叶片式径流阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型的目的在于提供叶片式径流阀，叶片式径流阀，包括叶片连杆单元、步进电机、连接板和齿圈，连接板包括上连接板和下连接板，上连接板和下连接板前后布置，齿圈安装在连接板周向的外侧，步进电机输出端与齿圈啮合，叶片连杆单元包括静叶片、连杆、固定轴，固定轴上端固定在上连接板外并与连杆第一端相连，固定轴下端与静叶片相连，连杆的第二端设置通透的槽，齿圈上设置凸起的柱体，连杆通过槽套在柱体上，叶片连杆单元沿连接板周向均匀布置，静叶片在步进电机的带动下绕各自对应的固定轴转动，相邻静叶片间，一个静叶片压力面和另一个静叶片吸力面贴合在一起。本实用新型不仅能够实现可靠的密封，还能适应各种温度的变化。
【专利说明】叶片式径流阀
【技术领域】
[0001〕 本实用新型涉及的是一种阀门，具体地说是径向阀门。
【背景技术】
[0002]随着流体科学技术的发展，人们对流体压力和流量以及响应速度提出了更高的要求。为了解决这一问题，工程师提出了各种解决方案。在叶轮机械中，工程师采用将多个叶轮机械进行串联和并联的方法实现高压力和大流量。对于叶轮机械的切入切出，现在通常的做法是在管路中安装一个蝶阀，需要切出相关叶轮机械时，将蝶阀关闭，需要切入时将蝶阀打开。这种方法可以满足基本的要求，但是蝶阀的存在使得流体流动时必然会发生压力损失，也会使叶轮机械的背压上升，也会使得流场的不均匀度增加，而且阀门一般离叶轮机械有一定距离，因此，他的响应速度也较慢。同时，由于蝶阀密封接触面小，所以密封效果并不好，特别是在高温环境和高温流体时，会发生严重的漏气，这在工程实践中也得到了印证。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供不仅能够实现可靠的密封，还能适应各种温度的变化的叶片式径流阀。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:
[0005]本实用新型叶片式径流阀，其特征是:包括叶片连杆单元、步进电机以及可相对转动的连接板和齿圈，连接板包括上连接板和下连接板，上连接板和下连接板前后布置，齿圈安装在连接板周向的外侧，步进电机输出端与齿圈啮合，叶片连杆单元包括静叶片、连杆、固定轴，固定轴上端固定在上连接板外并与连杆第一端相连，固定轴下端与位于上连接板和下连接之间的静叶片相连，连杆的第二端设置通透的槽，齿圈上设置凸起的柱体，连杆通过槽套在柱体上，叶片连杆单元沿连接板周向均匀布置，静叶片在步进电机的带动下绕各自对应的固定轴转动，相邻静叶片间，一个静叶片压力面和另一个静叶片吸力面贴合在一起。
[0006]本实用新型还可以包括:
[0007]1、上连接板内侧设置第一密封环槽和第二密封环槽，下连接板内侧设置第三密封环槽和第四密封环槽，第一密封环槽-第四密封环槽里分别安装第一密封环-第四密封环，第一密封环和第三密封环位于所有固定轴的外侧，第二密封环和第四密封环位于所有固定轴的内侧。
[0008]2、静叶片与上连接板和下连接板之间留有间隙。
[0009]本实用新型的优势在于:本实用新型在叶轮机械，特别是径流式叶轮机械的叶轮出口处安装，可以实现面密封，不仅能够实现可靠的密封，还能适应各种温度的变化。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为叶片分布图；
[0011]图2为叶片分布局部示意图；
[0012]图3为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述:
[0014]结合图1?3，本实用新型利用叶片的相互贴合来实现面密封，在径流式叶轮机械的叶轮出口处设置一圈静叶片，每一个叶片均可绕各自的固定轴旋转，所有的静叶片通过连杆与齿圈相连，而齿圈由步进电机驱动，从而实现所有静叶片的同步运动，实现所有密封面的完全密封。此实用新型的另一难点在于如何实现两个静叶片接触时实现完全的面密封。从图2中，我们假设两个静叶片的夹角为0，两个叶片分别绕4轴和8轴旋转，旋转0角度后，部分重合在一起，如虚线所示，从到0。假定重合长度在径向的分量为山0点的半径册，根据图示可知，在给定叶片吸力面曲线，0，0，山册的情况下，重合段的位置也就确定了，从图中我们也可以发现，经过一定的转角之后，左边叶片的压力面的某部分和右边叶片的吸力面的某些部分贴合在一起，也就是说贴合的这一部分具有相同的曲线形式，即重合曲线经过旋转移动后能成为另一面的一部分，从图中来看，重合曲线03绕左侧静叶片固定轴反向旋转9角度，再绕中心轴向右旋转0角度，与右侧静叶片开启时的吸力面重合，也就是说只要保证静叶片吸力面的相关曲线段和压力面的相关曲线段一致，就能保证特定情况下的叶片的面密封。
[0015]图1是叶片的分布示意图，其中实线叶片为阀门开启时静叶片所处的位置，虚圆为固定轴所在的半径，虚径向线与虚圆的交叉点即是固定轴所处位置，虚线叶片为阀门关闭时，静叶片面密封时所处的位置，此时流体不能通过阀门，0点为阀门中心点。图2为阀门局部示意图，其中实线叶片为阀门开启时静叶片所处的位置，虚线叶片为阀门关闭时静叶片所处的位置，较大的虚线圆为固定轴所处位置的圆，较小的虚线圆为静叶片密封时密封起始点所在的圆。0为两个静叶片的中心角度差，9为静叶片由开启到关闭绕固定轴所需转过的角度，密封时密封起点所在圆半径为册，密封终点0与密封起点的半径差为山即密封径向距离为1八，8为分别为两片静叶片固定轴所处位置。图3为整个阀门的结构示意图，流体流入阀门中间，经过叶片流出阀门。其中，1为连接板1，分为上下两块，静叶片4通过固定轴与连接板1连接在一起，连接板1通常与叶轮机械固定在一起，并迫使流体只能沿静叶片4之间的通道流动。2为连杆2，每一个静叶片4对应固定轴和连杆2，连杆2将齿圈3和固定轴连接在一起，当齿圈3旋转时带动连杆2转动，从而使得固定轴和叶片旋转。3为齿圈3，齿圈3与步进电机6和连杆2相连，主要作用在于步进电机6的动作传递给连杆2，并保证所有的连杆2同步动作，实现静叶片4的完全密封。4为静叶片4，通常与固定轴做成一体，静叶片4是整个阀门中最重要的部件，它的设计遵循一定的规律，具体过程见具体实施方案，静叶片4与连接板相连，并限制静叶片的上下位移，静叶片4的转动通过连杆传递到固定轴的扭矩实现，当密封时，两个静叶片4紧密贴合，实现密封，开启时，两个静叶片4之间形成通道供流体流动。5是密封环5，通常为上下内外四个，主要为实现对流体的完全密封。内外密封环5半径所在范围通常小于密封面⑶所在的半径范围，密封环5通常固定在连接板1的凹槽内。由于加工精度和考虑到为了减小静叶片的旋转阻力，以及材料在高温环境下的膨胀，静叶片和连接板之间通常留有一定的间隙，当阀门关闭时，流体就会从间隙处流出。采用密封环5，使得密封环5与静叶片4，连接板1构成完整密封，避免流体泄露和损失。6为步进电机6，他与齿圈3通过齿轮连接，当接收到开启或关闭的信号后，步进电机6动作，并将动作传递给齿圈，最后使得静叶片4动作，实现控制的目的。
[0016]本实用新型利用叶片间的相互密封来实现对径向流动流体的切断。首先，根据径流式叶轮机械的流量，叶轮的最大半径，确定两个静叶片之间的角度0，密封的起始半径己0，叶片其中一面(比如说吸力面)的曲线。然后，确定固定轴的半径41，确定密封时叶片需要转动的角度9，以及密封的径向距离1以上这些参数在设计之前作为输入参数给定，根据这些参数就可以确定曲线的重合范围⑶，然后将这一段重合曲线⑶分别绕左侧静叶片固定轴反向旋转9角度和中心轴向右旋转0角度，这段重合曲线就变成了静叶片的另一面(压力面)的一部分，然后其余曲线段就可以根据设计要求和流体力学的相关知识补充完整，这样静叶片就设计好了。整个阀门的其他结构如图3所示，流体经过叶轮后沿径向和轴向运动，并通过所设计的阀门流向外界(比如说汇流管当阀门处于开启状态时，流体经过静叶片间流道流出，此时阀门作为一个通道。当需要关闭阀门时，步进电机6根据传输过来的信号，开始动作，带动齿圈3旋转，齿圈3的旋转促使连杆绕固定轴旋转，固定轴也随之旋转，由于叶片4与固定轴固定在一起，从而叶片4也开始旋转，最终两个叶片紧密贴合在一起，达到密封的效果。密封面和密封圈5构成了完整的密封，使阀门内侧的流体和外侧的流体完全隔绝开了。当需要开启时，步进电机6根据接受的信号，开始动作带动齿圈3旋转，齿圈3的旋转促使连杆绕固定轴旋转，固定轴也随之旋转，由于叶片4与固定轴固定在一起，从而叶片4也开始旋转，将阀门打开，形成流体通道。
【权利要求】
1.叶片式径流阀，其特征是:包括叶片连杆单元、步进电机以及可相对转动的连接板和齿圈，连接板包括上连接板和下连接板，上连接板和下连接板前后布置，齿圈安装在连接板周向的外侧，步进电机输出端与齿圈啮合，叶片连杆单元包括静叶片、连杆、固定轴，固定轴上端固定在上连接板外并与连杆第一端相连，固定轴下端与位于上连接板和下连接之间的静叶片相连，连杆的第二端设置通透的槽，齿圈上设置凸起的柱体，连杆通过槽套在柱体上，叶片连杆单元沿连接板周向均匀布置，静叶片在步进电机的带动下绕各自对应的固定轴转动，使得相邻静叶片间，一个静叶片压力面和另一个静叶片吸力面贴合在一起。
2.根据权利要求1所述的叶片式径流阀，其特征是:上连接板内侧设置第一密封环槽和第二密封环槽，下连接板内侧设置第三密封环槽和第四密封环槽，第一密封环槽-第四密封环槽里分别安装第一密封环-第四密封环，第一密封环和第三密封环位于所有固定轴的外侧，第二密封环和第四密封环位于所有固定轴的内侧。
3.根据权利要求1或2所述的叶片式径流阀，其特征是:静叶片与上连接板和下连接板之间留有间隙。
【文档编号】F16K31/53GK204253986SQ201420688220
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】王银燕, 李旭, 孙永瑞, 王贺春, 杨传雷, 覃玄, 李俊鹏, 张超, 陈德富 申请人:哈尔滨工程大学