一种防溅射流量可调式配料阀的制作方法

本发明属于高精度配料阀领域，更具体地，涉及一种防溅射流量可调式配料阀。

背景技术：

目前，在香精香料行业、卷烟厂使用的配料阀主要采用如下两种类型：一是采用如图1所示的两位气缸+两级锥形的开关阀，其主要通过气缸的三个位置来控制两级锥形阀的开闭，控制精度时气缸移动到第一个位置，抬升第一级阀，控制大流量时气缸移动到第二个位置，将第二级抬起，此种方法由于阀嘴形状是锥形，当在配制大流量时，由于发散角相交，液体会发生碰撞，导致液体向周围飞溅；二是如图2所示的两位气缸+两级直口开关阀，同图1方案相似，通过控制气缸的三个位置来抬升两级阀，从而实现小流量与大流量的控制，此种方法在一定程度上降低了液体的飞溅问题，但由于前端伸出过长的导向，导致会有大量的液滴残留。以上两种方法都存在一定的问题，使用两位气缸只能控制两级流量，不能在一个范围内随意调控，同时无法解决液体飞溅以及残留的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种防溅射流量可调式配料阀，其通过电缸与气缸的组合控制，以利用气缸拉伸控制精度，利用电缸抬升控制流量大小，在满足配料精度和速度的同时，解决了液体飞溅以及残留等导致的污染以及浪费等问题，具有防溅射、防残留、流量可调节、配制精度高等优点，适合于香精香料、卷烟厂以及需要液体原料配制等行业。

为实现上述目的，本发明提出了一种防溅射流量可调式配料阀，该配料阀包括阀芯组件和动力组件，其中：

所述阀芯组件包括上阀体、下阀体、阀芯和中间阀芯，其中，所述上阀体与所述下阀体的上端相连，其为中空结构；所述下阀体同样为中空结构，其侧面设有供液体进入的进料口，下端设有多个作为配料阀大流量口的圆柱孔；所述阀芯从所述上阀体的上端依次插入上阀体和下阀体的中空结构中，其与所述上阀体之间设有小弹簧；所述中间阀芯设于所述下阀体的内壁与阀芯之间，并与所述阀芯滑动配合，其上端设有法兰盘，该法兰盘与所述上阀体之间设有大弹簧，并且法兰盘上设有均布的孔，该中间阀芯的下端设有与所述阀芯下端配合的通孔以及多根与下阀体上所述圆柱孔紧密配合的圆柱，所述通孔作为配料阀的小流量口，通过将阀芯的下端伸入中间阀芯的通孔中，将中间阀芯内残留的液体挤出，通过将所述圆柱伸进所述下阀体的圆柱孔中，将残留在圆柱孔内的液体挤出；所述动力组件与阀芯的上端相连，其用于驱动阀芯和中间阀芯的上下运动。

作为进一步优选的，所述阀芯上安装有O型圈四，该O型圈四在小弹簧的推力下实现小流量口的密封，所述中间阀芯上安装有O型圈三，该O型圈三在大弹簧的推力下实现大流量口的密封。

作为进一步优选的，所述上阀体上安装有O型圈二，该O型圈二与小弹簧之间设有挡块，其在小弹簧以及挡块的作用下实现阀芯与上阀体之间的密封。

作为进一步优选的，所述下阀体上安装有O型圈一，该O型圈一通过上阀体端面的压紧实现整个配料阀内部的密封。

作为进一步优选的，所述阀芯的下端以及与其配合的通孔均为锥形结构。

作为进一步优选的，所述阀芯的下端插装有圆柱销，该圆柱销与所述中间阀芯滑动配合，具体的，中间阀芯的侧面设有与圆柱销滑动配合的长条孔。

作为进一步优选的，所述动力组件包括依次相连的电缸和气缸，所述气缸与所述阀芯的上端相连，其由高频电磁阀控制。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明具有防止液体溅射的功能：下阀体下端均布有圆柱孔，起到类似蜂窝格栅的作用，让液体通过小的截面流动，雷诺系数减小，液体长距离保持层流状态，喷射出后不会向周围溅射。

2.本发明具有防止液体残留的功能：阀芯与中间阀芯贴合时，阀芯下端保持伸出状态，能够保证配液结束时，将中间阀芯内的残留液体挤出；中间阀芯下端伸出的圆柱与下阀体下端的圆柱孔配合，配料结束时，中间阀芯下端圆柱伸进下阀体下端圆柱孔中，将残留在圆柱孔内的液滴挤出。

3.本发明具有多级调控流量的功能：通过电缸与气缸的配合，用高频电磁阀来控制气缸实现最小滴量的点滴从而控制精度，通过抬升电缸高度，控制流量阀开口大小，实现流量的多级调控。

附图说明

图1是现有技术提出的一体化防滴漏式配料阀结构的剖视图，图中：1-活塞杆 2-锥形堵头 3-压头 4-锥形槽 5-O型圈 6-锥体；

图2是现有技术提出的防滴漏流量控制阀机构的剖视图，图中：1-阀体 2-法兰 3-气缸 4-端盖 5-活塞杆 6-大弹簧 7-压板 8-压头 9-小弹簧 10-密封垫一 11-密封垫二 12-压圈一 13-压圈二 14-延伸部 15-球形突起 16-O型密封圈 17-进料口 18-连接体；

图3是本发明的防溅射流量可调式配料阀出料口完全关闭状态下的结构示意图，图中：1-电缸 2-气缸 3-橡胶防尘圈 4-导向环 5-上阀体 6-O型圈一 7-O型圈二 8-挡块 9-小弹簧 10-大弹簧 11-进料口 12-中间阀芯13-圆柱销 14-O型圈三 15-O型圈四 16-阀芯 17-下阀体；

图4是本发明的防溅射流量可调式配料阀出料口完全开启状态下的结构示意图；

图5、6是本发明的防溅射流量可调式配料阀调节小流量、大流量状态下的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图3所示，本发明实施例提供的防溅射流量可调式配料阀，该配料阀包括阀芯组件和动力组件，其中动力组件为阀芯组件的运动提供所需的动力，阀芯组件中的相关部件在动力组件的带动下实现上下运动，进而实现液体流量的大小的调节。通过上述各个组件的相互配合，在满足配料精度和速度的同时，解决了液体飞溅以及残留等导致的污染以及浪费等问题，具有防溅射、防残留、流量可调节、配制精度高等优点。

下面将对各个组件逐一进行更为具体的说明。

如图3所示，阀芯组件包括上阀体5、下阀体17、阀芯16和中间阀芯12，其中，上阀体5与下阀体17的上端相连，该上阀体5为中空结构；下阀体17同样为中空结构，其侧面设有供液体进入的进料口11，下端设有多个均布的作为配料阀大流量口的圆柱孔；阀芯16从上阀体5的上端依次插入上阀体5和下阀体17的中空结构中，阀芯16与上阀体5之间设有小弹簧9，该小弹簧9套装在阀芯16上；中间阀芯12设于阀芯16与下阀体17的内壁之间，其与阀芯16贴合，并与阀芯16滑动配合，中间阀芯12的上端设有法兰盘，该法兰盘与上阀体5之间设有大弹簧10，并且该法兰盘上设有均布的孔，该大弹簧10套装在阀芯16上，并位于小弹簧9的外部(即小弹簧9位于大弹簧10的内部)，该中间阀芯12的下端设有与阀芯16下端配合的通孔以及多根与下阀体17上的所述多个圆柱孔紧密配合的圆柱，其中，通孔作为配料阀的小流量口，通过将阀芯16的下端伸入中间阀芯12的通孔中，可将中间阀芯12内残留的液体挤出，通过将每根圆柱对应的伸进下阀体17的圆柱孔中，可将残留在圆柱孔内的液体挤出。

进一步的，为了实现中间阀芯12与阀芯16之间的滑动配合，在阀芯16的下端水平插装有圆柱销13，该圆柱销13与中间阀芯12滑动配合，具体的，中间阀芯12的侧面设有与圆柱销13滑动配合的竖直设置的长条孔。由此当阀芯16上下运动时，通过圆柱销13在长条孔中的运动，可保证阀芯16与中间阀芯12的相对运动，而当圆柱销13运动到长条孔的最上端或最下端时，阀芯16继续运动时，可通过长条孔对圆柱销的限位作用，带动中间阀芯12与阀芯16一起上下运动。具体的，阀芯16的下端以及中间阀芯12上与该阀芯16配合的通孔均为锥形结构。为了实现小弹簧的安装，阀芯16上设置有法兰，由此通过法兰和上阀体5的下端面可实现弹簧的顺利安装。

再如图3所示，动力组件与阀芯16的上端相连，其用于驱动阀芯16和中间阀芯12的上下运动。具体的，动力组件包括依次相连的电缸1和气缸2，气缸2与阀芯16的上端相连。其中，气缸2由高频电磁阀控制，高频电磁阀安装在气缸附近，与气缸通过短气管相连，PLC程序调控高频电磁阀的开闭时间控制进入气缸内气体的量，从而控制气缸带动阀芯进行快速的伸缩，由于反应时间极短，即能控制滴出质量非常小的液滴，从而实现精度的控制；由于高频电磁阀开闭时间极短，可通过气体极少，所以连接高频电磁阀与气缸的气管要尽量的短，否则气体还未进入气缸，高频电磁阀就已关闭。

为了实现配料阀各个部件的密封，在阀芯16上安装有O型圈四15，该O型圈四15可在小弹簧9的推力下实现阀芯16与中间阀芯12之间的密封，也即实现配料阀小流量口的密封；在中间阀芯12上安装有O型圈三14，该O型圈三14可在大弹簧10的推力下实现中间阀芯12与下阀体17之间的密封，也即实现配料阀大流量口的密封；在上阀体5上安装有O型圈二7，该O型圈二7与小弹簧9之间设有挡块8，O型圈二7可在小弹簧9以及挡块8的作用下实现阀芯16与上阀体5之间的密封；下阀体17上安装有O型圈一6，该O型圈一6通过上阀体5端面的压紧实现整个配料阀内部的密封。

下面对本发明配料阀的工作原理与使用状态进行详细说明。

如图3所示，防溅射流量可调式配料阀处于完全关闭的状态，阀芯16下端较中间阀芯12下端要长，密封时将中间阀芯12内部的液体挤压出去，解决阀口挂有液滴的问题；中间阀芯12下端均布的圆柱与下阀体17下端均布的圆柱孔紧密配合，密封时将孔内液体挤出，解决了液体残留的问题。

如图4所示，防溅射流量可调式配料阀处于完全开启的状态，电缸1带动气缸2拉伸阀芯16，阀芯16通过圆柱销13带动中间阀芯12向上移动，中间阀芯12上端提升超过进料口11上端，原料从进料口11进入，然后通过下阀体17下端均布的圆柱孔流出，此时为流量最大值。其中，下阀体17下端均布的圆柱孔起到类似蜂窝格栅的作用，让液体通过小的截面流动，雷诺系数减小，液体长距离保持层流状态，喷射出后不会向周围溅射。

如图5、6所示，防溅射流量可调式配料阀可以通过电缸1以及气缸2来控制阀芯16与中间阀芯12的提升高度，不同高度时，进料口11开口大小不一，实现了流量大小可以在一个区间范围内随意调控的功能。小流量时，气缸2提升阀芯16到达一定高度(此时，圆柱销13与长条孔的最上端接触，且不带动中间阀芯12)，原料通过进料口11进入下阀体17上端的内部，然后通过中间阀芯12上端与下阀体17间的间隙以及中间阀芯12上的开孔进入到下阀体17下端的内部，最后通过阀芯16调控流量大小，经中间阀芯12的长条孔以及下端的通孔流出。当需要调控大流量时，电缸1带动气缸2提升阀芯16至一定高度，再带动中间阀芯12在可移动区间内移动，通过改变进料口11的大小，实现流量大小的控制。

综上，本发明通过阀芯16与中间阀芯12的配合控制配料精度，通过中间阀芯12与下阀体17的配合控制流量的大小，其中，阀芯16与中间阀芯12配合、中间阀芯12与下阀体17配合受两个压缩弹簧的控制；上阀体5与下阀体17间采用O型圈保证阀体密封，阀芯16上安装有O型圈保证小流量关闭时不泄露，中间阀芯12上安装有O型圈保证大流量关闭时不泄漏；而下阀体17下端均布的圆柱孔可起到类似蜂窝格栅的作用，让液体通过小的截面流动，雷诺系数减小，液体长距离保持层流状态，喷射出后不会向周围溅射；阀芯16与中间阀芯12贴合时，阀芯16下端保持伸出状态，能够保证配液结束时，将中间阀芯12内的残留液体挤出；中间阀芯12下端的圆柱与下阀体下端的圆柱孔配合，配料结束时，中间阀芯12下端的圆柱伸进下阀体17下端的圆柱孔，可将残留在圆柱孔内的液滴挤出。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。