CN113404617B - 非接触式驱动的可调汽蚀文氏管 - Google Patents

Abstract

本申请涉及航空航天技术领域，尤其是涉及一种非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，包括驱动线圈组件、移动机构以及文氏管体；其中，文氏管体形成有截面积可变的流通通道；驱动线圈组件设置于文氏管体的一侧并且与文氏管体相连接，驱动线圈组件与文氏管体之间设置有第一静密封构件；驱动线圈组件形成有连通文氏管体的流通通道以及外界的安装腔；移动机构设置于安装腔内，且移动机构的部分能够受到驱动线圈组件的电磁驱动而沿着文氏管体的流通通道移动，以改变流通截面积。可见，本文氏管的驱动方式属于一种非接触式的驱动，采用静密封，进而提升了密封性能，避免泄漏。

Description

非接触式驱动的可调汽蚀文氏管

技术领域

本申请涉及航空航天技术领域，尤其是涉及一种非接触式驱动的可调汽蚀文氏管。

背景技术

一般的可调节的文氏管4’通常为先收缩，后扩张的流道，在喉部最小处的流通截面积为圆形截面，通过可移动阀芯与收缩段、喉部截面、和扩张段的相互配合，调节喉口处的最小流通截面面积，从而达到调节流量的目的。

如图1所示，可调汽蚀文氏管为了能够有效驱动阀芯也即针锥2’沿着文氏管4’的流道运动，通常需要使用直线电机1’或直线模组驱动，也即阀芯与驱动部分固连。这种接触式驱动需要借助密封圈3’防止流体泄漏，由于针锥2’是移动部件，所以密封圈3’与针锥2’的连接部分形成的是动密封，在高低温等极限环境下容易发生泄漏，尤其是对于腐蚀性介质，微小的泄漏量也会带来极大的安全隐患。

发明内容

本申请的目的在于提供一种非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，在一定程度上解决了现有技术中存在的传统的电机驱动阀芯得可调文氏管的密封性能不佳的技术问题。

本申请提供了一种非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，包括：驱动线圈组件、移动机构以及文氏管体；其中，所述文氏管体形成有截面积可变的流通通道；

所述驱动线圈组件设置于所述文氏管体的一侧并且与所述文氏管体相连接，所述驱动线圈组件与所述文氏管体之间设置有第一静密封构件；

所述驱动线圈组件形成有连通所述文氏管体的流通通道以及外界的安装腔；所述移动组件设置于所述安装腔内，且所述移动组件的部分能够受到所述驱动线圈组件的电磁驱动而沿着所述文氏管体的流通通道移动，以改变流通截面积；

所述驱动线圈组件包括入口安装壳体、中部安装壳体以及线圈；其中，所述中部安装壳体的一端与所述入口安装壳体相连接，所述中部安装壳体的相对的另一端与所述文氏管体相连接；

所述线圈套设于所述中部安装壳体的外部，且所述线圈的相对的两侧部分别与所述入口安装壳体以及所述文氏管体相抵；

所述移动机构包括头锥构件、移动套筒和移动组件；其中，所述头锥构件的部分限位于所述入口安装壳体与所述中部安装壳体之间；所述移动套筒形成有容纳腔，所述头锥构件的部分以及所述移动组件均设置于所述容纳腔内；

所述移动组件与所述头锥构件滑动连接；

所述移动组件与所述头锥构件围设成积液腔，所述移动组件还形成有连通所述积液腔与所述文氏管体的流通通道的导流通道。

在上述技术方案中，进一步地，所述中部安装壳体的一端与所述入口安装壳体之间设置有第二静密封构件，所述中部安装壳体的相对的另一端与所述文氏管体之间设置有所述第一静密封构件。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述中部安装壳体的相对的两端分别与相一一对应的所述入口安装壳体以及所述文氏管体通过螺纹相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述移动组件与所述头锥构件之间设置有动密封构件。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述移动套筒与所述入口安装壳体之间设置有第一限位平衡组件，所述移动组件与所述文氏管体之间设置有第二限位平衡组件，用于对所述移动组件在移动方向上的前后限位。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一限位平衡组件包括限位构件以及第一弹性构件，所述限位构件卡设于所述头锥构件的部分结构，所述第一弹性构件套设于所述移动套筒的一端，且所述第一弹性构件的相对的两端分别抵靠于所述限位构件以及所述移动套筒所形成的第一限位部；

所述第二限位平衡组件包括第二弹性构件，所述第二弹性构件套设于所述移动套筒的相对的另一端，且所述第二弹性构件的相对的两端分别抵靠于所述文氏管体以及所述移动套筒所形成的第二限位部。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述移动组件包括相连接的平衡导通构件以及针锥构件，且所述平衡导通构件与所述针锥构件之间卡设有连接构件，所述连接构件还与所述移动套筒相连接；所述限位构件卡设于所述头锥构件；

所述头锥构件形成有所述积液腔，所述导流通道包括相连通的第一导流通道以及第二导流通道，且所述第一导流通道形成于所述平衡导通构件，所述第二导流通道形成于所述针锥构件；所述积液腔、所述第一导流通道以及所述第二导流通道顺次相连通；

所述平衡导通构件插设于所述头锥构件的内部的安装腔内，且与所述头锥构件滑动连接；所述平衡导通构件的端部与所述头锥构件围设成所述积液腔；所述平衡导通构件与所述头锥构件之间设置有所述动密封构件。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述平衡导通构件与所述针锥构件之间形成有第一台阶槽；

所述连接构件包括相连接安装环部以及连接部，所述安装环部套设于所述平衡导通构件的外部并且卡设于所述第一台阶槽内；

所述连接部的远离所述安装环部的顶部与所述移动套筒的内壁相连接；

所述连接部具有鱼鳍状结构。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述头锥构件包括头锥主体、第一辅助安装部以及卡设部；其中，所述头锥主体具有头部呈锥状的圆柱状的壳体结构；所述第一辅助安装部具有鱼鳍状结构；

所述第一辅助安装部设置于所述头锥主体的外壁面，所述卡设部设置于所述第一辅助安装部的远离所述头锥主体的顶部，且所述卡设部与所述第一辅助安装部形成有第二台阶槽，所述限位构件卡设于所述第二台阶槽内；

所述卡设部以及所述限位构件均卡设于所述入口安装壳体以及所述中部安装壳体之间；

所述入口安装壳体的用于容纳所述头锥构件的流道与所述头锥构件的外形相适配。

和/或

所述针锥构件包括相连接的本体以及可变部；其中，所述本体与所述平衡导通构件通过螺纹相连接；所述可变部具有朝向所述文氏管体呈渐缩的锥状结构。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述头锥构件以及所述移动组件由软磁合金形成。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述非接触式驱动的可调汽蚀文氏管还包括控制器以及流量传感器，所述流量传感器设置于所述文氏管体所连接的管路上，且所述流量传感器以及所述线圈均与所述控制器通信连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述文氏管体包括安装壳体部以及导流部，所述安装壳体部与所述中部安装壳体相连接；

所述安装壳体部与所述中部安装壳体之间设置有所述第一静密封构件；

所述导流部形成有所述流通通道，所述流通通道包括顺次设置的收缩段、针锥平行段以及扩张段。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

非接触式驱动的可调汽蚀文氏管利用驱动线圈组件驱动移动机构沿着文氏管体的流通通道移动，进而改变流通截面积，实现对流通截面积的调节，进而调节流量，属于一种无接触式的驱动方式，因而在驱动线圈组件与文氏管体之间设置有第一静密封构件，即可满足密封要求，并且较以往的动密封结构，提升了密封性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的可调汽蚀文氏管结构示意图；

图2为本申请实施例提供的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管的剖视图；

图4为本申请实施例提供的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管的部分结构示意图；

图5为本申请实施例提供的移动组件的结构示意图。

附图标记：

1’-直线电机，2’-针锥，3’-密封圈，4’-文氏管；

1-驱动线圈组件，11-入口安装壳体，12-中部安装壳体，13-线圈， 14-插头座；

2-移动机构，21-头锥构件，211-头锥主体，212-第一辅助安装部，213-卡设部，214-积液腔，22-移动套筒，221-环形台阶，23-移动组件，231-平衡导通构件，2312-第一导流通道，232-针锥构件，2321- 本体，2322-可变部，2323-第二导流通道，233-连接构件，2331-安装环部，2332-连接部，24-限位构件，25-第一弹性构件，26-第二弹性构件，27-动密封构件；

3-文氏管体，31-安装壳体部，32-导流部，321-收缩段，322-针锥平行段，323-扩张段，4-第一静密封构件，5-第二静密封构件。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参照图2至图5描述根据本申请一些实施例所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管。

参见图2和图3所示，本申请的实施例提供了一种非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，包括：驱动线圈组件1、移动机构2以及文氏管体3；其中，文氏管体3形成有截面积可变的流通通道；

驱动线圈组件1设置于文氏管体3的一侧并且与文氏管体3相连接，驱动线圈组件1与文氏管体3之间设置有第一静密封构件4；

驱动线圈组件1形成有连通文氏管体3的流通通道以及外界的安装腔；所述移动组件23设置于所述安装腔内，且移动组件23的部分能够受到驱动线圈组件1的电磁驱动而沿着文氏管体3的流通通道移动，以改变流通截面积。

可见，非接触式驱动的可调汽蚀文氏管利用驱动线圈组件1驱动移动机构2沿着文氏管体3的流通通道移动，进而改变流通截面积，实现对流通截面积的调节，进而调节流量，属于一种无接触式的驱动方式，因而在驱动线圈组件1与文氏管体3之间设置有第一静密封构件4，即可满足密封要求，并且较以往的动密封结构，提升了密封性能。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2和图3所示，驱动线圈组件1包括入口安装壳体11、中部安装壳体12以及线圈13；

其中，中部安装壳体12的一端与入口安装壳体11相连接且两者之间设置有第二静密封构件5，中部安装壳体12的相对的另一端与文氏管体3相连接且两者之间设置有第一静密封构件4；

线圈13套设于入中部安装壳体12的外部，且线圈13的相对的两侧部分别与入口安装壳体11以及文氏管体3相抵，线圈13作用是产生电磁场，通过电磁场使得下文所述的移动组件23等移动部件受到电磁力，从而发生位移，而且线圈13通入的电流越大，电磁场的磁场强度越大，移动组件23等移动部件受到的电磁力就越大，注意，线圈13还配设有插头座14，用于连接电源。

在该实施例中，在中部安装壳体12与入口安装壳体11以及文氏管体3的组装位置处均设置了静密封构件，进一步提升密封效果，而且注意，以上均为静密封，较动密封的密封效果佳。

其中，优选地，入口安装壳体11以及中部安装壳体12均为内部中空且两端开口的结构。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3所示，中部安装壳体 12的相对的两端分别与相一一对应的入口安装壳体11以及文氏管体 3通过螺纹相连接，可见，采用一种可拆卸的连接方式，更加便于组装和拆卸，进一步便于后期的运维。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2至图4所示，移动机构2包括头锥构件21、移动套筒22和移动组件23；

其中，头锥构件21的部分限位于入口安装壳体11与中部安装壳体12之间，起到了固定头锥构件21的作用，使其保持不动的状态。

移动套筒22形成有容纳腔，头锥构件21的部分以及移动组件 23均设置于容纳腔内。

移动组件23与头锥构件21滑动连接，且移动组件23与头锥构件21之间设置有动密封构件27，进一步避免头泄漏，也即避免头锥构件21的前端也即入口安装壳体11内的液体流入至积液腔214内，但注意，此处即使泄漏的话，也属于内漏，而非现有技术中的对外泄漏，因而影响不大。

移动组件23与头锥构件21围设成积液腔214，移动组件23还形成有连通积液腔214与文氏管体3的流通通道的导流通道，通过导流通道能够直接将移动组件23前端的文氏管体3内的流体引入头锥构件21的积液腔214内，使得两处的压力相等，从而使得移动组件 23在移动过程中的轴向受力平衡，保证调节的稳定性以及相应部件的使用寿命，而且注意，头锥构件21的主要作用是为了顶替移动组件23等轴向移动部件抵挡上游流体的冲击，增加移动组件23等轴向移动部件的稳定性，避免移动组件23等轴向移动部因受到流体冲击，导致位移发生大幅度改变，喉部最小流通截面积改变，流量发生强烈波动。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3和图4所示，移动套筒22与入口安装壳体11之间设置有第一限位平衡组件，移动组件 23与文氏管体3之间设置有第二限位平衡组件，用于对移动组件23 在移动方向上的前后限位。

其中，优选地，如图3和图4所示，第一限位平衡组件包括限位构件24以及第一弹性构件25，限位构件24卡设于头锥构件21的部分结构，第一弹性构件25套设于移动套筒22的一端，且第一弹性构件25的相对的两端分别抵靠于限位构件24以及移动套筒22所形成的第一限位部；

第二限位平衡组件包括第二弹性构件26，第二弹性构件26套设于移动套筒22的相对的另一端，且第二弹性构件26的相对的两端分别抵靠于文氏管体3以及移动套筒22所形成的第二限位部。

在该实施例中，第一弹性构件25与第二弹性构件26产生的弹性力与移动机构2中的移动组件23受到的电磁力相平衡。具体地，线圈13通入不同电流，产生对应的磁场，移动组件23等移动部件受到相应的电磁力，需要相应的弹性力来平衡，为了提供相应的弹性力，第一弹性构件25与第二弹性构件26在移动套筒22的左右运动过程中，就会被迫发生对应的位移，进而提供了上述的弹性力，此外，上述操作也使得移动组件23等移动部件停止在一个新的位置平衡处，从而使得喉部也即下文所述的针锥平行段322与针锥构件232的最小流通截面积发生改变，从而改变流量。

而且注意，线圈13通入的电流越大，电磁场的磁场强度越大，移动组件23等移动部件受到的电磁力就越大，对应的第一弹性构件 25与第二弹性构件26发生的弹性形变就越大，移动组件23等移动部件的位移量就越大，此时的喉部流通截面积越小，流量越小。当线圈13通入的电流达到一定数值时，第一弹性构件25与第二弹性构件 26的弹性形变量将不再变化，因为此时的移动组件23的针锥构件232 已经与文氏管体3的喉部针锥平行段322相接触，此时的流量为0。

其中，优选地，第一弹性构件25与第二弹性构件26均为截面为矩形的弹簧。

其中，优选地，第一限位部和第二限位部形成为一体式的环形台阶221，也即环形台阶221的相对的两侧分别用于对第一弹性构件25 和第二弹性构件26限位，而且起到传递力的作用，此外，环形台阶 221还可与移动套筒22为一体式结构。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3和图5所示，移动组件23包括相连接的平衡导通构件231以及针锥构件232，且平衡导通构件231与针锥构件232之间卡设有连接构件233，连接构件233 还与移动套筒22相连接，连接构件233起到连接移动套筒22和针锥构件232的作用，可以传递力的作用。

限位构件24卡设于头锥构件21，也即限位构件24被头锥构件 21所限位。

头锥构件21形成有积液腔214，导流通道包括相连通的第一导流通道2312以及第二导流通道2323，且第一导流通道2312形成于平衡导通构件231，第二导流通道2323形成于针锥构件232；积液腔 214、第一导流通道2312以及第二导流通道2323顺次相连通，文氏管体3内的液体能够依次通用第二导流通道2323、第一导流通道 2312，最后进入到积液腔214内。

平衡导通构件231插设于头锥构件21的内部的安装腔内，且与头锥构件21滑动连接，这种组装结构更不易产生泄漏；

平衡导通构件231的端部与头锥构件21围设成积液腔214；

平衡导通构件231与头锥构件21之间设置有上述的动密封构件 27，起到动密封的作用。

其中，优选地，平衡导通构件231、连接构件233以及针锥构件 232均采用软磁合金例如1J50加工形成，一方面可以耐腐蚀，一方面该材料可以在电磁场中被磁化，从而在磁场中受到较大的电磁力。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3和图4所示，平衡导通构件231与针锥构件232之间形成有第一台阶槽；

连接构件233包括相连接安装环部2331以及连接部2332，安装环部2331套设于平衡导通构件231的外部并且稳定地卡设于第一台阶槽内；

连接部2332的远离安装环部2331的顶部与移动套筒22的内壁相连接，可见，实现了通过连接构件233实现了移动组件23与移动套筒22的连接，而且上述组装结构更稳定，不易分离。

连接部2332具有鱼鳍状结构，可以传递力的作用，同时可以改善流动状况，降低压力瞬时，且其中优选地，连接部2332得数量为多个，多个连接部2332沿着安装环部2331的周向均匀设置。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3至图5所示，头锥构件21包括头锥主体211、第一辅助安装部212以及卡设部213；其中，头锥主体211具有头部呈锥状的圆柱状的壳体结构，锥形的头部能够减少流动阻力，降低流动压力损失；第一辅助安装部212也具有鱼鳍状结构，可以改善流动状况，减少流动阻力，降低流动压力损失。

第一辅助安装部212设置于头锥主体211的外壁面，卡设部213 设置于第一辅助安装部212的远离头锥主体211的顶部，且卡设部 213与第一辅助安装部212形成有第二台阶槽，限位构件24卡设于第二台阶槽内；

卡设部213以及限位构件24均卡设于入口安装壳体11以及中部安装壳体12之间，从而将头锥构件21固定，使其不动。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图4所示，针锥构件232 包括相连接的本体2321以及可变部2322；其中，本体2321与平衡导通构件231通过螺纹相连接，属于一种可拆卸的连接结构，便于运维；

可变部2322具有朝向文氏管体3呈渐缩的锥状结构，用于改变与文氏管体3的针锥平行段322相配合而实现不同的最小流通截面。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3所示，文氏管体3 包括文氏管体3以及第二静密封构件5；其中，文氏管体3包括安装壳体部31以及导流部32，安装壳体部31与中部安装壳体12相连接，且优选地，安装壳体部31具有圆柱状的壳体结构，且其可套设于中部安装壳体12的远离入口安装壳体11的一端并采用螺纹连接；

第二静密封构件5呈环状，且第二静密封构件5设置于安装壳体部31与中部安装壳体12之间；

导流部32形成有上述的流通通道，流通通道包括顺次设置的收缩段321、针锥平行段322以及扩张段323。

在该实施例中，流通通道的收缩段321的流通截面积逐步变小，可以加快流体速度，降低流体静压。流通通道的针锥平行段322是为了让流体更好地发生汽蚀，当下游的压力与上游的压力比值小于0.85 时，流体在喉部最小流通截面的静压是饱和蒸汽压，会发生汽蚀，此时针锥构件232与流通通道的针锥平行段322将会形成最小流通截面，从而控制流量。

由于针锥构件232与流通通道的针锥平行段322相互平行，此时的流体在经过文氏管体3的针锥平行段322时，流体的流通截面积近似不变，喉部最小截面积可以不再是一个面，而是一个体，可以增加文氏管汽蚀产生的气体量，从而更好地稳定流量。

流通通道的扩张段323是降低流体速度，逐步恢复流体的静压强。

在本申请的一个实施例中，优选地，非接触式驱动的可调汽蚀文氏管还包括控制器以及流量传感器，流量传感器设置于文氏管体3 所连接的管路上，且流量传感器以及线圈13均与控制器通信连接(图中未示出)。

可见，为了进一步精准控制流量，在文氏管体3的端部的输送系统中加入流量传感器，获取实时流量的大小，控制器读取流量传感器的数值，将实时流量与控制器设定的目标流量进行比较，根据流量比较得到的偏差值不断调整线圈13电流，改变阀芯位移，从而形成流量闭环控制，提高流量控制精度。

综上，关于非接触式驱动的可调汽蚀文氏管的各部件的结构详述如下：

入口安装壳体11：入口安装壳体11可提供接口与上游管路进行连接；入口安装壳体11提供凹槽限制头锥构件21的径向运动；入口安装壳体11与中部安装壳体12配合，并且两者夹设固定住头锥构件 21的卡设部213以及限位构件24例如头锥固定环；入口安装壳体11 与中部安装壳体12通过螺纹连接；入口安装壳体11通过端面限制线圈13的轴向位移；入口安装壳体11与中部安装壳体12之间设置第二静密封构件5例如密封圈，从而形成密封结构，防止流体泄漏；入口安装壳体11的内部流道与头锥构件21的外锥形相适配，形成逐渐过渡的流动通道，减少流动阻力，降低压力损失。

头锥构件21：头锥构件21的径向自由度被入口安装壳体11和中部安装壳体12所限定，头锥构件21的轴向自由度被限位构件24 例如头锥固定环限定；头锥构件21的内部具有积液腔214，用于平衡针锥构件232的轴向压力，使得针锥构件232的轴向受力平衡；

具体做法就是将针锥构件232的头部打通孔，该通孔贯穿针锥构件232和平衡导通构件231，直接将针锥构件232的头部的流体引入头锥构件21的积液腔214，针锥构件232的头部与头锥构件21的积液腔214联通，故两处的压力相等，针锥构件232和平衡导通构件231在轴向的受力平衡；头锥构件21主要的作用是为针锥构件232 等轴向移动部件抵挡上游流体的冲击，增加针锥构件232等轴向移动部件的稳定性，避免针锥构件232等轴向移动部因受到流体冲击，导致位移发生大幅度改变，喉部最小流通截面积改变，流量发生强烈波动；头锥构件21的头部为锥形，三个固定肋板为鱼鳍形状，均可以改善流动状况，减少流动阻力，降低流动压力损失。

平衡导通构件231：平衡导通构件231的部分被包裹于头锥构件 21的内部，与头锥构件21的内壁面贴合，限制针锥构件232的径向位移；平衡导通构件231的内部存在通孔，将针锥构件232的头部与头锥构件21的积液腔214连通，用于平衡压强；

平衡导通构件231和头锥构件21之间设置有第二静密封构件5 例如密封圈配合，形成密封，避免头锥构件21的积液腔214的流体与头锥构件21的外围的流体连通；

平衡导通构件231与针锥构件232通过螺纹连接；平衡导通构件 231与针锥构件232配合，限定连接构件233的轴向位移。平衡导通构件231、连接构件233、移动套筒22和针锥构件232固连在一起，均采用软磁合金例如1J50加工而成，可受到磁场作用发生磁化，然后受到磁场作用力，最终的磁场作用力与第一弹性构件25、第二弹性构件26的弹性力平衡，磁场发生改变，针锥构件232发生轴向位移，喉部最小流通截面积发生变化，流量改变。

限位构件24例如头锥固定环：限位构件24是用来限制固定头锥构件21的轴向位移。头锥构件21被入口安装壳体11和中部安装壳体12限制移动。

第一静密封构件4例如密封圈：入口安装壳体11与中部安装壳体12之间设置有第一静密封构件4，从而形成密封结构，防止流体泄漏。

中部安装壳体12：中部安装壳体12分别与入口安装壳体11和文氏管体3螺纹连接；中部安装壳体12与入口安装壳体11、文氏管体3配合，限制线圈13的移动，同时也限制第一弹性构件25和第二弹性构件26的径向位移。

第一弹性构件25和第二弹性构件26：第一弹性构件25与第二弹性构件26产生的弹性力与针锥构件232等移动部件受到的电磁力相平衡。线圈13通入不同电流，产生对应磁场，针锥构件232等移动部件受到相应电磁力，需要相应的弹性力平衡。为了提供相应的弹性力，第一弹性构件25和第二弹性构件26就会被迫发生对应的位移，针锥构件232等移动部件在一个新的位置平衡，喉部最小流通截面积发生改变，从而改变流量。

线圈13：线圈13的作用是产生电磁场，通过电磁场是针锥构件 232等移动部件受到电磁力，从而发生位移。线圈13通入电流越大，电磁场的磁场强度越大，针锥构件232等移动部件受到的电磁力越大，对应的第一弹性构件25与第二弹性构件 26 发生的弹性形变越大，针锥构件232等移动部件的位移量就越大，此时的喉部流通截面积越小，流量越小。当线圈13通入电流达到一定数值时，第一弹性构件25与第二弹性构件26的弹性形变量将不再变化，因为此时的针锥构件232已经与文氏管体3的针锥平行段322也即喉部相接触，此时的流量为0。

插头座14：插头座14是给线圈13通入电流的接口。

移动套筒22：移动套筒22的中间部分设置有环形台阶221，该环形台阶221的两台阶面分别与第一弹性构件25与第二弹性构件26 相接触，起到传递力的作用。移动套筒22与连接构件233的三个鱼鳍形状肋板通过焊接固连，移动套筒22与针锥构件232等移动部件一起受到电磁力，发生轴向运动。移动套筒22被第一弹性构件25 与第二弹性构件26限制径向位移。

连接构件233：连接构件233的作用是连接移动套筒22和针锥构件232；连接构件233具有三个鱼鳍形状肋板，可以传递力的作用，同时可以改善流动状况，降低压力瞬时；连接构件233与针锥构件 232等移动部件均采用软磁合金例如1J50加工，一方面可以耐腐蚀，一方面该材料可以在电磁场中被磁化，从而在磁场中受到较大的电磁力。

针锥构件232：针锥构件232与平衡导通构件231之间通过螺纹进行连接，通过改变线圈13中电流大小，针锥构件232会处于不同的位置，从而改变喉部最小流通截面积，从而起到调节流量的目的。

第一静密封构件4例如密封圈：其作用是防止流体泄漏。

文氏管体3：文氏管体3的流通通道具有收缩段321，针锥平行段322和扩张段323三个部分。其中，收缩段321可见流道的流通截面积逐步变小，可以加快流体速度，降低流体静压。针锥平行段322 是为了让流体更好的发生汽蚀，当下游的压力与上游的压力比值小于0.85时，流体在喉部最小流通截面的静压是饱和蒸汽压，会发生汽蚀，此时针锥构件232与文氏壳体的针锥平行段322将会形成最小流通截面，从而控制流量。由于针锥构件232与文氏管体3的针锥平行段 322相互平行，此时的流体在经过文氏管体3的针锥平行段322时，流体的流通截面积近似不变，喉部最小截面积可以不再是一个面，而是一个体，可以增加文氏管汽蚀产生的气体量，从而更好的稳定流量。文氏管体3的扩张段323是降低流体速度，逐步恢复流体的静压强。

结合上述结构，针锥构件232被驱动的详细的过程如下：

针锥构件232被驱动的过程如下：

第一、产生电磁：线圈13上电，产生电磁场。

第二、产生电磁作用：移动套筒22以及移动组件23具体包括平衡导通构件231、连接构件233以及头锥构件21固连在一起，可一起发生轴向运动，且均采用软磁合金例如1J50加工而成，可受到磁场作用发生磁化，然后受到电磁力作用，发生轴向移动。

第三、力的传递：移动套筒22以及移动组件23受到电磁力作用，电磁力通过移动套筒22将会传递给第一弹性构件25和第二弹性构件 26。

第四、力的平衡：第一弹性构件25被拉长，第二弹性构件26 被压缩，二者将会发生弹性变形，产生弹性作用力，该弹性力最终将与电磁力平衡，受力平衡后，针锥构件232将不再移动。

第五、针锥构件232的位移的改变。改变线圈13的电流大小，移动套筒22和移动组件23所受的电磁力大小，第一弹性构件25和第二弹性构件26将会发生不同的弹性形变来平衡电磁力，此时将对应不同的阀门开度。最终的对应关系为：不同的电流，对应不同的针锥构件232的位移，对应不同的最小流通截面积，对应不同的阀门开度，对应不同的流量，简而言之，不同的电流对应不同的流量。

流量控制过程如下：

第一，线圈13上电，控制器给线圈13输入最大额定电流，此时电流最大，针锥构件232与文氏管体3的针锥平行段322接触，此时流量为0。

第二，控制器通过流量传感器获取实时流量大小。

第三，控制器设定目标流量，并将该目标流量与实时流量进行比较，得到偏差值，利用实时流量与目标流量的流量偏差值控制电流输出。当实时流量小于目标流量时，流量偏差值小于0，逐步减小线圈13电流，阀门开度逐渐增大，直至目标流量与实时流量相等；

当实时流量等于目标流量时，流量偏差值为0，控制器维持线圈 13电流不变，阀门开度不变；

当实时流量大于目标流量时，流量偏差值大于0，逐步增大线圈 13电流，阀门开度减小，直至目标流量与实时流量相等。

结合以上描述可知，本非接触式驱动的可调汽蚀文氏管具有如下优点：

第一、通过线圈13驱动移动组件23也即阀芯移动，属于一种非接触式驱动方式，借助耐高压直流比例电磁线圈13驱动针锥构件232 等移动部件，由于无接触，抛弃了现有技术中接触式驱动得动密封，密封性能大大提高，降低了流体泄漏的风险。

第二、通过打通针锥构件232以及平衡导通构件231，直接将针锥构件232的头部的流体引入头锥构件21的积液腔214，平衡了针锥构件232等移动部件的轴向受力。

第三、头锥构件21固定不动，可顶替头锥构件21抵抗上游流体冲击，可以避免针锥构件232等移动部件受到的冲击。同时头锥构件 21的锥形头部以及鱼鳍形肋板，加之连接构件233的鱼鳍形肋板的结构设置，均可有效改善流动状况，降低流体阻力，减少压力损坏。

第四、流量的闭环控制：通过实时流量与目标的流量的偏差，实时改变线圈13电流，动态调整流量，提高了流量控制精度。

第五、本非接触式驱动的可调汽蚀文氏管采用无拐角的安装结构，更变便于装配，以及流体的流动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，包括：驱动线圈组件、移动机构以及文氏管体；其中，所述文氏管体形成有截面积可变的流通通道；

所述驱动线圈组件设置于所述文氏管体的一侧并且与所述文氏管体相连接，所述驱动线圈组件与所述文氏管体之间设置有第一静密封构件；

所述驱动线圈组件形成有连通所述文氏管体的流通通道以及外界的安装腔；所述移动机构设置于所述安装腔内，且所述移动机构的部分能够受到所述驱动线圈组件的电磁驱动而沿着所述文氏管体的流通通道移动，以改变流通截面积；

所述驱动线圈组件包括入口安装壳体、中部安装壳体以及线圈；其中，所述中部安装壳体的一端与所述入口安装壳体相连接，所述中部安装壳体的相对的另一端与所述文氏管体相连接；

所述线圈套设于所述中部安装壳体的外部，且所述线圈的相对的两侧部分别与所述入口安装壳体以及所述文氏管体相抵；

所述移动机构包括头锥构件、移动套筒和移动组件；其中，所述头锥构件的部分限位于所述入口安装壳体与所述中部安装壳体之间；所述移动套筒形成有容纳腔，所述头锥构件的部分以及所述移动组件均设置于所述容纳腔内；

所述移动组件与所述头锥构件滑动连接；

所述移动组件与所述头锥构件围设成积液腔，所述移动组件还形成有连通所述积液腔与所述文氏管体的流通通道的导流通道。

2.根据权利要求1所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述中部安装壳体的一端与所述入口安装壳体之间设置有第二静密封构件，所述中部安装壳体的相对的另一端与所述文氏管体之间设置有所述第一静密封构件。

3.根据权利要求1所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述中部安装壳体的相对的两端分别与相一一对应的所述入口安装壳体以及所述文氏管体通过螺纹相连接。

4.根据权利要求1所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述移动组件与所述头锥构件之间设置有动密封构件。

5.根据权利要求4所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述移动套筒与所述入口安装壳体之间设置有第一限位平衡组件，所述移动组件与所述文氏管体之间设置有第二限位平衡组件，用于对所述移动组件在移动方向上的限位。

6.根据权利要求5所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述第一限位平衡组件包括限位构件以及第一弹性构件，所述限位构件卡设于所述头锥构件的部分结构，所述第一弹性构件套设于所述移动套筒的一端，且所述第一弹性构件的相对的两端分别抵靠于所述限位构件以及所述移动套筒所形成的第一限位部；

所述第二限位平衡组件包括第二弹性构件，所述第二弹性构件套设于所述移动套筒的相对的另一端，且所述第二弹性构件的相对的两端分别抵靠于所述文氏管体以及所述移动套筒所形成的第二限位部。

7.根据权利要求6所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述移动组件包括相连接的平衡导通构件以及针锥构件，且所述平衡导通构件与所述针锥构件之间卡设有连接构件，所述连接构件还与所述移动套筒相连接；所述限位构件卡设于所述头锥构件；

所述头锥构件形成有所述积液腔，所述导流通道包括相连通的第一导流通道以及第二导流通道，且所述第一导流通道形成于所述平衡导通构件，所述第二导流通道形成于所述针锥构件；所述积液腔、所述第一导流通道以及所述第二导流通道顺次相连通；

所述平衡导通构件插设于所述头锥构件的内部的安装腔内，且与所述头锥构件滑动连接；所述平衡导通构件的端部与所述头锥构件围设成所述积液腔；所述平衡导通构件与所述头锥构件之间设置有所述动密封构件。

8.根据权利要求7所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述平衡导通构件与所述针锥构件之间形成有第一台阶槽；

所述连接构件包括相连接安装环部以及连接部，所述安装环部套设于所述平衡导通构件的外部并且卡设于所述第一台阶槽内；

所述连接部的远离所述安装环部的顶部与所述移动套筒的内壁相连接；

所述连接部具有鱼鳍状结构。

9.根据权利要求7所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述头锥构件包括头锥主体、第一辅助安装部以及卡设部；其中，所述头锥主体具有头部呈锥状的圆柱状的壳体结构；所述第一辅助安装部具有鱼鳍状结构；

所述第一辅助安装部设置于所述头锥主体的外壁面，所述卡设部设置于所述第一辅助安装部的远离所述头锥主体的顶部，且所述卡设部与所述第一辅助安装部形成有第二台阶槽，所述限位构件卡设于所述第二台阶槽内；

所述卡设部以及所述限位构件均卡设于所述入口安装壳体以及所述中部安装壳体之间；

所述入口安装壳体的用于容纳所述头锥构件的流道与所述头锥构件的外形相适配；

和/或

所述针锥构件包括相连接的本体以及可变部；其中，所述本体与所述平衡导通构件通过螺纹相连接；所述可变部具有朝向所述文氏管体呈渐缩的锥状结构。

10.根据权利要求4所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述头锥构件以及所述移动组件由软磁合金形成。

11.根据权利要求2至10中任一项所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述非接触式驱动的可调汽蚀文氏管还包括控制器以及流量传感器，所述流量传感器设置于所述文氏管体所连接的管路上，且所述流量传感器以及所述线圈均与所述控制器通信连接。

12.根据权利要求2至10中任一项所述的非接触式驱动的可调汽蚀文氏管，其特征在于，所述文氏管体包括安装壳体部以及导流部，所述安装壳体部与所述中部安装壳体相连接；

所述安装壳体部与所述中部安装壳体之间设置有所述第一静密封构件；

所述导流部形成有所述流通通道，所述流通通道包括顺次设置的收缩段、针锥平行段以及扩张段。

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