本發(fā)明屬于流體機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種對(duì)包含小顆粒固體的兩相流體大流量精確控制的裝置。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在供熱、供氣、供油等行業(yè)中，經(jīng)常采用流量控制閥對(duì)流體流量精確控制。流量控制閥一般是在保證壓差的情況下，改變節(jié)流口的面積，來(lái)實(shí)現(xiàn)控制流量的目的。在改變節(jié)流口面積大小的時(shí)候，其形狀由圓形變?yōu)槠渌愋涡螤?，有的在流道中部還有閥芯，這些結(jié)構(gòu)使得流體流線不連續(xù)，壓損較大，量程內(nèi)線性度較差，如果流體為包含小顆粒固體的兩相流體，在控制閥的截留口的直角位置和閥芯位置，磨損比較嚴(yán)重，使得控制閥壽命較低，同時(shí)磨損后精度下降。

因此，對(duì)于包含小顆粒固體的兩相流體大流量的精確控制，提出了一種對(duì)包含小顆粒固體的兩相流體大流量精確控制的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種兩相流體大流量精確控制的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)合理、緊湊，能夠溫壓補(bǔ)償，始終能夠保證節(jié)流口為圓形，壓損小，對(duì)液體中的固體雜不敏感，使用壽命長(zhǎng)。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種兩相流體大流量精確控制裝置，包括反饋調(diào)節(jié)裝置、流量調(diào)節(jié)裝置和箱體；所述流量調(diào)節(jié)裝置安裝在箱體內(nèi)部；所述反饋調(diào)節(jié)裝置通過(guò)絲杠與流量調(diào)節(jié)裝置相連接；

所述反饋調(diào)節(jié)裝置包括傳動(dòng)器和絲杠；所述傳動(dòng)器為圓筒形；所述傳動(dòng)器內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有長(zhǎng)方形槽；所述長(zhǎng)方形槽內(nèi)安裝有自鎖彈簧；所述絲杠穿過(guò)自鎖彈簧并延伸出傳動(dòng)器；所述絲杠上延伸出傳動(dòng)器端開(kāi)設(shè)有螺紋；所述螺紋與六角螺母螺紋相連接；所述六角螺母通過(guò)螺釘與流量調(diào)節(jié)裝置中的腔體凸臺(tái)相連接；

所述流量調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置和閥芯；

所述調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置包括手柄、錐齒輪、大錐齒輪、滑塊和第一彈簧；所述手柄通過(guò)鍵與錐齒輪的軸連接；所述錐齒輪的軸安裝在箱體內(nèi)部，所述錐齒輪與大錐齒輪相嚙合；所述大錐齒輪置于箱體內(nèi)部底面上；所述大錐齒輪上端面上開(kāi)設(shè)有矩形螺旋導(dǎo)軌；所述矩形螺旋導(dǎo)軌與滑塊底端面配合；所述滑塊上端面上開(kāi)設(shè)有矩形槽；所述矩形槽內(nèi)安裝有第一彈簧；

所述閥芯包括伸縮塊、腔體和第二彈簧；所述伸縮塊為圓弧形；所述伸縮塊豎直端面上設(shè)置有數(shù)個(gè)圓柱凸臺(tái)；所述圓柱凸臺(tái)上均安裝有第二彈簧；所述第二彈簧置于腔體開(kāi)設(shè)的槽內(nèi)；所述腔體下端設(shè)置有凸起的正方形塊；所述正方形塊的左右兩側(cè)面上設(shè)置有圓柱凸臺(tái)；所述圓柱凸臺(tái)上安裝有第一彈簧；所述圓柱凸臺(tái)安裝在滑塊上開(kāi)設(shè)的矩形槽內(nèi)；所述腔體外側(cè)壁上均設(shè)有置有腔體凸臺(tái)。

進(jìn)一步的，所述伸縮塊、腔體和第二彈簧組成120°的圓弧結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述伸縮塊、腔體和第二彈簧組成的圓弧結(jié)構(gòu)為三組。

進(jìn)一步的，所述腔體上設(shè)置有蓋板。

進(jìn)一步的，所述圓柱凸臺(tái)個(gè)數(shù)為三個(gè)。

進(jìn)一步的，所述箱體包括上端蓋、下箱體、密封墊和螺栓；所述上端蓋和下箱體通過(guò)螺栓進(jìn)行連接，所述上端蓋和下箱體之間設(shè)置有密封墊。

進(jìn)一步的，所述長(zhǎng)方形槽長(zhǎng)度是傳動(dòng)器長(zhǎng)度的1/3；所述自鎖彈簧的兩端分別卡在長(zhǎng)方形槽內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述自鎖彈簧通過(guò)傳動(dòng)器端蓋密封在傳動(dòng)器內(nèi)。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、緊湊，能夠溫壓補(bǔ)償，始終能夠保證節(jié)流口為圓形，壓損小，對(duì)液體中的固體雜不敏感，使用壽命長(zhǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的局部剖視圖；

圖2為本發(fā)明反饋調(diào)節(jié)裝置和流量調(diào)節(jié)裝置的爆炸圖；

圖3為本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖4為本發(fā)明的俯視圖；

圖5為圖4中C-C位置的旋轉(zhuǎn)剖面圖；

圖6為圖5的局部放大圖；

圖7為本發(fā)明的半剖視圖；

圖8為傳動(dòng)器放大圖；

圖9為圖8中傳動(dòng)器內(nèi)部爆炸圖。

附圖標(biāo)記如下：

1-反饋調(diào)節(jié)裝置、2-流量調(diào)節(jié)裝置、3-箱體、101-傳動(dòng)器、102-長(zhǎng)方形槽、103-自鎖彈簧、104-傳動(dòng)器端蓋、105-端蓋螺釘、106-絲杠、107-螺紋、108-六角螺母、109-銷(xiāo)釘、110-螺釘、201-矩形螺旋導(dǎo)軌、202-大錐齒輪、203-密封圈、204-滑塊、205-第一彈簧、206-第一彈簧孔、207-正方形塊、208-第二彈簧的孔、209-腔體、210-蓋板、211-蓋板螺釘、212-腔體凸臺(tái)、213- 第二彈簧、214-伸縮塊、215-圓柱凸臺(tái)、216-鍵、217-手柄、218-錐齒輪、219-矩形槽、301-螺栓、302-上端蓋、303-密封圈、304-螺母、305-流體入口、306-下箱體、307-流體出口。

具體實(shí)施方式

為對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)行描述：

結(jié)合附圖1，一種兩相流體大流量精確控制裝置，包括反饋調(diào)節(jié)裝置1、流量調(diào)節(jié)裝置2、箱體3三大部分，流量調(diào)節(jié)裝置2安裝在箱體3內(nèi)部；反饋調(diào)節(jié)裝置1通過(guò)絲杠106與流量調(diào)節(jié)裝置2相連接；

結(jié)合附圖6、7和圖8，反饋調(diào)節(jié)裝置1包括傳動(dòng)器101、自鎖彈簧103、絲杠106、、六角螺母108、銷(xiāo)釘109、螺釘110。傳動(dòng)器101與絲杠106同軸，絲杠106穿過(guò)傳動(dòng)器101和自鎖彈簧103，傳動(dòng)器101內(nèi)開(kāi)有長(zhǎng)方形槽102；自鎖彈簧103的兩端放置在長(zhǎng)方形槽102中，絲杠106與自鎖彈簧103之間有摩擦，但它們之間仍可以相對(duì)滑動(dòng)；絲杠106的前端有螺紋107，螺紋107與六角螺母108配合；六角螺母108與腔體凸臺(tái)212通過(guò)螺釘110連接。絲杠106的前端有銷(xiāo)釘109，銷(xiāo)釘109在腔體凸臺(tái)212的內(nèi)部，防止與套筒脫離。

結(jié)合附圖2和3、4、5和9，流量調(diào)節(jié)裝置2包括調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置和閥芯。調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置包括手柄217、鍵216、錐齒輪218、大錐齒輪202、密封圈203、滑塊204和第一彈簧205。

手柄217通過(guò)鍵216與錐齒輪218的軸相連；錐齒輪218和大錐齒輪202相嚙合；大錐齒輪202和下箱體306的底部用密封圈203進(jìn)行密封；大錐齒輪202通過(guò)矩形螺旋導(dǎo)軌201與滑塊204相連；滑塊204的弧度為60°，滑塊204與第一彈簧205相連，滑塊204的上表面內(nèi)開(kāi)有矩形槽219，矩形槽219內(nèi)開(kāi)有第一彈簧孔206；通過(guò)第一彈簧205把滑塊204和腔體209相連接。

結(jié)合附圖5，閥芯是由伸縮塊214、腔體209、蓋板210、參數(shù)相同的第二彈簧213組成，伸縮塊214、腔體209、蓋板210、第二彈簧213配合成120°的組合體，所以閥芯是由三個(gè)相同的組合體相互嵌入組成；伸縮塊214為圓弧形，末端有并排的三個(gè)腔體凸臺(tái)212，用于安裝第二彈簧213，腔體209為60°圓弧，上面有放蓋板210的槽，蓋板210與腔體209外殼用螺釘211相連接，下面有凸起的正方形塊207，凸起的正方形塊207沿腔體直徑方向的表面分別有圓柱凸臺(tái)215，用于和第一彈簧205連接。所述的閥芯進(jìn)口的截面為面積可以變化的圓，腔體209內(nèi)置有性能參數(shù)相同的第二彈簧213。

箱體3，包括上端蓋302、下箱體306、密封墊303和螺栓301。上端蓋302和下箱體306通過(guò)螺栓301進(jìn)行連接，上端蓋302和下箱體306之間是密封墊303，它在箱體與上端蓋之間的作用是防止流體泄露。上端蓋302設(shè)有流體入口305；箱體下面有流體出口307。

工作過(guò)程：

設(shè)定流量：當(dāng)流體從入口305進(jìn)入時(shí)，經(jīng)過(guò)閥芯，通過(guò)搖動(dòng)手柄217帶動(dòng)錐齒輪218轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪218帶動(dòng)箱體內(nèi)的大錐齒輪202旋轉(zhuǎn)；由于大錐齒輪202的上端面內(nèi)有矩形螺旋導(dǎo)軌201，滑塊204與矩形螺旋導(dǎo)軌201的配合，進(jìn)行傳遞運(yùn)動(dòng)，滑塊204上表面中間開(kāi)有矩形槽219，矩形槽219內(nèi)沿圓心方向側(cè)面開(kāi)有第一彈簧孔206；當(dāng)大錐齒輪202轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)矩形螺旋導(dǎo)軌201同時(shí)帶動(dòng)三個(gè)滑塊204，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K204的徑向移動(dòng)。

滑塊204上表面中間開(kāi)有矩形槽219，矩形槽219槽內(nèi)沿圓心方向側(cè)面開(kāi)有第一彈簧孔206；第一彈簧孔206里面放置有第一彈簧205，第一彈簧205與閥芯底部的正方形塊207相連接。閥芯包括三個(gè)相同部分的組合體，其中有兩個(gè)帶有反饋調(diào)節(jié)裝置1，各通過(guò)螺母108與絲杠106)相連；組合體是包括圓弧形的腔體209、第二彈簧213、圓弧形的蓋板210和與圓弧形腔體相配合的伸縮塊214，蓋板210通過(guò)螺釘211將其密封。這樣的三部分組合體首尾相互嵌入組成閥芯，當(dāng)與大錐齒輪202導(dǎo)軌相配合的滑塊204徑向移動(dòng)時(shí)，滑塊204內(nèi)的第一彈簧205發(fā)生變形；由于受力需要平衡，所以在第一彈簧205的作用下分別帶動(dòng)三個(gè)閥芯徑向運(yùn)動(dòng)；閥芯的徑向運(yùn)動(dòng)會(huì)使其腔體內(nèi)的伸縮塊214在內(nèi)部第二彈簧213的作用下沿圓周方向發(fā)生伸縮，從而相互嵌入的三個(gè)相同的圓弧形組合體沿圓周方向發(fā)生伸縮，進(jìn)而改變閥芯開(kāi)口面積的大小。根據(jù)設(shè)定流量，得到確定的節(jié)流口面積。

流量補(bǔ)償：當(dāng)流體的流量調(diào)節(jié)到一個(gè)設(shè)定值時(shí)，如果流體壓力或溫度發(fā)生變化，流體流量即需要補(bǔ)償；安裝在流體入口305的壓力傳感器或溫度傳感器監(jiān)測(cè)流體的壓力和溫度，如果壓力和溫度發(fā)生變化，相應(yīng)信號(hào)傳到微控制處理器，微控制處理器經(jīng)過(guò)計(jì)算，實(shí)施溫壓補(bǔ)償，此信號(hào)通過(guò)傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)反饋調(diào)節(jié)裝置1，調(diào)整閥芯節(jié)流口面積，得出補(bǔ)償后的閥芯開(kāi)口面積大小；傳動(dòng)裝置帶動(dòng)傳動(dòng)器101，傳動(dòng)器101的長(zhǎng)方形槽102內(nèi)有自鎖彈簧103，自鎖彈簧103的兩端處于長(zhǎng)方形槽102內(nèi)，自鎖彈簧103和絲杠106的外壁有輕微的摩擦，絲杠106穿過(guò)自鎖彈簧103、傳動(dòng)器101，且同軸，絲杠106的前端有螺紋107與六角螺母108配合；傳動(dòng)器101不轉(zhuǎn)時(shí)，自鎖彈簧103與絲杠106雖然有摩擦，但可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，絲杠106能沿閥芯直徑方向來(lái)回移動(dòng)。傳動(dòng)器101左轉(zhuǎn)，作用于自鎖彈簧103的一端,自鎖彈簧103外徑縮小，卡住絲杠106，帶動(dòng)絲杠106左轉(zhuǎn)；傳動(dòng)器101右轉(zhuǎn)，作用于自鎖彈簧103的另一端，自鎖彈簧103外徑縮小，卡住絲杠106，帶動(dòng)絲杠106右轉(zhuǎn)。

絲杠106通過(guò)螺釘110、六角螺母108、銷(xiāo)釘109與閥芯相連接。絲杠106發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)螺母108，將絲杠106的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽?08的徑向移動(dòng)。螺母108通過(guò)銷(xiāo)釘109帶動(dòng)閥芯的一個(gè)組合體徑向移動(dòng)，使其腔體內(nèi)的伸縮塊214在內(nèi)部第二彈簧213的作用下沿圓周方向發(fā)生伸縮，從而相互嵌入的三個(gè)相同的圓弧形組合體沿圓周方向發(fā)生伸縮，進(jìn)而調(diào)整閥芯開(kāi)口面積的大小，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。

當(dāng)設(shè)定流量，調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)閥芯，改變節(jié)流口面積時(shí)，傳動(dòng)器101不轉(zhuǎn)動(dòng)。絲杠106與自鎖彈簧103之間有間隙，摩擦系數(shù)很小，它們之間可以相對(duì)滑動(dòng)。這時(shí)，組合體可以帶動(dòng)六角螺母108和絲杠106徑向移動(dòng)，不受自鎖彈簧103的影響。

當(dāng)流量補(bǔ)償時(shí)，設(shè)定流量已經(jīng)確定，調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置在固定位置，閥芯在確定開(kāi)口，這時(shí)流量補(bǔ)償，傳動(dòng)器101轉(zhuǎn)動(dòng)，自鎖彈簧103鎖住絲杠106并隨傳動(dòng)器101一起轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)六角螺母108帶動(dòng)組合體徑向移動(dòng)。組合體是通過(guò)第一彈簧205與滑塊204彈性連接，可以相對(duì)滑塊204移動(dòng)，從而改變節(jié)流口面積，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。