CN108506543B - 气液双流体通流量耦合调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了气液双流体通流量耦合调节装置，包括阀体、调节帽、弹簧、阀芯、气腔盖和气压板，阀体上面设有与调节帽螺接的上内螺通孔，阀体下面设有与气腔盖螺接的下内螺通孔，气腔盖中部设有进气孔；阀体内设有进液腔、出液腔、上通孔、圆形控制孔、气压调节腔和下通孔；阀芯包括上圆柱段、圆锥段和下圆柱段，圆锥段由上至下收窄；弹簧上下两端分别与调节帽下面和上圆柱段上面顶紧，下圆柱段下端面与气压板上面垂直连接，气压板的外圆柱面与气压调节腔的内圆柱面贴合。本发明应用于低压小流量系统中，具有设备成本占比低、所需安装空间小和响应及时，以及能够确保连续稳定的气液通流量匹配效果的优点。

Description

气液双流体通流量耦合调节装置

技术领域

本发明具体涉及气液双流体通流量耦合调节装置。

背景技术

气液双流体通流量耦合技术广泛应用于工业的多个领域，尤其是双流体雾化喷射相关的场合，在工业应用中可以用于喷雾加湿、脱硫除尘、干雾抑尘、板管材的冷却等。

在不同的工程应用领域，对雾滴的大小和速度有不同的要求，因此需要控制气体和液体的配比，并在气体压力波动时相应耦合调整液体喷洒量，以达到最佳的气液比，实现雾滴大小和速度的最佳控制。

现有的气液双流体调节流量耦合技术主要通过电动调节控制阀门的开度来实现，此方法在高压大流量场合有显著的性能优势，成本占比相对较小；但应用于低压小流量系统中，电动调控制阀门的设备成本占比偏高、所需安装空间大和响应滞后，不能确保连续稳定的气液通流量匹配效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供气液双流体通流量耦合调节装置，以解决现有的气液双流体调节流量耦合技术应用于低压小流量系统中，设备成本占比偏高、所需安装空间大和响应滞后，以及不能确保连续稳定的气液通流量匹配效果的问题。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：提供气液双流体通流量耦合调节装置，包括阀体、调节帽、弹簧、阀芯、气腔盖和气压板，阀体上面设有与调节帽螺接的上内螺通孔，阀体下面设有与气腔盖螺接的下内螺通孔，气腔盖中部设有贯通其上下两面的进气孔；所述阀体内设有一端与其外侧面贯通的进液腔和出液腔，上下两端分别与上内螺通孔下端和进液腔上侧连通的上通孔，上下两端分别与进液腔下侧和出液腔上侧连通的圆形控制孔，下端与下内螺通孔上端连通的气压调节腔，以及上下两端分别与出液腔下侧和气压调节腔上端连通的下通孔，上内螺通孔、上通孔、圆形控制孔、下通孔、气压调节腔、下内螺通孔和进气孔均与阀体同轴；

所述阀芯包括与上通孔的内圆柱面贴合的上圆柱段，下端能够由上至下穿过圆形控制孔的圆锥段，以及与下通孔的内圆柱面贴合的下圆柱段，圆锥段由上至下收窄；所述弹簧上下两端分别与调节帽下面和上圆柱段上面顶紧，下圆柱段下端面与气压板上面垂直连接，气压板的外圆柱面与气压调节腔的内圆柱面贴合。

作为优选，所述上圆柱段的外圆柱面上设有与其同轴的密封凹槽Ⅲ，密封凹槽Ⅲ中设有与上通孔的内圆柱面贴紧的密封圈Ⅲ；

所述下通孔的内圆柱面设有与其同轴的密封凹槽Ⅱ，密封凹槽Ⅱ中设有与下圆柱段的外圆柱面贴紧的密封圈Ⅱ；

所述气压板的外圆柱面设有与其同轴的密封凹槽Ⅰ，密封凹槽Ⅰ中设有与气压调节腔的内圆柱面贴紧的密封圈Ⅰ。

作为优选，所述下圆柱段下面设有带外螺纹的凸柱Ⅲ，气压板上面设有与凸柱Ⅲ螺接的内螺盲孔。

作为优选，所述调节帽下面设有插入弹簧上端的凸柱Ⅰ，上圆柱段上面设有插入弹簧下端的凸柱Ⅱ，凸柱Ⅰ和凸柱Ⅱ的外圆柱面均与弹簧的内圆柱面贴合。

作为优选，所述调节帽上面设有六角盲孔Ⅰ，凸柱Ⅱ上面设有六角盲孔Ⅱ。

作为优选，所述气腔盖中部的进气孔为单台阶孔，单台阶孔的上开口与气压调节腔下端连通，单台阶孔的上开口内径小于单台阶孔的下开口内径。

作为优选，所述气压板下面中部设有旋钮。

作为优选，所述上圆柱段的外圆柱面上共设有两个密封凹槽Ⅲ。

作为优选，所述进液腔一端贯通阀体右面，出液腔一端贯通阀体左面。

作为优选，所述阀体为十字型。

本发明的有益效果为：

1.本发明的调节帽、弹簧、阀芯、气压板和气腔盖组成一个控制器，弹簧两端分别与调节帽下面和阀芯的上圆柱段上面顶紧，阀芯的下圆柱段与气压板连接构成可轴向滑动的整体；气腔盖和气压调节腔内的气压板之间构成封闭的气压容腔，压缩空气从气腔盖上的进气孔进入气压容腔并作用于气压板面向气腔盖的侧面，压缩空气产生的空气压力与弹簧产生的压紧力耦合平衡；通过控制气体压力能够改变阀芯位置，达到改变圆形控制孔的通流面积，能够实现流量耦合调节。

2.本发明能够使气液通流量耦合调节装置集成化、结构紧凑，基本不受安装场地限制，且便于检修维护，有效降低了设备成本。本发明利用压缩空气调控圆形控制孔的液体过流面积，调节过程简单明了，具有耦合精度高和响应及时的优点，确保连续稳定的气液通流量匹配效果。

附图说明

图1为气液双流体通流量耦合调节装置的结构示意图。

其中：1、上内螺通孔；2、弹簧；3、凸柱Ⅰ；4、六角盲孔Ⅰ；5、调节帽；6、六角盲孔Ⅱ；7、凸柱Ⅱ；8、上圆柱段；9、圆锥段；10、进液腔；11、圆形控制孔；12、下通孔；13、出液腔；14、下圆柱段；15、内螺盲孔；16、气压板；17、下内螺通孔；18、气腔盖；19、凸柱Ⅲ；20、旋钮；21、进气孔；22、密封圈Ⅰ；23、密封凹槽Ⅰ；24、气压调节腔；25、密封圈Ⅱ；26、密封凹槽Ⅱ；27、阀芯；28、密封圈Ⅲ；29、密封凹槽Ⅲ；30、阀体；31、上通孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图1，本实施例提供气液双流体通流量耦合调节装置，包括阀体30、调节帽5、弹簧2、阀芯27、气腔盖18和气压板16，阀体30上面设有与调节帽5螺接的上内螺通孔1，阀体30下面设有与气腔盖18螺接的下内螺通孔17，气腔盖18中部设有贯通其上下两面的进气孔21。所述阀体30内设有一端与其外侧面贯通的进液腔10和出液腔13，上下两端分别与上内螺通孔1下端和进液腔10上侧连通的上通孔31，上下两端分别与进液腔10下侧和出液腔13上侧连通的圆形控制孔11，下端与下内螺通孔17上端连通的气压调节腔24，以及上下两端分别与出液腔13下侧和气压调节腔24上端连通的下通孔12，上内螺通孔1、上通孔31、圆形控制孔11、下通孔12、气压调节腔24、下内螺通孔17和进气孔21均与阀体30同轴。

所述阀芯27包括与上通孔31的内圆柱面贴合的上圆柱段8，下端能够由上至下穿过圆形控制孔11的圆锥段9，以及与下通孔12的内圆柱面贴合的下圆柱段14，圆锥段9由上至下收窄。所述弹簧2上下两端分别与调节帽5下面和上圆柱段8上面顶紧，下圆柱段14下端面与气压板16上面垂直连接，气压板16的外圆柱面与气压调节腔24的内圆柱面贴合。

所述上圆柱段8的外圆柱面上设有与其同轴的密封凹槽Ⅲ29，密封凹槽Ⅲ29中设有与上通孔31的内圆柱面贴紧的密封圈Ⅲ28。

所述下通孔12的内圆柱面设有与其同轴的密封凹槽Ⅱ26，密封凹槽Ⅱ26中设有与下圆柱段14的外圆柱面贴紧的密封圈Ⅱ25。

所述气压板16的外圆柱面设有与其同轴的密封凹槽Ⅰ23，密封凹槽Ⅰ23中设有与气压调节腔24的内圆柱面贴紧的密封圈Ⅰ22。

所述下圆柱段14下面设有带外螺纹的凸柱Ⅲ19，气压板16上面设有与凸柱Ⅲ19螺接的内螺盲孔15。

所述调节帽5下面设有插入弹簧2上端的凸柱Ⅰ3，上圆柱段8上面设有插入弹簧2下端的凸柱Ⅱ7，凸柱Ⅰ3和凸柱Ⅱ7的外圆柱面均与弹簧2的内圆柱面贴合。

所述调节帽5上面设有六角盲孔Ⅰ4，凸柱Ⅱ7上面设有六角盲孔Ⅱ6。

所述气腔盖18中部的进气孔21为单台阶孔，单台阶孔的上开口与气压调节腔24下端连通，单台阶孔的上开口内径小于单台阶孔的下开口内径。

所述气压板16下面中部设有旋钮20。

所述上圆柱段8的外圆柱面上共设有两个密封凹槽Ⅲ29。

所述进液腔10一端贯通阀体30右面，出液腔13一端贯通阀体30左面。

所述阀体30为十字型。

在实施过程中，阀体30中的调节帽5、弹簧2、阀芯27、气压板16和气腔盖18组成一个控制器，弹簧2两端分别与调节帽5下面和阀芯27的上圆柱段8上面顶紧，阀芯27的下圆柱段14与气压板16连接构成可轴向滑动的整体；气腔盖18和气压调节腔24内的气压板16之间构成封闭的气压容腔，压缩空气从气腔盖18上的进气孔21进入气压容腔并作用于气压板16面向气腔盖18的侧面，压缩空气产生的空气压力与弹簧2产生的压紧力耦合平衡。

通过控制气体压力能够改变阀芯30位置，达到改变圆形控制孔11的通流面积，能够实现流量耦合调节。当气压容腔中的空气压力为0时，阀芯27的圆锥段9与圆形控制孔11完全贴合，连通进液腔10和出液腔13的圆形控制孔11闭合使阀体30关闭，进液腔10中的液体不能流入出液腔13。当气压容腔中的空气压力逐渐增大时，气压容腔中的空气压力逐渐增大，使气压板16推动阀芯27逐渐向上移动，圆形控制孔11与阀芯27的圆锥段9之间的通流面积逐渐增大；在气压板16与气压调节腔24上端的内顶面贴合时，圆形控制孔11与阀芯27的圆锥段9之间的通流面达到最大。

本发明能够使气液通流量耦合调节装置集成化、结构紧凑，基本不受安装场地限制，且便于检修维护，有效降低了设备成本。

本发明利用压缩空气作为气源调控圆形控制孔11的液体过流面积，调节过程简单明了，具有耦合精度高和响应及时的优点，确保连续稳定的气液通流量匹配效果。

综上所述，本发明应用于低压小流量系统中，具有设备成本占比低、所需安装空间小和响应及时，以及能够确保连续稳定的气液通流量匹配效果的优点。

上述实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.气液双流体通流量耦合调节装置，其特征在于：包括阀体(30)、调节帽(5)、弹簧(2)、阀芯(27)、气腔盖(18)和气压板(16)，阀体(30)上面设有与调节帽(5)螺接的上内螺通孔(1)，阀体(30)下面设有与气腔盖(18)螺接的下内螺通孔(17)，气腔盖(18)中部设有贯通其上下两面的进气孔(21)；所述阀体(30)内设有一端与其外侧面贯通的进液腔(10)和出液腔(13)，上下两端分别与上内螺通孔(1)下端和进液腔(10)上侧连通的上通孔(31)，上下两端分别与进液腔(10)下侧和出液腔(13)上侧连通的圆形控制孔(11)，下端与下内螺通孔(17)上端连通的气压调节腔(24)，以及上下两端分别与出液腔(13)下侧和气压调节腔(24)上端连通的下通孔(12)，上内螺通孔(1)、上通孔(31)、圆形控制孔(11)、下通孔(12)、气压调节腔(24)、下内螺通孔(17)和进气孔(21)均与阀体(30)同轴；

所述阀芯(27)包括与上通孔(31)的内圆柱面贴合的上圆柱段(8)，下端能够由上至下穿过圆形控制孔(11)的圆锥段(9)，以及与下通孔(12)的内圆柱面贴合的下圆柱段(14)，圆锥段(9)由上至下收窄；所述弹簧(2)上下两端分别与调节帽(5)下面和上圆柱段(8)上面顶紧，下圆柱段(14)下端面与气压板(16)上面垂直连接，气压板(16)的外圆柱面与气压调节腔(24)的内圆柱面贴合。

2.根据权利要求1所述的气液双流体通流量耦合调节装置，其特征在于：所述上圆柱段(8)的外圆柱面上设有与其同轴的密封凹槽Ⅲ(29)，密封凹槽Ⅲ(29)中设有与上通孔(31)的内圆柱面贴紧的密封圈Ⅲ(28)；

所述下通孔(12)的内圆柱面设有与其同轴的密封凹槽Ⅱ(26)，密封凹槽Ⅱ(26)中设有与下圆柱段(14)的外圆柱面贴紧的密封圈Ⅱ(25)；

所述气压板(16)的外圆柱面设有与其同轴的密封凹槽Ⅰ(23)，密封凹槽Ⅰ(23)中设有与气压调节腔(24)的内圆柱面贴紧的密封圈Ⅰ(22)。

3.根据权利要求2所述的气液双流体通流量耦合调节装置，其特征在于：所述下圆柱段(14)下面设有带外螺纹的凸柱Ⅲ(19)，气压板(16)上面设有与凸柱Ⅲ(19)螺接的内螺盲孔(15)。

4.根据权利要求3所述的气液双流体通流量耦合调节装置，其特征在于：所述调节帽(5)下面设有插入弹簧(2)上端的凸柱Ⅰ(3)，上圆柱段(8)上面设有插入弹簧(2)下端的凸柱Ⅱ(7)，凸柱Ⅰ(3)和凸柱Ⅱ(7)的外圆柱面均与弹簧(2)的内圆柱面贴合。

5.根据权利要求4所述的气液双流体通流量耦合调节装置，其特征在于：所述调节帽(5)上面设有六角盲孔Ⅰ(4)，凸柱Ⅱ(7)上面设有六角盲孔Ⅱ(6)。

6.根据权利要求5所述的气液双流体通流量耦合调节装置，其特征在于：所述气腔盖(18)中部的进气孔(21)为单台阶孔，单台阶孔的上开口与气压调节腔(24)下端连通，单台阶孔的上开口内径小于单台阶孔的下开口内径。

7.根据权利要求1-6任一项所述的气液双流体通流量耦合调节装置，其特征在于：所述气压板(16)下面中部设有旋钮(20)。

8.根据权利要求7所述的气液双流体通流量耦合调节装置，其特征在于：所述上圆柱段(8)的外圆柱面上共设有两个密封凹槽Ⅲ(29)。

9.根据权利要求7所述的气液双流体通流量耦合调节装置，其特征在于：所述进液腔(10)一端贯通阀体(30)右面，出液腔(13)一端贯通阀体(30)左面。

10.根据权利要求7所述的气液双流体通流量耦合调节装置，其特征在于：所述阀体(30)为十字型。