一种基于空气检测的阀芯及流量阀的制作方法

本发明属于流量阀领域，更具体的说涉及一种基于空气检测的阀芯及流量阀。

背景技术：

在环境空气中颗粒物浓度的监测、检测仪器中，流量阀是必不可少部件。现有技术中，流量阀结构多是通过一偏心轮作为阀芯实现流量大小调节，调节偏心轮外壁与进出口之间距离，即调节进出口位置介质的通过面积来实现流量大小调节。采用偏心轮实现流量调节，偏心轮各处直径难以控制和把握，加工中难以获得加工参数和加工精度，制备的偏心轮阀芯，其在调节流量时，流量值不能呈线性变化，流量调节精度低。现有技术中，所有流量阀在调节时仅仅存在一个方向上的变量，调节精度低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于空气检测的阀芯及流量阀，解决现有技术中流量阀在进行流量调节时仅仅具有一个方向上的变量，调节精度低，调节缓慢的问题。

本发明技术方案的一种基于空气检测的阀芯，包括横截面呈阿基米德螺旋线轮廓的柱体，所述柱体直径由一端向另一端线性变化，所述柱体一端面由另一端面仅在径向方向上倍数变化形成，所述柱体一端连接有螺杆，所述螺杆轴线由阿基米德螺旋线的圆心穿过；工作时，阀芯绕螺杆轴线旋转且沿螺杆轴线方向同步移动。

优选地，所述阿基米德螺旋线轮廓包括阿基米德螺旋线段一，所述阿基米德螺旋线段一角度不大于360度，所述阿基米德螺旋线段一两端通过弧线或直线光滑相连。

优选地，所述阿基米德螺旋线段一直径较大端相切连接有圆弧，所述圆弧未与阿基米德螺旋线段一连接端设置有弧线或直线并与阿基米德螺旋线段一直径较小端光滑连接。

优选地，所述弧线为阿基米德螺旋线段一直径较小端前段的阿基米德螺旋线段二，所述阿基米德螺旋线段二两端分别与圆弧和阿基米德螺旋线段一直径较小端光滑连接。

优选地，所述柱体直径由一端向另一端线性增大或减小。

优选地，所述柱体直径较大端连接有圆柱，圆柱直径与柱体上圆弧最大直径相适应，所述螺杆设置在圆柱远离柱体的侧面上，所述柱体远离圆柱的侧面上设置有导杆，所述导杆与螺杆同轴设置。

一种流量阀，包括阀体，所述阀体包括阀腔，所述阀腔内设置有前述的阀芯，所述阀腔内底面上设置有螺纹盲孔，螺杆置于螺纹盲孔内；所述螺杆在螺纹盲孔内旋转实现阀芯的旋转与轴向移动。

优选地，所述腔体上设置有一进气口和至少一出气口，所述阀芯实现对出气口出气流量的调节；阀芯上横截面呈阿基米德螺旋线轮廓的柱体高度大于出气口直径，螺杆高度不小于出气口直径。

优选地，所述柱体高度至少为出气口直径的两倍，所述圆柱高度不小于出气口直径，所述螺杆高度与柱体和圆柱高度之和相适应。

优选地，所述阿基米德螺旋线轮廓上圆弧最大直径与阀腔直径相适应，所述圆柱直径与阀腔直径相适应，圆柱实现出气口封闭。

本发明技术方案的一种基于空气检测的阀芯及流量阀的有益效果是：

阀芯柱体直径在轴向方向上线性变化，柱体横截面成规律的阿基米德螺旋线轮廓，调节时，阀芯在径向和轴向两个方向上相对于出气口均有一个值在发生变化，提高阀芯对流量调节的精度和调节速度。

附图说明

图1为本发明技术方案的流量阀的结构示意图，

图2为流量阀流量最大状态示意图，

图3为流量阀关闭状态示意图，

图4为阀腔俯视图，

图5为阀芯横截面示意图，

图6为阀芯主视图，

图7为阀芯结构示意图，

图8为流量调节原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

如图5至图7所示，本发明技术方案的一种基于空气检测的阀芯，包括横截面呈阿基米德螺旋线轮廓的柱体50，柱体50直径由一端向另一端线性变化。柱体50一端面由另一端面仅在径向方向上倍数变化形成。柱体50一端连接有螺杆6，螺杆6轴线由阿基米德螺旋线的圆心穿过。工作时，阀芯5绕螺杆轴线旋转且沿螺杆轴线方向同步移动。

上述技术方案中，阀芯5的柱体50直径在轴向方向上线性变化，柱体50横截面成规律的阿基米德螺旋线轮廓，调节时，阀芯5在径向和轴向两个方向上相对于出气口13均有一个值在发生变化，提高阀芯5对流量调节的精度和调节速度。

上述技术方案中，阀芯为横截面呈阿基米德螺旋线轮廓的柱体50，根据阿基米德螺旋线变化规律，对阀芯的尺寸和阀芯个位置的直径进行计算，便于对阀芯加工精度的控制，

上述技术方案中，阿基米德螺旋线轮廓呈线性变化规律，即用本阀芯对流量调节时流量呈线性变化，便于对阀芯生产尺寸的控制，便于对流量大小的调节和控制。本发明中阀芯在通过旋转，将阀芯侧面不同高度位置旋转至出气口侧面，从两个方向上改变出气口外侧能够通过气体的通道面积，实现调节气体流量大小。

如图5所示，阿基米德螺旋线轮廓包括阿基米德螺旋线段一51，阿基米德螺旋线段一51角度不大于360度。阿基米德螺旋线段一51两端通过弧线或直线光滑相连，形成一个闭合的环形，将环形拉伸呈阀芯5的柱体50。阿基米德螺旋线段一51直径较大端(如图标注54位置)相切连接有圆弧52，圆弧52未与阿基米德螺旋线段一51连接端设置有弧线53或直线并与阿基米德螺旋线段一51直径较小端(如图标注55位置)光滑连接。弧线53为阿基米德螺旋线段一51直径较小端(如图标注55位置)前段的阿基米德螺旋线段二，阿基米德螺旋线段二两端分别与圆弧和阿基米德螺旋线段一51直径较小端(如图标注55位置)光滑连接。阿基米德螺旋线轮廓呈线性变化规律，即用本阀芯对流量调节时流量呈线性变化，便于对阀芯生产尺寸的控制，便于对流量大小的调节和控制。

如图7所示，柱体50直径由一端向另一端线性增大或减小。柱体50直径较大端连接有圆柱56，圆柱56直径与柱体50上圆弧最大直径相适应，螺杆6设置在圆柱56远离柱体50的侧面上，柱体50远离圆柱56的侧面上设置有导杆3，导杆3与螺杆6同轴设置。

如图8所示，为阀芯5对流量的调节示意图。在阀芯5旋转中点l、m、n分别依次旋转至出气口13侧，这样点l、m、n对应的距离a、b、c依次减小，则出气口13上能通过的流量依次减小。同时由于点l、m、n分别为阿基米德螺旋线轮廓上的点，在点l、m、n继续向前的过程中，在径向方向上柱体侧面距离出气口13间距离也在线性变化，两种变化叠加，实现了对流量的调节，调节精度高，调节快速。

如图1和图4所示，一种流量阀，包括阀体，阀体包括阀腔1和阀盖2，阀腔1内设置有前述的阀芯5，阀腔1内底面上设置有螺纹盲孔4，螺杆6置于螺纹盲孔4内。螺杆6在螺纹盲孔4内旋转实现阀芯5的旋转与轴向移动。阀芯5的旋转的同时沿螺杆轴向上升或下降，实现流量的调节。

腔体1上设置有一进气口11和至少一出气口13，阀芯5实现对出气口13出气流量的调节。阀芯5上横截面呈阿基米德螺旋线轮廓的柱体50高度大于出气口13直径，螺杆6高度不小于出气口13直径。柱体50高度至少为出气口13直径的两倍，圆柱56高度不小于出气口直径，螺杆6高度与柱体50和圆柱56高度之和相适应。阿基米德螺旋线轮廓上圆弧最大直径与阀腔1直径相适应，圆柱56直径与阀腔1直径相适应，圆柱56实现出气口封闭。

图2为流量阀流量最大状态示意图，图3为流量阀关闭状态示意图。阀芯5旋转，实现对出气口13调节，实现精细调节，调节精度高，调节速度高。本阀芯和流量阀结构的设计，在两相邻的流量时间能够更多的增加中间流量值，增加流量值的连续性，降低误差。

导杆3外端连接有传动机构，传动机构实现导杆3旋转的同时进行移动，其机结构可采用涡轮蜗杆结构、螺杆结构等等，传动机构上连接pid控制系统，实现精度高、速度快、误差小的自动化控制。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。