一种新型高精度微流量调节阀

本发明涉及流量调控阀装置，尤其涉及一种新型高精度微流量调节阀。

背景技术：

1、流量调节阀是在一定压力差下，依靠调节执行元件来改变节流口液阻的大小，最终控制节流口流量的阀类，而微小流量调节阀是指在微流控、微反应等过程强化方法中涉及到的在0-500μl/min流量范围的流量调节阀，由于控制的介质总量很小，小流量和微小流量调节一直是工业自动化过程控制中的应用难点。传统的调节阀一般由直行程调节阀和角行程调节阀两种；一般由阀体、阀芯、阀座、阀杆、支架、执行机构、密封件和安装件组成；直行程的重复性误差较小，但是由于受行程限制，特别是微小流量采用针形活塞结构，可调比会非常小，导致调节阀控制精度；而角行程做回转运动虽然重复性误差大于角行程，但是可调比较直行程高，控制精度大于直行程。即便如此，在微小流量调节中，普通小流量调节阀控制精度仍然较为困难，无法连续、精准地控制其流量变化。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种新型高精度微流量调节阀，通过对阀体的执行机构以及流道设计，以提高微流量调节阀的控制精度。

2、技术方案：本发明所述的一种新型高精度微流量调节阀，所述调节阀包括：

3、阀体，所述阀体内设置有非线性曲面的支撑型面；

4、线性驱动组件，所述线性驱动组件包括水平设置在支撑型面上方的传动丝杆以及滑动连接在传动丝杆上的导向滑块，所述导向滑块下端转动连接有挤压组件；

5、管体组件，所述管体组件包括输送软管，所述输送软管贴合固定在支撑型面上；所述挤压组件沿着传动丝杆轴向移动并沿着传动丝杆径向挤压输送软管控制液体流量；

6、其中，所述支撑型面的非线性曲线方程为：，

7、式中， x为导向滑块沿着输送软管起始点水平向的行程，mm； y为输送软管自起始点沿着非线性曲线上升距离，mm。

8、优选的，所述阀体包括阀体基板以及与阀体基板扣合成一体的阀体面板；

9、所述阀体基板与阀体面板内设置有安装腔室，所述支撑型面设置在安装腔室下侧，且阀体两端与支撑型面两端对应设置安装位孔，且阀体一端与传动丝杆对应设置有安装轴孔。

10、优选的，所述线性驱动组件还包括设置在传动丝杆一端的调控部，所述调控部转动连接在安装轴孔内且可驱动传动丝杆正向或反向转动。

11、优选的，所述调控部动力输入端开设有用于手动调节的“一”字凹槽。

12、优选的，所述调控部动力输入端开设有用于与电动机的联轴器连接的梅花槽。

13、优选的，所述导向滑块顶端设置有限位凸起，所述阀体基板与阀体面板在安装腔室顶部设置有供限位凸起卡接的导向滑槽，所述限位凸起可沿着导向滑槽前进或后退。

14、优选的，所述传动丝杆轴向与所述输送软管进出口连线的夹角为α，且tanα=1/15。

15、优选的，所述输送软管的内径为2 mm，所述挤压组件沿着传动丝杆的前进行程为30 mm。

16、优选的，所述管体组件还包括分别连接在输送软管两端的直通接头，所述直通接头包括固定卡装在阀体内的固定圆盘以及与固定圆盘连接的六角内螺纹接口，所述六角内螺纹接口与外接端头连接。

17、优选的，所述阀体开设有与安装腔室连通的通孔。

18、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

19、1、本发明的调节阀结构简单、尺寸较小、结构较紧凑，生产便捷，集成化程度高；

20、2、该调节阀在其内部设置特有的非线性曲面，并将输送软管支撑在非线性曲面上形成非线性输送流道；并通过传动丝杆的旋转运动驱动导向滑块沿着其轴向线性运动，挤压非线性设置的输送软管，从而使输送软管内流动截面积随导向滑块的位置移动由非线性变化转换为线性变化，实现输送软管内液体的连续、精准调控；

21、3、该线性驱动组件中传动丝杆与输送软管的进出口形成较小的夹角，减缓导向滑块前进过程中挤压组件对输送软管的挤压，以实现对输送软管内液体连续、高精度调控目的；

22、4、输送软管的内径为2 mm，挤压组件沿着传动丝杆的前进行程为30 mm，通过挤压滚轮水平向的30 mm的线性运动行程来逐渐挤压2 mm内径的输送软管，将其挤压行程放大至15倍，以此来使滚轮减速地、线性地挤压输送软管，达到连续、精准地调节细小管道内的微小流量；

23、5、该调节阀中线性驱动组件与输送介质实现非接触驱动，不仅能够降低对输送介质的污染，对流体动能的损失降低，而且不易发生因驱动件生锈、卡死等故障引起的堵塞，微量流体的输送和调控更加易于实现。

技术特征：

1.一种新型高精度微流量调节阀，其特征在于，所述调节阀包括：

2.根据权利要求1所述的新型高精度微流量调节阀，其特征在于，所述阀体（1）包括阀体基板（11）以及与阀体基板扣合成一体的阀体面板（12）；

3.根据权利要求2所述的新型高精度微流量调节阀，其特征在于，所述线性驱动组件（2）还包括设置在传动丝杆（24）一端的调控部（21），所述调控部（21）转动连接在安装轴孔（115）内且可驱动传动丝杆（24）正向或反向转动。

4.根据权利要求3所述的新型高精度微流量调节阀，其特征在于，所述调控部（21）动力输入端开设有用于手动调节的“一”字凹槽（211）。

5.根据权利要求3所述的新型高精度微流量调节阀，其特征在于，所述调控部（21）动力输入端开设有用于与电动机的联轴器连接的梅花槽。

6.根据权利要求2所述的新型高精度微流量调节阀，其特征在于，所述导向滑块（23）顶端设置有限位凸起（231），所述阀体基板（11）与阀体面板（12）在安装腔室（112）顶部设置有供限位凸起（231）卡接的导向滑槽（113），所述限位凸起（231）可沿着导向滑槽（113）前进或后退。

7.根据权利要求1所述的新型高精度微流量调节阀，其特征在于，所述传动丝杆（24）轴向与所述输送软管（31）进出口连线的夹角为α，且tanα=1/15。

8.根据权利要求7所述的新型高精度微流量调节阀，其特征在于，所述输送软管（31）的内径为2 mm，所述挤压组件（25）沿着传动丝杆的前进行程为30 mm。

9.根据权利要求1所述的新型高精度微流量调节阀，其特征在于，所述管体组件（3）还包括分别连接在输送软管两端的直通接头（32），所述直通接头（32）包括固定卡装在阀体内的固定圆盘（321）以及与固定圆盘连接的六角内螺纹接口（322），所述六角内螺纹接口（322）与外接端头（33）连接。

10.根据权利要求1所述的新型高精度微流量调节阀，其特征在于，所述阀体（1）开设有与安装腔室（112）连通的通孔（14）。

技术总结
本发明公开了一种新型高精度微流量调节阀，调节阀包括阀体、线性驱动组件和管体组件，阀体内设置有非线性曲面的支撑型面；线性驱动组件包括传动丝杆和在其上滑动连接的导向滑块，导向滑块下端设置有挤压组件；管体组件包括固定在支撑型面上的输送软管，挤压组件沿着传动丝杠轴向移动并沿着传动丝杆径向挤压输送软管控制液体流量；支撑型面的非线性曲线方程为：。本发明的调节阀通过挤压组件挤压输送软管使得其内流动截面积由非线性变化转换为线性变化，并将传动丝杆与输送软管的进出口设置为较小夹角，将挤压组件行程与输送软管内径比例适当增大，减缓挤压组件对输送软管的挤压，以实现对输送软管内液体连续、高精度调控。

技术研发人员：马振叶,束经纬,李明海
受保护的技术使用者：南京师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14