CN215806646U - 一种高精度微流量调节阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度微流量调节阀，包括壳体，壳体为中空的筒状结构，壳体的一端与阀座连接，阀座的杆状部与壳体的壁面紧密贴合，阀座的杆状部中开有通孔，锁紧螺母与壳体通过螺纹连接并与阀座贴紧，圆筒状压电陶瓷堆栈放置装配在壳体内，压电陶瓷堆栈的一端与壳体的内壁贴合，压电陶瓷堆栈的另一端与平板弹簧阀杆的圆形板状结构的端面贴合，平板弹簧阀杆中间具有一杆状结构，一端具有圆形板状结构，阀座的杆状部与平板弹簧阀杆的杆状部贴合压紧实现密封，介质入口与壳体的一端连接。其有益效果在于：本实用新型中压电陶瓷控制变形量为0～20μm，微米级变形是的微流量调节成为可能，实现阀门0.5％控制精度。

Description

一种高精度微流量调节阀

技术领域

本实用新型属于流量调节阀门，具体涉及一种可控可调节高精度微小流量阀门。

背景技术

气体流量调节阀门众多，主要功能为控制及调节介质气体流量，为达到这一目的，流量调节阀一般设计为阀杆阀座开关型式，应用各类驱动技术实现阀门阀杆阀座不同开度开关从而实现气体流量调节。

对介质进行高精度、极小流量可控性是调节阀门发展方向。目前现有的流量调节阀一般采用手动或电磁线圈驱动调节，目标介质最小流量范围有限，一般处于SLM(标准升每分钟)级别，控制精度处于1％或更低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高精度微流量调节阀，它能够有效地满足介质气体0～30SCCM，0.5％控制精度范围内的有效调节，为特殊用途(如微流量医疗供气控制，航空微流量气体驱动等)提供帮助。

本实用新型的技术方案如下：一种高精度微流量调节阀，包括壳体，壳体为中空的筒状结构，壳体的一端与阀座连接，阀座的杆状部与壳体的壁面紧密贴合，阀座的杆状部中开有通孔，锁紧螺母与壳体通过螺纹连接并与阀座贴紧，圆筒状压电陶瓷堆栈放置装配在壳体内，压电陶瓷堆栈的一端与壳体的内壁贴合，压电陶瓷堆栈的另一端与平板弹簧阀杆的圆形板状结构的端面贴合，平板弹簧阀杆中间具有一杆状结构，一端具有圆形板状结构，阀座的杆状部与平板弹簧阀杆的杆状部贴合压紧实现密封，介质入口与壳体的一端连接。

所述的阀座的通孔为拉法尔喷管形状，阀座的头部开有空腔，其空腔的直径大于杆状部通孔的直径。

所述的锁紧螺母的中间开有与阀座的头部的空腔直径相同的通孔。

所述的压电陶瓷堆栈通过压电陶瓷正极电缆与正极焊接件进行正极焊接，正极焊接件通过正极引出电缆将正极从壳体引出。

所述的压电陶瓷堆栈通过压电陶瓷负极电缆与负极焊接件焊接，负极焊接件通过负极引出电缆将负极从阀体引出。

所述的正极导线密封件与壳体实现过盈安装和连接，正极导线密封件与正极焊接件实现过盈安装和连接。

所述的负极导线密封件与壳体实现过盈安装和连接，负极导线密封件与负极焊接件实现过盈安装和连接。

所述的平板弹簧阀杆的圆形板状结构上开有通气孔。

所述的通气孔包括四组，四组通气孔相互之间均匀分布在平板弹簧阀杆的圆形板状结构上。

所述的每组通气孔均包括三个孔，三个孔从内到外依次增大。

本实用新型的有益效果在于：

1)实现微流量调节阀0～30SCCM可控可调节，本实用新型中压电陶瓷控制变形量为0～20μm，微米级变形是的微流量调节成为可能；

2)实现微流量调节阀0.5％控制精度调节，本实用新型中电压控制压电陶瓷变形量最小分别率达到0.1μm，实现阀门0.5％控制精度。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种高精度微流量调节阀外形图；

图2为本实用新型所提供的一种高精度微流量调节阀内部结构图；

图3为平板弹簧阀杆侧视图。

图中，1介质入口组件，2平板弹簧阀杆，3压电陶瓷堆栈，4阀座，5锁紧螺母，6壳体，7负极导线密封件，8负极焊接件，9正极导线密封件，10正极焊接件，11压电陶瓷正极电缆，12正极引出电缆，13压电陶瓷负极电缆，14负极引出电缆，15通气孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“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，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图2所示，一种高精度微流量调节阀包括壳体6，壳体6为阀门主结构部分，壳体6的出口端(如图2所示的左端)封闭并在中间位置开孔，壳体6的进口端(如图2所示的右端)为开口结构，壳体6的中间为空腔的筒状结构，筒壁上还开有两个通孔(如图2所示的上下两侧)，螺栓状的阀座4与壳体6的出口端通过螺纹连接，阀座4的杆状部与壳体6的壁面紧密贴合，阀座4的杆状部中开有通孔，所述的通孔为拉法尔喷管形状，阀座4的头部开有空腔，其空腔的直径大于杆状部通孔的直径，锁紧螺母5与壳体6的出口端通过螺纹连接并与阀座4贴紧，使得各零件不会发生松动，锁紧螺母5的中间也开有与阀座4的头部的空腔直径相同的通孔，圆筒状压电陶瓷堆栈3设置在壳体6的空腔内，压电陶瓷堆栈3的一端(如图2所示的左端)与壳体6的内壁贴合，压电陶瓷堆栈3的另一端(如图2所示的右端)与平板弹簧阀杆2的圆形板状结构的端面贴合，平板弹簧阀杆2中间具有一杆状结构，一端具有圆形板状结构，圆形板状结构内还具有一个环状的凸缘，所述的凸缘将压电陶瓷堆栈3包在其内侧，如图3所示，平板弹簧阀杆2的圆形板状结构上开有通气孔15，所述的通气孔包括四组，四组通气孔相互之间均匀分布在平板弹簧阀杆2的圆形板状结构上，每组通气孔15均包括三个孔，三个孔从内到外依次增大，平板弹簧阀杆2采用可压缩的材质制成，所述的通气孔能够有效的将进气导出到出口端，同时通气孔15可以更好的实现平板弹簧阀杆2的圆形板状结构的压缩变形量，使平板弹簧阀杆2的圆形板状结构的变形量足够大，从而满足对介质气体流量控制的要求，阀座4的杆状部与平板弹簧阀杆2的杆状部贴合压紧实现密封，介质入口组件1与壳体6通过螺纹连接，介质入口组件1压紧平板弹簧杆2的圆形板状结构。

如图2所示，压电陶瓷堆栈3的一侧(如图2所示的上侧)通过压电陶瓷正极电缆11与正极焊接件10进行正极焊接，正极焊接件10通过正极引出电缆12将正极从壳体6引出；压电陶瓷堆栈3的一侧(如图2所示的下侧)通过压电陶瓷负极电缆13与负极焊接件8焊接，负极焊接件8通过负极引出电缆14将负极从阀体引出。

如图2所示，正极导线密封件9与正极焊接件10实现过盈安装和连接，正极导线密封件9与壳体6实现过盈安装和连接；负极导线密封件7与负极焊接件8实现过盈安装和连接，负极导线密封件7与壳体6实现过盈安装和连接。

本实用新型的工作过程如下：

如图2所示介质气体流动方向，介质气体从介质入口组件1进入阀门腔体，通过平板弹簧阀杆2上的通气孔，通过压电陶瓷堆栈3与平板弹簧阀杆2之间的流道，进入平板弹簧阀杆2与阀座4密封前端，阀门需要工作时，对压电陶瓷供电，压电陶瓷轴向伸缩变形，从而对动平板弹簧阀杆2的圆形板状结构进行压缩或者复原，当平板弹簧阀杆2的圆形板状结构压缩时，平板弹簧阀杆2的杆状部分脱离密封面实现流道开启，介质气体通过流道流出阀门外侧。

利用不同供电电压实现不同压电陶瓷变形量从而实现不同阀门开度，进而实现不同压力不同流量介质气体供应。

本阀门通过压电陶瓷驱动配合合理结构设计，使得目标介质流量范围实现SCCM(标准毫升每分钟)级别，控制精度实现0.5％。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精度微流量调节阀，其特征在于：包括壳体，壳体为中空的筒状结构，壳体的一端与阀座连接，阀座的杆状部与壳体的壁面紧密贴合，阀座的杆状部中开有通孔，锁紧螺母与壳体通过螺纹连接并与阀座贴紧，圆筒状压电陶瓷堆栈放置装配在壳体内，压电陶瓷堆栈的一端与壳体的内壁贴合，压电陶瓷堆栈的另一端与平板弹簧阀杆的圆形板状结构的端面贴合，平板弹簧阀杆中间具有一杆状结构，一端具有圆形板状结构，阀座的杆状部与平板弹簧阀杆的杆状部贴合压紧实现密封，介质入口与壳体的一端连接。

2.如权利要求1所述的一种高精度微流量调节阀，其特征在于：所述的阀座的通孔为拉法尔喷管形状，阀座的头部开有空腔，其空腔的直径大于杆状部通孔的直径。

3.如权利要求1所述的一种高精度微流量调节阀，其特征在于：所述的锁紧螺母的中间开有与阀座的头部的空腔直径相同的通孔。

4.如权利要求1所述的一种高精度微流量调节阀，其特征在于：所述的压电陶瓷堆栈通过正极导线密封件与正极焊接件进行正极焊接，正极焊接件通过正极引出电缆将正极从壳体引出。

5.如权利要求1所述的一种高精度微流量调节阀，其特征在于：所述的压电陶瓷堆栈通过负极导线密封件与负极焊接件焊接，负极焊接件通过负极引出电缆将负极从阀体引出。

6.如权利要求4所述的一种高精度微流量调节阀，其特征在于：所述的正极导线密封件与壳体实现过盈安装和连接，正极导线密封件与正极焊接件实现过盈安装和连接。

7.如权利要求5所述的一种高精度微流量调节阀，其特征在于：所述的负极导线密封件与壳体实现过盈安装和连接，负极导线密封件与负极焊接件实现过盈安装和连接。

8.如权利要求1所述的一种高精度微流量调节阀，其特征在于：所述的平板弹簧阀杆的圆形板状结构上开有通气孔。

9.如权利要求8所述的一种高精度微流量调节阀，其特征在于：所述的通气孔包括四组，四组通气孔相互之间均匀分布在平板弹簧阀杆的圆形板状结构上。

10.如权利要求9所述的一种高精度微流量调节阀，其特征在于：所述的每组通气孔均包括三个孔，三个孔从内到外依次增大。

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