一种精确可调气体流量喷管的制作方法

本发明涉及一种空气流量调节领域，特别是一种精确可调气体流量喷管。

背景技术：

目前常用空气流量调节方案可分为两大类：一类直接调节，另一类为节流方式调节。

直接调节一般采用流量调节阀直接以流量计采集信号为反馈信号，通过智能PID控制算法产生控制信号，驱动调节阀进行流量调节，此方法系统结构比较简单，但是受现有气体流量计精度和阀门前后气流扰动大小的影响，精度偏差在5％以上，流量控制精度不高。

另一类为节流方式为多管组配合减压阀和节流孔板，根据管道组合的方式，减压阀将气源压力降至所需压力，在通过节流孔板节流的作用，精确的控制空气流量，此种方法控制系统相对简单，空气流量控制精度高，但是设备结构比较复杂，所能调节流量的工作状态有限，不能进行大范围空气流量调节。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种精确可调气体流量喷管，解决了气体流量精确控制，高精度流量可调喷管满足大范围气体流量、流速的精确调节，解决了孔板、文丘里喷嘴等流量调节装置在压力不变的情况下仅能对应一个流量参数的问题，为管道气体流量调节提供一种新的装置。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种精确可调气体流量喷管，包括设备壳体、上端盖、第一安装支座、前调节密封板、密封垫、喷口调节机构和压紧密封机构；其中，设备壳体位于最底端；设备壳体的顶端设置有阶梯型凹槽；上端盖固定安装在设备壳体阶梯型凹槽的外边缘上，且与设备壳体的上表面在同一水平面；喷口调节机构固定安装在上端盖顶部的中部位置；压紧密封机构固定安装在上端盖顶部的一端处；设备壳体阶梯型凹槽底部靠近压紧密封机构的一端设置有前调节密封板，前调节密封板的顶端固定安装有密封垫；设备壳体阶梯型凹槽底部远离压紧密封机构的一端设置有第一安装支座。

在上述的一种精确可调气体流量喷管，所述设备壳体与上端盖的接触位置，固定安装有密封圈，密封圈为聚四氟乙烯材料。

在上述的一种精确可调气体流量喷管，所述第一安装支座设置有两端为圆弧中间为矩形的通孔；其中，矩形长度为28-32mm；两端圆弧的半径为4.5-5.5mm。

在上述的一种精确可调气体流量喷管，所述的喷口调节机构和压紧密封机构分别包括手轮、传动螺杆、支撑架、密封压盖和密封底座；其中，密封底座固定安装在上端盖的上表面；支撑架固定安装在密封底座的上端；手轮水平固定安装在支撑架的上端；传动螺杆竖直固定安装在手轮的中心位置，且向下穿过密封底座伸入端盖；通过旋转手轮实现传动螺杆轴向竖直运动；密封底座与传动螺杆的接触位置固定安装有密封压盖。

在上述的一种精确可调气体流量喷管，所述压紧密封机构中传动螺杆的底端固定安装有前调节板；喷口调节机构中传动螺杆的底端固定安装有后调节板；前调节板的一端与密封垫接触；后调节板的一端与前调节板的另一端接触；后调节板的另一端与第一安装支座接触。

在上述的一种精确可调气体流量喷管，所述前调节板水平放置，前调节板的一端通过第三传动销轴与压紧密封机构中传动螺杆的底端固定连接，实现前调节板随着压紧密封机构中传动螺杆的竖直运动，以及前调节板绕着第三传动销轴转动；

所述后调节板水平放置，后调节板的一端通过第一传动销轴与第一安装支座固定连接，实现后调节板的一端沿第一安装支座中的通孔运动；

前调节板与后调节板的接触位置通过第二传动销轴与喷口调节机构的传动螺杆底端固定连接；实现前调节板与后调节板接触的一端随喷口调节机构的传动螺杆做竖直运动，以及绕着第二传动销轴转动。

在上述的一种精确可调气体流量喷管，所述前调节板与密封垫接触的一端为圆弧结构，圆弧的半径为28-30mm；前调节板与后调节板接触的一端为圆弧结构圆弧的半径为28-30mm。

在上述的一种精确可调气体流量喷管，所述后调节板与前调节板接触的一端为圆弧结构，圆弧半径为16-18mm。

在上述的一种精确可调气体流量喷管，可调喷管纵向喉道尺寸L调节范围为30-100mm，调节精度为±0.1mm

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明采用了手轮和传动螺杆相配合的方式实现喉道调节板位移的精确调节，提高了调节精度，实现了喉道面积的精确控制；

(2)本发明采用了前后调节板之间通过圆弧过渡配合，提高了前后调节板之间的密封性，实现了圆滑过渡，提高气体流量控制的稳定性；

(3)本发明采用了后调节板上设置有传动销轴，实现了后调节板的自动调节，简化了结构和控制；

(4)本发明中前调节板采用先调整位置后压紧密封的方式，简化了密封机构。

附图说明

图1为本发明可调流量喷管示意图；

图2为本发明可调流量喷管调节后示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

如图1所示为可调流量喷管示意图，由图可知，一种精确可调气体流量喷管，包括设备壳体1、上端盖2、第一安装支座9、前调节密封板15、密封垫16、喷口调节机构17和压紧密封机构18；其中，设备壳体1位于最底端；设备壳体1的顶端设置有阶梯型凹槽；上端盖2固定安装在设备壳体1阶梯型凹槽的外边缘上，且与设备壳体1的上表面在同一水平面；设备壳体1与上端盖2的接触位置，固定安装有密封圈8，密封圈8为聚四氟乙烯材料；喷口调节机构17固定安装在上端盖2顶部的中部位置；压紧密封机构18固定安装在上端盖2顶部的一端处；设备壳体1阶梯型凹槽底部靠近压紧密封机构18的一端设置有前调节密封板15，前调节密封板15的顶端固定安装有密封垫16；设备壳体1阶梯型凹槽底部远离压紧密封机构18的一端设置有第一安装支座9。

其中，第一安装支座9设置有两端为圆弧中间为矩形的通孔；其中，矩形长度为28-32mm；两端圆弧的半径为4.5-5.5mm。

喷口调节机构17和压紧密封机构18分别包括手轮3、传动螺杆4、支撑架5、密封压盖6和密封底座7；其中，密封底座7固定安装在上端盖2的上表面；支撑架5固定安装在密封底座7的上端；手轮3水平固定安装在支撑架5的上端；传动螺杆4竖直固定安装在手轮3的中心位置，且向下穿过密封底座7伸入端盖2；通过旋转手轮3实现传动螺杆4轴向竖直运动；密封底座7与传动螺杆4的接触位置固定安装有密封压盖6。

其中，压紧密封机构18中传动螺杆4的底端固定安装有前调节板13，前调节板13水平放置，；喷口调节机构17中传动螺杆4的底端固定安装有后调节板11，后调节板11水平放置；前调节板13的一端与密封垫16接触；后调节板11的一端与前调节板13的另一端接触；后调节板11的另一端与第一安装支座9接触。

前调节板13的一端通过第三传动销轴14与压紧密封机构18中传动螺杆4的底端固定连接，实现前调节板13随着压紧密封机构18中传动螺杆4的竖直运动，以及前调节板13绕着第三传动销轴14转动；后调节板11的一端通过第一传动销轴10与第一安装支座9固定连接，实现后调节板11的一端沿第一安装支座9中的通孔运动；前调节板13与后调节板11的接触位置通过第二传动销轴12与喷口调节机构17的传动螺杆4底端固定连接；实现前调节板13与后调节板11接触的一端随喷口调节机构17的传动螺杆4做竖直运动，以及绕着第二传动销轴12转动。

此外，前调节板13与密封垫16接触的一端为圆弧结构，圆弧的半径为28-30mm；前调节板13与后调节板11接触的一端为圆弧结构圆弧的半径为28-30mm；后调节板11与前调节板13接触的一端为圆弧结构，圆弧半径为16-18mm。

机构工作原理：

根据空气动力原理，流通通道内的空气流量G与调压阀后总压P₀、总温T₀、喷管喉道面积A和速度系数λ具有一定的函数关系，其符合下述公式：

当气源压力恒定时，改变喷管喉道面积A可以达到控制气体流量的目的。根据所需的流量和已知压力计算出一个喷管喉道面积A，再根据面积公式可以得出改变喉道位置的目标值。

工作过程：

旋转喷口调节机构17中的手轮3，使得喷口调节机构17上的传动螺杆4向下运动，当传动螺杆4达到喉道的目标位置后，停止旋转手轮3，在调节过程中前调节板13会以第一传动销轴10为支点，后调节板11会以旋转喷口调节机构17传动螺杆4为支点同时向下运动，这时前调节密封板15会与前调节板13分离，此时调节压紧密封机构18的手轮3，使得压紧密封机构18上的传动螺杆4向下运动,直至前调节板13与密封垫16紧密贴合，可以实现密封功能。第一传动销轴10与后调节板11固定，并随后调节板11运动，第一传动销轴10运动时由于第二安装支座14的通孔限制只能沿水平方向上前后运动。

对于作精确运动的传动螺旋，不仅要传递运动和动力，有的还要精确地传递位移或定位，螺杆的螺旋线误差、螺距误差、中径尺寸变动量、牙形角的偏差等提出严格要求。可调喷管纵向喉道尺寸L可以从100mm到30mm之间精确调节，调节精度可以达到±0.1mm。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。