TWI582324B - 流量調節裝置 - Google Patents

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TWI582324B
TWI582324B TW104118335A TW104118335A TWI582324B TW I582324 B TWI582324 B TW I582324B TW 104118335 A TW104118335 A TW 104118335A TW 104118335 A TW104118335 A TW 104118335A TW I582324 B TWI582324 B TW I582324B
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魏士傑
黃華志
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財團法人工業技術研究院
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    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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Description

流量調節裝置
本揭露是有關於一種流量調節裝置，尤其是一種可調節液體流阻且具備自動補償功能的流量調節裝置。
習知技術中常見的流量調節裝置主要分成一般型流量調節裝置或補償式流量調節裝置。一般型流量調節裝置透過固定孔道、毛細孔、或溝槽等等的設計來產生流量調節的效果。補償式流量調節裝置則通常具備壓力反饋調節裝置以達到自動偵測與及時自動補償流體系統的壓力與流量之功能；其中，壓力反饋調節裝置大多是利用例如薄片、滑軸或滑塊等等具有可撓曲或可位移之特性的結構做為主要的反饋機制。
然而，一般型流量調節裝置雖然結構簡單、且流阻調整容易，但卻無自動補償功能；補償式流量調節裝置雖具備有自動補償功能，卻往往難以調整流阻。
有鑒於上述問題，本揭露提供一種流量調節裝置，調整流阻容易，亦具備自動補償功能。
依照本揭露之第一種態樣，本揭露提供一種流量調節裝置，包括：通道、桿件及彈性元件。通道具有流體入口及流體出口，以分別提供流體進入與離開該流量調節裝置。桿件具有彼此相對的一前端與一後端，前端位於通道之內，後端位於通道之外且靠近流體出口而遠離流體入口。彈性元件螺旋式環繞桿件，且 彈性元件的彈性間距可調整以調節流體的流阻。通道更包括一窄部，部分彈性元件位於該窄部中，並實質地佔據桿件與通道內壁間的環形空間。
依照本揭露之第二種態樣，流量調節裝置包括：通道、桿件、第一彈性元件、滑塊以及力量提供機構。通道具有流體入口及流體出口，以分別提供流體進入與離開該流量調節裝置。桿件具有彼此相對的一前端與一後端，前端位於通道之內，後端位於通道之外。第一彈性元件螺旋式環繞桿件，且第一彈性元件的彈性間距可調整以調節流體的流阻。滑塊套接在桿件上。力量提供機構提供一力量在該滑塊上。通道更包括一窄部，部分彈性元件位於該窄部中，並實質地佔據桿件與通道內壁間的環形空間，且滑塊沿著桿件移動而朝向或遠離流體出口。
依照本揭露之第三種態樣，流量調節裝置包括：通道、桿件、彈性元件、滑塊以及可動元件。通道具有流體入口及流體出口，以分別提供流體進入與離開該流量調節裝置。桿件具有彼此相對的一前端與一後端，前端位於通道之內。彈性元件螺旋式環繞桿件，且第一彈性元件的彈性間距可調整以調節流體的流阻。可動元件設置於通道且靠近桿件的後端而遠離桿件的前端。通道更包括一窄部，部分彈性元件位於該窄部中，並實質地佔據桿件與通道內壁間的環形空間，且藉由可動元件朝向或遠離桿件的後端移動，可調整彈性元件的彈性間距。
為讓本揭露的上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
1、2、3、4、5、6、7‧‧‧流量調節裝置
11、21、31、41、51、61、71‧‧‧通道
13、23、33、43、53、63、73‧‧‧桿件
15、25、65‧‧‧彈性元件
111、211、311、411、511、611、711‧‧‧流體入口
113、213、313、413、513、613、713‧‧‧流體出口
131、231、331、431、531、631、731‧‧‧前端
133、233、333、433、533、633、733‧‧‧後端
35、45、75‧‧‧第一彈性元件
36、76‧‧‧第二彈性元件
37、57、67、77‧‧‧可動元件
39、49‧‧‧滑塊
391、491‧‧‧節流端
393、493‧‧‧補償端
415‧‧‧開口部
48‧‧‧可控制壓力調節器
631a、631b‧‧‧通路
A3、A4、A5、A6、A6’A7、A7’‧‧‧有效面積
d、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d11、d12、d21、d22、d31、d32、d33、d34、d35、d36、d51、d52、d53、d54、d61、d62、d73、d74‧‧‧彈性間距
F3、F4、F7、F34、F35、F36、F73、F74‧‧‧第一力量
F3’、F4’、F7’、F34’、F35’、F36’‧‧‧第二力量
F5、F6、F53、F54、F63、F64‧‧‧力量
g‧‧‧間隙
L、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L31、L32、L33‧‧‧有效調節長度
Pin、P5、P6、P7、P53、P54、P63、P64、P73、P74‧‧‧入口壓力
Pout、P3’、P4’、P6’、P7’、P34’、P35’、P36’、P53’、P54’、P63’、P64’、P73’、P74’‧‧‧出口壓力
Q‧‧‧流量
R‧‧‧流阻
μ‧‧‧流體的黏滯係數
圖1示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第一實施例。
圖2示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第二實施例。
圖3A及3B示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第一實施例如何調整彈性元件的彈性間距之情況。
圖4A及4B示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第二實施例如何調整彈性元件的彈性間距之情況。
圖5示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第三實施例。
圖6示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第四實施例。
圖7A-7C示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第三實施例如何調整彈性元件的彈性間距之情況。
圖8A-8C示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第三實施例如何自動調節彈性元件的彈性間距，以及於流體出口量測壓力變化之情況。
圖9示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第五實施例。
圖10示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第六實施例。
圖11示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第七實施例。
圖12A及12B示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第五實施例如何調整彈性元件的彈性間距之情況。
圖13A及13B示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第五實施例如何自動調節彈性元件的彈性間距，以及於流體出口量測壓力變化之情況。
圖14A及14B示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第六實施例如何調整彈性元件的彈性間距之情況。
圖15A及15B示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第六實施例如何自動調節彈性元件的彈性間距，以及於流體出口量測壓力變化之情況。
圖16A及16B示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第七實施例如何調整彈性元件的彈性間距之情況。
圖17A及17B示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第七實施例如何自動調節彈性元件的彈性間距，以及於流體出口量測壓力變化之情況。
首先，將搭配圖1至圖4B分別說明本揭露之流量調節裝 置的第一種態樣。於第一種態樣中，本揭露提供一種藉由調整流量調節裝置的彈性間距以調節流體流阻的流量調節裝置。
請參照圖1所示之流量調節裝置1，其示意性呈現本揭露的流量調節裝置的第一實施例。如圖1所示，流量調節裝置1包括通道11、桿件13及彈性元件15。通道11具有流體入口111及流體出口113，以分別提供流體進入與離開該流量調節裝置1。桿件13具有彼此相對的前端131與後端133。桿件13插設於通道11中，使得前端131位於通道11內。如圖1所示，後端133較靠近流體出口113而較遠離流體入口111。彈性元件15螺旋式環繞桿件13，且彈性元件15的彈性間距d1可調整以調節流體的流阻。
此外，通道11更包括一窄部，其為圖1中標示有效調節長度L1的區域，部分彈性元件15位於窄部中，並實質地佔據桿件13與通道11內壁間的環形空間。於窄部中(相對應於標示有效調節長度L1的區域)，由於桿件13與通道11內壁間沒有足夠的空間可供流體通過，因此流體必須流過彈性元件15內的空間(標示彈性間距d1處)，且彈性間距d1的尺寸會影響流體的流阻。
此外，根據圖1所示之具體實施例，彈性元件15的其中一端連接於桿件13的前端131，且彈性元件15的另一端連接於通道11的內壁且靠近流體出口113。可於桿件13外部設置螺紋(圖中未示)，使得桿件13可藉由螺紋而轉動，並且沿著通道11的軸向(平行於桿件13的前端131與後端133所形成的直線方向)移動。因此，藉由調整使桿件13較進入或較移出該通道11，即可調整彈性元件15的彈性間距d1。
請參照圖2所示之流量調節裝置2，其示意性呈現本揭露的流量調節裝置的第二實施例。如圖2所示，流量調節裝置2包括通道21、桿件23及彈性元件25。通道21具有流體入口211及流體出口213，以分別提供流體進入與離開該流量調節裝置2。桿件23具有彼此相對的一前端231與一後端233。桿件23插設於通道21中，使得前端231位於通道21內。如圖2所示，後端233較靠近流體出口213而較遠離流體入口211。彈性元件25螺旋式 環繞桿件23，且彈性元件25的彈性間距d2可調整以調節流體的流阻。
此外，通道21更包括一窄部，其為圖2中標示有效調節長度L2的區域，部分彈性元件25位於窄部中，並實質地佔據桿件23與通道21內壁間的環形空間。於窄部中(相對應於標示有效調節長度L2的區域)，由於桿件23與通道21內壁間沒有足夠的空間可供流體通過，因此流體必須流過彈性元件25內的空間(標示彈性間距d2處)，且彈性間距d2的尺寸會影響流體的流阻。
此外，根據圖2所示之具體實施例，彈性元件25的其中一端連接於通道21的內壁且靠近流體入口211，且彈性元件25的另一端連接於桿件23的後端233。可於桿件23外部設置螺紋(圖中未示)，使得桿件23可藉由螺紋而轉動，並且可沿著通道21的軸向(平行於桿件23的前端231與後端233所形成的直線方向)移動。因此，藉由調整使桿件23較進入或較移出該通道21，即可調整彈性元件25的彈性間距d2。
本揭露提供一種流量調節裝置，其可調節流體的流阻，並可藉由改變彈性元件的彈性間距而調整流阻。以下將說明圖1所示之流量調節裝置之運作原理。值得注意的是，所述運作原理是用於本揭露之所有的具體實施例。
請參照圖1。流體經由流體入口111及流體出口113流入及流出流量調節裝置1的通道。在流量調節裝置1中，流體的流量Q可由下列公式計算： 其中，Q為流量；d為彈性元件15的彈性間距，如圖1中標示的d1；μ為流體的黏滯係數；L為彈性元件15沿著桿件13上的有效螺旋長度，如圖1中 標示的L1，相對應於通道11的窄部；g為窄部中的桿件13與通道11內壁之間的間隙；Pin為流體入口111處的入口壓力；及Pout為流體出口113處的出口壓力。在此，值得注意的是，g是依通道11與桿件13之設計尺寸而定之一固定值。
由上述公式(1)可知，流量Q與彈性間距d及有效螺旋長度L具有高度關聯性，更具體而言，彈性間距d越小(亦即彈性元件5越緊密)及/或有效螺旋長度L越長，流量Q會越小。反之，彈性間距d越大及/或有效螺旋長度L越短，則流量Q會越大。此外，彈性元件15的彈性間距d對於流量Q的影響，比有效螺旋長度L對於流量Q的影響的影響來得大。
此外，流量Q與流阻R的關係如以下公式(2)所定義： 公式(2)顯示，流量Q與流阻R成反比、且流量Q與壓力差(Pin-Pout)成正比。此外，由於流體供應源S提供固定壓力的流體(亦即Pin為定值)，因此，離開流量調節裝置1之流體的流量Q與出口壓力Pout具有以下關係：當流量調節裝置1的流阻R越大，則流量Q與出口壓力Pout就會越小；反之，當流阻R越小，流量Q與出口壓力Pout就會越大。
由公式(1)及(2)，本領域技術人士可得知，藉由調整流量調節裝置1的彈性間距d1，即可得到所需的流阻R。更具體而言，若將流量調節裝置1的彈性間距d1設定得較大時，經由流體出口113離開通道11之流體的流量Q以及出口壓力Pout也會較大，因此流阻R會較小。反之，若需要較大的流阻R時，可將流量調節裝置1的彈性間距d1設定得較小，經由流體出口113離開通道11之流體的流量Q以及出口壓力Pout也會變得較小。
接著，請參照圖3A及3B。圖中說明了調整流量調節裝置1的彈性間距d1的操作方法。
圖3A及3B示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第一實施例如何藉由移動桿件13而調整流量調節裝置1的彈性間距d1之情況。由於彈性元件15其中一端連接於桿件13的前端131，且彈性元件15的另一端連接於通道11的內壁且靠近流體出口113，因此，藉由沿著通道11之軸向而移動桿件13時，即可改變流量調節裝置1的彈性間距d1。於圖3A及3B中，分別以d11及d12代表流量調節裝置1的彈性元件15的彈性間距d1。相較於圖3B所示狀態，圖3A中的桿件13連同彈性元件15較為伸入通道11(換言之，圖3A之桿件13的後端133較靠近通道11的流體出口113)。因此，圖3A的彈性間距d11大於圖3B的彈性間距d12。此外，根據前述之運作原理，圖3A的流阻R會小於圖3B的流阻R。據此，本領域技術人士可得知，藉由簡單地將桿件13移入或移出通道11，即可調整流量調節裝置1的流阻R。
請參照圖4A及4B。圖中說明了調整流量調節裝置2的彈性間距d2的操作方法。值得注意的是，流量調節裝置1的運作原理也適用於流量調節裝置2。
圖4A及4B示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第二實施例如何藉由移動桿件23而調整流量調節裝置2的彈性間距d2之情況。由於彈性元件25其中一端連接於通道21的內壁且靠近流體入口211，且彈性元件25的另一端連接於桿件23的後端231，因此，藉由沿著通道21之軸向而移動桿件23時，即可改變流量調節裝置2的彈性間距d2。於圖4A及4B中，分別以d21及d22代表流量調節裝置2的彈性元件25的彈性間距d2。相較於圖4A所示狀態，圖4B中的桿件23連同彈性元件25較為伸入通道21(換言之，圖4B之桿件23的後端233較靠近通道21的流體出口213)。因此，圖4A的彈性間距d21大於圖4B的彈性間距d22。此外，根據前述之運作原理，圖4A的流阻R會小於圖4B的流阻R。據此，本領域技術人士可得知，藉由簡單地將桿件23移入或移出通道21，即可調整流量調節裝置2的流阻R。
其次，將搭配圖5至圖8C分別說明本揭露之流量調節裝 置的第二種態樣。於第二種態樣中，本揭露所提供之流量調節裝置不僅可調節流體流阻，同時具有自動補償功能，且該自動補償功能主要是藉由流量調節裝置的滑塊的移動而達成。
請參照圖5所示之流量調節裝置3，其示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第三實施例。如圖5所示，流量調節裝置3包括通道31、桿件33、第一彈性元件35、第二彈性元件36、可動元件37、以及滑塊39。通道31具有流體入口311及流體出口313，以分別提供流體進入與離開該流量調節裝置3。桿件33具有彼此相對的前端331與後端333。桿件33插設於通道31中，使得前端331位於通道31之內，且後端333位於通道31之外，而且桿件33可沿著通道31的軸向(平行於桿件33的前端331與後端333所形成的直線方向)移動。第一彈性元件35螺旋式環繞桿件33，且第一彈性元件35的彈性間距d3可調整，以調節流體的流阻。第二彈性元件36與可動元件37構成一力量提供機構，提供一力量在滑塊39上。可動元件37設置於桿件33且可朝向或遠離桿件33的後端333移動。第二彈性元件36螺旋式環繞桿件33。滑塊39設置於桿件33上。更具體而言，桿件33穿設於滑塊39，且滑塊39連接於桿件33，但是滑塊39與桿件33之連接方式是，當桿件33移動時，並不會帶動滑塊39一併移動。
此外，通道31具有一窄部，其為圖5中標示有效調節長度L3的區域，部分第一彈性元件35位於窄部中，並實質地佔據桿件33與通道31內壁間的環形空間。於窄部中(相對應於標示有效調節長度L3的區域)，由於桿件33與通道31內壁間沒有足夠的空間可供流體通過，因此流體必須流過第一彈性元件35內的空間(標示彈性間距d3處)，且彈性間距d3的尺寸會影響流體的流阻。
此外，滑塊39可沿著桿件33朝向或遠離流體出口313移動。於滑塊39上可套接密封件(圖中未示)，例如O型環，密封件可接合滑塊39與通道31，或藉由滑塊39本身之設計而與通道31緊密地接合。同時，流體不致於流入滑塊39與可動元件37間之位於通道31中之空間。於本實施例中，流體經由流體入口311 進入通道31，流經第一彈性元件35位於窄部(相對應於標示有效調節長度L3的區域)的空間，而後經由流體出口313流出通道31，而不會洩漏至滑塊39與可動元件37間之位於通道31中之空間中。
此外，依據圖5所示實施例，滑塊39包括彼此相對之節流端391與補償端393。第一彈性元件35的其中一端連接於桿件33的前端331，且第一彈性元件35的另外一端連接於滑塊39的節流端391。此外，第二彈性元件36的其中一端連接於滑塊39的補償端393，且第二彈性元件36的另外一端連接於可動元件37。藉由第一彈性元件35、第二彈性元件36及滑塊39間之動能關聯性，可達到自動補償功能。關於如何達成自動補償功能的運作原理，將詳述於後。
請參照圖6所示之流量調節裝置4，其示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第四實施例。如圖6所示，流量調節裝置4包括通道41、桿件43、第一彈性元件45、可控制壓力調節器48、以及滑塊49。通道41具有流體入口411及流體出口413，以分別提供流體進入與離開該流量調節裝置4。桿件43具有彼此相對的前端431與後端433。桿件43插設於通道41中，使得前端431位於通道41之內，且後端433位於通道41之外，而且桿件43可沿著通道41的軸向(平行於桿件43的前端431與後端433所形成的直線方向)移動。第一彈性元件45螺旋式環繞桿件43，且第一彈性元件45的彈性間距d4可調整，以調節流體的流阻。可控制壓力調節器48是作為一力量提供機構，提供一力量在滑塊49上，可控制壓力調節器48是藉由通道41的開口部415與通道41的流體構成聯結關係。滑塊49設置於桿件43上。更具體而言，桿件43穿設於滑塊49，且滑塊49連接於桿件43，但是滑塊49與桿件43之連接方式是，當桿件43移動時，並不會帶動滑塊49一併移動。
此外，通道41具有一窄部，其為圖6中標示有效調節長度L4的區域，部分第一彈性元件45位於窄部中，並實質地佔據 桿件43與通道41內壁間的環形空間。於窄部中(相對應於標示有效調節長度L4的區域)，由於桿件43與通道41內壁間沒有足夠的空間可供流體通過，因此流體必須流過第一彈性元件45內的空間(標示彈性間距d4處)，且彈性間距d4的尺寸會影響流體的流阻。
此外，滑塊49可沿著桿件43朝向或遠離流體出口413移動。更具體而言，滑塊49可於通道41的流體出口413與開口部415之間移動。於滑塊49上可套接密封件(圖中未示)，例如O型環，密封件可接合滑塊49與通道41，或藉由此一設計使滑塊49本身與通道41緊密地接合。同時，流體僅能流入流體入口411與滑塊49間之位於通道41中之空間。於本實施例中，流體經由流體入口411進入通道41，流經第一彈性元件45位於窄部(相對應於標示有效調節長度L4的區域)的空間，而後經由流體出口413流出通道41；換言之，流體僅能流入流體入口411與滑塊49間之位於通道41中之空間。
此外，依據圖6所示實施例，滑塊49包括彼此相對之節流端491與補償端493。第一彈性元件45的其中一端連接於桿件43的前端431，且第一彈性元件45的另外一端連接於滑塊49的節流端491。此外，通道41的開口部415較靠近滑塊49的補償端493而較遠離滑塊49的節流端491。藉由第一彈性元件45、可控制壓力調節器48及滑塊49間之動能關聯性，可達到自動補償功能。關於如何達成自動補償功能的運作原理，將詳述於後。
此外，於圖6中之虛線代表與可控制壓力調節器48之流量傳導，而同一流體源(圖中未示)可經由流體入口411提供流體至通道41及可控制壓力調節器48。然而，就其他範例而言，可控制壓力調節器48亦可採用另一分離的流體源，因此，虛線(代表流量傳導)將不會顯示係連接於可控制壓力調節器48及流體入口411。此外，可控制壓力調節器48可選用於本技術領域中之其他種類的可控制壓力調節器。
本揭露所提供之流量調節裝置不但可調整流體的流阻，同時具備了自動補償功能，於第二種態樣中，其主要是藉由滑塊 的移動而達成自動補償功能。以下將分別藉由圖5及圖6說明本揭露如何達成自動補償功能之運作原理。
請參照圖5所示。當流量調節裝置3達到系統平衡時，滑塊39在其節流端391與補償端393所受的力量相等，並可以下列公式表示：F3+P3’ * A3=F3’………………………………(3)其中，F3為由第一彈性元件35所提供的第一力量；F3’為由第二彈性元件36所提供的第二力量；P3’為流體出口313處的出口壓力；及A3為出口壓力P3’所作用的有效面積。F3與(P3’ * A3)都是作用於滑塊39的節流端391，而F3’則作用於滑塊39的補償端393。
第一彈性元件35所提供的第一力量F3，以及第二彈性元件36所提供的第二力量F3’，可藉由分別改變第一彈性元件35及第二彈性元件36的彈性間距而簡單地進行調整。此外，由於滑塊39的節流端391連接於第一彈性元件35，而滑塊39的補償端393連接於第二彈性元件36，因此，若改變第一彈性元件35的彈性間距d3時，將會導致滑塊39朝向或遠離流體出口313移動，進而改變第二彈性元件36的彈性間距，反之亦然。
此外，根據公式(3)，其明確顯示，出口壓力P3’會受到第一彈性元件35所提供的第一力量F3，以及第二彈性元件36所提供的第二力量F3’的影響。因此，藉由改變第一彈性元件35或第二彈性元件36的彈性間距，即可改變流體出口313的出口壓力P3’(流體出口313是提供流體流出通道31)。另一方面，若通道31的流體出口313連接於一後續作動通道(圖中未示)，當該後續作動通道的壓力改變並因此影響到流體出口313的出口壓力P3’時，藉由第一彈性元件35、第二彈性元件36，及該可移動之滑塊39之間的動能關係，第一彈性元件35的彈性間距d3改變，即會造成流阻R改變，並可藉由後續作動通道之壓力改變所產生之影響而持 續地進行自動補償。
請參照圖6。與前述流量調節裝置3的說明相類似，當流量調節裝置4達到系統平衡時，滑塊49在其節流端491與補償端493所受的力量相等，並可以下列公式表示：F4+P4’ * A4=F4’………………………………(3)其中，F4為由第一彈性元件45所提供的第一力量；F4’為由可控制壓力調節器48所提供的第二力量；P4’為流體出口413處的出口壓力；及A4為出口壓力P4’所作用的有效面積。在此必須注意，與流量調節裝置3不同的是，根據第四實施例，F4’是由可控制壓力調節器48所提供，而非另一彈性元件。F4與(P4’ * A4)都是作用於滑塊49的節流端491，而F4’則作用於滑塊49的補償端493。
第一彈性元件45所提供的第一力量F4可藉由改變第一彈性元件35的彈性間距而簡單地進行調整，而第二力量F4’則可藉由將設置於補償端493的可控制壓力調節器48設定於一所需壓力而改變。此外，由於滑塊49的節流端491連接於第一彈性元件45，並且受到設置於補償端393的可控制壓力調節器48所提供的第二力量F4’的影響，而第一彈性元件45的彈性間距d4的改變，會導致滑塊49朝向或遠離流體出口413移動，反之亦然。
此外，根據公式(4)，其明確顯示，出口壓力P4’會受到第一彈性元件45所提供的第一力量F4，以及可控制壓力調節器48所提供的第二力量F4’的影響。因此，當設定可控制壓力調節器48於一特定壓力時，藉由改變第一彈性元件45的彈性間距d4，即可改變流體出口413的出口壓力P4’(流體出口413是提供流體流出通道41)。另一方面，若通道41的流體出口413連接於一後續作動通道(圖中未示)，當該後續作動通道的壓力改變並因此影響到流體出口413的出口壓力P4’時，藉由第一彈性元件45、可控制壓力調節器48，及該可移動之滑塊49之間的動能關係，第一彈 性元件45的彈性間距d4改變，即會造成流阻R改變，並可藉由後續作動通道之壓力改變所產生之影響而持續地進行自動補償。
更具體而言，由於在設定好該可控制壓力調節器48之後，第二力量F4'是一個固定值，因此，當出口壓力P4'變大時，滑塊49會移動並遠離流體出口413，因此會使得第一彈性元件45的彈性間距d4變大。而流阻R因此變小。另一方面，當出口壓力P4'變小時，滑塊49會移動並靠近流體出口413，因此會使得第一彈性元件45的彈性間距d4變小。而流阻R因此變大。
接著，將參照圖7A-7C進一步說明調整流量調節裝置3的彈性間距d3的運作情況。此處應當注意，調整流量調節裝置4的彈性間距d4的運作情況與之相仿，故不再加以贅述。
圖7A與圖7B分別示意性呈現本揭露第三實施例如何藉由移動桿件33而調整流量調節裝置3的彈性間距d3的情況。由於第一彈性元件35的其中一端連接於桿件33的前端331，而第一彈性元件35的另外一端連接於滑塊39，因此，藉由將桿件33沿著通道31的軸向移動，即可改變流量調節裝置3的彈性間距d3。
在圖7A與圖7B中，分別以d31、d32標示第一彈性元件35的彈性間距d3，以及，分別以L31、L32標示有效調節長度L3。相較於圖7A所示狀態，圖7B中的桿件33連同第一彈性元件35較為伸入通道31(換言之，圖7B之桿件33的前端331較靠近流體入口311)。因此，圖7B中的彈性間距d32與有效調節長度L32大於圖7A中的彈性間距d31與有效調節長度L31。根據前述之運作原理，當彈性間距d3越大或有效調節長度L3越小時，流阻R就會越小，且彈性間距d3對於流阻R的影響大於有效調節長度L3對於流阻R的影響。因此，圖7B中的流阻R會小於圖7A的流阻R。另一方面，就圖7A的桿件33而言，若需要更大的流阻R時，則將桿件33更加移出通道31(換言之，使桿件33的前端331更遠離流體入口311)即可。於此情況時，調節裝置3的彈性間距d3及有效調節長度L3都會變小，因此可得到較大的流阻R。
圖7A與圖7C分別示意性呈現本揭露第三實施例如何藉 由移動可動元件37而調整流量調節裝置3的彈性間距d3的情況。當無法藉由移動桿件33而達到所需的流阻R時，可藉由調整可動元件37，使可動元件37沿著桿件33移動，以調整流阻R。
在圖7A與圖7C中，分別以d31、d33標示第一彈性元件35的彈性間距d3，以及，分別以L31、L33標示有效調節長度L3。相較於圖7A所示狀態，圖7C中的可動元件37較靠近桿件33的後端333。於此情況時，由於第一彈性元件35與第二彈性元件36的力量差，會使得滑塊39會移動並遠離流體出口313，因此圖7C中的第一彈性元件35的彈性間距d33會大於圖7A中的第一彈性元件35的彈性間距d31。根據前述之運作原理，當彈性間距d3越大時，流阻R就會越小。因此，圖7C中的流阻R會小於圖7A的流阻R。
依據上述有關圖7A~7C的說明，其明確顯示，藉由將桿件33移入或移出通道31，即可改變流量調節裝置3的流阻R。此外，當無法藉由移動桿件33而達到所需的流阻R時，可藉由調整可動元件37，使可動元件37朝向或遠離桿件33的後端333移動，以調整流阻R。此處應當注意，調整流量調節裝置3的流阻R的運作情況亦適用於流量調節裝置4。
接著，請參照圖8A-8C。於圖中說明流量調節裝置3的自動補償功能的運作方法。應當注意的是，流量調節裝置4的自動補償功能的運作方法與之相仿，故不再加以贅述。
圖8A-8C一系列地示意性呈現本揭露之第三實施例之流量調節裝置3的第一彈性元件35的彈性間距d3如何根據通道31的流體出口313的出口壓力P3’而自動改變。由於流量調節裝置3的運作是依循先前所述之公式(3)：(F3+P3’ * A3=F3’)，而且，滑塊39的移動與節流端391的(F3+P3’ * A3)以及補償端393的F3’有關，因此，當有任何力量發生變化時，即會使得滑塊39朝向或遠離流體出口313移動。
在圖8A、8B及8C中，分別以d34、d35及d36標示第一彈性元件35的彈性間距d3，分別以F34、F35及F36標示第一力量 F3，分別以F34’、F35’及F36’標示第二力量F3’，以及，分別以P34’、P35’及P36’標示通道31的流體出口313的出口壓力P3’。
首先，請參照圖8A及8B，其顯示當出口壓力P34’改變為P35’時，滑塊39如何移動的情況。更具體而言，當經由流體出口313連接於流量調節裝置3的後續作動通道(圖中未示)的壓力變大時，圖8A中的出口壓力P34’會提高為圖8B中的P35’(亦即P35’>P34’)。相較於圖8A的情況，由於圖8B的流體出口313的出口壓力P35’較高，因此圖8B中的滑塊39會被推動而遠離流體出口313，且第一彈性元件35的彈性間距d35會變大(亦即d35>d34)。在此情況時，由第一彈性元件35所提供的第一力量F3會變小(亦即F35<F34)，而由第二彈性元件36所提供的第二力量F3’會變大(亦即F35’>F34’)，而桿件33的最終位置，是由第一力量F3與第二力量F3’的力量差而決定。
依據前述運作原理，彈性間距d3越大，流阻R會越小。因此，圖8B的流阻R小於圖8A的流阻R。當流阻R越小時，流量調節裝置3的流量Q與總壓都會因為自動補償機制而變大。
接著，請參照圖8A及8C，其顯示當出口壓力P34’改變為P36’時，滑塊39如何移動的情況。更具體而言，當經由流體出口313連接於流量調節裝置3的後續作動通道(圖中未示)的壓力變小時，圖8A中的出口壓力P34’會降低為圖8C中的P36’(亦即P36’<P34’)。相較於圖8A的情況，由於圖8C的流體出口313的出口壓力P36’較低，因此圖8C中的滑塊39會被推動而朝向流體出口313，且第一彈性元件35的彈性間距d36會變小(亦即d36<d34)。在此情況時，由第一彈性元件35所提供的第一力量F3會變大(亦即F36>F34)，而由第二彈性元件36所提供的第二力量F3’會變大(亦即F36’<F34’)，而桿件33的最終位置，是由第一力量F3與第二力量F3’的力量差而決定。
依據前述運作原理，彈性間距d3越小，流阻R會越大。因此，圖8C的流阻R大於圖8A的流阻R。當流阻R越大時，流量調節裝置3的流量Q與總壓都會因為自動補償機制而變小。
依據上述有關圖8A~8C的說明，其明確顯示，藉由一經由流體出口313連接於流量調節裝置3的後續作動通道(圖中未示)的壓力變化，即可自動改變流量調節裝置3的流阻R，而且流量調節裝置3的流量Q與總壓都會因為自動補償機制而改變。此處應當注意，調整流量調節裝置3的流阻R的自動補償功能情況亦適用於流量調節裝置4。
第三，將搭配圖9至圖17B分別說明本揭露之流量調節裝置的第三種態樣。於第三種態樣中，本揭露所提供之流量調節裝置不僅可調節流體流阻，同時具有自動補償功能，且該自動補償功能主要是藉由流量調節裝置的滑塊的移動而達成。
請參照圖9所示之流量調節裝置5，其示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第五實施例。如圖9所示，流量調節裝置5包括通道51、桿件53、彈性元件55、以及可動元件57。通道51具有流體入口511及流體出口513，以分別提供流體進入與離開該流量調節裝置5。桿件53具有彼此相對的前端531與後端533。桿件53插設於通道51中，使得至少前端531位於通道51之內，而且桿件53可沿著通道51的軸向(平行於桿件53的前端531與後端533所形成的直線方向)移動。彈性元件55螺旋式環繞桿件53，且彈性元件55的彈性間距d5可調整，以調節流體的流阻。可動元件57設置於通道51，且較靠近桿件53的後端533而較遠離桿件53的前端531。
此外，通道51具有一窄部，其為圖9中標示有效調節長度L5的區域，部分彈性元件55位於窄部中，並實質地佔據桿件53與通道51內壁間的環形空間。於窄部中(相對應於標示有效調節長度L5的區域)，由於桿件53與通道51內壁間沒有足夠的空間可供流體通過，因此流體必須流過彈性元件55內的空間(標示彈性間距d5處)，且彈性間距d5的尺寸會影響流體的流阻。
此外，根據圖9所示的第五實施例，可動元件57是結合設置於桿件53。於一範例中，可動元件57可設置內螺紋(圖中未示)，如此，可動元件57可藉由螺紋而轉動，並可沿著通道51的 軸向移動。於其他範例中，可動元件57可具有不同的結構，並可藉由該些不同的結構而沿著通道51的軸向移動。此外，彈性元件55的其中一端連接於桿件53前端531，而彈性元件55的另外一端連接於可動元件57。因此，可藉由將可動元件57朝向或遠離後端533移動而調整彈性元件55的彈性間距d5。
本揭露所提供之流量調節裝置不但可調整流體的流阻，同時具備了自動補償功能。於第五實施例中，其主要是藉由可移動之桿件53及螺旋式環繞於其上之彈性元件55而達成自動補償功能。以下將藉由圖9說明本揭露如何達成自動補償功能之運作原理。
請參照圖9。當流量調節裝置5達到系統平衡時，作用於桿件53的前端531的力量可達平衡狀態，並可以下列公式表示：P5 * A5=F5……………………………………(5)其中，F5為由彈性元件55所提供的力量；P5為流體入口511處的入口壓力；及A5為入口壓力P5所作用的有效面積。在此必須注意，有效面積A5可視為桿件53的前端531的截面積。
由於桿件53的前端531會受到力量F5與入口壓力P5的影響，因此，若藉由調整彈性元件55的彈性間距d5而改變力量F5時，可能會影響作用於有效面積A5的壓力的大小。另一方面，若改變入口壓力P5，可能會使得桿件53朝向或遠離流體出口513移動。此外，由於彈性元件55的其中一端連接於桿件53的前端531，而彈性元件55的另外一端連接於可動元件57(於一般狀況時，其係固定於一特定位置)，因此，彈性元件55的彈性間距d5會因為桿件53的移動而改變，而流阻R也會因此改變，如前述運作原理。簡言之，當入口壓力P5改變時，藉由桿件53的移動，由於彈性元件55的彈性間距d5改變，因此流阻R會因此改變，並可藉由壓力改變所產生之影響而持續地進行自動補償。
請參照圖10所示之流量調節裝置6，其示意性呈現本揭 露之流量調節裝置的第六實施例。如圖10所示，流量調節裝置6包括通道61、桿件63、彈性元件65、以及可動元件67。通道61具有流體入口611及流體出口613，以分別提供流體進入與離開該流量調節裝置6。桿件63具有彼此相對的前端631與後端633。桿件63插設於通道61中，使得前端631與後端633皆位於通道61之內，而且桿件63可沿著通道61的軸向(平行於桿件63的前端631與後端633所形成的直線方向)移動。彈性元件65螺旋式環繞桿件63，且彈性元件65的彈性間距d6可調整，以調節流體的流阻。可動元件67設置於通道61，且較靠近桿件63的後端633而較遠離桿件63的前端631。
此外，通道61具有一窄部，其為圖10中標示有效調節長度L6的區域，部分彈性元件65位於窄部中，並實質地佔據桿件63與通道61內壁間的環形空間。於窄部中(相對應於標示有效調節長度L6的區域)，由於桿件63與通道61內壁間沒有足夠的空間可供流體通過，因此流體必須流過彈性元件65內的空間(標示彈性間距d6處)，且彈性間距d6的尺寸會影響流體的流阻。
此外，根據圖10所示的第六實施例，桿件63的前端631具有通路631a及631b可供流體通過，且前端631的截面積大於後端633的截面積，因此桿件63之位置可保持在通道61的徑向的中心(垂直於桿件63的前端631與後端633所形成的直線方向)。於一範例中，桿件63的前端631可與通道61的內壁接觸；然而，於其他範例中，桿件63的前端631與通道61的內壁之間可具有空間。於本實施例中，流體經由流體入口611流入通道61，流經通路631a及631b，而後流入窄部(相對應於標示有效調節長度L6的區域)，且流體流過彈性元件65內的空間，最後，流體經由流體出口613流出通道61。於圖10中，是以依連續的虛線代表流體的流動路徑。此外，由於彈性元件65的其中一端連接於桿件63的前端631，而彈性元件65的另外一端連接於可動元件67。因此，可藉由將可動元件67朝向或遠離後端633移動(更具體而言，於本實施例中亦可稱之為朝向或遠離前端613移動)而調整彈性元件 65的彈性間距d6。
本揭露所提供之流量調節裝置不但可調整流體的流阻，同時具備了自動補償功能。於第六實施例中，其主要是藉由可移動之桿件63及螺旋式環繞於其上之彈性元件65而達成自動補償功能。以下將藉由圖10說明本揭露如何達成自動補償功能之運作原理。
請參照圖10。當流量調節裝置6達到系統平衡時，作用於桿件63的力量可達平衡狀態，並可以下列公式表示：F6+P6’ * A6’=P6 * A6……………………………(6)其中，F6為由彈性元件65所提供的力量；P6為流體入口611處的入口壓力；P6’為流體出口613處的出口壓力；A6為入口壓力P6所作用的有效面積；及A6’為出口壓力P6’所作用的有效面積。在此必須注意，有效面積A6可視為桿件63的前端631的截面積減去通路631a及631b的截面積，而有效面積A6’可視為桿件63的後端633的截面積。
由於桿件63的前端631會受到入口壓力P6與力量F6的影響，而且後端633會受到出口壓力P6’的影響，因此，若通道61的流體出口613連接於一後續作動通道(圖中未示)，當該後續作動通道的壓力改變並因此影響到流體出口613的出口壓力P6’時，會導致桿件63朝向或遠離流體出口613移動。此外，由於彈性元件65的其中一端連接於桿件63的前端631，而彈性元件65的另外一端連接於可動元件67(於一般狀況時，其係固定於一特定位置)，因此，彈性元件65的彈性間距d6會因為桿件63的移動而改變，而流阻R也會因此改變，如前述運作原理。簡言之，當出口壓力P6’改變時，藉由桿件63的移動，由於彈性元件65的彈性間距d6改變，因此流阻R會因此改變，並可藉由壓力改變所產生之影響而持續地進行自動補償。
請參照圖11所示之流量調節裝置7，其示意性呈現本揭露之流量調節裝置的第七實施例。如圖11所示，流量調節裝置7包括通道71、桿件73、第一彈性元件75、第二彈性元件76、以及可動元件77。通道71具有流體入口711及流體出口713，以分別提供流體進入與離開該流量調節裝置7。桿件73具有彼此相對的前端731與後端733。桿件73插設於通道71中，使得前端731與後端733皆位於通道71之內，而且桿件73可沿著通道71的軸向(平行於桿件73的前端731與後端733所形成的直線方向)移動。第一彈性元件75螺旋式環繞桿件73，且彈性元件75的彈性間距d7可調整，以調節流體的流阻。可動元件77設置於通道71，且較靠近桿件73的後端733而較遠離桿件73的前端731。
此外，通道71具有一窄部，其為圖11中標示有效調節長度L7的區域，部分第一彈性元件75位於窄部中，並實質地佔據桿件73與通道71內壁間的環形空間。於窄部中(相對應於標示有效調節長度L7的區域)，由於桿件73與通道71內壁間沒有足夠的空間可供流體通過，因此流體必須流過彈性元件75內的空間(標示彈性間距d7處)，且彈性間距d7的尺寸會影響流體的流阻。
此外，根據圖11所示的第七實施例，後端733的截面積大於前端731的截面積。更具體而言，桿件73的後端733與通道71的內壁接觸。於桿件73的後端733可套接密封件(圖中未示)，例如O型環，使後端733與通道71接合，或藉由後端733本身之設計而與通道71緊密地接合。無論何種情況，皆可避免流體流入桿件73的後端733與位於通道71內的可動元件77之間的空間中。於本實施例中，流體經由流體入口711流入通道71，流經位於窄部(相對應於標示有效調節長度L7的區域)中的第一彈性元件75的空間，而後經由流體出口713流出通道71，而不會流入桿件73的後端733與位於通道71內的可動元件77之間的空間中。
此外，如圖11所示，第一彈性元件75的其中一端連接於通道71的內壁，而第一彈性元件75的另一端連接於桿件73的後端733。第二彈性元件76的其中一端連接於桿件73的後端733， 而另一端則連接於可動元件77。因此，可藉由調整可動元件77使朝向或遠離後端733移動而改變第一彈性元件75的彈性間距d7。
本揭露所提供之流量調節裝置不但可調整流體的流阻，同時具備了自動補償功能。於第七實施例中，其主要是藉由可疑動之桿件73、第一彈性元件75、及第二彈性元件76之間的動能關係，而達成自動補償功能。以下將藉由圖11說明本揭露如何達成自動補償功能之運作原理。
請參照圖11。當流量調節裝置7達到系統平衡時，作用於桿件63的力量可達平衡狀態，並可以下列公式表示：P7 * A7+P7’ * A7’+F7=F7’……………………………(7)其中，F7為由第一彈性元件75所提供的第一力量；F7’為由第二彈性元件76所提供的第二力量；P7為流體入口711處的入口壓力；P7’為流體出口713處的出口壓力；A7為入口壓力P7所作用的有效面積；及A7’為出口壓力P7’所作用的有效面積。在此必須注意，有效面積A7可視為桿件73的前端731的截面積，而有效面積A7’可視為桿件73的後端733的截面積減去桿件73的前端731的截面積。
藉由分別改變第一彈性元件75與第二彈性元件76的彈性間距，即可簡單地調整第一彈性元件75所提供的第一力量F7與第二彈性元件76所提供的第二力量F7’。此外，由於桿件73的後端733的其中一側連接於第一彈性元件75，而後端733的另外一側連接於第二彈性元件76，因此，當移動後端733(以及整個桿件73)朝向或遠離流體出口713時，可改變第一彈性元件75的彈性間距d7，並因此改變第二彈性元件76的彈性間距；反之亦然。
此外，根據上述公式(7)，其明確顯示，出口壓力P7’會受到第一彈性元件75所提供的第一力量F7與第二彈性元件76所 提供的第二力量F7’的影響。因此，流體出口713(供流體流出通道71)的出口壓力P7’會因為第一彈性元件75與第二彈性元件76的彈性間距改變而改變。另一方面，當一經由流體出口713連接於通道71的一後續作動通道(圖中未示)之壓力改變並因此影響流體出口713之出口壓力P7’時，藉由該可移動之桿件73、第一彈性元件75、及第二彈性元件76之間的動能關係，由於第一彈性元件75的彈性間距d7改變，因此會造成流阻R改變，並可藉由後續作動通道之壓力改變所產生之影響而持續地進行自動補償。
接著，請參閱圖12A至圖17B，將分別詳細說明本揭露之第五、第六、第七實施例如何調整流量調節裝置之彈性間距，及其自動補償功能之運作原理。
首先，請參閱圖12A及12B。將藉由圖面說明調整流量調節裝置5的彈性間距d5的操作方法。
圖12A及12B示意性呈現第五實施例如何藉由調整可動元件57而改變調節裝置5的彈性間距d5。由於彈性元件55的其中一端連接於桿件53的前端531，而彈性元件55的另外一端連接於可動元件57，因此藉由移動該可動元件57，即可調整彈性元件55的彈性間距d5。
在圖12A及12B中，分別以d51、d52標示彈性元件55的彈性間距d5。相較於圖12A所示狀態，圖12B中的可動元件57較為伸入通道51(換言之，可動元件57較靠近桿件53的前端531而較遠離桿件53的後端533)。因此，圖12B中的彈性間距d52會小於圖12A中的彈性間距d51。根據前述之運作原理，當彈性間距d5越小時，流阻R就會越大。因此，圖12B中的流阻R會大於圖12A中的流阻R。另一方面，就圖12A的可動元件57而言，若需要較小的流阻R時，則將可動元件57更加移出通道51(換言之，可動元件57會遠離桿件53的前端531而朝向桿件53的後端533移動)即可。於此情況時，調節裝置5的彈性間距d5會變大，因此可得到較小的流阻R。
接著，請參照圖13A及13B。將藉由圖面說明調節裝置5 如何達成自動補償功能的運作方法。
在圖13A及13B中，分別以F53、F54標示由彈性元件55提供的力量F5，分別以d53、d54標示彈性元件55的彈性間距d5，分別以P53、P54標示通道51之流體入口511處的入口壓力P5，以及，分別以P53’、P54’標示通道51之流體出口513處的出口壓力P5’。
圖13A及13B一系列地示意性呈現本揭露之第五實施例之流量調節裝置5的彈性元件55的彈性間距d5如何根據通道51的流體出口513的出口壓力P5’而自動改變。由於施加於桿件53的前端531的力量達平衡狀態，而且流量調節裝置5的運作是依循先前所述之公式(5)：(P5 * A5=F5)，因此，當有任何力量發生變化時，即會使得桿件53朝向或遠離流體入口511移動。
圖13A及13B顯示，當入口壓力P53改變為P54時，桿件53的移動情況。更具體而言，當一經由流體入口511連接於流量調節裝置5的流體源(圖中未示)的壓力設定變小時，圖13A的中的入口壓力P53會減少為圖13B中的P54(亦即，P53>P54)。根據公式(5)，當入口壓力P53減少為P54時，則圖13B的力量F54會減少為圖13A的F53。因此，相較於圖13A，桿件53將會被推動而朝向流體入口511移動，且彈性元件55的彈性間距d54因此會變大(亦即，d54>d53)。
根據前述之運作原理，當彈性間距d5越大時，流阻R就會越小。因此，圖13B中的流阻R會小於圖13A中的流阻R。當流阻R越小時，流量調節裝置5的流量Q與總壓都會因為自動補償機制而變大。同理，當流量調節裝置5的入口壓力P5增加時，由彈性元件55提供的力量F5會變大，且彈性間距d5會變小，因此可提高流阻R。
依據上述說明，其明確顯示，藉由一經由流體入口511連接於流量調節裝置5的流體源(圖中未示)的壓力變化，即可自動改變流量調節裝置5的流阻R，而且流量調節裝置5的流量Q與總壓都會因為自動補償機制而改變。
接著，請參閱圖14A及14B。將藉由圖面說明調整流量調節裝置6的彈性間距d6的操作方法。
圖14A及14B示意性呈現第六實施例如何藉由調整可動元件67而改變調節裝置6的彈性間距d6。由於彈性元件65的其中一端連接於桿件63的前端631，而彈性元件65的另外一端連接於可動元件67，因此藉由移動該可動元件67，即可調整彈性元件65的彈性間距d6。
在圖14A及14B中，分別以d61、d62標示彈性元件65的彈性間距d6。相較於圖14A所示狀態，圖14B中的可動元件67較為伸入通道61(換言之，可動元件67朝向桿件63移動)。因此，圖14B中的彈性間距d62會小於圖14A中的彈性間距d61。根據前述之運作原理，當彈性間距d6越小時，流阻R就會越大。因此，圖14B中的流阻R會大於圖14A中的流阻R。另一方面，就圖14A的可動元件67而言，若需要較小的流阻R時，則將可動元件67更加移出通道61(換言之，將可動元件67移動以遠離桿件63)即可。於此情況時，調節裝置6的彈性間距d6會變大，因此可得到較小的流阻R。
接著，請參照圖15A及15B。將藉由圖面說明調節裝置6如何達成自動補償功能的運作方法。
在圖15A及15B中，分別以F63、F64標示由彈性元件65提供的力量F6，分別以d63、d64標示彈性元件65的彈性間距d6，分別以P63、P64標示通道61之流體入口611處的入口壓力，以及，分別以P63’、P64’標示通道61之流體出口613處的出口壓力。
圖15A及15B一系列地示意性呈現本揭露之第五實施例之流量調節裝置6的彈性元件65的彈性間距d6如何根據通道61的流體出口613的出口壓力P6’而自動改變。由於施加於桿件63的力量達平衡狀態，而且流量調節裝置6的運作是依循先前所述之公式(6)：(F6+P6’ * A6’=P6 * A6)，因此，當有任何力量發生變化時，即會使得桿件63朝向或遠離流體入口611移動。
圖15A及15B顯示，當出口壓力P63’改變為P64’時，桿 件63的移動情況。更具體而言，當一經由流體出口613連接於流量調節裝置6的流體源(圖中未示)的壓力設定變大時，圖15A的中的出口壓力P63’會提高為圖15B中的P64’(亦即，P64’>P63’)。於此情況下，相較於圖15A，桿件63將會被推動而朝向流體入口611移動，且彈性元件65的彈性間距d64因此會變大(亦即，d64>d63)，而且彈性元件65提供的力量F6會因此變小(亦即，F64<F63)。
根據前述之運作原理，當彈性間距d6越大時，流阻R就會越小。因此，圖15B中的流阻R會小於圖15A中的流阻R。當流阻R越小時，流量調節裝置6的流量Q與總壓都會因為自動補償機制而變大。同理，當流量調節裝置6的出口壓力P6’變小時，桿件63將會被推動而朝向流體入口611移動，且彈性間距d6會變小(且彈性元件65提供的力量F6會因此變大)；因此可提高流阻R。
依據上述說明，其明確顯示，藉由一經由流體出口613連接於流量調節裝置6的後續作動通道(圖中未示)的壓力變化，即可自動改變流量調節裝置6的流阻R，而且流量調節裝置6的流量Q與總壓都會因為自動補償機制而改變。
接著，請參閱圖16A及16B。將藉由圖面說明調整流量調節裝置7的彈性間距d7的操作方法。
圖16A及16B示意性呈現第七實施例如何藉由調整可動元件77而改變調節裝置7的第一彈性元件75的的彈性間距d7。由於桿件73可沿著通道71的軸向移動，而第一彈性元件75連接於通道71的內壁與桿件73的後端733，而第二彈性元件76連接於桿件73的後端733與可動元件77，因此藉由移動該可動元件77，即可調整調節裝置7的彈性間距d7。
在圖16A及16B中，分別以d71、d72標示第一彈性元件75的彈性間距d7。相較於圖16A所示狀態，圖16B中的可動元件77較為伸入通道71(換言之，可動元件77朝向桿件73移動)。因此，圖16B中的彈性間距d72會小於圖16A中的彈性間距d71。根據前述之運作原理，當彈性間距d7越小時，流阻R就會越大。因此，圖16B中的流阻R會大於圖16A中的流阻R。另一方面，就 圖16A的可動元件77而言，若需要較小的流阻R時，則將可動元件77更加移出通道71(換言之，將可動元件77移動以遠離桿件73)即可。於此情況時，調節裝置7的彈性間距d7會變大，因此可得到較小的流阻R。
接著，請參照圖17A及17B。將藉由圖面說明調節裝置7如何達成自動補償功能的運作方法。
在圖17A及17B中，分別以F73、F74標示由第一彈性元件75提供的第一力量F7，分別以F73’、F74’標示由第二彈性元件76提供的第二力量F7’，分別以d73、d74標示第一彈性元件75的彈性間距d7，分別以P73、P74標示通道71之流體入口711處的入口壓力P7，以及，分別以P73’、P74’標示通道71之流體出口713處的出口壓力P7’。
圖17A及17B一系列地示意性呈現本揭露之第七實施例之流量調節裝置7的彈性元件75的彈性間距d7如何根據通道71的流體出口713的出口壓力P7’而自動改變。由於施加於桿件73的力量達平衡狀態，而且流量調節裝置7的運作是依循先前所述之公式(7)：(P7 * A7+P7’ * A7’+F7=F7’)，因此，當有任何力量發生變化時，即會使得桿件73朝向或遠離可動元件77移動。
圖17A及17B顯示，當出口壓力P73’改變為P74’時，桿件73的移動情況。更具體而言，當一經由流體出口713連接於流量調節裝置7的流體源(圖中未示)的壓力設定變大時，圖17A的中的出口壓力P73’會提高為圖17B中的P74’(亦即，P74’>P73’)。於此情況時，相較於圖17A之狀況，桿件73將會被推動而朝向可動元件77移動，且第一彈性元件75的彈性間距d74因此會變大(亦即，d74>d73)。因此，由第一彈性元件75提供的F7會變小(亦即，F74<F73)，由第二彈性元件76提供的F7’會變大(亦即，P74’>P73’)，而且桿件73的最終位置將由第一力量F7與第二力量F7’之間的力量差而決定。
根據前述之運作原理，當彈性間距d7越大時，流阻R就會越小。因此，圖17B中的流阻R會小於圖17A中的流阻R。當 流阻R越小時，流量調節裝置7的流量Q與總壓都會因為自動補償機制而變大。同理，當流量調節裝置7的出口壓力P7’變小時，彈性間距d7會變小，因此可提高流阻R。
依據上述說明，其明確顯示，藉由一經由流體出口713連接於流量調節裝置7之後續作動通道(圖中未示)的壓力變化，即可自動改變流量調節裝置7的流阻R，而且流量調節裝置7的流量Q與總壓都會因為自動補償機制而改變。
承上所述，依照本揭露之流量調節裝置不僅調整流阻大小容易、亦具有自動補償之功能。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧流量調節裝置
11‧‧‧通道
13‧‧‧桿件
15‧‧‧彈性元件
111‧‧‧流體入口
113‧‧‧流體出口
131‧‧‧前端
133‧‧‧後端
d1‧‧‧彈性間距
L1‧‧‧有效調節長度
g‧‧‧間隙

Claims (14)

  1. 一種流量調節裝置，包括：一通道，具有一流體入口與一流體出口，以分別提供流體進入與離開；一桿件，具有彼此相對的一前端與一後端，該前端位於該通道之內，該後端靠近該流體出口而遠離該流體入口；以及一彈性元件，環繞該桿件，該彈性元件的一彈性間距可調整以調節流體的流阻；其中該通道更包括一窄部，該彈性元件部分位於該窄部中，並位於該桿件與該通道內壁間的一環形空間中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的流量調節裝置，其中該桿件可沿著該通道之軸向移動，藉以調整該彈性元件的彈性間距。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的流量調節裝置，其中該彈性元件的其中一端連接於該桿件的該前端，且該彈性元件的另一端連接於該通道的內壁且靠近該流體出口。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的流量調節裝置，其中該彈性元件的其中一端連接於該通道的內壁且靠近該流體入口，且該彈性元件的另一端連接於該桿件的該後端。
  5. 一種流量調節裝置，包括：一通道，具有一流體入口與一流體出口，以分別提供流體進入與離開；一桿件，具有彼此相對的一前端與一後端，該前端位於該通道之內，該後端位於該通道外且靠近該流體出口而遠離該流體入口；以及一第一彈性元件，環繞該桿件，該第一彈性元件的一彈性間距可調整以調節流體的流阻；一滑塊，設置於該桿件且可沿著該桿件移動，以朝向或遠離該流體出口；以及一力量提供機構，提供一力量在該滑塊上；其中該通道更包括一窄部，該彈性元件部分位於該窄部中，並 位於該桿件與該通道內壁間的一環形空間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的流量調節裝置，其中該桿件可沿著該通道之軸向移動，藉以調整該彈性元件的彈性間距。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的流量調節裝置，其中該滑塊包括一節流端，該第一彈性元件的其中一端連接於該桿件的該前端，且該第一彈性元件的另外一端連接於該滑塊的該節流端。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的流量調節裝置，其中：該滑塊更包括：一補償端，其位於該滑塊之相對於該節流端之一端；以及該力量提供機構包括：一可動元件，設置於該桿件且可朝向或遠離該桿件的該後端移動；以及一第二彈性元件，環繞該桿件，該第二彈性元件的其中一端連接於該滑塊的該補償端，且該第二彈性元件的另外一端連接於該可動元件。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的流量調節裝置，其中：該滑塊更包括：一補償端，其位於該滑塊之相對於該節流端之一端；以及該力量提供機構包括：一可控制壓力調節器，其藉由該通道的一開口部與該通道的流體構成聯結關係，該開口部靠近該滑塊的補償端而遠離該滑塊的該節流端。
  10. 一種流量調節裝置，包括：一通道，具有一流體入口與一流體出口，以分別提供流體進入與離開；一桿件，具有彼此相對的一前端與一後端，該前端位於該通道之內，該後端位於該通道外且靠近該流體出口而遠離該流體入口；以及一第一彈性元件，環繞該桿件，該第一彈性元件的一彈性間距可調整以調節流體的流阻；以及 一可動元件，設置於該通道，該可動元件靠近該桿件的該後端而遠離該桿件的該前端；其中該通道更包括一窄部，該第一彈性元件部分位於該窄部中，並位於該桿件與該通道內壁間的一環形空間，且藉由調整該可動元件，使該可動元件朝向或遠離該桿件的該後端移動，可調整該第一彈性元件的彈性間距。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的流量調節裝置，其中該桿件可沿著該通道之軸向移動。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的流量調節裝置，其中該可動元件設置於該桿件上，該第一彈性元件的其中一端連接於該桿件的該前端，且該第一彈性元件的另外一端連接於該可動元件。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的流量調節裝置，其中該桿件之該後端位於該通道之內，該桿件的該前端具有通路可供流體通過，且該前端的截面積大於該後端的截面積，該第一彈性元件的其中一端連接於該桿件的該前端，且該第一彈性元件的另外一端連接於該可動元件。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的流量調節裝置，其更包括：一第二彈性元件，該第二彈性元件之其中一端連接於該桿件的該後端，且該第二彈性元件之另一端連接於該可動元件；以及該桿件的該後端位於該通道內且與該通道的內壁接觸，該第一彈性元件的其中一端連接於該通道的內壁，且該第一彈性元件的另外一端連接於該桿件的該後端。
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