變剛度彈簧式恒流閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液壓閥技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種變剛度彈簧式恒流閥。
【背景技術(shù)】
[0002] 在供水、灌裝、空調(diào)等系統(tǒng)中，大量使用恒流量控制閥來維持流量的穩(wěn)定。恒流量 控制閥在國外已經(jīng)有30多年的應(yīng)用歷史，但國內(nèi)尚未大量普及，相關(guān)研究也很少。機械自 力式恒流量控制閥是典型的恒流量控制閥，專門用于需要恒流量控制的流體管網(wǎng)系統(tǒng)。目 前已公布的機械自力式恒流量控制閥構(gòu)造趨于一致，它們的共同缺點是流場復(fù)雜，通流面 積小，流阻大等。
[0003] 隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的發(fā)展，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的變剛度彈簧制造精度越來越高，這也為變 剛度彈簧的進(jìn)一步應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
[0004] 理論基礎(chǔ)：對于普通小螺旋升角的壓縮螺旋彈簧的變形X計算可使用下式
(F彈簧載荷D彈簧中徑η有效圈數(shù)G彈簧材料的切變模量Ip為彈簧材料截 面極慣性矩），則剛度
（d簧絲橫截面直徑）。對于變剛度彈簧可以近似認(rèn)為 是對于給定的普通彈簧的逐段改進(jìn)，改進(jìn)的方法是認(rèn)為非線性彈簧相當(dāng)于多個不同截面、 不同彈簧中徑彈簧的直列組合，根據(jù)直列式組合彈簧的當(dāng)量剛度公式
3.......，η為彈簧的有效圈數(shù)）?？梢源_定任何情況下彈簧的總剛度與新增剛度的關(guān)系， 從而根據(jù)新增剛度來確定需要對有效圈位置彈簧的幾何尺寸作出的該變量。基于這種思 想，可以實現(xiàn)所要的變剛度曲線F = k(x)。
[0005] 彈簧縫隙間的流量公式可用平行板縫隙流量公式近似代替，平行板縫隙流量公式
(q通流量b縫隙的長度δ縫隙的高度μ流體的動力粘度系數(shù)1縫隙的深度 A ρ縫隙進(jìn)出口壓差），設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)λ，
要保障通過彈簧的流量 恒定，只要保證S3Ap恒定即可。當(dāng)流量q確定后，即可畫出Δρ-δ之間的曲線圖。此時， 彈簧負(fù)載
為彈簧的有效圈，F(xiàn)彈簧載荷A載 荷作用有效面積匕彈簧的每一段有效圈數(shù)剛度系數(shù)L每一段有效圈最大高度），1為Δ ρ 和δ變量函數(shù)，通過Δρ-δ的曲線圖上取點，即可確定多個Ic1的大小，從而可以得出該彈 簧的所有1^近似大小，通過k #角定彈簧每一個有效圈數(shù)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，基于此，實現(xiàn)具有恒流 量功能變剛度彈簧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為克服機械自力式恒流量控制閥的缺點，本發(fā)明提供一種變剛度彈簧式恒流閥。
[0007] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種變剛度彈簧式恒流閥，包括閥體和安裝在閥 體內(nèi)的閥芯；所述閥體包括圓筒形的外殼；在所述外殼內(nèi)依次固定有擋環(huán)和固定支撐；所 述閥芯包括固定在固定支撐上的導(dǎo)向桿；所述導(dǎo)向桿穿過擋環(huán)中心并與外殼的軸線重合； 在導(dǎo)向桿上安裝有一個可沿導(dǎo)向桿滑動的擋板；在所述擋板和擋環(huán)之間固定有變剛度彈 簧；所述變剛度彈簧一端與擋板固定，另一端與擋環(huán)固定。
[0008] 其進(jìn)一步是：所述擋板位于擋環(huán)遠(yuǎn)離固定支撐的一側(cè)。
[0009] 所述擋環(huán)是一個中心開有圓孔的圓形板，擋環(huán)周邊與外殼內(nèi)壁固定連接并保證密 封性；擋環(huán)的內(nèi)徑小于變剛度彈簧的直徑。
[0010] 所述擋板是一個圓形板，擋板中心與導(dǎo)向桿中心線重合。
[0011] 所述固定支撐包括多個連接在導(dǎo)向桿端部與外殼內(nèi)壁之間的條形板；多個所述條 形板沿導(dǎo)向桿中心對稱。
[0012] 本發(fā)明是一個由變剛度彈簧控制的恒流量控制閥，當(dāng)一定壓力的流體通過彈簧的 縫隙時，產(chǎn)生壓差，該壓差作用在變剛度彈簧一端的擋板，擋板沿著中心設(shè)置的導(dǎo)向桿移 動，壓縮變剛度彈簧，改變變剛度彈簧的縫隙高度，保證一定的通流量。當(dāng)壓力升高時，作用 在變剛度彈簧一端擋板的壓力也會增大，變剛度彈簧的壓縮量增大，變剛度彈簧的縫隙高 度變小，從而實現(xiàn)流量不發(fā)生變化；當(dāng)壓力降低時，作用在變剛度彈簧一端擋板的壓力也會 減小，變剛度彈簧的壓縮量減小，變剛度彈簧的縫隙高度變大，變剛度彈簧的通流能力也不 會發(fā)生變化，即流量不變。
[0013] 本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單可靠，安裝方便，流場簡單，通流面積大，流阻小等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是圖1階梯剖結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖中：1、閥體；1. 1、外殼；1. 2、擋環(huán)；1. 3、固定支撐；2、閥芯；2. 1、導(dǎo)向桿；2. 2、擋 板；2. 3、變剛度彈簧。
【具體實施方式】
[0017] 以下是本發(fā)明的一個具體實施例，現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018] 如圖1和圖2所示，一種變剛度彈簧式恒流閥，閥體1主要由圓筒形的外殼I. 1以 及依次固定在外殼I. 1內(nèi)的擋環(huán)1. 2和固定支撐1. 3組成。閥芯2包括固定在固定支撐1. 3 上的導(dǎo)向桿2. 1、安裝在導(dǎo)向桿2. 1上可沿導(dǎo)向桿2. 1滑動的擋板2. 2和連接在擋板2. 2和 擋環(huán)1. 2之間變剛度彈簧2. 3。擋環(huán)1. 2是一個中心開有圓孔的圓形板，擋環(huán)1. 2周邊與外 殼I. 1內(nèi)壁固定連接并保證密封性，擋環(huán)1. 2的內(nèi)徑小于變剛度彈簧2. 3的直徑。固定支 撐1. 3包括多個連接在導(dǎo)向桿2. 1端部與外殼I. 1內(nèi)壁之間的條形板，多個條形板沿導(dǎo)向 桿2. 1中心對稱。擋板2. 2是一個圓形板，擋板2. 2位于擋環(huán)1. 2遠(yuǎn)離固定支撐1. 3的一 偵1|，變剛度彈簧2. 3 -端與擋板2. 2固定，另一端與擋環(huán)1. 2固定。擋板2. 2和擋環(huán)1. 2中 心與導(dǎo)向桿2. 1中心線重合，變剛度彈簧2. 3中心線與導(dǎo)向桿2. 1中心線重合，導(dǎo)向桿2. 1 與外殼I. 1的軸線重合。
[0019] 當(dāng)一定壓力的流體通過變剛度彈簧的縫隙時，變剛度彈簧內(nèi)外產(chǎn)生壓差，該壓差 作用在變剛度彈簧一端的擋板2. 2上，擋板2. 2沿著中心設(shè)置的導(dǎo)向桿2. 1移動，壓縮變剛 度彈簧2. 3,改變變剛度彈簧2. 3的縫隙高度，保證一定的通流量。當(dāng)壓力升高時，作用在 變剛度彈簧2. 3 -端擋板2. 2的壓力也會增大，變剛度彈簧2. 3的壓縮量增大，變剛度彈簧 2. 3的縫隙高度變小，從而實現(xiàn)流量不發(fā)生變化；當(dāng)壓力降低時，作用在變剛度彈簧2. 3 - 端擋板2. 2的壓力也會減小，變剛度彈簧2. 3的壓縮量減小，變剛度彈簧2. 3的縫隙高度變 大，變剛度彈簧的通流能力也不會發(fā)生變化，即流量不變。
【主權(quán)項】
1. 一種變剛度彈簧式恒流閥，包括閥體（1)和安裝在閥體（1)內(nèi)的閥芯（2 ); 其特征在于： 所述閥體（1)包括圓筒形的外殼（1. 1);在所述外殼（1. 1)內(nèi)依次固定有擋環(huán)（1.2)和 固定支撐（1. 3); 所述閥芯（2)包括固定在固定支撐（1. 3)上的導(dǎo)向桿（2. 1);所述導(dǎo)向桿（2. 1)穿過擋 環(huán)（1.2)中心并與外殼（1. 1)的軸線重合；在導(dǎo)向桿（2. 1)上安裝有一個可沿導(dǎo)向桿（2. 1) 滑動的擋板（2. 2);在所述擋板（2. 2)和擋環(huán)（1. 2)之間固定有變剛度彈簧（2. 3);所述變剛 度彈簧（2. 3) -端與擋板（2. 2)固定，另一端與擋環(huán)（1. 2)固定。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變剛度彈簧式恒流閥，其特征在于：所述擋板（2. 2)位于擋環(huán) (1. 2)遠(yuǎn)離固定支撐（1. 3)的一側(cè)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變剛度彈簧式恒流閥，其特征在于：所述擋環(huán)（1. 2)是一 個中心開有圓孔的圓形板，擋環(huán)（1. 2)周邊與外殼（1. 1)內(nèi)壁固定連接并保證密封性；擋環(huán) (1. 2)的內(nèi)徑小于變剛度彈簧（2. 3)的直徑。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變剛度彈簧式恒流閥，其特征在于：所述擋板（2. 2)是一個圓 形板，擋板（2. 2)中心與導(dǎo)向桿（2. 1)中心線重合。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變剛度彈簧式恒流閥，其特征在于：所述固定支撐（1. 3)包括 多個連接在導(dǎo)向桿（2. 1)端部與外殼（1. 1)內(nèi)壁之間的條形板；多個所述條形板沿導(dǎo)向桿 (2. 1)中心對稱。
【專利摘要】本發(fā)明公布一種變剛度彈簧式恒流閥，屬于液壓閥技術(shù)領(lǐng)域。包括閥體和安裝在閥體內(nèi)的閥芯；閥體包括圓筒形的外殼；在外殼內(nèi)依次固定有擋環(huán)和固定支撐；閥芯包括固定在固定支撐上的導(dǎo)向桿；導(dǎo)向桿穿過擋環(huán)中心并與外殼的軸線重合；在導(dǎo)向桿上安裝有一個可沿導(dǎo)向桿滑動的擋板；在所述擋板和擋環(huán)之間固定有變剛度彈簧；變剛度彈簧一端與擋板固定，另一端與擋環(huán)固定。當(dāng)一定壓力的流體通過彈簧的縫隙時，產(chǎn)生壓差，該壓差作用在變剛度彈簧一端的擋板，壓縮變剛度彈簧，改變變剛度彈簧的縫隙高度，保證一定的通流量。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單可靠，安裝方便，流場簡單，通流面積大，流阻小等優(yōu)點。
【IPC分類】F16K17/30
【公開號】CN105351585
【申請?zhí)枴緾N201510829458
【發(fā)明人】黎少輝, 湯文成
【申請人】徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月25日