一种通流面积线性可调的流量控制装置

1.本发明涉及自动控制技术领域，尤其是涉及一种通流面积线性可调的流量控制装置。


背景技术：

2.流量调节与控制在流体机械、液压机械、水表测定检定等众多领域是不可或缺的重要关键技术，在众多流量影响因素中，通流面积与被控行程有着直接的影响，现在广泛使用的球形、v形、双v形等流量控制阀件无法实现被控行程与通流面积的线性关系，致使被控行程同样改变而通流面积改变值相差很大，流量控制精度低且稳定性不好；近似椭圆的非规则阀件虽能近似实现通流面积与被控行程的近似线性关系，但制造成本高、通用性差、寿命低，无法推广使用。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种通流面积线性可调的流量控制装置，能使被控行程与通流面积完全线性，且易于制造安装、成本低、通用性好、寿命长，能满足流量的精准控制。
4.根据本发明的目的，本发明提供一种通流面积线性可调的流量控制装置，包括内套筒组件、中间套筒组件和外套筒组件，所述中间套筒组件套设在所述内套筒组件的外侧，所述外套筒组件套设在所述中间套筒组件的外侧，所述中间套筒组件与所述内套筒组件以及所述外套筒组件之间可相互轴向滑动，所述内套筒组件位于所述中间套筒组件内的一端筒壁上开设多个过流缝隙段，所述过流缝隙段外圆周面实体与所述中间套筒组件内壁面借助所述中间套筒组件内壁面上安设的第三密封圈构成可通流与不可通流两段，所述中间套筒组件远离所述过流缝隙段的一端与所述内套筒组件之间设有第二密封圈，所述中间套筒与所述外套筒组件之间设有第四密封圈。
5.进一步地，所述中间套筒组件与所述内套筒组件之间轴向相对滑动过程中，流体过流面积与所述中间套筒组件的轴向移动量呈线性关系。
6.进一步地，满足流体等过流断面情况时：
7.a)轴向过流缝隙两径向侧面夹角总和θ(单位：度，θ＝∑θi，θi为单一过流缝隙两径向侧面夹角)、内套筒过流内径d、轴向过流缝隙沿轴向长度l，应满足
[0008][0009]
b)所述外套筒组件内径d、所述中间套筒组件外径d1、内套筒过流内径d，应满足
[0010][0011]
进一步地，所述内套筒组件、所述中间套筒组件和所述外套筒组件均呈圆筒形结构。
[0012]
进一步地，所述内套筒组件包括内套筒体，所述内套筒体的一端与进液管固定连接。
[0013]
进一步地，所述内套筒组件的位于所述中间套筒组件内的一端端头为封闭端，所述内套筒组件的封闭端与所述过流缝隙段间的所述内套筒组件外圆周面上设有第一密封圈。
[0014]
进一步地，所述中间套筒组件采用聚四氟乙烯材料制作而成。
[0015]
进一步地，所述中间套筒组件远离所述过流缝隙段的一端与所述内套筒组件之间还设有第一防尘圈。
[0016]
进一步地，所述中间套筒组件的中段位置处设置有活塞凸台，所述活塞凸台设有所述第四密封圈，所述第四密封圈可防液流通过所述中间套筒组件外圆周面与所述外套筒组件内圆周面的间隙外流。
[0017]
进一步地，所述外套筒组件在远离所述内套筒组件过流缝隙段的一端设有法兰，所述法兰内孔与所述中间套筒组件配合处装设有第二防尘圈。
[0018]
本发明的技术方案能使被控行程与通流面积完全线性，该装置易于制造安装、成本低、通用性好、寿命长，满足流量的精准控制；伴随自动化要求的逐步提高，流量的控制在很多情形下已成为精准控制的关键技术，通流面积线性调节的流量控制装置必将在该领域装备中得到广泛的应用，并可辐射到其他行业，产生可观的经济与社会效益。
附图说明
[0019]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]
图1为本发明实施例的总体结构示意图；
[0021]
图2为本发明实施例的内套筒组件结构示意图；
[0022]
图3为本发明实施例图2中b-b的剖面图；
[0023]
图4为本发明实施例的中间套筒组件的结构示意图；
[0024]
图5为本发明实施例的图4中a处的局部放大图；
[0025]
图6为本发明实施例的图4中b处的局部放大图；
[0026]
图7为本发明实施例的外套筒组件的结构示意图；
[0027]
附图标记说明：
[0028]
图中，1-内套筒组件、2-中间套筒组件、3-外套筒组件、4-总进水口、5-内套筒体、6-过流缝隙段、7-第一密封圈、8-左端筒体、9-活塞凸台、10-第三密封圈、11-第一防尘圈、12-第二密封圈、13-第四密封圈、14-第二防尘圈、15-法兰、16-总出液管口。
具体实施方式
[0029]
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽
度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0031]
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0032]
实施例1
[0033]
如图1-图7所示：
[0034]
一种通流面积线性可调的流量控制装置，包括内套筒组件1、中间套筒组件2和外套筒组件3，内套筒组件1、中间套筒组件2和外套筒组件3均呈圆筒形结构；中间套筒组件2套设在内套筒组件1的外侧，外套筒组件3套设在中间套筒组件2的外侧。
[0035]
内套筒组件1包括内套筒体5，内套筒体5左端的总进水口4与进液管固定连接，内套筒体5另一端的筒壁上开设多个过流缝隙段6，过流缝隙段6外圆周面实体与中间套筒组件2内壁面借助中间套筒组件2内壁面上安设的第三密封圈10构成可通流与不可通流两段，且随着中间套筒组件2与内套筒组件1的轴向相对移动前述两段所占尺寸发生变化，变化中，流体过流面积与被控中间套筒组件2的轴向移动量呈线性关系；
[0036]
随着中间套筒组件2与内套筒组件1移动前述两段所占尺寸发生变化，变化中，流体过流面积与被控中间套筒组件2的轴向移动量始终呈线性关系。满足流体等过流断面情况时：
[0037]
1)轴向过流缝隙两径向侧面夹角总和θ(单位：度，θ＝∑θi，θi为单一过流缝隙两径向侧面夹角)、内套筒过流内径d，轴向过流缝隙沿轴向长度l，应满足
[0038][0039]
2)所述外套筒组件内径d、所述中间套筒组件外径d1、内套筒过流内径d，应满足
[0040][0041]
液流经内套筒组件1的总进水口4进入，经第三密封圈10右侧，从过流缝隙段6流入外套筒组件3内腔，，最后从外套筒组件3的总出液管口16流出。内套筒组件1除开设过流缝隙段6外的其它轴段均为内外不通筒段，内套筒组件1的右端端头为封闭端；内套筒组件1的封闭端与过流缝隙段6间的内套筒组件1外圆周面上设有密封槽口，可安装第一密封圈7，中间套筒组件2右端头内表面压紧该第一密封圈7可实现液流切断；
[0042]
中间套筒组件2除密封圈及防尘圈外，采用聚四氟乙烯材料制作；中间套筒组件2与内套筒组件1相配合的左端筒体8内侧内表面开设有可装设防尘圈及密封圈的两槽口，内侧槽口装入第二密封圈12，外侧槽口装入第一防尘圈11，第二密封圈12可防止液流从内套
筒组件1的过流缝隙段6通过内套筒组件1与中间套筒组件2的环形间隙外流，第一防尘圈11防止外界粉尘进入被控液流中；
[0043]
中间套筒组件2与内套筒组件1相配合的右侧筒体内孔面上开设可装设密封圈的槽口，并装入第三密封圈10，第三密封圈10可防止液流从内套筒组件1与中间套筒组件2的间隙流出；
[0044]
中间套筒组件2接近中段位置处设置有活塞凸台9，活塞凸台9上沿周向开有槽口，槽口内装设第四密封圈13，该密封可防止液流通过中间套筒组件2外圆周面与外套筒组件3内圆周面的间隙外流；
[0045]
外套筒组件3在靠近内套筒组件1的左端处，设有法兰15，通过法兰15实现对外套筒组件3与外部设备的固定连接，在外侧法兰15内孔与中间套筒组件2配合处装设有第二防尘圈14，可防止粉尘从外法兰15内孔与中间套筒组件2的环形间隙进入。
[0046]
本发明能使被控行程与通流面积完全线性，且装置易于制造安装、成本低、通用性好、寿命长，能实现通流面积的精准控制。伴随自动化要求的逐步提高，流量的控制在很多情形下已成为精准控制的关键技术，通流面积线性调节的流量控制装置必将在该领域装备中得到广泛的应用，并可辐射到其他行业，产生可观的经济与社会效益。
[0047]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。