錐面，限制膜 片〔3〕的變形范圍，使膜片〔3〕的每一瞬時(shí)面積逐漸變化；膜片〔3〕的凹槽設(shè)計(jì)為執(zhí)行機(jī)構(gòu) 全行程l/2倍以上的圓柱面，以適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程過(guò)程中膜片〔3〕凹槽曲率半徑最大的 需要。 方案三將本體〔1〕的內(nèi)徑設(shè)計(jì)成圓錐面、墊片〔2〕的外徑也設(shè)計(jì)成圓錐面，限制 膜片〔3〕的變形范圍，使膜片〔3〕的每一瞬時(shí)面積逐漸變化；膜片〔3〕的凹槽設(shè)計(jì)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程1/2倍以上的圓柱面，以適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程過(guò)程中膜片〔3〕凹槽曲率半徑最大 的需要。 最佳方式 將本體〔1〕內(nèi)徑設(shè)計(jì)成圓錐面、墊片〔2〕外徑設(shè)計(jì)成圓錐面，限制膜片〔3〕的變形 范圍，使膜片〔3〕的每一瞬時(shí)面積逐漸增大或減?。粚?shí)施此方式時(shí)本體〔1〕內(nèi)徑的圓錐面、 墊片〔2〕外徑圓錐面的錐角相對(duì)較小，易于加工，更利于膜片〔3〕的彈性變形。對(duì)于小口徑 的閥門(mén)，因其彈簧的壓力變化小，也可采用將本體〔1〕內(nèi)徑設(shè)計(jì)成圓錐面或?qū)|片〔2〕外徑 設(shè)計(jì)成圓錐面的方式。
權(quán)利要求一種閥門(mén)微誤差膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由本體〔1〕、墊片〔2〕和彈簧組成，其特征在于本體〔1〕的內(nèi)腔設(shè)計(jì)為圓錐體。
2. —種閥門(mén)微誤差膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由本體〔1〕、墊片〔2〕和彈簧組成，其特征在于墊片 〔2〕的外徑設(shè)計(jì)為圓錐體。
3. —種閥門(mén)微誤差膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由本體〔1〕、墊片〔2〕和彈簧組成，其特征在于本體 〔1〕的內(nèi)腔和墊片〔2〕的外徑同時(shí)設(shè)計(jì)為圓錐體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3任意一項(xiàng)所述的閥門(mén)微誤差膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于膜片〔3〕 凹形槽，除有與槽寬相匹配的半圓外，還有高度不小于閥門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程1/2的圓柱面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及對(duì)流體介質(zhì)進(jìn)行控制的膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)，屬于流體控制閥門(mén)領(lǐng)域。彈簧壓力增減與膜片有效工作面積比值的變化因素所引起的控制誤差，目前還沒(méi)有解決的技術(shù)，尤其是大口徑閥門(mén)。針對(duì)膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程時(shí)，彈簧壓力增減所引起的彈簧壓力與膜片有效工作面積比值的變化所引起的控制誤差，提出一種在現(xiàn)有膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上的改進(jìn)方案，使現(xiàn)有膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制精度有一個(gè)空前的提高。將本體內(nèi)徑或墊片外徑設(shè)計(jì)成圓錐面，將本體內(nèi)徑和墊片外徑同時(shí)設(shè)計(jì)成圓錐面，使限制膜片外徑、內(nèi)徑的圓周在執(zhí)行機(jī)構(gòu)全行程中不斷變化并與彈簧壓力的變化成要求比例，實(shí)現(xiàn)控制壓差ΔP為定值。
文檔編號(hào)F16K31/126GK201513619SQ200920153810
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者遲曉光 申請(qǐng)人:河北金橋平衡閥門(mén)有限公司