脉冲宽度调节阀的制作方法_2

文档序号:8269068阅读:来源:国知局
关注。包括 在所述相调节单元中的致动器也可具有不同的特性。能够使用机械、液压W及电动致动器 (在图2和图3中进一步示出)。
[0020] 至于阀单元本身,重点是不同阀类型呈现出与可实现的打开和关闭速度的种类相 关联的不同属性。例如,座阀将总是不得不从静止加速;也就是说,由于当该座阀元件接触 阀座并呈现出流体密封性时呈现关闭状态的事实,在座阀元件开始打开顺序时速度为零。 随着座阀打开,将在打开顺序的第一时期中呈现相对高的流动阻力,直到该阀充分地打开 且阀的压降减小。该同样适用于关闭顺序的最后阶段,其中座阀元件减速接近阀座,减速例 如借助合适的阀传动装置实现。需要大程度流动通过阀时,低的打开速度和/或关闭速度 通常是不利的,其中因为发生在该些阶段中的流动通道的节流将引起具有随后损失的相当 大的压降。
[0021] 该种压降的缺点可通过引入使转换速度高的阀类型来控制。一种方法是使用具有 滑移端口过渡(gliding port transition)的阀。例如,具有滑移端口过渡的阀的示例有 球阀、滑动阀、活塞阀或圆柱形设计并带有径向端口的旋转阀。在该样的阀中,阀元件的加 速可发生在过渡阶段的前面,其中损失是最具决定性的。阀元件随后在达到其关闭或打开 阶段之前能达到高速度,那样,不利的过渡时期的持续时间可受限,该也导致可能损失的相 应减少。结果是,阀被充分快速地打开和关闭,且该可应用在两个方向上,即打开和关闭方 向。
[0022] 在热机中,该样的通过阀来减少流动损失的优化对于热机的总体性能可具有决定 性结果,因为该可意味着有益的和无益的实施例之间的差别。
[0023] 对于具有受控的二相流体流动(液体和气体的混合物)的装置,其中液体和气体 保持分开,液体也可能W有效的方式被煮沸,可使用连接到脉冲宽度调节器的旋流器,脉冲 宽度调节器设置有即使当截止阀关闭时控制流体较少量流出(泄漏)的驱动流端口。即使 在主流被断开时,该可帮助维持旋流器之内的旋流。图13和图14分别示出具有和不具有下 游旋流器的该个原理。驱动流端口或者可被布置在截止阀元件本身中,作为单独通道进入 间隔容积,或者作为从储液罐(fluid reservoir)到间隔容积的任何其他通路。一般而言, 驱动流端口将包括限制流体流动的节流,驱动流通常为在流体流速下测量的被调节的主流 的一部分。
[0024] 对于带有内部换热器和工作流体注入器(特别是液体注入器)的热机,带有驱动 流端口的脉冲宽度调节器可W是特别有利,因为驱动流甚至在主流已被断开后仍能维持相 当大的对流,该能够对内部换热器和工作流体之间的热传递产生非常积极的效果。图15示 出该种构造的示例。
[0025] 如果要通过所描述的阀功能实现达到且包括D = 100%的操作范围,能够使用两 个或多个并联连接的阀。两个阀(每个阀在180°的打开间隔呈现高达50%的占空比值)) 能够给出期望效果。个别打开时期也可有利地从180°减少,且在一个示例中,截止阀可具 有与流入阀的打开间隔不同的打开间隔,使得,例如任何较小的、不期望的泄漏可被限制。
[0026] 在第一方案中,本发明尤其设及一种用于调节流体流动和/或流体压力的脉冲宽 度调节阀,其特征为,脉冲宽度调节阀包括与流入阀串联连接的截止阀,截止阀和流入阀中 的至少一个设有可轴向移动或旋转的阀元件,上述阀元件具有在与阀元件的开始位置呈一 定距离处的打开位置和/或关闭位置。
[0027] 截止阀和流入阀中的至少一个可从包括壳体阀、滑动阀和全部或部分旋转阀的组 中选取。
[002引截止阀可呈现大于关闭速度的打开速度,并且流入阀可呈现大于打开速度的关闭 速度。
[0029] 截止阀和流入阀中的至少一个可连接到阀传动装置。
[0030] 阀传动装置可借助从包括机械阀致动器、液压阀致动器、气动阀致动器、机电阀致 动器、电液阀致动器和电动气动阀致动器的组中选取的至少一种类型中的至少一个致动器 形成。
[0031] 阀传动装置可连接到阀同步器。
[0032] 阀同步器可被设置成调整用于至少两个阀之间的打开和关闭运动的操作相位关 系。
[0033] 脉冲宽度调节阀可包括阀体,该阀体设有至少一个入口端口、至少一个出口端口 和至少一个中间通路端口,并且其中具有各自的阀元件开口的至少两个阀元件被设置为分 别打开和断开具有方向的流体流动,就流体流动而言,所述方向为从至少一个入口端口经 由至少一个中间通路端口到至少一个出口端口。
[0034] 阀体可设有至少一个泄漏端口。
[0035] 至少一个入口端口、至少一个出口端口和至少一个中间通路端口中的至少一个可 呈现大体上与至少一个阀元件孔径不同的孔径,W便确保在至少一个阀元件的总位移面积 的延伸面积之上的最大阀开口。
[0036] 至少一个阀元件可形成有至少一个泄漏通道,W便当所述阀元件在其开始位置时 维持流体流动。
[0037] 阀杆可从阀元件的第一端面和第二端面通过被设置在阀体中的各自的阀密封件 伸出。
[003引第一端面和第二端面可形成相同大小的轴向压力面。
[0039] 随着预压元件提供抵抗第一端面和第二端面的压缩力,阀元件可被轴向预加载。
[0040] 在第二方案中,本发明尤其设及一种根据本发明的第一方案的脉冲宽度调节阀的 操作方法,其特征为,该方法包括W下步骤:
[0041] 根据至少两条位移曲线,借助阀同步器来调节阀传动装置;W及
[0042] 借助一个或多个阀致动器,使设置在脉冲宽度调节阀中的相应的阀元件位移或旋 转。
[0043] 该方法还包括步骤:
[0044] 连续调节至少两条位移曲线之间的相位关系。
[0045] 在第=方案中,本发明尤其设及根据本发明的第一方案和/或第二方案的脉冲宽 度调节阀在热机、热累、压缩机、膨胀器和脉冲宽度调制液压或气动回路中的使用。
[0046] 该热机可被设置在热电联产站中。
【附图说明】
[0047] 在下文中,描述了优选的实施例的一个示例,该示例在附图中可见,在附图中:
[0048] 图1示出用于脉冲宽度调节装置的函数图,其中脉冲宽度周期分别显示为15%、 30%、45%、60%、75%、90% ;
[0049] 图2示出脉冲宽度调节阀的原理图,其中阀元件被连接到第一实施例的阀传动装 置;
[0050] 图3示出具有第二实施例的阀传动装置的脉冲宽度调节阀的原理图;
[0化1] 图4示出基于滑动阀或活塞阀的脉冲宽度调节阀的局部剖视图;
[0052] 图5示出具有相关联的相移曲线的脉冲宽度调节阀的函数图;
[0化3] 图6示意性示出用作注入器的脉冲宽度调节阀的流动序列;
[0054] 图7示出脉冲宽度调节阀的机械元件的原理图;
[0055] 图8示出对应于图7中所示出的机械元件的原理图,但是其中一个元件还具有驱 动流通道;
[0056] 图9示出在两个完整周期的操作期间脉冲宽度调节阀的函数的原理图;
[0057] 图10示出用于热力发动机并尤其是活塞发动机的脉冲宽度调节阀的原理图;
[0化引图11示出用于多级膨胀发动机且在此情况下为复合式发动机的脉冲宽度调节阀 的原理图;
[0化9] 图12示出用于蒸汽机或其等同装置的典型PV图;
[0060] 图13示出具有驱动流端口(泄流端口)的脉冲宽度调节阀的草图;
[0061] 图14示出根据图13的脉冲宽度调节阀,其中流体流动被运送到旋流器;
[0062] 图15示出用作具有内部换热器的热力发动机的工作流体注入器的图13的脉冲宽 度调节阀,其中该工作流体可旋流地注入热力发动机的工作室;
[0063] 图16a示出通过与可旋转阀元件一起实施的脉冲宽度调节阀的径向剖视图;
[0064] 图1化示出通过根据图16a的阀的轴向剖视图,但是其中阀元件相对于图16a所 示旋转90度;化及
[0065] 图17a和图1化示出可旋转阀元件的旋转机构的不同实施例的原理图。
[0066] 在图1、图5和图9的函数图中,标记"a"和"b"分别表示打开的和关闭的脉冲宽 度调制流路。在图5和图9的相移
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