一種小型流體流量控制閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于流體機(jī)械領(lǐng)域，涉及流量控制閥，具體涉及一種小型流體流量控制閥。
【背景技術(shù)】
[0002] 石化、地礦等行業(yè)的野外作業(yè)以及軍隊野外訓(xùn)練等，經(jīng)常需要數(shù)天甚至數(shù)十天時 間，涉及在北方地區(qū)冬季野外宿營的取暖問題，因此一般會攜帶取暖設(shè)備，如火爐、小型鍋 爐或者其他非電力驅(qū)動取暖設(shè)備。野外取暖用設(shè)備一般采用固體和液體燃料，固體燃料主 要是木柴、焦炭和煤炭等，其中木柴由于發(fā)熱量低，燃燒時間短，取暖人員需要不斷添加，焦 炭和煤炭雖然發(fā)熱量高，燃燒時間長，但是攜帶不方便，此外在封閉空間內(nèi)使用固體燃料容 易引起一氧化碳中毒，為了防止意外，需要派人員夜間值守。液體燃料主要是汽油、柴油、煤 油以及乙醇等，具有發(fā)熱量大，燃燒穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但是需要控制液體燃料穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入取 暖設(shè)備，確保液體燃料穩(wěn)定燃燒，同時防止進(jìn)入取暖設(shè)備的燃料過多而導(dǎo)致的燃料無法不 充分燃燒而冒黑煙，燃料外溢引起火災(zāi)等情況發(fā)生。
[0003] 為了方便攜帶，野外取暖設(shè)備一般體積較小，同時需要供暖的面積小，因此野外取 暖設(shè)備發(fā)熱量小，持續(xù)進(jìn)入取暖設(shè)備燃料的流量非常小，此外野外環(huán)境情況復(fù)雜，宿營地點(diǎn) 涉及高原和平原地區(qū)，海拔和環(huán)境溫度差異大，這就要求燃料控制閥具備較寬的流量調(diào)節(jié) 范圍，同時其流量調(diào)節(jié)特性受海拔影響小。
[0004] 綜上所述，用于野外燃料取暖設(shè)備的燃料控制閥需要具備一下幾個要求。第一，小 流量、寬范圍的調(diào)節(jié)能力；第二，受海拔和燃料存儲容器安裝位置影響小；第三，具備防護(hù) 功能，防止燃料外溢引起火災(zāi)，防止燃料進(jìn)入過多或過少導(dǎo)致燃料燃燒不充分而冒黑煙或 提供熱量無法滿足取暖要求。
[0005] -般的閥門很難滿足其要求，例如針閥為了滿足取暖設(shè)備的小流量與寬范圍的調(diào) 節(jié)能力，與針閥閥針配合的閥體上的孔口直徑非常小，液體燃料內(nèi)的雜質(zhì)很容易造成堵塞， 從而導(dǎo)致針閥失去調(diào)節(jié)流量的功能。野外取暖時，燃料存儲容器一般高于取暖設(shè)備，實(shí)現(xiàn)燃 料自動從容器流入取暖設(shè)備中，針閥串聯(lián)在供油管上，由于海拔不同地區(qū)的重力加速度有 一定差異，受到供油管的燃料液柱影響，針閥的流量調(diào)節(jié)特性發(fā)生變化，影響使用者依據(jù)針 閥外部顯示的刻度調(diào)節(jié)取暖設(shè)備的供熱量，同樣燃料存儲容器的安裝位置也影響針閥的流 量調(diào)節(jié)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種小型流體流量控制閥， 解決現(xiàn)有的流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)范圍與孔口開口之間的矛盾，現(xiàn)有流量閥調(diào)節(jié)曲線受海拔影 響大以及為了實(shí)現(xiàn)流量按照預(yù)定調(diào)節(jié)曲線可調(diào)導(dǎo)致流量調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本高的 技術(shù)問題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0008] 一種小型流體流量控制閥，包括閥套，閥套內(nèi)安裝有閥桿，閥套安裝在帶有閥蓋的 閥體內(nèi)；
[0009] 所述的閥套的側(cè)壁上沿著軸向加工有貫通閥套側(cè)壁的狹縫閥孔；
[0010] 所述的閥桿伸入閥套內(nèi)的端面上加工有調(diào)節(jié)面；
[0011] 閥桿相對閥套轉(zhuǎn)動，使得調(diào)節(jié)面的外邊線與狹縫閥孔形成的流通面發(fā)生改變，實(shí) 現(xiàn)流量控制。
[0012] 本發(fā)明還具有如下區(qū)別技術(shù)特征：
[0013] 進(jìn)一步地，所述的調(diào)節(jié)面的外邊線使得流量與閥桿的轉(zhuǎn)動角度之間呈線性關(guān)系。
[0014] 優(yōu)選的，所述的調(diào)節(jié)面為二維切割加工面，所述的調(diào)節(jié)面的外邊線關(guān)于 X〇y平面 對稱，外邊線上的任意一點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y)滿足如下函數(shù)：
[0015]
[0016]其中：
[0017] xOy坐標(biāo)系的y軸為閥桿的中心軸線，y軸的正方向?yàn)檫h(yuǎn)離調(diào)節(jié)面的方向；x軸經(jīng) 過調(diào)節(jié)面上在y軸上的投影最遠(yuǎn)離y軸正方向的點(diǎn)，x軸的正方向使得調(diào)節(jié)面落在x軸上 的點(diǎn)遠(yuǎn)離x軸的正方向；
[0018] R一一閥桿插入閥套內(nèi)部分的半徑，m;
[0019] K 流量系數(shù)，取值范圍為〇? 4~0?8,可通過實(shí)驗(yàn)確定；
[0020] W--狹縫閥孔寬度，m ;
[0021]AP--閥前后壓差，Pa;
[0022] poll--流體密度，kg/m3;
[0023]W一一調(diào)節(jié)旋鈕的旋轉(zhuǎn)角度，度；
[0024]q--閥的流量調(diào)節(jié)曲線或調(diào)節(jié)特性，沴=廠(妒），為線性函數(shù)，m3/s。
[0025] 優(yōu)選的，所述的調(diào)節(jié)面為三維加工面，所述的調(diào)節(jié)面的外邊線上的任意一點(diǎn)的坐 標(biāo)（x，y，z)滿足如下函數(shù)：
[0026]
[0027]其中：
[0028] xOyz坐標(biāo)系的y軸為閥桿的中心軸線，y軸的正方向?yàn)檫h(yuǎn)離調(diào)節(jié)面的方向；x軸經(jīng) 過調(diào)節(jié)面上在y軸上的投影最遠(yuǎn)離y軸正方向的點(diǎn)，x軸的正方向使得調(diào)節(jié)面落在x軸上 的點(diǎn)遠(yuǎn)離X軸的正方向；z軸為經(jīng)過x軸與y軸的交叉原點(diǎn)0并且垂直于xOy平面的軸，z 軸的正方向?yàn)闈M足右手規(guī)則的方向；
[0029] R一一閥桿插入閥套內(nèi)部分的半徑，m;
[0030] K 流量系數(shù)，取值范圍為0.4~0.8,可通過實(shí)驗(yàn)確定；
[0031] W--狹縫閥孔寬度，m;
[0032] Ap閥如后壓差，Pa;
[0033] poll--流體密度，kg/m3;
[0034] V一一調(diào)節(jié)旋鈕的旋轉(zhuǎn)角度，度；
[0035]q--閥的流量調(diào)節(jié)曲線或調(diào)節(jié)特性，4 ，為線性函數(shù)，m3/s。
[0036] 進(jìn)一步地，所述的閥桿伸出閥套外的端部上安裝有調(diào)節(jié)旋鈕。
[0037] 更進(jìn)一步地，所述的閥桿的軸向位置通過調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0038] 具體的，所述的閥套外壁上加工有環(huán)槽，環(huán)槽上安裝有彈簧擋圈，閥套上套有以彈 簧擋圈為支撐的墊片；
[0039] 所述的閥桿伸入閥體內(nèi)的側(cè)壁上固結(jié)有軸肩，閥套和閥桿之間安裝有彈簧，彈簧 的一端頂在墊片上，彈簧的另一端頂在軸肩上；
[0040] 閥蓋上安裝有調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)節(jié)螺桿的端部頂在軸肩上。
[0041] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益的技術(shù)效果是：
[0042] 本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)閥的閥桿和閥套之間通過轉(zhuǎn)動方式調(diào)節(jié)流量，不通過軸向的相 對運(yùn)動調(diào)節(jié)流量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)流量與轉(zhuǎn)動角度的線性調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)閥桿在軸 向的初始位置來調(diào)節(jié)初始流量，調(diào)節(jié)范圍寬度大。
[0043] 本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)閥的流量調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)簡單，通過二維的切割加工形成的調(diào)節(jié) 面與狹縫閥孔即可實(shí)現(xiàn)流量線性調(diào)節(jié)，加工成本低，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，易于工業(yè)推廣。
[0044] 本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)閥能夠控制與調(diào)節(jié)進(jìn)入取暖設(shè)備的液體燃料流量，實(shí)現(xiàn)不同地 域環(huán)境下取暖設(shè)備長時間正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止取暖設(shè)備內(nèi)燃料外溢引起火災(zāi)，實(shí)現(xiàn)夜間無需專 人值守，同時使取暖設(shè)備具備在較寬供熱量范圍內(nèi)任意可調(diào)，受海拔高度影響小，滿足復(fù)雜 野外環(huán)境下宿營取暖的需要。
【附圖說明】
[0045] 圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0046] 圖2是閥套的正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047] 圖3是閥套的左剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048] 圖4是調(diào)節(jié)面為二維切割加工面的閥桿整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049] 圖5是調(diào)節(jié)面為二維切割加工面的閥桿正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050] 圖6是調(diào)節(jié)面為二維切割加工面的函數(shù)模型圖。
[0051] 圖7是調(diào)節(jié)面為二維切割加工面的調(diào)節(jié)旋鈕面板示意圖。
[0052] 圖8是調(diào)節(jié)面為三維加工面的閥桿整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0053] 圖9是調(diào)節(jié)面為三維加工面的閥桿正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0054] 圖10是調(diào)節(jié)面為三維加工面的函數(shù)模型圖。
[0055] 圖11是調(diào)節(jié)面為三維加工面的調(diào)節(jié)旋鈕面板示意圖。
[0056] 圖12是實(shí)施例1中不同檔位下通過流量閥的流量圖。
[0057] 圖13是實(shí)施例2中不同檔位下通過流量閥的流量圖。
[0058] 圖14是實(shí)施例3中不同檔位下通過流量閥的流量圖。
[0059] 圖中各個標(biāo)號的含義為：1-閥體，2-閥蓋，3-閥套，4-閥桿，5-狹縫閥孔，6-調(diào)節(jié) 面，（6-1)-二維切割加工面，（6-2)-三維加工面，7-調(diào)節(jié)旋鈕，8-調(diào)節(jié)螺桿，9-環(huán)槽，10-彈 簧擋圈，11-墊片，12-軸肩，13-彈簧。
[0060] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
【具體實(shí)施方式】
[0061] 遵從上述技術(shù)方案，以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，需要說明的是本發(fā)明并不局 限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范 圍。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0062] 實(shí)施例1 :
[0063] 本實(shí)施例給出一種小型流體流量控制閥，如圖1至圖3所示，包括帶有閥蓋2的閥 體1，閥體1內(nèi)安裝有閥套3,閥套3內(nèi)安裝有閥桿4,所述的閥套4的側(cè)壁上沿著軸向加工 有貫通閥套4側(cè)壁的狹縫閥孔5 ;
[0064] 所述的閥桿4伸入閥套3內(nèi)的端面上加工有調(diào)節(jié)面6 ;
[0065] 閥桿4相對閥套3轉(zhuǎn)動，使得調(diào)節(jié)面6的外邊線與狹縫閥孔5形成的流通面發(fā)生 改變，實(shí)現(xiàn)流量控制。
[0066]調(diào)節(jié)面6的外邊線使得流量與閥桿4的轉(zhuǎn)動角度之間呈線性關(guān)系，以保證流量能 夠平穩(wěn)可控調(diào)節(jié)。
[0067] 閥桿4伸出閥套3外的端部上安裝有調(diào)節(jié)旋鈕7,便于旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，根據(jù)不同的需要 設(shè)計不同的調(diào)節(jié)旋鈕7,調(diào)節(jié)旋鈕7上的檔位均勻等分設(shè)置。
[0068] 本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)閥的閥桿和閥套之間通過轉(zhuǎn)動方式調(diào)節(jié)流量，不通過軸向的相 對運(yùn)動調(diào)節(jié)流量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)流量與轉(zhuǎn)動角度的線性調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)閥桿在軸 向的初始位置來調(diào)節(jié)初始流量，調(diào)節(jié)范圍寬度大。
[0069] 本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)閥的流量調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)簡單，通過二維的切割加工形成的調(diào)節(jié) 面與狹縫閥孔即可實(shí)現(xiàn)流量線性調(diào)節(jié)，加工成本低，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，易于工業(yè)推廣。
[0070] 閥桿4的軸向位置通過調(diào)節(jié)螺桿8進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥桿4在軸向的初始位置來調(diào) 節(jié)初始流量，使得調(diào)節(jié)范圍寬度增大，適用的工況更廣泛。
[0071] 具體的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為：所述的閥套3外壁上加工有環(huán)槽9,環(huán)槽9上安裝有彈簧擋圈 10,閥套3上套有以彈簧擋圈10為支撐的墊片11 ;
[0072] 所述的閥桿4伸入閥體1內(nèi)的側(cè)壁上固結(jié)有軸肩12,閥套3和閥桿4之間安裝有 彈簧13,彈簧13的一端頂在墊片11上，彈簧13的另一端頂在軸肩12上；
[0073] 閥蓋2上安裝有調(diào)節(jié)螺桿8,調(diào)節(jié)螺桿8的端部頂在軸肩12上。
[0074] 控制閥使用中，旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋鈕至"開"位置，液體燃料從存儲容器中進(jìn)入控制閥閥 體1的內(nèi)腔，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕7帶動閥桿4 一起旋轉(zhuǎn)，閥桿4下端部的調(diào)節(jié)面6相對于狹縫閥 孔5的位置改變，從而改變流通面，控制燃料流量，調(diào)節(jié)旋鈕7上的檔位越高，流量越大。調(diào) 整調(diào)節(jié)螺桿8伸出閥蓋2的長度，可以改變控制閥可調(diào)的最小和最大流量。停止使用控制 閥時