CN101832423A - 气流冲击保护节流阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气流冲击保护节流阀，所述的节流阀含有阀盖、阀体、节流膜片和密封垫。阀盖内腔为渐开阀腔形状，节流膜片上设置有中心孔和数个偏心孔。阀盖与阀体之间设置有节流膜片和环状密封垫，节流膜片与阀盖和阀体之间为间隙配合，密封垫被压紧设置在阀盖与阀体之间的外缘部分。阀体上端与节流膜片配合的贴合面设置为凹形面；在阀盖上设置有进气口，在阀体上设置有出气口。本发明的气流冲击保护节流阀，在受到突发流量冲击时，可自动减小通流面积。本发明的结构简单，造价低，节流效果好，应用广泛。
Description
技术领域
本发明属于流体输送系统中的控制部件领域，具体涉及一种气流冲击保护节流阀。
背景技术
在气动系统中，节流阀是一种常用的控制元件，通过启封件改变通路截面积以调节流量、压力，结构形式也纷繁复杂。其中绝大多数可调式节流阀具有一定的流量控制调节范围，但一旦设定，在使用过程中，节流面积不再发生变化，流量随流体压力的变化而大小波动。特别是，在气缸元件中，突增的气压容易产生机械冲击，对系统产生影响。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种气流冲击保护节流阀，既能控制突发的气流冲击造成的压力波动，又能在正常工作情况下保持气路通畅。
本发明的气流冲击保护节流阀，含有阀盖、阀体、节流膜片、密封垫。所述的阀盖内腔为渐开阀腔形状，所述的节流膜片上设置有中心孔，在节流膜片中心孔的周围设置有数个偏心孔。所述阀盖与阀体之间设置有节流膜片和环状密封垫，节流膜片与阀盖和阀体之间为间隙配合，密封垫被压紧设置在阀盖与阀体之间的外缘部分，阀盖与阀体通过拧紧螺钉固定连接。阀体上端与节流膜片配合的贴合面设置为凹形面；在阀盖上设置有进气口，在阀体上设置有出气口。所述的进气口、出气口、节流膜片的中心孔为同轴心设置。
所述的节流膜片的半径大于阀盖渐开阀腔腔底的半径。
所述的节流膜片的半径大于阀体上端的凹形面的半径。
所述的节流膜片材料采用不锈钢、铜合金、铝合金等任一种。
所述的节流膜片上开设的偏心孔的孔数大于2，且为对称设置。
所述的阀体上端的凹形面轮廓满足膜片周边固支状态下受特定均布载荷产生的挠度方程，挠度方程式为：x＝-k(r2-y2)2，其中，k为凹形面的深度参数，r为凹形面的作用区域参数。
本发明中，阀盖内腔为渐开阀腔形状保证节流膜片可以受到气流的全面作用。节流膜片与阀盖和阀体之间为间隙配合，使得节流膜片更容易变形。为实现功能需要，节流膜片的半径需大于阀盖渐开腔腔底和阀体上端的凹形面的半径。节流膜片需为弹性较好的金属材料，可以是不锈钢膜片、铜合金膜片、铝合金膜片等。为保证阀体与节流膜片贴合后对节流膜片上偏心孔的封堵效果，阀体上端的凹形面轮廓应满足膜片周边固支状态下受特定均布载荷产生的挠度方程。
本发明的节流阀设置在气路通道当中，当受到气流冲击时，节流膜片发生一定的弹性变形。在节流膜片下游，阀体的凹面可以堵住膜片上的偏心孔，从而达到减小通流面积的目的，控制气流冲击的作用。当气流平稳，压差降低后，节流膜片恢复原来位置，中心孔和偏心孔全部打开，保证气路通畅。
本发明中，通过改变节流孔中心孔径大小，可以调整节流阀的节流效果。通过对节流膜片的受压面积与刚度参数的匹配设计，可以调整节流阀起作用的压差阈值。其中，使用矩形膜片可以明显降低节流膜片的刚度。通过改变节流膜片上孔的分布、孔径，以及阀体凹面的深度，可以调整不节流状态的通流面积。
通过选择设计材料和设计参数，本发明的结构也可以应用到液体管路当中。
本发明的气流冲击保护节流阀，在受到突发流量冲击时，可自动减小通流面积。本发明的结构简单、造价低，节流效果好，应用范围广。
附图说明
图1为本发明的气流冲击保护节流阀结构示意图。
图2为本发明的气流冲击保护节流阀在受气流冲击时的工作状态图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的具体描述。
实施例
图1中，本发明的气流冲击保护节流阀，主要包括阀盖2、阀体5、节流膜片3、密封垫4。阀盖2内腔为渐开阀腔形状保证节流膜片3可以受到气流的全面作用。节流膜片3上设置有中心孔31，在节流膜片3上中心孔31的周围设置有偏心孔32，本实施例中，共设置四个偏心孔且为对称设置。阀盖2与阀体5之间设置有节流膜片3和环状密封垫4，节流膜片3与阀盖2和阀体5之间为间隙配合，使得节流膜片3更容易变形。密封垫4被压紧设置在阀盖2与阀体5之间的外缘部分，阀盖2与阀体5通过拧紧螺钉固定连接。阀体5上端与节流膜片3配合的贴合面设置为凹形面7。在阀盖2上设置有进气口1，在阀体5上设置出气口6。所述进气口1、出气口6和节流膜片3的中心孔31为同轴心设置。节流膜片3的半径大于阀盖2渐开腔腔底和阀体5上端的凹形面7的半径。节流膜片3为不锈钢膜片。为保证阀体与节流膜片贴合后对节流膜片上偏心孔的封堵效果，阀体上端的凹形面轮廓满足膜片周边向支状态下受特定均布载荷产生的挠度方程，方程为如下形式：x＝k(r2-y2)2(其中k为凹形面7的深度参数，r为凹形面7的半径)。在本实施例中，具体设定k＝0.0008，即有：x＝0.0008(52-y2)2，其中x，y为如图1所示的坐标轴，单位为mm，凹面深度为0.5mm，凹面区域为Φ5mm.。弹性膜片为314L不锈钢材料，厚度为0.06mm。
当管路气体流量较小时，本发明中的节流膜片3所受压差较小，节流膜片3保持基本平直状态，此时，节流膜片3上的中心孔31和偏心孔32均可以通流，通流面积大，不产生附加管路气阻。
图2中，当本发明的气流冲击保护节流阀受到约0.5Mpa气流冲击时，节流膜片3所受压差大，节流膜片3发生变形，变形后贴合到阀体5上，此时偏心孔32被堵住，只保留中心孔31通流，通流面积小，起到节流保护作用。
Claims (6)
1.一种气流冲击保护节流阀，其特征在于，含有阀盖、阀体、节流膜片、密封垫；所述的阀盖内腔为渐开阀腔形状，所述的节流膜片上设置有中心孔，在节流膜片中心孔的周围设置有数个偏心孔；所述阀盖与阀体之间设置有节流膜片和环状密封垫，节流膜片与阀盖和阀体之间为间隙配合，密封垫被压紧设置在阀盖与阀体之间的外缘部分，阀盖与阀体通过拧紧螺钉固定连接；阀体上端与节流膜片配合的贴合面设置为凹形面；在阀盖上设置有进气口，在阀体上设置有出气口；所述的进气口、出气口、节流膜片的中心孔为同轴心设置。
2.根据权利要求1所述的气流冲击保护节流阀，其特征在于，所述的节流膜片的半径大于阀盖渐开阀腔腔底的半径。
3.根据权利要求1所述的气流冲击保护节流阀，其特征在于，所述的节流膜片的半径大于阀体上端的凹形面的半径。
4.根据权利要求1所述的气流充气保护节流阀，其特征在于，所述的节流膜片材料采用不锈钢、铜合金、铝合金中任一种。
5.根据权利要求1所述的气流冲击保护节流阀，其特征在于：所述的节流膜片上开设的偏心孔的孔数大于2，且为对称设置。
6.根据权利要求1所述的气流充气保护节流阀，其特征在于：所述的阀体上端的凹形面轮廓满足膜片周边固支状态下受特定均布载荷产生的挠度方程，挠度方程式为：x＝k(r2-y2)2，其中，k为凹形面的深度参数，r为凹形面的作用区域参数。
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