一種高壓差調(diào)節(jié)閥和壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及高壓差調(diào)節(jié)閥和壓力調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種高壓差調(diào)節(jié)閥和壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓差調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)液體的壓力，與普通截止閥、調(diào)節(jié)閥相比減壓比和壓降更大。目前高壓差調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)幾乎都是采用多級降壓原理，主要有多級籠套式、多級迷宮式、多級螺旋槽式、多級階梯式、多級疊板式等方式。采用多級降壓原理防止高壓差下液體的空化和氣體的沖蝕，大大提高了高壓差調(diào)節(jié)閥的防空化和防沖蝕能力以及密封性能，振動和噪聲大為降低。但采用這些方式在需要進行高靈敏度調(diào)節(jié)的時候尚有不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種新的高壓差調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)方式，采用此種結(jié)構(gòu)的閥在實現(xiàn)高壓差調(diào)節(jié)的前提下，可以實現(xiàn)高靈敏度的壓力調(diào)節(jié)，并且提出一種壓力調(diào)節(jié)方法以及實現(xiàn)其方法的系統(tǒng)。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:一種高壓差調(diào)節(jié)閥，包括閥芯、閥座和閥體，閥體設(shè)置有依次連通的入口、腔體和出口，閥芯和閥座安裝在閥體所設(shè)置的腔體中，閥座設(shè)置有通流孔，閥體入口與閥座通流孔相通，閥芯活動安裝在閥座上，通過閥芯的移動來密封或打開通流孔，其特征在于，閥芯與閥座之間采用錐形面密封，設(shè)閥座通流孔的直徑為d，所述錐形面密封面軸向橫截面的角度A滿足以下條件:12° <A<17°，橫截面高度H滿足以下條件:0.8d 彡 H 彡 1.5cL
[0005]采用以上結(jié)構(gòu)的高壓差調(diào)節(jié)閥通過控制閥芯來控制壓力，調(diào)節(jié)時，閥芯上移，閥芯和閥座之間形成縫隙，液體從縫隙流過，縫隙對液體有節(jié)流效應(yīng)，不同尺寸的節(jié)流效果不同，控制閥芯上移的幅度，可以影響縫隙的尺寸，從而影響流入和流出液體的壓差；錐形面密封面軸向橫截面的角度A小于或等于17°，橫截面高度H大于或等于0.8倍的閥座通流孔的直徑d。閥芯與閥座采用這種尺寸關(guān)系配合可以得到較高的控制靈敏度，同時比較小的角度的流道接受液體沖擊面積小，當液體中帶有較多雜質(zhì)時對閥密封面的損傷較小，有利于提高閥的壽命。錐形面密封面軸向橫截面的角度A太小，會導(dǎo)致閥芯與閥座密封面粘滯力太大，閥不易打開，因此所述錐形面密封面軸向橫截面的角度A大于或等于12°。流道太長不便于閥的制作，同時也會導(dǎo)致閥芯與閥座密封面粘滯力太大，因此所述錐形面密封面軸向橫截面高度H小于或等于1.5倍的閥座通流孔的直徑d。
[0006]在閥的工作時，液體流過縫隙過程中壓力的變化會造成氣相和液相的轉(zhuǎn)換，從而造成了汽蝕，汽蝕會對閥芯和閥座造成破壞，從而影響使用效果和使用壽命。為了減少或消除這個情況，在閥座上方還設(shè)置了閥套，所述閥套設(shè)置有一端與閥座上的通流孔相通、另一端與閥體上的液體出口相通的通道，所述通道的高度B應(yīng)大于或等于0.5d。
[0007]為便于調(diào)節(jié)，對本實用新型的高壓差調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)作了進一步改進，其特征在于:通道的高度B小于或等于1.5d。
[0008]使用時，在本實用新型的高壓差調(diào)節(jié)閥的閥體上安裝執(zhí)行部件，執(zhí)行部件的執(zhí)行機構(gòu)與閥芯連接或抵壓住閥芯，控制閥芯、閥座的開度。所述執(zhí)行部件是用以控制閥芯上下移動的部件的統(tǒng)稱，在實際使用時，執(zhí)行部件可以是氣缸、液壓缸、電動執(zhí)行機構(gòu)、馬達等多種形式。
[0009]采用本實用新型的高壓差調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行時，入口的液體對閥芯有向上的力，力量的大小與液體的壓力P相關(guān)，而液體的壓力又和閥芯、閥座的開度相關(guān)，因此可通過控制執(zhí)行部件施加給閥芯的力來控制液體壓力P。其實施步驟為:
[0010](I)設(shè)定所需要的液體壓力Pk ；
[0011](2)檢測入口的液體壓力P，如果P>Pk，減小施加給閥芯的力，閥芯上移，閥芯、閥座的開度增大，從而降低P ;如果P〈Pk，增加施加給閥芯的力，閥芯下移，閥芯、閥座的開度減小，從而提尚P ；
[0012](3)反復(fù)執(zhí)行步驟(I)和步驟(2)，直至P=Pk。
[0013]用于實現(xiàn)以上控制方法的控制系統(tǒng)是，由高壓差調(diào)節(jié)閥、壓力變送器、比較運算部件、控制器以及連接各個部件的電路、管路組成，在高壓差調(diào)節(jié)閥的入口處連接壓力變送器的壓力輸入端，壓力變送器的輸出端與比較運算部件的一個信號輸入端相連，比較運算部件的另一個信號輸入端輸入設(shè)定壓力值信號，比較運算部件的輸入端與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端連接高壓差調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行部件。壓力變送器檢測閥入口的液體壓力P，將其變成比較運算部件識別的信號后輸入比較運算部件，比較運算部件將其與設(shè)定的液體壓力值進行比較，比較所得的差值引入控制器，控制器計算后，得出所需要施加給閥芯的力，控制執(zhí)行部件施加給閥芯的力來控制閥芯的移動。所述比較運算部件是比較P和PkdA行“P-Pk”運算、并將其差值輸出的器件，實際使用時可以有多種形式，如PLC等。所述控制器在實際應(yīng)用時有多種實現(xiàn)形式，如:PID控制器、比例控制器等等。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的高壓差調(diào)節(jié)閥的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2至圖5是圖1中的高壓差調(diào)節(jié)閥局部結(jié)構(gòu)放大圖。圖2至圖5表示高壓差調(diào)節(jié)閥在閥芯不同高度下的狀態(tài)。
[0016]圖6是本實用新型的高壓差調(diào)節(jié)閥另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖7是采用本實用新型的高壓差調(diào)節(jié)閥所搭建的壓力控制系統(tǒng)的原理圖。
【具體實施方式】
[0018]實施方式I。
[0019]圖1是本實用新型的高壓差調(diào)節(jié)閥的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中閥座1、閥芯2、閥套3安裝在閥體4中，閥體4的液體入口與閥座I的通流孔5相通，閥套3安裝在閥座I上方，閥套3上設(shè)置的通流孔6 —端與閥座I上的通流孔5相通，另一端與閥體4上的液體出口相通；閥芯2與閥套3活動連接，可上下滑動，閥芯末端的錐形面與閥座I上的錐形面配合，兩者接觸時，形成密封。氣缸7作為執(zhí)行部件安裝在閥體4上部，氣缸7的缸桿伸入閥體4內(nèi)部，抵壓住閥芯2。
[0020]圖2至圖5表示高壓差調(diào)節(jié)閥在閥芯不同高度下的狀態(tài)。圖2中，高壓差調(diào)節(jié)閥的閥芯2和閥座I的錐形面貼合，流入的液體無法經(jīng)過通道流出。
[0021]圖3中，閥芯2上移，閥芯2和閥座I脫離接觸，閥芯2的外錐形面與閥座2的內(nèi)錐形面之間形成縫隙，液體從縫隙流過，縫隙對液體有節(jié)流效應(yīng)，從而降低了壓力。
[0022]圖4中，閥芯2繼續(xù)上移，縫隙增大，液體流量加大，降壓效應(yīng)增大。
[0023]圖5中，閥芯2的下端面離開閥座，此時由閥芯2與閥套3上的通道進行節(jié)流。
[0024]如圖2，閥座I上設(shè)置的通流孔5的橫截面的直徑是d，所述錐形面軸向橫截面的角度A滿足以下條件:12° SAS 17°。在液體帶雜質(zhì)的情況下，較小的角度對液體的導(dǎo)向作用明顯，對密封面的沖擊較小，有助于提高壽命。
[0025]如圖3，當閥芯2向上移動Δ H時，對應(yīng)的閥芯2的外錐形面與閥座2的內(nèi)錐形面之間形成的縫隙寬度為Ad，Δ d=tan (Α/2) ΔΗ，因此控制Δ H的大小可以控制縫隙的寬度，進而控制節(jié)流效果。
[0026]當Α=17