一种控流控压装置的制作方法

本发明涉及流量控制和液压传导技术领域，尤其涉及一种控流控压装置。

背景技术：

针对各种固体、液体、气体流质，在现有技术中物料通过时流量或流速的控制装置多为球阀、针阀或门阀等，传统球阀接通时控流部位通道截面呈长高比可增减的橄榄形、开至最大为圆形，传统针阀接通时控流部位通道截面呈环宽可增减的圆环形、开至最大为圆形，据此调整通道实时截面积大小而实现控制流量及流速的技术目的，门阀利用活动门页开闭幅度变化增减物料可通过的扇形截面积大小从而实现控流控速。

从设计原理上看，现有技术各类控流阀的环形、扇形或橄榄形限流截面设计都存在控流截面内切圆直径与实时截面面积比值较低的特点，这在粘度高、管径小的工况下会增加流动阻力(如小管径输送高粘度流质等情形)导致降效增耗，同时也会因通过物存在粒径差异较大(如粗磨粉碎的矿石)、或非均匀流质(如伴砂石泥浆的原油抽送)、或偶发大粒径杂质(如液压管路掉屑或热燃机燃油/润滑油回路杂质积垢积碳、喷涂原料干结沉积掉屑、液气杂质等)等影响设备设施的精度、容错能力和控流稳定性，特别是在流量值较小阶段或全程高精度控流的情形下，如喷涂作业中往往因此无法得到更佳精细度。现有技术面对的难题还包括微量控流技术需求与设计极限、材料及加工成本、耐用度、便捷性矛盾的问题，一些小型设备甚至因该类部件故障(如喷墨打印机墨汁干结堵塞)而报废。

因此，一种更精准流控、有效抵御物料不匀、自身阻力干扰或创损耐受度高的技术方案，在各行各业生产应用中都具有极大的现实价值。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种控流控压装置，用以解决现有流量控制阀的通道截面内切圆半径小，不利于非均质流体或粘性流体控流和传压的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明技术方案中，一种控流控压装置，控流控压装置包括：阀体、限流芯和调教装置；

阀体包括：流出管、过渡腔和横截面为圆形或椭圆形的流进管；限流芯能够完全插入流进管内，并阻塞流进管的流体通路；限流芯的端部设有倾斜内凹面；调教装置用于调整限流芯插入流进管的深度。

本发明技术方案中，倾斜内凹面关于第一参照面对称，第一参照面为阀体的纵剖对称面；倾斜内凹面的边缘与第一参照面相交于第一参照点a和第二参照点b，第一参照点a为倾斜内凹面最后插入流进管的点，第二参照点b为倾斜内凹面最先插入流进管的点；

流进管的内壁端面内缘与第一参照面相交于第三参照点h和第四参照点i；第三参照点h能够与第一参照点a重合，第四参照点i能够与第二参照点b重合。

本发明技术方案中，第一参照点a和第二参照点b的连线线段ab与流进管的轴线的流体流动方向的夹角α大于0°且小于90°；；

第三参照点h和第四参照点i的连线hi与流进管的轴线的流体流动方向的夹角β大于0°且小于等于90°。

本发明技术方案中，在第一参照面上，经过第三参照点h且与线段ab垂直的直线与倾斜内凹面相交于第五参照点g；

第一参照面与倾斜内凹面相交于曲线段agb，曲线段agb为内凹曲线；

经过第三参照点h且与线段ab垂直的第二参照面与倾斜内凹面的边缘相交于第六参照点e和第七参照点f；第二参照面与切斜内凹面相交于曲线段egf，曲线段egf为内凹曲线。

本发明技术方案中，曲线段agb为圆弧；

当夹角α满足：0°<α≤30°，曲线段agb的半径r满足：r＝d/(1-cos2α)，d为限流芯直径；

当夹角α满足：30°<α<90°，曲线段agb的半径r满足：r＝lab，lab为线段ab的长度。

本发明技术方案中，曲线段agb为抛物线的一部分，满足：

h1为第五参照点g到直线bi的距离，d为限流芯直径，l为线段ab在限流芯轴线方向投影的长度，l1为第二参照点b和第五参照点g在限流芯轴线方向投影的距离。

本发明技术方案中，曲线段egf为椭圆弧，且关于椭圆长轴对称，满足椭圆方程：

4x²/d²+y²/lgh²＝1；

椭圆方程所在平面为第二参照面；椭圆方程的直角坐标系的x轴与直线hg重合，坐标原点与第三参照点h重合；d为限流芯直径，lgh为线段hg的长度。

本发明技术方案中，曲线段egf为圆弧，圆弧半径r满足：r＝lgh，lgh为线段hg的长度。

本发明技术方案中，控流控压装置为3d打印设备热流道控流阀；

曲线段agb为抛物线的一部分，满足：

h1为第五参照点g到直线bi的距离，d为限流芯直径，l为线段ab在限流芯轴线方向投影的长度，l1为第二参照点b和第五参照点g在限流芯轴线方向投影的距离；

曲线段egf为椭圆弧，满足椭圆方程：

4x²/d²+y²/lgh²＝1；

椭圆方程所在平面为第二参照面；椭圆方程的直角坐标系的x轴与直线hg重合，坐标原点与第三参照点h重合；lgh为线段hg的长度。

本发明技术方案中，控流控压装置为车用热燃机燃油控流阀；

曲线段agb为圆弧，半径r满足：r＝d/(1-cos2α)，d为限流芯直径；

曲线段egf为椭圆弧，满足椭圆方程：

4x²/d²+y²/lgh²＝1；

椭圆方程所在平面为第二参照面；椭圆方程的直角坐标系的x轴与直线hg重合，坐标原点与第三参照点h重合；lgh为线段hg的长度。

本发明技术方案中，控流控压装置为液压装置控流控压阀；

曲线段agb为圆弧，半径r满足：r＝lab，lab为线段ab的长度；

曲线段egf为圆弧，圆弧半径r满足：r＝lgh，lgh为线段hg的长度。

本发明技术方案中，控流控压装置为油田油井控流控压阀；

曲线段agb为圆弧，半径r满足：r＝lab，lab为线段ab的长度；

曲线段egf为椭圆弧，满足椭圆方程：

4x²/d²+y²/lgh²＝1；

椭圆方程所在平面为第二参照面；椭圆方程的直角坐标系的x轴与直线hg重合，坐标原点与第三参照点h重合；d为限流芯直径，lgh为线段hg的长度。

本发明技术方案中，控流控压装置为砂石控流漏斗；

曲线段agb为圆弧，半径r满足：r＝lab，lab为线段ab的长度；

曲线段egf为椭圆弧，满足椭圆方程：

4x²/d²+y²/lgh²＝1；

椭圆方程所在平面为第二参照面；椭圆方程的直角坐标系的x轴与直线hg重合，坐标原点与第三参照点h重合；d为限流芯直径，lgh为线段hg的长度。

本发明技术方案中，控流控压装置为控流水闸；

曲线段agb为圆弧，半径r满足：r＝lab，lab为线段ab的长度；

曲线段egf为圆弧，圆弧半径r满足：r＝lgh，lgh为线段hg的长度。

本发明技术方案中，夹角β大于0°且小于90°，流进管的端面为平面椭圆环，且流进管的轴线穿过椭圆环的中心。

本发明技术方案中，夹角β大于0°且小于90°，流进管的端面为内凹椭圆环，且流进管的轴线穿过椭圆环的中心。

本发明技术方案中，内凹椭圆环所在的内凹面形状与倾斜内凹面相同，且曲线段agb为抛物线的一部分，满足：

h1为第五参照点g到直线bi的距离，d为限流芯直径，l为线段ab在限流芯轴线方向投影的长度，l1为第二参照点b和第五参照点g在限流芯轴线方向投影的距离；

曲线段egf为圆弧，圆弧半径r满足：r＝lgh，lgh为线段hg的长度。

本发明技术方案中，限流芯的尖端设有切削面，切削面与限流芯的轴线垂直。

本发明技术方案中，一种流量控制球阀，流量控制球阀包括：阀体、限流芯和调教装置；

阀体为球形壳体，且设有贯穿的横截面为椭圆形的壳体通道；壳体通道的轴线经过球形壳体的球心；

限流芯为球形芯，且设有贯穿的横截面为椭圆形的芯通道；芯通道的轴线经过球形芯的球心；

壳体通道和芯通道横截面形状尺寸相同，能够形成椭圆流体通道；椭圆流体通道的横截面椭圆的长轴与椭圆流体通道的轴线形成参照面；调教装置能够驱动限流芯绕参照轴线转动，参照轴线为过球心且与参照面垂直的轴线。

本发明技术方案中，椭圆流体通道的横截面椭圆与参照椭圆的形状相同；

参照椭圆满足方程：

x²/4+y²＝1。

本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：

本发明技术方案的工作截面近似圆形或近似椭圆形或部分圆形与部分椭圆形组合，在相同的通过截面积的情形下本发明技术方案可以通过的物料(或杂质)颗粒直径是现有技术的2-10倍，因此能减少杂质和积垢对装置的工作状况的干扰、减轻装置损耗。同样原理，本发明技术方案的流量控制芯特殊的流量控制工作面设计可适当降低装置的制造工艺精度要求，同时对关键部件的材料的热变系数、抗磨损要求均较低，这都能有效减低装置的制造成本。因此本发明是适用行业广泛、物料限制少、制造及运营成本低廉、运行稳定性好的抗干扰控流创新技术方案。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2-1为本发明实施例曲线段agb限定为ii情形的示意图；

图2-2为本发明实施例曲线段agb限定为i情形的示意图；

图3为本发明实施例限流芯插入阀体的示意图；

图4-1为本发明实施例曲线段egf限定为ii情形的示意图；

图4-2为本发明实施例曲线段egf限定为i情形的示意图；

图5为本发明实施例的参照点位置示意图；

图6为本发明实施例曲线段egf限定为i情形的坐标系示意图；

图7为本发明实施例夹角β大于0°且小于等于90°的示意图；

图8为本发明实施例切削面的示意图；

图9为本发明实施例为球阀的示意图；

图10为本发明实施例为碎矿石控流漏斗装置的示意图；

附图标记：

1-阀体；2-限流芯；3-调教装置。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明提供一种优于现有技术设计的技术解决方案，该技术方案是以同等工况下提供较大至最大的控流管径的技术手段，降低流体阻力及减少卡塞风险，从而在更低能耗、更高效率同时获得更高的控流稳定性和精度的基础技术方案，本发明在有效减少通过物对流量控制装置调控精度干扰同时，还兼有部件磨损率低、使用寿命更长的优点，是适合包括但不限于工矿、石化燃气、锻造、3d打印、材料喷注、医美养生、智能机器人制造、工业设备制造等诸多领域的基础技术，是对包括细胞、药物分子团等各领域物料传输控流控压过程中的粘度、均匀度、纯度等干扰因素的容错空间更大、更利于流量及压力稳定的流量流速控制方法及系列应用装置。此外，在微观粒子领域应用中，还可以参照宏观技术应用方案，通过特定方向力场组合、在特定空间位置构建粒子通道及闸阀，实现与宏观流控效果相当的技术效果。应用本发明技术方案的产品具有结构简单可靠、所需材料及制造工艺无增加特殊要求、对设备磨损及局部缺损的适应性很高等优点，广泛适于各行各业生产应用，可产生巨大的经济价值。

本发明技术方案的流量控制方法的原理是：在以调整控流通道截面面积的方式控制单位时间内可通过的物料或流体的数量的方案中，尽可能维持一个近似圆形或焦点较为接近的椭圆形的控流通道，以持续地获得较大乃至最大的限流截面的内切圆的半径r值，即在相同控流截面积的情形下尽可能保持能通过较大或最大圆球体的控流通道。具体实施装置中，设定控流阀口在工作过程中控流截面形态变化的数学程式，能为流质通过提供较好的低阻、容错通道，从而实现增效降耗，以及对抗干扰、精准控流控压的技术效果。

针对传统的针阀，本发明实施例提供了一种控流控压装置，控流控压装置包括：阀体1、限流芯2和调教装置3；阀体1是横截面为圆形或椭圆形的弯折管或其他腔体，包括横截面为圆形或椭圆形流进管、流出管和连接流进管和流出管的过渡腔；限流芯2从弯折部插入流进管；限流芯2能够插入流进管内，限流芯的端部设有倾斜内凹面，且倾斜内凹面朝向流出管；调教装置3用于调整限流芯2插入流进管的深度，且限流芯不会旋转，只能通过调教装置3平动；当限流芯2完全插入流入管时，流入管的流体通路被限流芯2阻断。现有的针阀都采用圆锥尖端，在控制流量时，流体通道为环形，在相同流量的情况下，环形结构能够允许通过的最小颗粒直径最小，本发明实施例将圆锥形改进为斜面，形成弓形的流体通道，增加了内切圆的半径，为了进一步提高流体通道内切圆半径，本发明实施例将斜面进一步改进为内凹斜面，使得流体通道的截面为圆弧、椭圆弧等外凸曲线形成的复杂形状，最大限度的增加内切圆半径，当进行含颗粒物流体控制，例如混凝土的水泥砂浆，可以防止颗粒物卡住限流芯2，当进行粘性流体控制，例如油漆、甘油、沥青等，可以防止流体因高粘性在小尺寸通道处流速减慢。

为了方便说明，本发明实施例中限定了多个虚拟面、虚拟直线和虚拟点。

倾斜内凹面关于第一参照面对称，第一参照面为阀体1的纵剖对称面。

倾斜内凹面的边缘与第一参照面相交于第一参照点a和第二参照点b，第一参照点a为倾斜内凹面上最后插入流进管的点，第二参照点b为倾斜内凹面上最先插入流进管的点。

流进管的内壁端面内缘与第一参照面相交于第三参照点h和第四参照点i；第三参照点h能够与第一参照点a重合，第四参照点i能够与第二参照点b重合。

在第一参照面上，过第三参照点h且与线段ab垂直的直线，与倾斜内凹面相交于第五参照点g；第一参照面与倾斜内凹面相较于对称中心曲线段agb，对称中心曲线段agb为内凹曲线。

经过第三参照点h且与线段ab垂直的第二参照面，与倾斜内凹面的边缘相较于第六参照点e和第七参照点f；第二参照面与切斜内凹面相交于垂直面横截曲线段egf，垂直面横截曲线段egf为内凹曲线。

第一参照点a和第二参照点b的连线线段ab与流进管的轴线的流体流动方向的夹角α大于0°且小于90°，保证限流芯2的尖端为倾斜面，具体的角度不做限制，当需要小行程时，可以增大夹角α，当需要精确控制时，可以减小夹角α。

第三参照点h和第四参照点i的连线hi与流进管的轴线的流体流动方向的夹角β大于0°且小于等于90°；当夹角β小于90°时，流进管的端面朝向流出管。流进管的端面可以与流进管的轴线垂直，也可倾斜，但倾斜时，端面朝向流出管倾斜，以保证流体能够顺利流出。

本发明为了尽可能的增加流体通道的内切圆半径，对对称中心曲线段agb进行了如下限定：

i、如图6所示，对称中心曲线段agb为圆弧；

i、当夹角α满足：0°<α≤30°，对称中心曲线段agb的半径r满足：r＝d/(1-cos2α)，d为限流芯2直径；

ii、当夹角α满足：30°<α<90°，对称中心曲线段agb的半径r满足：r＝lab，lab为线段ab的长度。

ii、对称中心曲线段agb为抛物线的一部分，满足：

h1为第五参照点g到直线bi的距离，d为限流芯2直径，l为线段ab在限流芯2轴线方向投影的长度，l1为第二参照点b和第五参照点g在限流芯2轴线方向投影的距离。

同样为了尽可能的增加流体通道的内切圆半径，本发明实施例也对垂直面横截曲线段egf进行了限定：

i、垂直面横截曲线段egf为椭圆弧，满足椭圆方程：

4x²/d²+y²/lgh²＝1；

椭圆方程所在平面为第二参照面；椭圆方程的直角坐标系的x轴与直线hg重合，坐标原点与第三参照点h重合；d为限流芯2直径，lgh为线段hg的长度。

ii、垂直面横截曲线段egf为圆弧，圆弧半径r满足：r＝lgh，lgh为线段hg的长度。

在设计匹配切斜内凹面的曲面时可以考虑一些几何函数特点的因素，对称中心曲线段agb采用ii方案可获得限流芯2进退距离与控流截面面积近似正相关的线性变化关系，且在整个限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面边缘、特别是近端点a部位能与阀体1圆形阀口内缘契合产生切割效果，因此不易出现传统针阀环状截流面被物料卡塞影响针阀闭合的情形，在对抗易碎、高粘度等不匀物或杂质干扰时本发明技术方案的效果更加突出；采用垂直面横截曲线段egf为i方案可在限流芯2推进较多、控流截面较小阶段得到较大的hg值，这带来获得较大的控流截面内切圆半径的设计空间。

控流装置由阀体1、限流芯2、调校装置组成，阀体1上有一圆形阀口，装置工作时可限定物料仅可经圆形阀口在限流芯2所在流出管与阀体1内腔之间通过，阀体1内腔和/或流出管根据物料传输需求与分别其它空间相连。如图2-1、2-2所示，限流芯2为指向阀体1圆形阀口一端带有一个尖锐斜面结构，的圆柱体、该尖锐斜面结构在限流芯2的轴心线上的长度为l，阀体1圆形阀口的圆心位于限流芯2的轴心线上、且其内缘直径d1与限流芯2圆柱体直径d相等，操作调校装置可限定限流芯2在限流芯2轴心线方向上进退运动，并且至少可以将限流芯2的尖锐斜面结构整体和部分圆柱体结构经阀体1圆形阀口进入阀体1内腔、也可以将其退出至完全离开圆形阀口，在推进至圆柱体进入阀体1内腔时、限流芯2的圆柱体结构与阀体1的圆形阀口结构完全吻合从而实现阀体1内腔与流出管隔断，即阀门完全关闭、此情形下设计流量为零，如图3所示，反之若退出至限流芯2整体离开阀体1内腔一定距离后、阀体1内腔与流出管之间的通路获得最大限流截面积，即阀门全开、达到设计流量最大值，如图1所示。限流芯2头部的尖锐斜面结构的斜面部分是一个在轴心线方向上左右对称的切斜内凹面而不是传统针阀的圆锥体设计，工作时由此形成的控流通道横截面较近似圆形或近似椭圆形或部分圆形与部分椭圆形组合而不是传统针阀的圆环状，在限流芯2轴心线上且经过切斜内凹面的远端点b及近端点a的虚拟平面abih与阀体1圆形阀口内缘相交点分别为h点和离切斜内凹面的远端点b较近的i点，线段ha和线段ib均与限流芯2轴心线平行，经过h点垂直于线段ab的直线与切斜内凹面相交于g点，即线段hg垂直于线段ab，经过g点的直线与线段ib所在直线的垂直相交于p点，即线段gp垂直于线段ib、线段ha和限流芯2轴心线，虚拟平面abih与切斜内凹面的相交部分是本发明的切斜内凹面曲面的“对称中心曲线段”agb，即切斜内凹面以对称中心曲线段agb为中心完全两侧立体对称，限流芯2的尖锐结构前端锐角α为直线段ab与限流芯2轴心线的夹角，且0°<α<90°。如图4-1、4-2所示，在操作调校装置推进限流芯2至切斜内凹面远端点b已进入阀体1内腔但近端点a未到达阀体1圆形阀口所在平面的情形下，切斜内凹面与阀体1圆形阀口共同形成一个连接阀体1内腔和流出管、横截面呈近似圆形或近似椭圆形或部分圆形与部分椭圆形组合的控流通道，经过h、g两点并垂直于线段ab的控流截面与切斜内凹面相交部分是本发明切斜内凹面曲面的“垂直面横截曲线段”egf，如图5所示。选择不同函数程式定义的限流芯2的切斜内凹面的对称中心曲线段agb和垂直面横截曲线段egf可获得不同曲面的切斜内凹面，从而获得各流量值中持续较大或最大的限流截面的内切圆的半径r值，或在保持相对较大r值的同时根据工况需要设定限流芯2推进距离与实时流量值之间的变化函数关系。

以上参照针阀构造展示本发明控流技术方案，与现有技术相比，本发明是在相同流量情形下保持较大控流口径的创新控流控压技术方案，除有利于降低物料通过阻力而增效降耗外，更可减少不均匀物料或杂质对控流控压工况造成的干扰和部件损害，特别是在部件工作面受损的情形下影响较小，根据本发明技术原理制作的部件还大多具有易于加工、材质和精度要求低及使用寿命长等优点，本发明技术方案广泛适于传统轻重工业、精密/智能制造、构建微观粒子闸门等全领域应用，具有广阔的应用前景和巨大的经济价值及社会效益。

由于获得理论上持续最大r值需要限流芯2尖锐结构的锐角α接近0°导致对称中心曲线段agb长度不符合现实应用，现实中切斜内凹面曲面的设计受限于工况允许的l、d和α值范围。

除一些特殊装置外，根据渐进操作的需要，限流芯2尖锐结构的锐角α常在11°至71°之间选定数值，即l/d值大约在5.15～0.34区间。有些产业设备部件较多适于采用的α值为11°至30°之间数值范围，即l/d值大约在5.15～1.73区间，另一些行业有时会需要较小l/d值而采用45°至56°之间的α值，即l/d值大约在1～0.67区间，配合不同函数方程式定义对称中心曲线段agb和egf后，可实现各种符合相关生产操作需要的低阻、抗扰精密控流效果。需要指出的是，在α值>45°时，调校装置需至少能将限流芯2的切斜内凹面近端点a退至与阀体1圆形阀口h点之间距离不小于圆形阀口直径d1值位置或以外，才能确保获得理论上最大控流截面的通道。

进一步还可以将阀体1阀口设计成倾角0°<β<90°的流进管的端面，流进管的端面的中心点在限流芯2轴心线上，阀口椭圆型内缘的近端点为h点、远端点为i点，如图7所示，h点和i点在限流芯2轴心线上且经过切斜内凹面的远端点b及近端点a的虚拟平面abih上，参照前述方程式设定方法确定切斜内凹面的曲面后，流进管的端面与切斜内凹面可构成一个限流通道。调整倾角β的数值，可结合切斜内凹面的设计参数获得不同的控流效果和曲线。

进一步还可以将前述流进管的端面参照设定切斜内凹面曲面的方法设定成阀体1阀口内缘在一个虚拟斜凹面tt上，在斜凹面tt与切斜内凹面均按相同的函数方程式设定时，即形成的限流通道在完全关闭前是双侧对称的，内凹椭圆环所在的内凹面形状与倾斜内凹面相同。

本发明技术方案中，对称中心曲线段agb为抛物线的一部分，满足：

h1为第五参照点g到直线bi的距离，d为限流芯2直径，l为线段ab在限流芯2轴线方向投影的长度，l1为第二参照点b和第五参照点g在限流芯2轴线方向投影的距离；

垂直面横截曲线段egf为圆弧，圆弧半径r满足：r＝lgh，lgh为线段hg的长度。

如图8所示，本发明技术方案中，限流芯2的尖端设有切削面，切削面与限流芯2的轴线垂直，通过切削面将限流芯2的尖端去掉，使其成为平面。原因在于，当需要进行尽力控制是，需要相对较小的α角度，因此限流芯2会较长，而尖端对流体通道的截面尺寸影响并不明显，因此，将其去掉以节省材料方便加工和安装。此外在一些恶劣环境下，或者流体内的颗粒物较多时，限流芯2的尖端很容易因此损坏，影响整体的限流效果，因此同样需要将尖端去掉。而对于一些特殊的领域，例如机器人液压控制，需要相对较小的行程，同样需要将尖端去掉。

以下用几个实施例分别说明本发明技术方案的一些具体的应用方案。

实施例1

一种可用于3d打印设备的热流道控流阀，由阀体1、限流芯2、螺旋调校装置组成，阀体1上有一圆形阀口，控流阀工作时3d打印材料通过该圆形阀口进入阀体1内腔并进一步输往打印喷嘴,或直接以本控流阀的阀体1内腔形成热熔喷嘴管。如图5所示，限流芯2是在指向阀体1圆型阀口一端带有一个尖锐斜面结构的圆柱体，尖锐斜面结构上的斜面是一个在限流芯2轴心线方向上左右对称的切斜内凹面，阀体1圆形阀口的圆心位于限流芯2的轴心线上、且圆形阀口内缘直径d1与限流芯2圆柱体部分的直径d均为2mm，操作螺旋调校装置可限定限流芯2仅能在限流芯2轴心线方向上进退运动，且运动范围至少包括推进时能将限流芯2的尖锐斜面结构通过阀体1圆形阀口全部进入阀体1内腔、以及退出至完全离开阀体1内腔，限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面的远端点b与近端点a连线与限流芯2轴心线之间夹角α为16°，限流芯2尖锐斜面结构在轴心线上的长度l＝d/tanα≈6.975mm，阀口内缘顶部端点h与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面近端点a连线与限流芯2轴心线平行，阀体1圆形阀口内缘底部端点i与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面远端点b的连线所在直线与限流芯2轴心线平行。

对称中心曲线段agb为抛物线的一部分，满足：

h1为第五参照点g到直线bi的距离，d为限流芯2直径，l为线段ab在限流芯2轴线方向投影的长度，l1为第二参照点b和第五参照点g在限流芯2轴线方向投影的距离；

垂直面横截曲线段egf为椭圆弧，满足椭圆方程：

4x²/d²+y²/lgh²＝1；

椭圆方程所在平面为第二参照面；椭圆方程的直角坐标系的x轴与直线hg重合，坐标原点与第三参照点h重合；lgh为线段hg的长度。

除具有本发明技术方案各种优点外、该切斜内凹面设计侧重提供一个变化平稳、口径大、完全关闭时具有一定物料切割功能而避免阀内连块干结等针对性有益效果的3d打印设备控流控压阀。

由于部分3d打印材料粘度高，如pla，等原因，采用热熔材料的3d打印设备的浇口被杂质堵住、热流道阀针运动不畅、阀针封闭不严等问题，本发明技术方案能大幅减少相关问题，特别是在微纳3d打印技术中应用更具有明显优势。

实施例2

一种车用热燃机燃油控流阀，由阀体1、限流芯2、螺旋调校装置组成，阀体1上有一圆形阀口，控流阀工作时燃油通过该圆形阀口进入阀体1内腔并进一步输往工作火嘴,或直接以本控流阀的阀体1内腔形成火嘴。如图5所示，限流芯2是在指向阀体1圆型阀口一端带有一个尖锐斜面结构的圆柱体，尖锐斜面结构上的斜面是一个在限流芯2轴心线方向上左右对称的切斜内凹面，阀体1圆形阀口的圆心位于限流芯2的轴心线上、且圆形阀口内缘直径d1与限流芯2圆柱体部分的直径d均为3.8mm，操作螺旋调校装置可限定限流芯2仅能在限流芯2轴心线方向上进退运动，且运动范围至少包括推进时能将限流芯2的尖锐斜面结构通过阀体1圆形阀口全部进入阀体1内腔、以及退出至完全离开阀体1内腔，限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面的远端点b与近端点a连线与限流芯2轴心线之间夹角α为11°，限流芯2尖锐斜面结构在轴心线上的长度l＝d/tanα≈19.55mm，阀口内缘顶部端点h与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面近端点a连线与限流芯2轴心线平行，阀体1圆形阀口内缘底部端点i与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面远端点b的连线所在直线与限流芯2轴心线平行。

对称中心曲线段agb为圆弧，半径r满足：r＝d/(1-cos2α)，d为限流芯2直径；

垂直面横截曲线段egf为椭圆弧，满足椭圆方程：

4x²/d²+y²/lgh²＝1；

椭圆方程所在平面为第二参照面；椭圆方程的直角坐标系的x轴与直线hg重合，坐标原点与第三参照点h重合；lgh为线段hg的长度。

除具有本发明技术方案各种优点外、该切斜内凹面设计侧重提供一个工程长、中段变化明显等针对性有益效果的车用热燃机燃油控流控压阀。

各类使用热燃机的交通生产工具、设备都包含多种各类类似针阀结构的控流控压部件，如空气阀、蒸气阀、汽油泵进出油阀、化油器针阀等。尽管国家有强制规定，仍有一些加油站或临时油库的加油机没有配备滤网、油枪也未配备滤芯，以及采用易于产生金属屑的单层油库。以汽油车为例，任何一个原因导致油路不畅的后果都不会仅是怠速不稳。本发明技术方案适于各种工况，可减少尘埃等堵塞空气阀、污垢堵塞蒸气阀、积垢和杂质影响汽油泵进出油阀和化油器针阀工况等带来的问题，进步明显。

实施例3

一种液压装置控流阀，由阀体1、限流芯2、螺旋调校装置组成，阀体1上有一圆形阀口，控流阀工作时液压油可通过该圆形阀口往返进出阀体1内腔。如图5所示，限流芯2是在指向阀体1圆型阀口一端带有一个尖锐斜面结构的圆柱体，尖锐斜面结构上的斜面是一个在限流芯2轴心线方向上左右对称的切斜内凹面，阀体1圆形阀口的圆心位于限流芯2的轴心线上、且圆形阀口内缘直径d1与限流芯2圆柱体部分的直径d均为96.52mm，操作螺旋调校装置可限定限流芯2仅能在限流芯2轴心线方向上进退运动，且运动范围至少包括推进时能将限流芯2的尖锐斜面结构通过阀体1圆形阀口全部进入阀体1内腔、以及退出时限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面远端点b完全离开阀体1内腔至距离阀体1圆形阀口内缘顶部端点h达96.52mm以上的位置，限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面的远端点b与近端点a连线与限流芯2轴心线之间夹角α为71°，限流芯2尖锐斜面结构在轴心线上的长度l＝d/tanα≈15.29mm，阀口内缘顶部端点h与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面近端点a连线与限流芯2轴心线平行，阀体1圆形阀口内缘底部端点i与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面远端点b的连线所在直线与限流芯2轴心线平行。

对称中心曲线段agb为圆弧，半径r满足：r＝lab，lab为线段ab的长度；

垂直面横截曲线段egf为圆弧，圆弧半径r满足：r＝lgh，lgh为线段hg的长度。

除具有本发明技术方案各种优点外、该切斜内凹面设计侧重提供一个过程变化要求低、利于流体压力迅速传递等针对性有益效果的液压装置控流控压阀。

液压系统部件要求精度高是相比其它传动方式部件成本高的原因之一，液压油阻力是液压设备无法保证严格的传动比的主因之一，液压油污染会影响传统控流控压部件响应敏感度甚至造成故障，采用本发明技术方案可带来更稳定的传动比、阻力损失小、部件成本低、工作效率提升等有益效果。

实施例4

一种油田油井控流控压阀，由阀体1、限流芯2、螺旋调校装置组成，阀体1上有一圆形阀口，控流阀工作时油气通过该圆形阀口进入阀体1内腔并进一步输往上下游相关设备。如图5所示，限流芯2是在指向阀体1圆型阀口一端带有一个尖锐斜面结构的圆柱体，尖锐斜面结构上的斜面是一个在限流芯2轴心线方向上左右对称的切斜内凹面，阀体1圆形阀口的圆心位于限流芯2轴心线上、且圆形阀口内缘直径d1与限流芯2圆柱体部分的直径d均为600mm，操作螺旋调校装置可限定限流芯2仅能在限流芯2轴心线方向上进退运动，且运动范围至少包括推进时能将限流芯2的尖锐斜面结构通过阀体1圆形阀口全部进入阀体1内腔、以及退出时限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面远端点b完全离开阀体1内腔，限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面的远端点b与近端点a连线与限流芯2芯轴心线之间夹角α为30°，限流芯2尖锐斜面结构在轴心线上的长度l＝d/tanα≈1039.23mm，阀口内缘顶部端点h与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面近端点a连线与限流芯2轴心线平行，阀体1圆形阀口内缘底部端点i与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面远端点b的连线所在直线与限流芯2轴心线平行。

对称中心曲线段agb为圆弧，半径r满足：r＝lab，lab为线段ab的长度；

垂直面横截曲线段egf为椭圆弧，满足椭圆方程：

4x²/d²+y²/lgh²＝1；

椭圆方程所在平面为第二参照面；椭圆方程的直角坐标系的x轴与直线hg重合，坐标原点与第三参照点h重合；d为限流芯2直径，lgh为线段hg的长度。

除具有本发明技术方案各种优点外、该切斜内凹面设计侧重提供一个限流截面内切圆相对较大、导流角度利于卸除腐蚀流体和砂石等杂质冲力等针对性有益效果的油田油井控流控压阀。

阀门是油气田设施的重要组成部分，特别对于集输系统来说，阀门的应用更为广泛。目前，油田进入高含水开发期，高含水对阀门的腐蚀也日益严重，因此阀门经常出现渗漏、混油等现象，简言之，仅各种控流控压装置设备造成的极难处理的油泥增量污染问题就十分严重。而一些拦路阀门、罐前阀门等采用门阀设计的部件同样会因工况恶劣、易腐蚀不易维修而闭合不严导致內渗的现象非常多见。除本文前述许多技术优点外，油气田采用本发明技术方案因其限流芯2与阀体1之间可采用区间密闭以及工作面受创对控流效果影响较小的设计优势而具有突出的腐蚀耐受度。

实施例5

一种碎矿石控流漏斗装置，由漏斗、限流芯2、调校装置组成，漏斗呈倒圆锥体形状，漏斗底部尖端处有一圆形阀口，漏斗装置工作时碎矿石通过该圆形阀口漏出进入下游相关设备。如图10所示，限流芯2是从下向上指向漏斗圆型阀口、且该端部带有一个尖锐斜面结构的圆柱体，尖锐斜面结构上的斜面是一个以限流芯2轴心线投影线段为中心线左右对称的切斜内凹面，漏斗圆形阀口的圆心位于限流芯2轴心线上、且圆形阀口内缘直径d1与限流芯2圆柱体部分的直径d均为300mm，操作螺旋调校装置可限定限流芯2仅能在限流芯2轴心线方向上进退运动，且运动范围至少包括推进时能将限流芯2的尖锐斜面结构通过漏斗圆形阀口全部向上插入漏斗载料部、以及退出时限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面远端点b完全离开漏斗圆形阀口之下，限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面的远端点b与近端点a连线与限流芯2芯轴心线之间夹角α为45°，限流芯2尖锐斜面结构在轴心线上的长度l＝d/tanα＝300mm，阀口内缘顶部端点h与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面近端点a连线与限流芯2轴心线平行，漏斗圆形阀口内缘底部端点i与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面远端点b的连线所在直线与限流芯2轴心线平行。

对称中心曲线段agb为圆弧，半径r满足：r＝lab，lab为线段ab的长度；

垂直面横截曲线段egf为椭圆弧，满足椭圆方程：

4x²/d²+y²/lgh²＝1；

椭圆方程所在平面为第二参照面；椭圆方程的直角坐标系的x轴与直线hg重合，坐标原点与第三参照点h重合；d为限流芯2直径，lgh为线段hg的长度。

除具有本发明技术方案各种优点外、该切斜内凹面设计侧重提供一个限流截面内切圆相对较大而不易受碎矿石卡塞，且本实施例特别以工作面饱受承受坚硬物料冲击的视角提示本发明技术方案受工作面磨损或受创影响较小的针对性有益效果。

实施例6

一种水库泄洪、田园灌溉的空流水阀，由阀体1、限流芯2、螺旋调校装置组成，阀体1上有一圆形阀口，空流水阀工作时水流可通过该圆形阀口进入阀体1内腔并进一步下流。如图5所示，限流芯2是在指向阀体1圆型阀口一端带有一个尖锐斜面结构的圆柱体，尖锐斜面结构上的斜面是一个在限流芯2轴心线方向上左右对称的切斜内凹面，阀体1圆形阀口的圆心位于限流芯2轴心线上、且圆形阀口内缘直径d1与限流芯2圆柱体部分的直径d均为500mm，操作螺旋调校装置可限定限流芯2仅能在限流芯2轴心线方向上进退运动，且运动范围至少包括推进时能将限流芯2的尖锐斜面结构通过阀体1圆形阀口全部进入阀体1内腔、以及退出时限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面远端点b完全离开阀体1内腔，限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面的远端点b与近端点a连线与限流芯2芯轴心线之间夹角α为56°，限流芯2尖锐斜面结构在轴心线上的长度l＝d/tanα≈337.25mm，阀口内缘顶部端点h与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面近端点a连线与限流芯2轴心线平行，阀体1圆形阀口内缘底部端点i与限流芯2尖锐斜面结构的切斜内凹面远端点b的连线所在直线与限流芯2轴心线平行。

对称中心曲线段agb为圆弧，半径r满足：r＝lab，lab为线段ab的长度；

垂直面横截曲线段egf为圆弧，圆弧半径r满足：r＝lgh，lgh为线段hg的长度。

除具有本发明技术方案各种优点外、该切斜内凹面设计侧重提供一个导流角度利于卸除流体及砂石杂物冲力、不受河道田园杂物干扰、下压关闭节能等针对性有益效果的泄洪、灌溉控流水阀。

以上是本发明技术方案的一些实施例，上述实施例主要是为了说明本发明技术方案的原理和一些应用方法，实际上本发明并不限于以上示例，作为一种基础技术的创新发明，本发明抗干扰控流控压装置不仅适用于3d打印设备、激光/喷墨打印机、微创手术器械控流应用等微型的精密控流部件，也适用于印染、喷涂、注塑等行业工业生产设备中物料的控流，或液压传动、燃油喷注、气/液净化管路等长期封闭积垢通路中的控流部件，还可以是大型石化或工矿机械设备如原油/重油/石化产品输送分装控流、原矿球磨粉碎后的矿粉分装、高炉煤粉喷注控流、水泥生产原料及成品分装等工况场景。

在纳米级别应用场景甚至粒子运动物理研究实验中，除以前述纯机械构造控流方式以外，还可以设定力场障碍或助推等方式形成基于本发明技术原理的一个可打开或部分打开或完全关闭的控流阀口，控流阀口的有效通道截面具有最大的内切圆半径值，该“通道截面积/内切圆半径”的比值最小的控流通道设计是在同等流量参数下能通过的单个颗粒或粒子的最大外径值最高的一种微观抗干扰控流技术方案。

本发明实施例也可以球阀的形式进行改进，如图9所示，一种流量控制球阀，流量控制球阀包括：阀体1、限流芯2和调教装置3；

阀体1为球形壳体，且设有贯穿的横截面为椭圆形的壳体通道；壳体通道的轴线经过球形壳体的球心；

限流芯2为球形芯，且设有贯穿的横截面为椭圆形的芯通道；芯通道的轴线经过球形芯的球心；壳体通道和芯通道横截面形状尺寸相同，能够形成椭圆流体通道；椭圆流体通道的横截面椭圆的长轴与椭圆流体通道的轴线形成参照面；调教装置3能够驱动限流芯2绕参照轴转动，参照轴为过球心且与参照面垂直的轴线。

阀体1垂直顶部和水平对称两边各有一个开口，限流芯2紧密贴合在阀体1内腔，限流芯2内部有一水平通道，旋转调校装置通过阀体1顶部开口与限流芯2相连并可控制限流芯2水平旋转顺时针或逆时针旋转，操作调校装置可使限流芯2内部水平通道两端开口与阀体1两边的水平对称开口的形状、大小及位置完全匹配从而形成一个最大流量通路，也可以旋转限流芯2角度使限流芯2内部水平通道两端开口与阀体1两边的水平对称开口同步地在水平方向上逐步错位至限流芯2内部水平通道两端开口同时被阀体1结构完全覆盖。

限流芯2内部水平通道的横截面是椭圆形的，受球面影响的限流芯2内部水平通道两端开口边缘所在曲面的垂直投影也是与其横截面一致的椭圆形。如图9所示，本发明技术方案的双椭圆形开口在逐步错位的过程中，控流截面面积相同情形下最小控流截面的内切圆半径比传统球阀的双半月型更大。

本发明技术方案中，椭圆流体通道的横截面椭圆与参照椭圆的形状相同；

参照椭圆满足方程：x²/4+y²＝1。

本发明技术方案的工作截面近似圆形或近似椭圆形或部分圆形与部分椭圆形组合，因此在相同的通过截面积的情形下本发明技术方案可以通过的物料或杂质颗粒直径是现有技术的2-10倍，因此能减少杂质和积垢对装置的工作状况的干扰、减轻装置损耗。同样原理，本发明技术方案的流量控制芯特殊的流量控制工作面设计可适当降低装置的制造工艺精度要求，同时对关键部件的材料的热变系数、抗磨损要求均较低，这都能有效减低装置的制造成本。因此本发明是适用行业广泛、物料限制少、制造及运营成本低廉、运行稳定性好的抗干扰控流创新技术方案。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。