CN110185828B - 一种压力可调稳压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力可调稳压装置，包括阀架(1)、阀芯(2)、阀体(5)、中缸(7)、柔性囊(12)及外缸(13)；当所述阀芯(2)向右运动时，带动固定板(8)、膜片(9)和压板(10)一起向右运动，使得入口流入的药液从所述阀架(1)的小孔稳定段流出，并经过所述外缸(13)与所述阀体(5)、所述中缸(7)形成的空腔流向出口处。本发明提出的一种压力可调稳压装置，通过改变装置内部流道面积，实现进口压力波动的时候出口压力稳定，保证植保装置工作时喷头喷洒的雾滴一致。同时通过改变内部电流变液的特性，实现出口压力可调，适应多种喷洒状况。

Description

一种压力可调稳压装置

技术领域

本发明涉及压力稳压领域，具体来说，是指一种能够实现进口压力波动的情况下，出口压力始终保持稳定的装置，并可根据需要出口压力可调。

背景技术

植保机械在进行喷雾作业时，由于输液管道压力的波动，导致喷头出口处雾形、流量、雾滴粒径均发生变化，尤其是当压力达不到雾化要求或当喷雾机停止工作时，喷头出口处出现滴漏现象，从而发生药害。

针对上述现象，人们发明了恒压稳压装置，如CN201310492707.4设计了一种流体稳压阀，在入口压力发生波动的情况下保证出口处压力始终保持一定，但其在出口处只能保持一个稳定的压力值。植保喷雾作业时，由于防治对象、农药品种、喷头类型等不尽相同，因此喷头出口处压力在不同作业情况下也会发生变化。

发明内容

发明目的：本发明提供一种压力可调稳压装置，实现管道内部压力一致可变。

技术方案：

一种压力可调稳压装置，包括阀架、阀芯、阀体、中缸、柔性囊及外缸；

所述外缸为中空结构，在所述外缸上设有定位孔与其中空空间联通的定位孔；所述中缸内设有空腔，其安装在所述外缸的中空空间内，在所述中缸上设有与所述外缸的定位孔相对应的柱头，在所述柱头内设有通道与所述中缸内部空腔联通；在所述中缸的空腔内设有柔性囊的容纳空间；

在所述外缸内的中空空间内与所述中缸连接有阀体，所述阀体背向所述中缸的一侧开口，在所述阀体与所述中缸连接处上设有凸台，在所述凸台内设有通孔；在所述阀体的内壁上安装有环形架，在所述环形架内的空间形成有容纳电流变液的空腔；在所述阀体内壁位于所述通孔所在位置设有内缸，所述内缸上设有与所述通孔联通的通道，所述通道与所述环形架内形成的容纳电流变液的空腔联通；所述柔性囊安装在所述中缸内的容纳空间上，其内设有容纳电流变液的空腔，其入口端套设在所述阀体的凸台上，且所述柔性囊内部空腔通过所述通孔及所述内缸上的通道与所述环形架内形成的容纳电流变液的空腔联通；所述环形架与所述内缸上设有电线与外部电路联通；

所述中缸、所述阀体的外径均小于所述外缸内径，在所述中缸外壁、所述阀体外侧与所述外缸内壁之间形成流体流体通道；

所述阀架与所述外缸末端连接，所述阀架为中空结构，其内包括由入口段、渐缩段、稳定段及渐扩段，所述阀芯安装在所述阀架内，包括阀芯头和阀芯柱，所述阀芯柱为阶梯形柱状结构，其后端直径小于所述阀架的稳定段的直径，其前端的末端上设有螺纹；所述阀芯头的形状为渐缩结构，所述阀芯头的侧面倾角小于所述阀架的渐缩段侧面倾角；

在所述阀体的末端通过间隙配合安装有压板，在所述压板上设有膜片，在所述膜片外设置有固定板；所述膜片和所述固定板上设有与所述阀芯柱前端相应大小的开孔，在所述压板上设有与所述阀芯柱末端的螺纹相配合的螺纹孔，所述阀芯柱穿过所述阀架的稳定段、所述固定板和所述膜片，与所述压板之间通过螺纹连接，并将所述固定板与所述膜片压紧；同时所述阀架与所述阀体将压紧所述膜片边缘位置，同时空腔内的电流变液将所述固定板压紧至阀架渐扩段的上表面，将所述膜片压紧至阀架渐扩段的下表面；在所述阀体、所述膜片、所述柔性囊形成的空腔内部充满电流变液，从而将所述膜片中间位置与阀架压紧。

所述外缸为中空阶梯形圆柱体，所述外缸内的中空空间成阶梯形；在所述外缸的阶梯处设置有定位孔；所述中缸安装在所述外缸内的中空空间的阶梯处。

在所述阀体与所述中缸连接处上设有凸台，在所述凸台内设有通孔；所述柔性囊入口端套设在所述阀体的凸台上。

所述入口段和所述稳定段均为圆柱形，所述渐缩段和所述渐扩段为相对的圆台形；所述渐缩段的入口端与所述入口段的直径一致，所述稳定段的直径与分别与所述渐缩段的出口段和所述渐扩段的入口端一致。

所述阀芯头的形状为圆台形结构，所述阀芯头的侧面倾角小于所述阀架的渐缩段侧面倾角。

所述中缸的柱头与所述外缸的定位孔之间通过密封垫密封。

所述阀体通过所述中缸上的凸台限位。

所述压力可调稳压装置中，所述环形架与所述内缸采用的材料为导电材料，其余均为绝缘材料。

所述中缸外壁、所述阀体外侧与所述外缸内壁之间的距离为0.3cm。

在所述中缸和所述阀体的外壁上均设有与所述外缸内径大小一致的不连续环状板，用来定位。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)压力稳定。本发明提出的一种压力可调稳压装置，通过改变装置内部流道面积，实现进口压力波动的时候出口压力稳定，保证植保装置工作时喷头喷洒的雾滴一致。

(2)压力可变。本发明提出的一种压力可调稳压装置，通过改变内部电流变液的特性，实现出口压力可调，适应多种喷洒状况。

(3)机构简单。本发明采用简单的流道结构，以电流变液作为中介体，实现压力稳定可变。

附图说明

图1为稳压装置结构示意图。

图2为稳压装置工作时流道示意图。

图3为稳压装置中缸结构示意图。

图4为稳压装置外缸结构示意图。

图5为稳压装置阀架结构示意图。

图6为稳压装置阀体结构示意图

图7为稳压装置工作流程图。

其中，1-阀架；2-阀芯；3-环形架；4-电流变液；5-阀体；6-密封垫；7-中缸；8-固定板；9-膜片；10-压板；11-内缸；12-柔性囊；13-外缸。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

如图1所示，本发明的压力可调稳压装置包括阀架1、阀芯2、环形架3、阀体5、中缸7、内缸11、柔性囊12及外缸13。

如图1所示，所述外缸13为中空阶梯形圆柱体，所述外缸13内的中空空间也成阶梯形；在所述外缸13的阶梯处设置有定位孔；所述中缸7安装在所述外缸13内的中空空间的阶梯处，在所述中缸7内设有空腔；如图3所示，在所述中缸7上设有与所述外缸13的阶梯处设置的定位孔相对应的柱头，所述柱头内设有通道与所述中缸7的内部联通；所述中缸7的柱头与所述外缸13的定位孔之间通过密封垫6密封；在所述中缸7的空腔内通过支架设有柔性囊12的容纳空间；如图3所示。

在所述外缸13内的中空空间内与所述中缸7通过螺纹连接有阀体5，所述阀体5背向所述中缸7的一侧开口，在所述阀体5与所述中缸7连接处上设有凸台，在所述凸台内设有通孔；如图1所示，在所述阀体5的内壁上安装有环形架3，在所述环形架3内的空间形成有容纳电流变液4的空腔；在本发明中，所述阀体5通过所述中缸7上的凸台限位；在所述阀体5内壁位于所述通孔所在位置设有内缸11，所述内缸11上设有与所述通孔联通的通道，所述通道与所述环形架3内形成的容纳电流变液4的空腔联通；所述柔性囊12安装在所述中缸7内的容纳空间上，其内设有容纳电流变液4的空腔，其入口端套设在所述阀体5的凸台上，且所述柔性囊12内部空腔通过所述通孔及所述内缸11上的通道与所述环形架3内形成的容纳电流变液4的空腔联通；所述环形架3与所述内缸11上设有电线与外部电路联通；在本发明中，所述环形架3与所述内缸11采用的材料为导电材料，其余均为绝缘材料；

所述阀架1与所述外缸13末端通过螺纹连接，所述阀架1为中空结构，其内包括由入口段、渐缩段、稳定段及渐扩段，所述入口段和所述稳定段均为圆柱形，所述渐缩段和所述渐扩段为相对的圆台形；所述渐缩段下表面与所述入口段的直径一致，所述稳定段的直径与分别与所述渐缩段和所述渐扩段的上表面一致；在所述阀体5的末端通过间隙配合安装有压板10，在所述压板10上设有膜片9，在所述膜片9外设置有固定板8，所述固定板8为阶梯板，其阶梯面向所述膜片9；所述阀芯2包括阀芯头和阀芯柱，所述阀芯柱为阶梯形柱状结构，其后端直径小于所述阀架1的稳定段的直径，其前端的末端上设有螺纹；所述阀芯头的形状为圆台形结构，所述阀芯头的侧面倾角小于所述阀架的渐缩段侧面倾角；所述膜片9和所述固定板8上设有与所述阀芯柱前端相应大小的开孔，在所述压板10上设有与所述阀芯柱末端的螺纹相配合的螺纹孔，所述阀芯柱穿过所述阀架1的稳定段、所述固定板8和所述膜片9，与所述压板10之间通过螺纹连接，并将所述固定板8与所述膜片9压紧；同时所述阀架1与所述阀体5将压紧所述膜片9边缘位置，在所述阀体5、所述膜片9、所述柔性囊12形成的空腔内部充满电流变液4，从而将所述膜片9中间位置与阀架1压紧。

所述中缸7、所述阀体5的外径均小于所述外缸13内径，在所述中缸7外壁、所述阀体5外侧与所述外缸13内壁之间具有一定距离，形成流体流体通道。在本发明中，所述中缸7外壁、所述阀体5外侧与所述外缸13内壁之间的距离为0.3cm；在本发明中，在所述中缸7和所述阀体5的外壁上均设有与所述外缸13内径大小一致的不连续环状板，用来定位。

图2为稳压装置工作时流道示意图。如图2所示，当所述阀芯2向右运动时，带动所述固定板8、所述膜片9和所述压板10一起向右运动，使得入口流入的药液从所述阀架1的稳定段流出，并经过所述外缸13与所述阀体5、所述中缸7形成的空腔流向出口处。

本发明的工作原理如下：

1)当阀架1入口处有药液流入时，阀芯2与固定板8在液力的作用下向右运动，由于膜片9的边缘被阀体5与阀架1压紧，且不能发生位移，从而在固定板8的带动下膜片9中间位置发生位移，使得膜片9中间位置与阀架1分开，进而形成通道，使得药液得以在外缸13与阀体5、中缸7形成的空腔中流动，并流向外缸13的出口处；

2)当进口压力等于稳压装置的所需压力时，阀芯2开启，喷头开始喷雾；当进口压力继续升高或处于波动状态时，水压进一步的推动阀芯2向右或来回往复运动，此时，由于阀芯2的阀芯头与阀架1稳定段之间圆台侧面形成的角度关系，阀芯2与阀架1的稳定段之间形成的流道发生变化，从而实现出口处压力始终处于一个的恒压值，保证了喷头的作业参数(流量、喷雾角、雾滴直径等)处于一个稳定的理想状态；即当水压升高导致阀芯头向右运动时，因为阀芯头的侧面倾角小于阀架的渐缩段侧面倾角，所以阀芯与稳定段之间形成的流道变小；当水压降低导致阀芯头向左运动时，阀芯与稳定段之间形成的流道变大；通过这样的设置，从而可以使得最终出口处的压力始终处于一个恒压值。

当停止喷雾或压力低于稳压装置出口处的所需压力时，阀芯2处于关闭状态，防止管路中的残留药液滴漏。

3)环形架3接正极，内缸11接负极，两者之间形成电场，阀体5与内缸11之间的电流变液4在环形架3与内缸11形成的电场作用下，电流变液4的物理特性发生改变，对固定板8与膜片9产生一定的阻力，且当外缸13出口处需要产生稳定的压力时，电场强度不变，电流变液4的特性处于稳定状态，从而其对固定板8与膜片9的阻力不会发生变化；而当外缸13出口处的压力需要改变时，只需根据改变电场强度的大小即可(电场强度的大小可通过试验事先测定)，从而实现稳压装置出口处压力稳定、压力大小可根据作业需要可调。

4)由于阀芯2的运动，导致阀体5与内缸11的容积发生改变，电流变液4在内缸11底部的流道与柔性囊12之间流动，由于柔性囊12自身具有一定的弹性，从而柔性囊12体积可以发生改变。当阀芯2向右运动时，电流变液4流入到柔性囊12，中缸7的的空气从排气孔排出；当阀芯2向左运动时，电流变液4从柔性囊12中流出，外部空气从中缸7的排气孔补充空气；

5)稳压装置中除了环形架3、内缸11为导电材料，其他均为绝缘材料，保证安全；同时，环形架3内表面、阀体5内表面、内缸11外表面及内部流道、柔性囊12内表面进行粗糙化，增加表面摩擦系数，提高电流变液4在非牛顿体状态下的阻力。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护。

Claims (1)

1.一种压力可调稳压装置，其特征在于：包括阀架（1）、阀芯（2）、阀体（5）、中缸（7）、柔性囊（12）及外缸（13）；

所述外缸（13）为中空结构，在所述外缸（13）上设有与其中空空间联通的定位孔；所述中缸（7）内设有空腔，其安装在所述外缸（13）的中空空间内，在所述中缸（7）上设有与所述外缸（13）的定位孔相对应的柱头，在所述柱头内设有通道与所述中缸（7）内部空腔联通；在所述中缸（7）的空腔内设有柔性囊（12）的容纳空间；

在所述外缸（13）内的中空空间内与所述中缸（7）连接有阀体（5），所述阀体（5）背向所述中缸（7）的一侧开口，在所述阀体（5）与所述中缸（7）连接处设有通孔；在所述阀体（5）的内壁上安装有环形架（3），在所述环形架（3）内的空间形成有容纳电流变液（4）的空腔；在所述阀体（5）内壁位于所述通孔所在位置设有内缸（11），所述内缸（11）上设有与所述通孔联通的通道，所述通道与所述环形架（3）内形成的容纳电流变液（4）的空腔联通；所述柔性囊（12）安装在所述中缸（7）内的容纳空间上，其内设有容纳电流变液（4）的空腔，其入口端与所述阀体（5）的通孔密封连接，且所述柔性囊（12）内部空腔通过所述通孔及所述内缸（11）上的通道与所述环形架（3）内形成的容纳电流变液（4）的空腔联通；所述环形架（3）与所述内缸（11）上设有电线与外部电路联通；

所述中缸（7）、所述阀体（5）的外径均小于所述外缸（13）内径，在所述中缸（7）外壁、所述阀体（5）外侧与所述外缸（13）内壁之间形成流体通道；

所述阀架（1）与所述外缸（13）末端连接，所述阀架（1）为中空结构，其内包括依次连接的入口段、渐缩段、稳定段及渐扩段，所述阀芯（2）安装在所述阀架（1）内，包括阀芯头和阀芯柱，所述阀芯柱为阶梯形柱状结构，其后端直径小于所述阀架（1）的稳定段的直径，其前端的末端上设有螺纹；所述阀芯头的形状为渐缩结构，所述阀芯头的侧面倾角小于所述阀架（1）的渐缩段侧面倾角；

在所述阀体（5）的末端通过间隙配合安装有压板（10），在所述压板（10）上设有膜片（9），在所述膜片（9）外设置有固定板（8）；所述膜片（9）和所述固定板（8）上设有与所述阀芯柱前端相应大小的开孔，在所述压板（10）上设有与所述阀芯柱末端的螺纹相配合的螺纹孔，所述阀芯柱穿过所述阀架（1）的 稳定段、所述固定板（8）和所述膜片（9），与所述压板（10）之间通过螺纹连接，并将所述固定板（8）与所述膜片（9）压紧；同时所述阀架（1）与所述阀体（5）将压紧所述膜片（9）边缘位置；

所述外缸（13）为中空阶梯形圆柱体，所述外缸（13）内的中空空间成阶梯形；在所述外缸（13）的阶梯处设置有定位孔；所述中缸（7）安装在所述外缸（13）内的中空空间的阶梯处；

在所述阀体（5）与所述中缸（7）连接处上设有凸台，在所述凸台内设有通孔；所述柔性囊（12）入口端套设在所述阀体（5）的凸台上；

所述入口段和所述稳定段均为圆柱形，所述渐缩段和所述渐扩段为相对的圆台形；所述渐缩段的入口端与所述入口段的直径一致，所述稳定段的直径与分别与所述渐缩段的出口段和所述渐扩段的入口端一致；

所述阀芯头的形状为圆台形结构，所述阀芯头的侧面倾角小于所述阀架的渐缩段侧面倾角；

所述中缸（7）的柱头与所述外缸（13）的定位孔之间通过密封垫（6）密封；

所述阀体（5）通过所述中缸（7）上的凸台限位；

所述压力可调稳压装置中，所述环形架（3）与所述内缸（11）采用的材料为导电材料，其余均为绝缘材料；

所述中缸（7）外壁、所述阀体（5）外侧与所述外缸（13）内壁之间的距离为0.3cm；

在所述中缸（7）和所述阀体（5）的外壁上均设有与所述外缸（13）内径大小一致的不连续环状板，用来定位。