具有新型結(jié)構(gòu)的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，特別涉及一種具有新結(jié)構(gòu)的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，所述風(fēng)量調(diào)節(jié)閥能夠應(yīng)于實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)中，用于調(diào)節(jié)通風(fēng)柜的面風(fēng)速?gòu)亩姑骘L(fēng)速保持基本恒定的狀態(tài)。
【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)主要是用于捕捉和阻隔有害氣體從而保證實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)人員人身安全的安全保障系統(tǒng)，這就需要對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的主要構(gòu)成部件，即通風(fēng)柜的面風(fēng)速進(jìn)行有效控制，過(guò)高或過(guò)低的面風(fēng)速都是不可接受的，因?yàn)檫^(guò)低的面風(fēng)速無(wú)法有效地捕捉有害氣體，而過(guò)高的面風(fēng)速則會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性和不準(zhǔn)確性，而且也會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)冷、熱空氣過(guò)分被置換進(jìn)而導(dǎo)致能耗大大提高。所述面風(fēng)速是指通風(fēng)柜的試驗(yàn)操作面門(mén)口的風(fēng)速，一般控制在每秒0.5米比較佳。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)主要由多個(gè)通風(fēng)柜并聯(lián)而成，例如圖1中所示的通風(fēng)柜al、a2和a3。所述通風(fēng)柜al、a2和a3具有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)下面以所述通風(fēng)柜al為例子作介紹。所述通風(fēng)柜al中不僅具有用于放置實(shí)驗(yàn)器件的試驗(yàn)臺(tái)而且具有實(shí)驗(yàn)腔alO，在所述實(shí)驗(yàn)腔alO的前側(cè)設(shè)置有操作窗口，在所述操作窗口位置設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)所述操作窗口的開(kāi)啟面積S1的視窗ml。所述通風(fēng)柜al還設(shè)置有與所述實(shí)驗(yàn)腔alO連通的排風(fēng)口，所述排風(fēng)口與排風(fēng)通道B1相連通，在所述排風(fēng)通道B1上設(shè)置有用于控制操作窗口的面風(fēng)速的風(fēng)量控制閥F1。而為了監(jiān)控所述操作窗口的面風(fēng)速，在所述通風(fēng)柜al上還設(shè)置有風(fēng)壓感應(yīng)器，所述風(fēng)壓感應(yīng)器與控制器K1電信號(hào)連接。同樣地，所述通風(fēng)柜(a2、a3)分別連通所述排風(fēng)通道(B2、B3 )，在所述排風(fēng)通道(B2、B3 )上也分別設(shè)置有風(fēng)量控制閥(F2、F3 )。所述排風(fēng)通道(Bl、B2、B3)分別連通到總排風(fēng)通道B。在所述總排風(fēng)通道B上連接有能夠排出所述通風(fēng)柜(al、a2、a3)中空氣的抽風(fēng)機(jī)C。在所述總排風(fēng)通道B上還設(shè)置有用于檢查所述總排風(fēng)通道B風(fēng)量的風(fēng)壓感應(yīng)器J以及用于關(guān)閉或開(kāi)啟所述總排風(fēng)通道B的總閥體F。所述通風(fēng)系統(tǒng)還包括控制器K，所述風(fēng)壓感應(yīng)器J電信號(hào)連接到所述控制器K。需要使用所述通風(fēng)柜al進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，通過(guò)所述控制器K開(kāi)啟總閥體F和啟動(dòng)所述抽風(fēng)機(jī)C，同時(shí)所述控制器K1控制所述風(fēng)量控制閥F1使其具有合適的開(kāi)啟度即能夠使所述通風(fēng)柜al具有合適的面風(fēng)速。
[0004]但在使用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)多種因素導(dǎo)致所述通風(fēng)柜al的面風(fēng)速發(fā)生變化，總的來(lái)說(shuō)可以分為以下兩種情況:第一種，自身干擾因素:在所述視窗ml升高或降低時(shí)，或者其它因素(如人體遮擋所述通風(fēng)柜al的操作窗口)導(dǎo)致所述操作窗口的通風(fēng)面積發(fā)生變化而引起所述通風(fēng)柜al的流量、風(fēng)壓出現(xiàn)變化；第二種，外在干擾因素:在所述視窗ml未發(fā)生位移時(shí)，由于需要啟動(dòng)或關(guān)閉另一個(gè)通風(fēng)柜(a2或a3)時(shí)，為了能夠?yàn)樗鐾L(fēng)柜a2或通風(fēng)柜a3提供適配的風(fēng)量，所述抽風(fēng)機(jī)C會(huì)增大或減少功率而使所述總排風(fēng)通道B內(nèi)的風(fēng)壓發(fā)生變化，而所述總排風(fēng)通道B內(nèi)的風(fēng)壓發(fā)生變化又將干擾到所述通風(fēng)柜al的工作風(fēng)壓和風(fēng)量。如果此時(shí)的所述風(fēng)量控制閥F1不能快速化解掉外界風(fēng)壓變化而引起的變化，就會(huì)使所述通風(fēng)柜al本已穩(wěn)定的面風(fēng)速發(fā)生異常的變化。
[0005]為此，如何設(shè)計(jì)一種風(fēng)量調(diào)節(jié)閥使其能夠通過(guò)自身的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)能夠快速地化解掉風(fēng)壓變化引起的面風(fēng)速的變化是值得本領(lǐng)域技術(shù)人員不斷探索的問(wèn)題。
[0006]目前在所述通風(fēng)系統(tǒng)中主要使用碟閥作為通風(fēng)柜的風(fēng)量控制閥，所述蝶閥不僅能夠關(guān)斷風(fēng)管而且也導(dǎo)通風(fēng)管，但其缺陷是明顯的，首先不僅在于蝶閥的開(kāi)度大小雖然可調(diào)但調(diào)節(jié)精度非常低，更重要的是蝶閥的開(kāi)啟或關(guān)閉需要通過(guò)執(zhí)行器動(dòng)作完成，其響應(yīng)速度過(guò)慢。也有人提出把文丘里閥和碟閥串聯(lián)使用來(lái)疊加它們的優(yōu)點(diǎn)并相互抵消對(duì)方的缺點(diǎn)的技術(shù)方案，但是這種簡(jiǎn)單的組合存在如下明顯的缺陷:
第一個(gè)缺陷是，由于文丘里閥和碟閥一般是由兩個(gè)不同的企業(yè)制造，它們各自具有控制器，由于控制信號(hào)失真、誤差等原因?qū)е滤鼈兊目刂葡到y(tǒng)之間即使予以自動(dòng)地聯(lián)動(dòng)控制，但總體控制精度不高，不能實(shí)現(xiàn)風(fēng)量和風(fēng)壓控制精確匹配；第二個(gè)缺陷是，文丘里閥本身不僅具有安裝浮子的閥腔而且還具有控制所述浮子軸向位置的控制閥腔，也還具有機(jī)械和電氣的控制器從而使文丘里閥本身體積龐大而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且由于文丘里閥和碟閥是兩個(gè)獨(dú)立的控制閥門(mén)，不僅購(gòu)買(mǎi)、組裝成本高，而且組裝結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在這些現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，如何克服它們的缺點(diǎn)而主要利用它們的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題主要包括，一個(gè)方面是，在保留這種組合閥體優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上能夠簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)從而大大降低本發(fā)明閥體的制造成本；另一個(gè)方面是使本發(fā)明的閥體能夠應(yīng)對(duì)不斷變化的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境從而能夠?qū)νL(fēng)柜的面風(fēng)速予以穩(wěn)定的控制。
[0008]鑒于上述技術(shù)目的，本發(fā)明提出一種具有新型結(jié)構(gòu)的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，其特征在于，包括具有閥腔的閥體以及收容在所述閥腔內(nèi)的第一閥芯和第二閥芯，所述閥腔包括在空氣流動(dòng)方向上前后貫通布置的前閥腔和后閥腔，所述第一閥芯布置在所述前閥腔中，所述第二閥芯布置在所述后閥腔中；其中，所述第一閥芯大致呈錐形從而具有錐側(cè)面和錐底面，所述前閥腔具有與所述第一閥芯的錐側(cè)面大致適配的錐形腔面；所述錐底面形成所述第一閥芯的迎風(fēng)面，所述迎風(fēng)面朝向所述閥體的進(jìn)風(fēng)端，在所述前閥腔的中軸線方向上固設(shè)有定位軸，所述第一閥芯沿錐體旋轉(zhuǎn)中軸線方向設(shè)置有錐體孔，所述第一閥芯通過(guò)所述錐體孔套裝在所述定位軸上并且所述第一閥芯結(jié)合著能夠讓所述第一閥芯彈性復(fù)位的復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧套裝在所述定位軸上并且所述復(fù)位彈簧的定位端的位置可調(diào)；所述第二閥芯呈碟片狀并能夠徑向轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在所述后閥腔中，還包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸穿過(guò)所述后閥腔的腔壁連接到所述第二閥芯。
[0009]其中，所述閥腔包括在空氣流動(dòng)方向上前后貫通布置的前閥腔和后閥腔，為此形成所述前閥腔和后閥腔的閥體可以是一體化的閥體，也可以是前后布置的兩個(gè)閥體(前閥體和后閥體)的組合體；在分體的閥體結(jié)構(gòu)中，所述前閥體和后閥體中分別設(shè)置所述第一閥芯和第二閥芯。
[0010]其中，所述錐底面形成所述第一閥芯的迎風(fēng)面，所述迎風(fēng)面朝向所述閥體的進(jìn)風(fēng)端，實(shí)質(zhì)上定義了所述第一閥芯的錐側(cè)面、錐底面在氣流流動(dòng)方向上的位置關(guān)系，所述錐底面形成所述第一閥芯的迎風(fēng)面，而所述錐側(cè)面則形成所述第一閥芯的背風(fēng)面。為此，當(dāng)在所述錐底面和所述錐側(cè)面之間存在正向的風(fēng)壓差，并且所述風(fēng)壓差足夠大的情況下能夠驅(qū)使所述第一閥芯克服所述復(fù)位彈簧的彈力向所述閥體的出風(fēng)端移動(dòng)直至所述風(fēng)壓差與所述復(fù)位彈簧的彈性力相互平衡的位置。而當(dāng)所述風(fēng)壓差消失或減弱的時(shí)候，所述復(fù)位彈簧又能驅(qū)動(dòng)所述第一閥芯向所述閥體的進(jìn)風(fēng)端方向移動(dòng)，直至所述風(fēng)壓差與所述復(fù)位彈簧的彈性力相互平衡的另一個(gè)位置。
[0011]其中，所述前閥腔具有與所述第一閥芯的錐側(cè)面大致適配的錐形腔面，為此，所述前閥腔具有向內(nèi)收窄的區(qū)域，這樣，當(dāng)所述第一閥芯向所述閥體的出風(fēng)端方向(向后方向)移動(dòng)靠近所述收窄區(qū)域時(shí)，所述第一閥芯的錐側(cè)面與所述錐形腔面的配合能夠減少所述第一閥芯與所述閥體之間的第一通風(fēng)間隙，而當(dāng)所述第一閥芯反方向移動(dòng)時(shí)又能夠增大所述第一通風(fēng)間隙。而所述前閥腔的錐形腔面大致適配所述第一閥芯的錐側(cè)面，這樣所述錐形腔面與所述錐側(cè)面之間所形成的所述第一通風(fēng)間隙雖然呈傾斜狀但具有大致平行的通道壁面，氣流在所述第一通風(fēng)間隙中能夠比較穩(wěn)定地流動(dòng)進(jìn)而具有穩(wěn)定的氣壓，減少了所述第一通風(fēng)間隙中的紊流以及由此