CN101241371A - 一种高精度宽流量范围的稳流型流量调节器 - Google Patents

一种高精度宽流量范围的稳流型流量调节器 Download PDF

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本发明涉及一种高精度宽流量范围的稳流型流量调节器，包括壳体、入口、出口以及设置在壳体外的电机以及由左至右依次设置在壳体内的流量调节装置、转级装置和流量稳定装置。本发明解决了现有流量调节器无法同时满足调节精度高、调节范围宽、流量稳定的系统要求的技术问题。本发明具有转级功能，可满足液体控制系统设计的要求；可以在主级工况下进行流量调节；可以稳定各种状态下的设计流量，流量变化不超过±4％；流量调节器出口最大压力允许60MPa(绝对值)。

Description

一种高精度宽流量范围的稳流型流量调节器
技术领域
本发明涉及一种流量调节器，尤其涉及一种稳流型流量调节器。
背景技术
在现代航空、航天、石化、能源、动力等领域多组元液体控制系统中，需要对其中的一种组元进行精确调节，以满足整个液体控制系统工作的精度和调节的有效性，控制液体流量的稳定可以通过流量调节器这一调节元件实现。但是，当液体控制系统不仅要求调节元件在液体控制系统工作时入口、出口压力大幅度变化情况下调节精度高，而且要求流量调节的范围要宽，且能在各种工况下均确保流量的稳定输出，普通的流量调节器无法满足系统要求。
发明内容
本发明目的是提供一种高精度宽流量范围的稳流型流量调节器，其解决了背景技术流量调节器无法同时满足调节精度高、调节范围宽、流量稳定的系统要求的技术问题。
本发明的技术解决方案是：
一种高精度宽流量范围的稳流型流量调节器，包括壳体4、设置在壳体4左端的入口12、设置在壳体4右端的出口34，其特征在于：所述流量调节器包括设置在壳体4外的电机14以及由左至右依次设置在壳体4内的流量调节装置10、转级装置20、流量稳定装置30，所述流量调节装置10内设置有入口腔11、齿套13，所述转级装置20内设置有中间腔32、阀芯21、主级活塞22和中间通道25，所述流量稳定装置30内设置有出口腔35、稳定活塞37、滑阀31和导向座36；所述入口12、入口腔11、中间腔32、出口腔35、出口34依次相连构成液体通道；所述主级活塞22的左腔为液腔，其通过主级控制口23与控制系统相连，所述主级活塞22的右腔与排放口24相连，其内设置有力反馈机构；所述中间通道25设置在阀芯21和导向座36内，其一端与入口腔11相连，其另一端与稳定活塞37的左腔相连；所述稳定活塞37的右腔内设置有调节弹簧38；所述齿套13和阀芯21间设置有间隙，作为液体从入口腔11流向中间腔32的通道，所述电机14与齿套13相连，用于调节齿套13与阀芯21的相对位置，所述主级活塞22与阀芯21固连，用于调节阀芯21与齿套13和导向座36的相对位置；所述中间腔32和出口腔35之间设置有遮盖口33，作为液体从中间腔32流向出口腔35的通道，所述稳定活塞37与滑阀31固连，用于调节滑阀31和遮盖口33的相对位置。
上述主级活塞22右腔内的力反馈机构是与中间腔相连通的腔体。
上述主级活塞22右腔内的力反馈机构还可以是设置在密封腔体内的转级弹簧26。
上述主级活塞22右腔内的力反馈机构还可以是与中间腔相连通的腔体以及设置在腔体内的转级弹簧26。
本发明具有如下优点：
1、具有转级功能，满足液体控制系统设计的要求。本发明设置起动、主级两个工况，采用阀芯位移结构使流量调节器满足液体控制系统实现从起动到主级两种工况转换的需求；
2、可以在主级工况下进行流量调节。本发明采用齿轮、齿套结构使流通节流面积根据工况进行调节，在主级工况下流量可在2.65～6.89kg/s范围内调节，满足大范围变工况要求；
3、可以稳定各种状态下的设计流量。本发明采用稳定装置确保流量在高压且压力大幅度变化的各种工况下输出稳定且精度高，流量变化不超过±4％。
4、工作压力高。本发明流量调节器出口最大压力允许60MPa(绝对值)。
附图说明
图1为本发明原理示意图；
图2为本发明结构示意图；
其中：10-流量调节装置，11-入口腔，12-入口，13-齿套，14-电机，20-转级装置，21-阀芯，22-主级活塞，23-主级控制口，24-排放口，25-中间通道，26-转级弹簧，30-流量稳定装置，31-滑阀，32-中间腔，33-遮盖口，34-出口，35-出口腔，36-导向座，37-稳定活塞，38-调节弹簧，4-壳体，8-节流圈A，9-节流圈B。
具体实施方式
本发明流量调节器主要包括壳体4，壳体4左端设置一个入口12，右端设置一个出口34，壳体4外设置有电机14，壳体4内由左至右依次设置有入口腔11、齿套13、阀芯21、主级活塞22、导向座36、中间通道25、稳定活塞37、滑阀31、中间腔32、出口腔35，主级活塞22的左腔为液腔，且和主级控制口23相连，右腔和排放口24相连，其为液腔，还可为内装转级弹簧26，亦可为液腔加转级弹簧26；入口腔11的一端和入口12相连，另一端和中间腔32相连，入口腔11的另一端同时通过阀芯21和导向座36内的中间通道25和稳定活塞37的左腔相连，稳定活塞的右腔内装调节弹簧38，以满足压力大幅度变化的各种工况下流量输出稳定；电机14可调节齿套13与阀芯21的左端部进行相对平移，用于改变齿套13与阀芯21间的流通面积；主级活塞22通过主级控制口23和排放口24内压力差的变化带动阀芯21相对齿套13和导向座36进行相对平移，用于改变齿套13与阀芯21间的流通面积；遮盖口33设置在中间腔32和出口腔35之间，作为液体从中间腔32流向出口腔35的通道；稳定活塞37通过敏感中间通道25和中间腔32内液体的压差与调节弹簧38的力相比较，带动滑阀31进行相对平移，用于改变滑阀31对遮盖口33的遮盖面积，从而改变中间腔32的压力，保证阀芯21前的入口腔11和中间腔32的压力之间维持一恒定压力差。
其中入口腔11、电机14、齿套13和入口腔11构成流量调节装置10；阀芯21、主级活塞22、转级弹簧26构成转级装置20；中间通道25、导向座36、稳定活塞37、滑阀31、中间腔32、出口腔35构成流量稳定装置30。
本发明的具体工作过程为：液体控制系统工作前流量调节器处于起动流量状态，此时齿套13与阀芯21间流通面积最小，保证起动时液体可通过。液体控制系统完成起动后，给主级控制口23通压，压迫主级活塞22带动阀芯21向右移动，将齿套13与阀芯21间流通面积加大，使通过的液体流量加大至主级流量。在主级工况下，通过电机14调整齿套13的前后位置，改变与阀芯21间的节流面积，从而改变流量，实现变工况目的。在齿套13与阀芯21间节流面积变或不变的过程中，流量稳定装置30的稳定活塞37通过敏感入口腔11和中间腔32的压力差与调节弹簧38的力相比较往返移动，带动滑阀31改变遮盖口33的遮盖面积使其对齿套13与阀芯21间节流处的压差变化作出补偿，维持压差基本恒定，保证流量稳定。
本发明原理：本发明针对现代航空、航天、石化、能源、动力等领域多组元液体控制系统，用流量调节器精确调节和稳定其中一种组元的流量，从而实现稳定和调节液体控制系统中的组元混合比例，达到稳定和调整液体控制系统的作用。在高压且压力大幅度变化的各种工况下流量稳定且精度高。如图1所示，本发明流量调节器可以看为两个串联的节流圈(孔板)，调整流量调节器的齿套13实际上是确定了节流圈A的流通面积，近似认为确定了节流圈A的流阻系数，而节流圈B的流通面积在工作过程中要随流量调节器两端压降变化而变化的，当流量调节器压降增大时，在压差反馈信号和调节弹簧38的弹力共同作用下节流圈B的流通面积变小，压降增大，替节流圈A消耗掉额外压降；反之，节流圈B流通面积增大，释放出一部分压降，这样在节流圈B的调节下，节流圈A的压降始终维持在一定的水平。

Claims (4)

1、一种高精度宽流量范围的稳流型流量调节器，包括壳体(4)、设置在壳体(4)左端的入口(12)、设置在壳体(4)右端的出口(34)，其特征在于：所述流量调节器包括设置在壳体(4)外的电机(14)以及由左至右依次设置在壳体(4)内的流量调节装置(10)、转级装置(20)、流量稳定装置(30)，所述流量调节装置(10)内设置有入口腔(11)、齿套(13)，所述转级装置(20)内设置有中间腔(32)、阀芯(21)、主级活塞(22)和中间通道(25)，所述流量稳定装置(30)内设置有出口腔(35)、稳定活塞(37)、滑阀(31)和导向座(36)；所述入口(12)、入口腔(11)、中间腔(32)、出口腔(35)、出口(34)依次相连构成液体通道；所述主级活塞(22)的左腔为液腔，其通过主级控制口(23)与控制系统相连，所述主级活塞(22)的右腔与排放口(24)相连，其内设置有力反馈机构；所述中间通道(25)设置在阀芯(21)和导向座(36)内，其一端与入口腔(11)相连，其另一端与稳定活塞(37)的左腔相连；所述稳定活塞(37)的右腔内设置有调节弹簧(38)；所述齿套(13)和阀芯(21)间设置有间隙，作为液体从入口腔(11)流向中间腔(32)的通道，所述电机(14)与齿套(13)相连，用于调节齿套(13)与阀芯(21)的相对位置，所述主级活塞(22)与阀芯(21)固连，用于调节阀芯(21)与齿套(13)和导向座(36)的相对位置；所述中间腔(32)和出口腔(35)之间设置有遮盖口(33)，作为液体从中间腔(32)流向出口腔(35)的通道，所述稳定活塞(37)与滑阀(31)固连，用于调节滑阀(31)和遮盖口(33)的相对位置。
2、根据权利要求1所述的高精度宽流量范围的稳流型流量调节器，其特征在于：所述主级活塞(22)右腔内的力反馈机构是与中间腔相连通的腔体。
3、根据权利要求1所述的高精度宽流量范围的稳流型流量调节器，其特征在于：所述主级活塞(22)右腔内的力反馈机构是设置在密封腔体内的转级弹簧(26)。
4、根据权利要求1所述的高精度宽流量范围的稳流型流量调节器，其特征在于：所述主级活塞(22)右腔内的力反馈机构包括与中间腔相连通的腔体以及设置在腔体内的转级弹簧(26)。
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