一种高压差调节阀和压力调节系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高压差调节阀和压力调节技术领域，具体讲是一种高压差调节阀和压力调节系统。
【背景技术】
[0002]高压差调节阀用于调节液体的压力，与普通截止阀、调节阀相比减压比和压降更大。目前高压差调节阀的结构几乎都是采用多级降压原理，主要有多级笼套式、多级迷宫式、多级螺旋槽式、多级阶梯式、多级叠板式等方式。采用多级降压原理防止高压差下液体的空化和气体的冲蚀，大大提高了高压差调节阀的防空化和防冲蚀能力以及密封性能，振动和噪声大为降低。但采用这些方式在需要进行高灵敏度调节的时候尚有不足。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是，提供一种新的高压差调节阀的结构方式，采用此种结构的阀在实现高压差调节的前提下，可以实现高灵敏度的压力调节，并且提出一种压力调节方法以及实现其方法的系统。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种高压差调节阀，包括阀芯、阀座和阀体，阀体设置有依次连通的入口、腔体和出口，阀芯和阀座安装在阀体所设置的腔体中，阀座设置有通流孔，阀体入口与阀座通流孔相通，阀芯活动安装在阀座上，通过阀芯的移动来密封或打开通流孔，其特征在于，阀芯与阀座之间采用锥形面密封，设阀座通流孔的直径为d，所述锥形面密封面轴向横截面的角度A满足以下条件:12° <A<17°，横截面高度H满足以下条件:0.8d 彡 H 彡 1.5cL
[0005]采用以上结构的高压差调节阀通过控制阀芯来控制压力，调节时，阀芯上移，阀芯和阀座之间形成缝隙，液体从缝隙流过，缝隙对液体有节流效应，不同尺寸的节流效果不同，控制阀芯上移的幅度，可以影响缝隙的尺寸，从而影响流入和流出液体的压差；锥形面密封面轴向横截面的角度A小于或等于17°，横截面高度H大于或等于0.8倍的阀座通流孔的直径d。阀芯与阀座采用这种尺寸关系配合可以得到较高的控制灵敏度，同时比较小的角度的流道接受液体冲击面积小，当液体中带有较多杂质时对阀密封面的损伤较小，有利于提高阀的寿命。锥形面密封面轴向横截面的角度A太小，会导致阀芯与阀座密封面粘滞力太大，阀不易打开，因此所述锥形面密封面轴向横截面的角度A大于或等于12°。流道太长不便于阀的制作，同时也会导致阀芯与阀座密封面粘滞力太大，因此所述锥形面密封面轴向横截面高度H小于或等于1.5倍的阀座通流孔的直径d。
[0006]在阀的工作时，液体流过缝隙过程中压力的变化会造成气相和液相的转换，从而造成了汽蚀，汽蚀会对阀芯和阀座造成破坏，从而影响使用效果和使用寿命。为了减少或消除这个情况，在阀座上方还设置了阀套，所述阀套设置有一端与阀座上的通流孔相通、另一端与阀体上的液体出口相通的通道，所述通道的高度B应大于或等于0.5d。
[0007]为便于调节，对本实用新型的高压差调节阀结构作了进一步改进，其特征在于:通道的高度B小于或等于1.5d。
[0008]使用时，在本实用新型的高压差调节阀的阀体上安装执行部件，执行部件的执行机构与阀芯连接或抵压住阀芯，控制阀芯、阀座的开度。所述执行部件是用以控制阀芯上下移动的部件的统称，在实际使用时，执行部件可以是气缸、液压缸、电动执行机构、马达等多种形式。
[0009]采用本实用新型的高压差调节阀的执行时，入口的液体对阀芯有向上的力，力量的大小与液体的压力P相关，而液体的压力又和阀芯、阀座的开度相关，因此可通过控制执行部件施加给阀芯的力来控制液体压力P。其实施步骤为:
[0010](I)设定所需要的液体压力Pk ；
[0011](2)检测入口的液体压力P，如果P>Pk，减小施加给阀芯的力，阀芯上移，阀芯、阀座的开度增大，从而降低P ;如果P〈Pk，增加施加给阀芯的力，阀芯下移，阀芯、阀座的开度减小，从而提尚P ；
[0012](3)反复执行步骤(I)和步骤(2)，直至P=Pk。
[0013]用于实现以上控制方法的控制系统是，由高压差调节阀、压力变送器、比较运算部件、控制器以及连接各个部件的电路、管路组成，在高压差调节阀的入口处连接压力变送器的压力输入端，压力变送器的输出端与比较运算部件的一个信号输入端相连，比较运算部件的另一个信号输入端输入设定压力值信号，比较运算部件的输入端与控制器的输入端连接，控制器的输出端连接高压差调节阀的执行部件。压力变送器检测阀入口的液体压力P，将其变成比较运算部件识别的信号后输入比较运算部件，比较运算部件将其与设定的液体压力值进行比较，比较所得的差值引入控制器，控制器计算后，得出所需要施加给阀芯的力，控制执行部件施加给阀芯的力来控制阀芯的移动。所述比较运算部件是比较P和PkdA行“P-Pk”运算、并将其差值输出的器件，实际使用时可以有多种形式，如PLC等。所述控制器在实际应用时有多种实现形式，如:PID控制器、比例控制器等等。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的高压差调节阀的一种实施方式的结构示意图。
[0015]图2至图5是图1中的高压差调节阀局部结构放大图。图2至图5表示高压差调节阀在阀芯不同高度下的状态。
[0016]图6是本实用新型的高压差调节阀另一种实施方式的结构示意图。
[0017]图7是采用本实用新型的高压差调节阀所搭建的压力控制系统的原理图。
【具体实施方式】
[0018]实施方式I。
[0019]图1是本实用新型的高压差调节阀的一种实施方式的结构示意图。图中阀座1、阀芯2、阀套3安装在阀体4中，阀体4的液体入口与阀座I的通流孔5相通，阀套3安装在阀座I上方，阀套3上设置的通流孔6 —端与阀座I上的通流孔5相通，另一端与阀体4上的液体出口相通；阀芯2与阀套3活动连接，可上下滑动，阀芯末端的锥形面与阀座I上的锥形面配合，两者接触时，形成密封。气缸7作为执行部件安装在阀体4上部，气缸7的缸杆伸入阀体4内部，抵压住阀芯2。
[0020]图2至图5表示高压差调节阀在阀芯不同高度下的状态。图2中，高压差调节阀的阀芯2和阀座I的锥形面贴合，流入的液体无法经过通道流出。
[0021]图3中，阀芯2上移，阀芯2和阀座I脱离接触，阀芯2的外锥形面与阀座2的内锥形面之间形成缝隙，液体从缝隙流过，缝隙对液体有节流效应，从而降低了压力。
[0022]图4中，阀芯2继续上移，缝隙增大，液体流量加大，降压效应增大。
[0023]图5中，阀芯2的下端面离开阀座，此时由阀芯2与阀套3上的通道进行节流。
[0024]如图2，阀座I上设置的通流孔5的横截面的直径是d，所述锥形面轴向横截面的角度A满足以下条件:12° SAS 17°。在液体带杂质的情况下，较小的角度对液体的导向作用明显，对密封面的冲击较小，有助于提高寿命。
[0025]如图3，当阀芯2向上移动Δ H时，对应的阀芯2的外锥形面与阀座2的内锥形面之间形成的缝隙宽度为Ad，Δ d=tan (Α/2) ΔΗ，因此控制Δ H的大小可以控制缝隙的宽度，进而控制节流效果。
[0026]当Α=17