專(zhuān)利名稱(chēng)：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(shí)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(shuō)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(guó)內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)等大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上使用一種液體燃料調(diào)節(jié)(計(jì)量)閥， 該調(diào)節(jié)閥的基本要求是，不論閥后壓力如何波動(dòng)，閥門(mén)的出油量應(yīng)當(dāng)是可控的，且初始流量越小越好。所說(shuō)的可控是指閥門(mén)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(shuō)的初始流量是指在閥門(mén)開(kāi)度為0% (即閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài))時(shí)，從閥門(mén)進(jìn)口泄漏到閥門(mén)出口的液體流量。在上述調(diào)節(jié)閥的使用場(chǎng)合中，閥后壓力是經(jīng)常波動(dòng)的，導(dǎo)致出油量波動(dòng)，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(wèn)題，其次，幾乎所有的精確計(jì)量液體流量的流量計(jì)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(jì)量窗口全部關(guān)閉。有些應(yīng)用場(chǎng)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(wèn)題，本實(shí)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(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它有計(jì)量閥和等壓差活門(mén)，等壓差活門(mén)和計(jì)量閥共用一個(gè)閥體集成為一體；所說(shuō)的計(jì)量閥為雙閥座的計(jì)量閥，即一個(gè)閥芯M和兩個(gè)閥座2設(shè)置在閥的通道上；閥芯為橫置的圓桶，圓桶口對(duì)著閥進(jìn)口或叫進(jìn)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(dòng)裝置如減速機(jī)配合，在圓桶側(cè)壁上開(kāi)兩個(gè)閥口 W，也是計(jì)量窗口，這兩個(gè)閥口在圓桶轉(zhuǎn)軸兩側(cè)呈對(duì)稱(chēng)分布；在每個(gè)閥口的外側(cè)各有一個(gè)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(gè)通道各自連一個(gè)閥座內(nèi)腔；所說(shuō)的等壓差活門(mén)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(dòng)桿12之間，作為PO腔和PCl腔之間通孔的閥瓣；差壓傳動(dòng)桿依次穿過(guò)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(dòng)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(guò)各自的通道與計(jì)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(gè)空間，在兩個(gè)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(duì)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(jì)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(shí)，閥芯的流量計(jì)量窗口在可磨蝕閥座密封環(huán)的內(nèi)空中可見(jiàn)的開(kāi)口(稱(chēng)為計(jì)量口)面積將隨之改變，液體燃料由閥前腔或進(jìn)口 Pl經(jīng)該計(jì)量口流至閥后腔或出口 P2，實(shí)現(xiàn)液體燃料流量的調(diào)節(jié)。等壓差活門(mén)是為滿足P1-P2=常數(shù)的條件設(shè)計(jì)的，它可以隨時(shí)根據(jù)閥門(mén)出口壓力P2來(lái)調(diào)節(jié)旁通口(回油口)的大小(即調(diào)節(jié)回油流量)，進(jìn)而改變閥門(mén)進(jìn)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(lái)自計(jì)量閥的計(jì)量窗口，如果計(jì)量窗口完全關(guān)閉，則閥門(mén)的初始流量只取決于計(jì)量閥的閥芯與閥座間的密封能力，因此，閥門(mén)可具有極低的初始流量(理論上為零)。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。


圖1是本實(shí)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(shí)施方式
圖1中的左半部分為計(jì)量閥，所說(shuō)的計(jì)量閥為雙閥座的計(jì)量閥，即一個(gè)閥芯M和兩個(gè)閥座2設(shè)置在閥的通道上；參見(jiàn)圖2，閥芯為橫置的圓桶，圓桶口對(duì)著閥進(jìn)口或叫進(jìn)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(dòng)裝置如減速機(jī)配合，傳遞供閥芯旋轉(zhuǎn)的扭矩，在圓桶側(cè)壁上開(kāi)兩個(gè)閥口 W，也是計(jì)量窗口，這兩個(gè)閥口在圓桶轉(zhuǎn)軸兩側(cè)呈對(duì)稱(chēng)分布；在每個(gè)閥口的外側(cè)(也就是圓桶側(cè)壁外側(cè))各有一個(gè)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(bǔ)償閥芯和閥座因磨損產(chǎn)生的縫隙，同時(shí)還能摩擦計(jì)量窗口，起到自潔作用；參見(jiàn)
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(gè)通道各自連一個(gè)閥座內(nèi)腔。液體燃料進(jìn)入進(jìn)口腔P1，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)，閥口對(duì)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(shí)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后的兩個(gè)閥口進(jìn)入兩個(gè)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(jìn)一步，F(xiàn)與閥芯5的角行程呈線性關(guān)系，與閥門(mén)出口壓力無(wú)關(guān)。在調(diào)節(jié)閥的實(shí)際使用中，閥芯后通道即閥門(mén)出口的壓力是經(jīng)常波動(dòng)的。為保證Δ P 為恒定值，本實(shí)用新型還設(shè)計(jì)了等壓差活門(mén)，等壓差活門(mén)和計(jì)量閥集成在一個(gè)閥體1上，即使用公共的閥體1。等壓差活門(mén)根據(jù)閥門(mén)出口壓力Ρ2的變化來(lái)調(diào)節(jié)回油口的大小，進(jìn)而改變P1，以保持ΔΡ不變。
圖1中的右半部分為等壓差活門(mén)，等壓差活門(mén)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(jiàn)
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(dòng)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(dòng)，推動(dòng)小球堵塞或離開(kāi)PCl腔與PO腔間通孔；差壓傳動(dòng)桿12依次穿過(guò)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(dòng)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(guò)各自的通道與計(jì)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(gè)空間，在兩個(gè)空間的間壁17上有通孔16 ；緩沖快泄閥是(參見(jiàn)
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(duì)著；旁通閥是(參見(jiàn)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(dòng)，改變著回油口的大小。工作過(guò)程是當(dāng)閥門(mén)出口壓力P2壓力升高時(shí)，差壓傳動(dòng)桿12在P2壓力和第三彈簧14的作用下向上移動(dòng)，小球10也向上移動(dòng)，堵住PCl腔與PO腔間的小孔，使PCl腔的液體無(wú)法通過(guò)這個(gè)小孔流向PO腔(各PO腔通過(guò)通道41連通)，而Pl腔的高壓液體經(jīng)差壓傳動(dòng)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(huì)上升，由于PCl腔、 PC2腔和PC腔依次相通，于是PC壓力也會(huì)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(dòng)，回油口 Wl關(guān)小，回油流量減少，而閥門(mén)進(jìn)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(mén)出口壓力P2壓力下降時(shí)， 差壓傳動(dòng)桿12向下移動(dòng)，小球10也向下移動(dòng)，PCl腔與PO腔間的小孔打開(kāi)，PCl腔的液體流向PO腔，且其流速大于Pl腔經(jīng)差壓傳動(dòng)桿12與差壓膜盒殼體11間的縫隙向PCl補(bǔ)充的流量，PCl壓力下降，于是PC壓力也會(huì)下降，凹形閥芯34向左(圖4為向上)移動(dòng)，回油口 Wl開(kāi)打，回油流量增加，閥門(mén)進(jìn)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(mén)的這一調(diào)節(jié)過(guò)程完全是動(dòng)態(tài)的，保證了 ΔΡ=常數(shù)。更重要的是，通過(guò)巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得在閥門(mén)正常工作的任何時(shí)刻閥門(mén)出口(即P2腔)在整個(gè)等壓差活門(mén)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(lái)自計(jì)量閥的計(jì)量窗口，如果計(jì)量窗口完全關(guān)閉，則閥門(mén)的初始流量只取決于計(jì)量閥的閥芯與閥座間的密封能力，因此，閥門(mén)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(mén)設(shè)計(jì)，使得閥門(mén)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(diǎn)。閥芯的行程短(<90°，通常為60°)，容易實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)(高達(dá)600°/s)。另外，在閥門(mén)工作的全行程范圍內(nèi)，閥芯與閥座始終保持接觸，因此對(duì)計(jì)量窗口有很好的自潔作用。補(bǔ)償彈簧的設(shè)計(jì)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(mén)的使用壽命。在管路中的閥門(mén)只需拆開(kāi)閥門(mén)進(jìn)口端蓋，閥門(mén)的計(jì)量窗口和旁通閥即完全可見(jiàn)，閥門(mén)維護(hù)簡(jiǎn)潔方便。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1、等壓差活門(mén)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(mén)出口壓力無(wú)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(dòng)力設(shè)備的安全。3、可調(diào)比大于100，在小流量區(qū)域可實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)。4、由于彈簧的作用令閥座時(shí)刻靠緊閥芯，當(dāng)閥芯旋轉(zhuǎn)時(shí)因摩擦使得閥門(mén)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(hù)時(shí)只需拆開(kāi)閥門(mén)進(jìn)口端蓋，閥芯及其計(jì)量窗口可完全可見(jiàn)，使得閥門(mén)的清理維護(hù)非常容易方便。6、當(dāng)閥芯、閥座磨損時(shí)，設(shè)置的彈簧可起到補(bǔ)償作用，不但延長(zhǎng)了閥門(mén)的使用壽命，還延長(zhǎng)了閥門(mén)的首翻期(閥門(mén)首次返廠維修的時(shí)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(jì)量閥和等壓差活門(mén)，等壓差活門(mén)和計(jì)量閥共用一個(gè)閥體(1)集成為一體；所說(shuō)的計(jì)量閥為雙閥座的計(jì)量閥，即一個(gè)閥芯04)和兩個(gè)閥座( 設(shè)置在閥的通道上；閥芯為橫置的圓桶，圓桶口對(duì)著閥進(jìn)口或叫進(jìn)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(dòng)裝置如減速機(jī)配合，在圓桶側(cè)壁上開(kāi)兩個(gè)閥口(W)，也是計(jì)量窗口，這兩個(gè)閥口在圓桶轉(zhuǎn)軸兩側(cè)呈對(duì)稱(chēng)分布；在每個(gè)閥口的外側(cè)各有一個(gè)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(gè)通道各自連一個(gè)閥座內(nèi)腔；所說(shuō)的等壓差活門(mén)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(dòng)桿(1 之間，作為PO腔和PCl腔之間通孔的閥瓣；差壓傳動(dòng)桿依次穿過(guò)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(dòng)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(guò)各自的通道與計(jì)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(gè)空間，在兩個(gè)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(duì)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(zhuān)利摘要本實(shí)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(wèn)題是目前在調(diào)節(jié)閥的使用場(chǎng)合中，閥后壓力是經(jīng)常波動(dòng)的，導(dǎo)致出油量波動(dòng)，且初始流量大。本實(shí)用新型的要點(diǎn)是它由計(jì)量閥和等壓差活門(mén)集成在一個(gè)閥體上組成；計(jì)量閥采用旋轉(zhuǎn)閥芯的角行程調(diào)節(jié)方式；等壓差活門(mén)根據(jù)閥門(mén)出口壓力來(lái)調(diào)節(jié)回油口的大小，進(jìn)而改變閥門(mén)進(jìn)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(jì)量窗口完全關(guān)閉，則閥門(mén)的初始流量只取決于計(jì)量閥的閥芯與閥座間的密封能力，因此，閥門(mén)可具有極低的初始流量。
文檔編號(hào)F16K17/22GK202140642SQ20112023715
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)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(qǐng)人:沈陽(yáng)冠能燃?xì)廨啓C(jī)科技有限公司