专利名称：流体调速阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体传输的控制元件，尤其涉及一种调速阀。
背景技术：
目前在国内外流体的调速普通采用减压阀加节流阀的原理设计，中国专利CN2031045U中公开了一种调速阀，由节流装置、减压装置和控制缸体装置组成，其中节流装置通过转动调节手轮来推动调节杆，使节流阀阀芯轴向移动，改变节流阀阀口的开度，调节所需的流量，从而达到控制流体流速的目的。
这种调节阀的结构比较复杂，也很难实现对速度的精确控制。同时由于密合面在分开和贴合两种状态下变化，因而流体中的杂质容易进入密合面，不适用于对油气水混合流体等不纯净流体的控制。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够应用于高压不纯净流体控制的结构简单的调速阀。
为了达到上述目的，本实用新型提供一种流体调速阀，包括阀体、传动螺母、密封芯及成对的输入接头，所述阀体上设有内孔和输入、输出接口，该内孔与输入、输出接口相通部分的两端密封形成导流腔，所述输入接口两两对应位于所述阀体两端的同一轴线位置，所述密封芯包含依次连接的与所述传动螺母螺接的传动部、设置于导流腔内具有平行平面的密封部及与所述阀体配合使密封部只能在轴向移动的限位部，所述密封部平行表面上设有上下均为斜面的导流槽，所述输入接头分别固定于所述输入接口中，其轴向垂直于所述平行平面且设有导流孔，其位于阀体内的端面与所述平行平面间形成平面密合；转动传动螺母可带动所述密封芯轴向移动，使所述导流孔在导流槽上方发生相对位移。
上述方案中，其特点是所述输入接头由管接头和密封头组成，该管接头固定于所述输入接口上，且通过一个密封圈将该密封头的端面压紧贴合于所述平行平面上。
上述方案中，其特点是所述密封头的材料为陶瓷。
上述方案中，其特点是所述阀体还包含一个传动腔，所述传动螺母放置在该传动腔内，内端与所述传动段螺接，外端伸出阀体外，且其中部径向上设有一凸环，在该凸环两侧的腔体内分别设有轴承，传动腔一侧阀体端面上还固定有一个轴承盖。
上述方案中，其特点是所述传动螺母外端与一计算机控制的步进电机的传动轴连接，而所述传动螺母为高精密滚珠丝杠螺母，所述传动部为一段高精密滚珠丝杠。由于计算机能够精确地数字控制步进电动机旋转的旋转圈数，带动传动螺母转动相应圈数，精确控制密封芯的位移距离，改变流体通道上开口面积的大小，改变流体的流量，从而达到精确控制流体流速的目的。
上述方案中，其特点是所述密封芯密封部与传动部、限位部之间分别设置在径向上凸出的、外壁上装有密封圈的密封环，与所述阀体内孔壁配合密封。
上述方案中，其特点是所述限位部为具有棱边的柱体，该柱体插入阀体上相应形状的洞中。
上述方案中，所述的流体调速阀还包括一输出管接头，固定安装于阀体的输出接口上。
本实用新型在阀体上下正对位置设置两个输入接头，从密封芯的上下表面同时施加压力，从而可保证密封芯不会与某个密封头脱离开来。在接通压力管道后，也可以平衡密封芯所受压力，避免发生变形；本实用新型的输入管接头与密封头之间采用型密封圈来传递压力，由于密封圈的缓冲作用，压力容易控制，在零件热胀冷缩时也能提供一定的空间并同时保持对密封头的压力。本实用新型的密封头与密封芯之间的密合平面一直处于紧密贴合状态，因而流体中的杂质不会进密合面而影响密合度，因而可应用于对油气水混合流体等不纯净流体流速的控制。同时采用密封圈的密封方式可以避免高温环境下机体构件之间因热胀冷缩而发生卡死现象。由于结构上的独特设计，本实用新型可用于控制高温高压的各种油气水混合流体的流速，最高工作温度可达250度，最高工作压力可达140Mpa。
此外本实用新型没有分开为减压装置和节流装置，结构比传统的调速阀简单很多，大大降低于成本和所需空间。
图1是本实用新型实施例调速阀的立体分解图图2是本实用新型实施例调速阀的剖面图具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例的调速阀由阀体1、轴承盖2、传动螺母3、上轴承4、下轴承5、密封芯6、输出接头7、第一输入接头8和第二输入接头9组成。同时请参照图2所示。
阀体是截面大致为矩形的柱体，内部开有圆形截面的传动腔11、及与该传动腔相通的圆形截面的细长孔12。在阀体上下对应位置分别开设有与该细长孔12相通的输入口13、14，和一个与细长孔相通的输出口15，在阀体一端面上还设有一个与细长孔相通的矩形限位洞16，当然也可以设计成三角形、五边形等形状。
传动螺母3采用高精密滚珠丝杠螺母，为一中空圆管，在其侧壁上有一在径向延伸的凸环31，圆管一端可插入步进电机的传动轴，并通过在侧面的固定孔32中拧入螺钉来固定，从而使传动螺母3可在步进电机的驱动下旋转。圆管另一端的内壁上有内螺纹。
密封芯6由限位段61、密封段62及传动段63组成，各段之间设有两个直径略小于细长孔直径的第一、第二密封环64、65，每一密封环中部均有安装有“O”型密封圈641、651的凹槽642、652。限位段61位于前端，为一矩形截面的柱体，刚好插入阀体1上的限位洞16中，从而使密封芯6无法转动，而只能在细长孔12中移动。密封段62位于中部，也是一矩形截面的柱体，在靠近第二密封环处65的上下平行表面中央位置设有一导流槽621，该导流槽621轴向的截面可参见图2，其靠近第二密封环65的一侧上下完全贯通，而另一侧向第二密封环方向逐渐变细，上下均形成相同的斜面，同时还在导流槽621贯通一侧的侧壁上开设了一个辅助流体流出的辅流孔6211。传动段63为一段滚珠丝杠，与传动螺母3配合后可确保密封芯在传动螺母旋转带动下发生轴向的精确位移，误差非常小，以最终实现精确调节流体速度的目的。密封芯上的上述三段可以一体加工成型，也可以通过将多个独立部分固定连接而成。
安装时，将密封芯6套入阀体1，使其限位段61从阀体1另一端的限位洞16伸出，其矩形截面的密封段62位于细长孔12内，并与细长孔12内壁间留有流体流动的空间。两个密封环64、65分别位于两个输入口13、14及输出口15的两侧，将流体流通的通路与其它部位隔绝开来，就形成了导流腔121。然后将上、下轴承套4、5置于传动螺母3的凸环31两侧，一起放入传动腔11，上、下凸环31起到保证传动螺母旋转同心度以及减少其与阀体间的滑动磨擦的作用，旋转传动螺母3使其与密封芯6的传动段63螺接起来，再将中部设有圆孔的轴承盖2穿过传动螺母3固定在阀体1上。这时由于限位段61的作用，传动螺母3旋转时，只能带动密封芯6在导流腔121轴向移动，移动的距离与旋转的圈数成正比。这样将步进电机的传动轴固定到传动螺母3上之后，通过计算机精确控制步进电机的旋转圈数，就可以精确控制密封芯6位移的距离。
输出接头7为一管接头，螺接于输出口15内，并通过”O”型密封圈实现阀体1与接头7外壁间的密封。
第一、第二输入接头8、9由密封头81、91和管接头82、92两部分组成，密封头81、91为轴向设有导流孔811、911的圆柱体，采用膨胀系统小、表面摩擦系统小的材料制成，如铜，最好是陶瓷，将它与密封芯6接触的表面及密封芯6的上下表面加工得十分光滑，以实现两者之间良好的平面密封，一直保护密封头81、91外壁的中部设有“O”型密封圈812、912，以隔绝与输入口13、14侧壁间的间隙。管接头82、92的前端套置有一个”O”型密封圈，与输入口13、14间通过螺接固定。
在将密封头81、91塞入后，逐渐旋入管接头82、92，通过”O”型密封圈压紧密封头81、91，之所以采用“O”型密封圈来传递压力，是因为密封头即要受到较大的压力，使它与密封芯的接合面具有良好的密合性，以防止流体的渗漏，又不能因压力太大而造成机械变形，使它与密封芯之间不能产生相对位移。如果采用一体式的结构，力量很难控制，同时出现热胀冷缩现象时，密封芯和密封头之间会因膨胀系数的差异而出现卡死或松脱的情形。而加入”O”型密封圈后，由于”O”型密封圈的缓冲作用，压力容易控制，在零件热胀冷缩时也能提供一定的空间并同时保持对密封头的压力。
而在阀体1上下正对位置设置两个输入接头8、9，是通过两个密封头81、91从密封芯6的上下端同时施加压力，从而可保证密封芯6不会与某个密封头脱离开来。在接通压力管道后，也可以平衡密封芯6所受压力，避免发生变形，因而使本实用新型可用于压力很高的场合。
假设调速阀一开始工作于截止状态，密封芯6处于最右端的位置，此时上下密封头81、91的导流孔811、911被密封段62的上下表面堵死，流体无法进入导流腔121。通过计算机控制步进电动机旋转，带动传动螺母2转动，进而使密封芯5向左方移动，导流孔811、911与导流槽621之间导通，由于导流槽621左侧上下均为斜面，控制导流槽621从右至左的移动距离，导流孔811、911和导流槽621之间形成的流体通道的开口从小到大有规律的变化，流体从该开口进入导流槽621内部，再从导流槽621及其侧面的辅流孔6211流入导流腔121，最后从输出接头7流出。由于计算机能够精确地控制步进电动机旋转的旋转圈数，通过高精密滚珠丝杠传动螺母与密封芯传动段的高精密滚珠丝杠的配合，就能够准确地控制密封芯的位置，从而精确控制开口面积的大小，改变流体的流量，达到精确控制流体流速的目的。
和普通调节阀不同的是，本实用新型不是通过改变阀芯与阀套之间的开度大小来调节流速，而是在密封芯上设置上下为斜面的导流槽，通过改变密封头上导流孔与导流槽之间的轴向相对位移来改变流道的开度，密封头与密封芯之间的密合平面一直处于紧密贴合状态，因而流体中的杂质不会进密合面而影响密合度，因而本实用新型可应用于对油气水混合流体等不纯净流体流速的控制。
本实用新型应用于液压流体的场合，由于上述结构上的独特设计，可用于控制高温高压的各种油气水混合流体的流速，最高工作温度可达250度，最高工作压力可达140Mpa。本实用新型插装阀可采用碳合金材料制成。
当流体输入输出直接与机体上流道相通而不是通过管接头型式连接时，可以直接在阀体上开设输出孔来代替输出接头，同时在阀体和机体之间用密封圈密封。输出接头的数量可以根据需要设置。
而输入接头则要保留密封头，并保证在密封芯的上下表面同时施加一定压力，因而管接头可以改为其它安装在阀体上对密封头施压的元件。输入接头的数量也受到限制，可以设置成正对的两个或四个，当采用四个输入接头时，导流槽应在密封芯密封段的左右表面增设两个开口，仍设计为锥形的纵截面。同时导流槽开设的位置不必限制于靠近密封环，而是要根据输入接头的位置来确定。
在对控制自动化程度要求不高的场合，还可用调节手轮的方式来转动传动螺母，即用手动方式来替代步进电机，通过设定转动圈数同样可以达到精确调速的目的。
本实用新型的传动螺母也可以设在阀体外，直接套置于露出密封芯露出阀体外的传动段，手动或电动旋转传动螺母，同样可以完成本实用新型的调速功能，这时就不需要在阀体内设置传动腔，同时也不需要上、下轴承及轴承盖，而可以通过密封环与阀体上的端盖来限制密封芯的行程。
此外，密封芯上的三段在本实用新型中是一体成形加工出来的，但也可以通过几个零件的组装来构成，因此在本实用新型的基础上所作的等同变化均应包含在权利要求的保护范围之内。
权利要求1.一种流体调速阀，包括阀体、传动螺母、密封芯及输入接头，所述阀体上设有内孔和输入、输出接口，该内孔与输入、输出接口相通部分的两端密封形成导流腔，其特征是，所述输入接口成对设置，且两两对应位于所述阀体两端的同一轴线位置，所述密封芯包含依次连接的与所述传动螺母螺接的传动部、设置于导流腔内具有平行表面的密封部、及与所述阀体配合使密封部只能在轴向移动的限位部，所述密封部平行表面上开设有上下均为斜面的导流槽，所述输入接头分别固定于所述输入接口中，其轴向垂直于所述平行平面且设有导流孔，其位于阀体内的端面与所述平行平面间形成平面密合；转动传动螺母可带动所述密封芯轴向移动，使所述导流孔在导流槽上方发生相对位移。
2.如权利要求1所述的流体调速阀，其特征在于，所述输入接头由管接头和密封头组成，该管接头固定于所述输入接口上，且通过一个密封圈将该密封头的端面压紧贴合于所述平行平面上。
3.如权利要求2所述的流体调速阀，其特征在于，所述密封头的材料为陶瓷。
4.如权利要求1所述的流体调速阀，其特征在于，所述阀体还包含一个传动腔，所述传动螺母放置在该传动腔内，内端与所述传动段螺接，外端伸出阀体外，且其中部径向上设有一凸环，在该凸环两侧的腔体内分别设有轴承，传动腔一侧阀体端面上还固定有一个轴承盖。
5.如权利要求1或2所述的流体调速阀，其特征在于，所述传动螺母为高精密滚珠丝杠螺母，所述传动部为一段高精密滚珠丝杠。
6.如权利要求1、2、3或4所述的流体调速阀，其特征在于，所述密封芯密封部与传动部、限位部之间分别设置有在径向上凸出的、外壁上装有密封圈的密封环，与所述阀体内孔壁配合密封。
7.如权利要求5所述的流体调速阀，其特征在于，所述密封芯密封部与传动部、限位部之间分别设置有在径向上凸出的、外壁上装有密封圈的密封环，与所述阀体内孔壁配合密封。
8.如权利要求1、2、3或4所述的流体调速阀，其特征在于，所述限位部为具有棱边的柱体，该柱体插入阀体上相应形状的洞中。
9.如权利要求1所述的流体调速阀，其特征在于，还包括一输出管接头，固定安装于阀体的输出接口上。
10.如权利要求5所述的流体调速阀，其特征在于，所述传动螺母的外端与一计算机控制的步进电机的传动轴连接。
专利摘要本实用新型涉及一种流体调速阀，包括设有导流腔的阀体、传动螺母、密封芯及两两对应位于所述阀体两端同一轴线位置的输入接头，所述密封芯包含与传动螺母螺接的传动部、位于导流腔内具有平行表面的密封部及限位部，所述密封部平行表面开设有上下均为斜面的导流槽，所述输入接头轴向垂直于平行平面且设有可在导流槽上方相对位移导流孔，其端面与所述平行平面间形成平面密合；通过计算机精确控制步进电动机带动传动螺母，可控制流道开度，达到精确控制流体流速的目的，本实用新型密封芯的上下表面同时受压，并采用平面密合，可用于高温高压的各种油气水混合流体的控制。
文档编号F16K39/04GK2643091SQ0324501
公开日2004年9月22日 申请日期2003年4月10日 优先权日2003年4月10日
发明者冯永仁, 庞希顺 申请人:中海油田服务股份有限公司