專利名稱：高精度線性液體流量調(diào)節(jié)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸液管線上使用的液體燃料流量調(diào)節(jié)閥，具體說是一種高精度線性液體流量調(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)，閥門的出油量應(yīng)當(dāng)是可控的，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。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。目前國(guó)產(chǎn)的液體燃料調(diào)節(jié)閥普遍存在上述問題，可調(diào)比小，可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高精度線性液體流量調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它有雙閥座的計(jì)量閥，且摒棄了針型閥的結(jié)構(gòu)，其特征是它還有等壓差活門，計(jì)量閥和等壓差活門集成在一個(gè)閥體上組成；等壓差活門包括活塞，活塞的一側(cè)在閥門進(jìn)口與閥門回油口之間的通道上，活塞的另一側(cè)接受閥門出口壓力，活塞兩側(cè)的壓力差驅(qū)動(dòng)活塞的左右移動(dòng)，改變回油口的大小，進(jìn)而改變(計(jì)量閥)閥前壓力，實(shí)現(xiàn)閥門進(jìn)口壓力與閥門出口壓力之差為恒定值。


下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的A-A剖視圖，該圖只保留閥芯和密封環(huán)，其它略去。圖3是圖1的Y向視圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，所說的計(jì)量閥是，在閥體9的通道上設(shè)置閥芯5、兩個(gè)閥座即密封環(huán)8和兩個(gè)彈簧7，閥芯為橫置的圓桶，圓桶口朝向閥門出口 34，即圓桶內(nèi)腔成為閥芯后通道P2的一部分；在圓桶底外側(cè)的圓心固定帶有花鍵的轉(zhuǎn)軸5-1，與閥體上的軸承4內(nèi)套作緊配合， 帶有花鍵的轉(zhuǎn)軸5-1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， 在轉(zhuǎn)軸上安裝指針1，3是軸承蓋，其上可以劃刻度盤，與指針配合用來指示閥芯的旋轉(zhuǎn)角度；在圓桶側(cè)壁上開兩個(gè)閥口 5-2，這兩個(gè)閥口在圓桶轉(zhuǎn)軸兩側(cè)呈對(duì)稱分布，每個(gè)閥口為準(zhǔn)矩形，所說的準(zhǔn)矩形是指閥口的兩端為相同曲率和長(zhǎng)度的圓弧線(參見圖2)；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)密封環(huán)，兩個(gè)彈簧7分別設(shè)置在密封環(huán)和密封蓋6之間、密封環(huán)和密封蓋10之間，使密封環(huán)可靠地壓在閥芯圓桶側(cè)壁外側(cè)上；閥芯前通道Pl在密封環(huán)前分成兩個(gè)支通道，分別通向上下兩個(gè)密封環(huán)。燃料油從閥門進(jìn)口 30入，依次經(jīng)過
3通道P1、密封環(huán)、閥口、通道P2至閥門出口 34。當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，密封環(huán)靜止，閥口在密封環(huán)里的面積隨著閥芯的旋轉(zhuǎn)角行程呈線性變化，調(diào)節(jié)流量。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，與閥門出口壓力無關(guān)。在調(diào)節(jié)閥的實(shí)際使用中，閥芯后通道即閥門出口的壓力是經(jīng)常波動(dòng)的。為保證ΔΡ 為恒定值，本發(fā)明還設(shè)計(jì)了等壓差活門，等壓差活門和計(jì)量閥集成在一個(gè)閥體9上。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(jìn)而改變?chǔ)?，以保持ΔΡ不變。等壓差活門由壓差控制器和控制回油口大小的閥組成；
壓差控制器是，壓差調(diào)節(jié)螺釘21、彈簧22、活塞20、小球11、彈簧座12、彈簧14和彈簧蓋13依次設(shè)置，活塞20設(shè)置在閥芯前腔Pl和閥芯后腔Ρ2之間，小球11、彈簧座12和彈簧 14設(shè)置在中壓腔Rn里；閥芯前腔與閥芯前通道Pl連通，閥芯后腔與閥芯后通道Ρ2連通， 活塞20位于閥芯前腔的一側(cè)呈凹形彈簧座20，閥芯前腔里的彈簧22設(shè)置在壓差調(diào)節(jié)螺釘和活塞彈簧座20之間，活塞20位于閥芯后腔的一側(cè)帶有活塞桿20，在閥芯后腔和中壓腔之間的間壁上有圓孔，活塞桿伸入圓孔，彈簧14設(shè)置在彈簧座12和彈簧蓋13之間，活塞桿頭 20和彈簧座外側(cè)12均呈凹形，小球被夾持在活塞桿20和彈簧座外側(cè)12之間；中壓腔Rii與閥芯前腔Pl之間設(shè)兩段通道，靠近中壓腔Rn段的通道33的直徑小于靠近閥芯前腔Pl段的通道32的直徑，通道33的直徑<圓孔的直徑<小球11的直徑?？刂苹赜涂诖笮〉拈y是，回油口活塞19的一側(cè)是控制腔Pc，該腔里的活塞19呈凹形彈簧座，彈簧17設(shè)置在彈簧蓋18和活塞彈簧座19之間，活塞19的另一側(cè)在閥芯前通道Pl與回油口 31之間的通道上，控制腔Pc與中壓腔Rii連通，活塞19的左右移動(dòng)控制著回油口的大小，回油口 31為三角形(參見圖3)。工作過程是，當(dāng)P2壓力升高時(shí)，活塞20在P2壓力和彈簧14的作用下向左移動(dòng)， 小球11也向左移動(dòng)，堵住圓孔(如圖1所示)，使RiI腔的液體無法通過這個(gè)圓孔流向P2腔， Pm腔只與Pl腔連通，于是Rn壓力會(huì)上升，由于Pc腔與Rn腔相通，于是Pc壓力也會(huì)上升， 活塞19在壓力Pc和彈簧17的作用下向左移動(dòng)，回油口變小，回油流量減少，而閥門進(jìn)口 1 流量是恒定的，于是Pl壓力上升，即Pl隨P2壓力升高而升高；當(dāng)P2壓力下降時(shí)，活塞20 在向右移動(dòng)，小球11也向右移動(dòng)，圓孔打開，Rii腔的液體流向P2腔，且其流速大于Pl腔向 Rii補(bǔ)充的流量，Rii壓力下降，于是Pc壓力也會(huì)下降，活塞19向右移動(dòng)，閥門出口 2變大，回油流量增加，閥門進(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。等壓差活門的這一調(diào)節(jié)過程完全是動(dòng)態(tài)的，且保證了 ΔΡ=常數(shù)。另外，作為燃料調(diào)節(jié)閥希望其流量的調(diào)節(jié)具有慢加快減的效果，以保證動(dòng)力設(shè)備的安全。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，在控制腔Pc與中壓腔Rll之間的通道上設(shè)置了緩沖快泄閥，具體是，帶孔的錐形閥芯16設(shè)置在錐形緩沖腔Pn里，彈簧15設(shè)置在緩沖腔壁和錐形閥芯之間。當(dāng)Rii>PC時(shí)，Rii腔的燃油將經(jīng)過帶孔錐形閥芯16的中心小孔流入Pc腔；反之，當(dāng)RiKPc 時(shí)帶孔錐形閥芯16仍被彈簧15緊壓在殼體上時(shí)，Pc腔的燃油將經(jīng)過帶孔錐形閥芯16的中心小孔流回Rii腔；當(dāng)Rii<<PC時(shí)，且?guī)Э族F形閥芯16克服彈簧15壓力離開殼體時(shí)，Pc腔的燃油將經(jīng)過帶孔錐形閥芯16的中心小孔和閥芯與殼體間的縫隙快速流回至Rii腔，這一設(shè)計(jì)可使旁通閥慢關(guān)快開；另外，旁通閥的三角形窗口也使得Pl壓力的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)慢升快降的目的。通過由流量公式可以看出，Pl壓力調(diào)節(jié)的慢升快降即實(shí)現(xiàn)了流量調(diào)節(jié)的慢加快減的效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
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(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)只需將閥門的進(jìn)口管線拆除，閥芯及其計(jì)量窗口可完全可見，使得閥門的清理維護(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)了閥門的使用壽命，還延長(zhǎng)了閥門的首翻期(閥門首次返廠維修的時(shí)間)。
權(quán)利要求
1.一種高精度線性液體流量調(diào)節(jié)閥，它有計(jì)量閥，其特征是它還有等壓差活門，計(jì)量閥和等壓差活門集成在一個(gè)閥體上組成；等壓差活門包括活塞，活塞一側(cè)的油腔與計(jì)量閥閥芯后通道連通，活塞的另一側(cè)在閥芯前通道與閥門回油口之間的通道上。
2.按照權(quán)利要求1所述的高精度線性液體流量調(diào)節(jié)閥，其特征是所說的計(jì)量閥是，在閥體的通道上設(shè)置閥芯(5)、密封環(huán)(8)和彈簧(7)，閥芯為橫置的圓桶，圓桶口朝向閥門出口(34)，即圓桶內(nèi)腔成為閥芯后通道(P》的一部分；在圓桶底外側(cè)固定帶有花鍵的轉(zhuǎn)軸 (5-1)，與閥體上的軸承內(nèi)套作緊配合，帶有花鍵的轉(zhuǎn)軸(5-1)外端伸出閥體外，與減速機(jī)配合，在轉(zhuǎn)軸上安裝指針(1)；在圓桶側(cè)壁上開兩個(gè)閥口(5-2)，這兩個(gè)閥口在圓桶轉(zhuǎn)軸兩側(cè)呈對(duì)稱分布，每個(gè)閥口為準(zhǔn)矩形，所說的準(zhǔn)矩形是指閥口的兩端為相同曲率和長(zhǎng)度的圓弧線；在每個(gè)閥口的外側(cè)各有一個(gè)密封環(huán)，彈簧(7)設(shè)置在密封環(huán)和密封蓋(6)之間；閥芯前通道(Pl)在密封環(huán)前分成兩個(gè)支通道，分別通向上下兩個(gè)密封環(huán)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的高精度線性液體流量調(diào)節(jié)閥，其特征是等壓差活門由壓差控制器和控制回油口大小的閥組成；壓差控制器是，壓差調(diào)節(jié)螺釘(21)、彈簧(22)、活塞(20)、小球(11)、彈簧座(12)、彈簧(14)和彈簧蓋(1 依次設(shè)置，活塞00)設(shè)置在閥芯前腔(Pl)和閥芯后腔(P》之間， 小球、彈簧座(1 和彈簧(14)設(shè)置在中壓腔(Pm)里；閥芯前腔與閥芯前通道(Pl)連通， 閥芯后腔與閥芯后通道(P2)連通，活塞00)位于閥芯前腔的一側(cè)呈凹形彈簧座OO)，閥芯前腔里的彈簧0 設(shè)置在壓差調(diào)節(jié)螺釘和活塞彈簧座OO)之間，活塞OO)位于閥芯后腔的一側(cè)帶有活塞桿(20)，在閥芯后腔和中壓腔之間的間壁上有圓孔，活塞桿伸入圓孔，彈簧 (14)設(shè)置在彈簧座(12)和彈簧蓋(13)之間，活塞桿頭(20)和彈簧座外側(cè)(12)均呈凹形， 小球被夾持在活塞桿OO)和彈簧座外側(cè)(1 之間；中壓腔(Pm)與閥芯前腔(Pl)之間設(shè)兩段通道，靠近中壓腔Rii段的通道(3 的直徑小于靠近閥芯前腔(Pl)段的通道(32)的直徑，通道(3 的直徑<圓孔的直徑<小球的直徑；控制回油口大小的閥是，回油口活塞(19)的一側(cè)是控制腔(Pc)，該腔里的活塞(19) 呈凹形彈簧座，彈簧(17)設(shè)置在彈簧蓋(18)和活塞彈簧座(19)之間，活塞(19)的另一側(cè)在閥芯前通道(Pl)與回油口(31)之間的通道上，控制腔(Pc)與中壓腔(Pm)連通，回油口 (31)為三角形。
4.按照權(quán)利要求3所述的高精度線性液體流量調(diào)節(jié)閥，其特征是在控制腔(Pc)與中壓腔(Pm)之間的通道上設(shè)置了緩沖快泄閥，具體是，帶孔的錐形閥芯(16)設(shè)置在錐形緩沖腔(Pn)里，彈簧(1 設(shè)置在緩沖腔壁和錐形閥芯之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高精度線性液體流量調(diào)節(jié)閥，所要解決的問題是目前在調(diào)節(jié)閥的使用場(chǎng)合中，閥后壓力是經(jīng)常波動(dòng)的，導(dǎo)致出油量波動(dòng)。本發(fā)明的要點(diǎn)是它有計(jì)量閥和等壓差活門，計(jì)量閥和等壓差活門集成在一個(gè)閥體上組成；等壓差活門包括活塞，活塞一側(cè)的油腔與計(jì)量閥閥芯后通道連通，活塞的另一側(cè)在閥芯前通道與閥門回油口之間的通道上。本發(fā)明的有益效果是流量與閥芯的角行程呈線性關(guān)系，與閥門出口壓力無關(guān)，滿足調(diào)節(jié)閥的要求；其次，流量的調(diào)節(jié)具有慢加快減的效果，保證了動(dòng)力設(shè)備的安全。
文檔編號(hào)F16K17/22GK102252117SQ20111019664
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者姚偉華, 姚德生, 肖印波 申請(qǐng)人:沈陽冠能燃?xì)廨啓C(jī)科技有限公司