比例阀的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及阀的领域，并且更具体地涉及比例阀。
【背景技术】
[0002]比例阀是可输出连续的流量范围的变流阀。在比例阀中，阀打开量可能与相关联的阀动螺线管中的螺线管电流成比例。因此，比例阀可提供从零流量至阀最大流量变动的调节的流体流量。
[0003]图1显示了现有技术的比例阀。在现有技术的比例阀中，可移动的螺线管电枢的阀芯部分接触并阻塞阀座。阀芯可离开阀座以便打开阀并准许流动。阀芯可离开阀座达到最大打开位移的任何距离。
[0004]比例阀可包括电磁阀，其产生磁力以便打开阀电枢。磁力在与由弹簧产生的偏置力相反的方向上操作，其中偏置力将阀电枢保留在图中显示的比例阀实施例中的常闭的位置中。磁力必须克服弹簧力以便沿打开方向移动阀电枢/阀芯。
[0005]然而，当流体流动时，诸如当阀电枢即使打开少量时，那么流体静态和/或动态压力也可作用于阀电枢上。对于小的马赫数，用于可压缩流的伯努里方程可用来确定在现有技术阀中的流体的静态压力。伯努里方程包括:
U 2/2+ Φ +p/ P =常数。
[0006]静态流体压力被限定为⑵，并且流体速度为(u )。用语(P )是流体的密度。在这里，假定(P)是常数。用语(Φ)是流线中所考虑的点的力势，例如由于地球的重力而引起的力势，其中(g)是由于重力引起的加速度，并且z是高于参考平面的高度值，其中Φ被限定为Φ =gZo动态流体压力被限定为(P /2* υ 2)。
[0007]柯恩达效应包括使移动的流体射流被吸引至附近表面，或者表面被拉向流体射流的倾向。柯恩达效应影响现有技术的阀电枢/阀芯的运动。当流体不流动穿过阀时，那么在阀中仅存在静态流体压力。但流体流动时，静态压力下降并且动态流体压力增加。处于发生动态压力的区域中的阀电枢将沿阀座方向经历静态压力，并因此将具有粘滞倾向。该柯恩达效应仅仅在阀电枢的比较小的打开位移下是起作用的或有效的。
[0008]随着电枢沿打开方向移动并打开开孔Α2，有效的开孔面积Α2’减少，其意味着打开力F=((A1_A2’)*P1)变得更大并将电枢推向完全打开位置。因此，稳定的力平衡只有在小的阀电枢/阀芯打开下是可能的，此时流动力(即，柯恩达效应)有助于稳定阀电枢。
[0009]另外，当流量高时，存在从P2至P2’的压力降。然而，当流体流动变得更高时压力P2’将增加。现有技术的比例阀的笔直且规则的流出孔因此创建了额外的打开力(A2’ *P2’)。该额外的打开力是当阀电枢处于完全打开位置时阀电枢上的粘滞效应的根本原因。
[0010]现有技术的比例阀具有缺点。在现有技术的比例阀中阀芯和阀座之间的促动距离的量可能影响流量。当现有技术的阀芯通过电磁线圈的激发而向上移动时，那么有效的压力面积增加并且促使增加的打开力作用于阀芯表面面积上且创建图中向上的力。流量可改变现有技术的阀芯部件下面的动态压力，并且动态压力可影响阀芯打开力和阀芯打开位移。
[0011 ] 所得的力使现有技术的比例提升阀精确的控制变难，其中现有技术的比例提升阀可能不能维持精确的比例流量，因为在阀芯下面增加的动态压力可能使阀芯打开额外的不需要的量。压力因此可能影响流体穿过现有技术的比例阀的流速，使现有技术的比例阀更不精确且更不可靠。
[0012]现有技术的比例阀可能会经历这样的情形:其中阀芯在经过某一打开距离之后就不能受到控制，并且相反阀芯可能从部分促动去向完全打开促动，其中螺线管打开力受到增加的动态压力的援助。因此，螺线管失去了在阀芯位移做出进一步小的改变的能力。另夕卜，在一些情形下，动态压力可操作来将阀芯粘滞在完全打开位置。
[0013]因此，需要改进的比例阀，其中流体流量不会显著地影响阀芯的位置或位移。
【发明内容】
[0014]在本发明的一些方面，比例阀包括:
主体内的可移动的电枢，其中电枢包括阀芯并且主体包括一个或更多个流入端口和流出孔；
阀座，其位于凸出的阀座结构上，其中阀座包括与一个或更多个流入端口和流出孔流体连通的阀开孔；以及
流量法兰，其从阀芯延伸并包括包围阀座的流量法兰壁，在流量法兰壁和阀座结构之间形成预定的横截面流入面积的法兰流入通道，其中阀芯在基本完全闭合和基本完全打开的位置之间移动，而不会改变由流入通道提供的预定横截面流入面积。
[0015]优选地，流量法兰附接至阀芯。
[0016]优选地，流量法兰形成入阀芯中。
[0017]优选地，流量法兰壁相对于阀座结构的侧面是基本平行的。优选地，流量法兰壁相对于阀座结构的侧面是成角度的。
[0018]优选地，流量法兰壁的流量法兰壁形状与阀座结构的阀座结构形状的基本上相对应。
[0019]优选地，流量法兰的流量法兰壁具有预定的高度，使得流量法兰壁保持包围阀座结构达阀芯的阀打开位移的预定部分。
[0020]优选地，流量法兰的流量法兰壁具有预定的高度，使得即使处于阀芯的最大打开位移，流量法兰壁保持包围阀座结构。
[0021]优选地，流出孔的流出孔横截面积A5大于阀开孔的阀开孔横截面积A2。
[0022]在本发明的一些方面，比例阀包括:
主体内的可移动的电枢，其中电枢包括阀芯并且主体包括一个或更多个流入端口和流出孔；
阀座，其位于凸出的阀座结构上，其中阀座包括与一个或更多个流入端口和流出孔流体连通的阀开孔；
流量法兰，其从阀芯延伸并包括包围阀座的流量法兰壁，在流量法兰壁和阀座结构之间形成预定的横截面流入面积的法兰流入通道，其中阀芯在基本完全闭合和基本完全打开的位置之间移动，而不会改变由流入通道提供的预定的横截面流入面积；以及
流出孔肩部，其在流出孔中形成，其中流出孔的流出孔横截面积A5大于阀开孔的阀开孔横截面积A2。
[0023]优选地，流量法兰附接至阀芯。
[0024]优选地，流量法兰形成入阀芯中。
[0025]优选地，流量法兰壁相对于阀座结构的侧面是基本平行的。优选地，流量法兰壁相对于阀座结构的侧面是成角度的。
[0026]优选地，流量法兰壁的流量法兰壁形状与阀座结构的阀座结构形状的基本上相对应。
[0027]优选地，流量法兰的流量法兰壁具有预定的高度，使得流量法兰壁保持包围阀座结构达阀芯的阀打开位移的预定部分。
[0028]优选地，流量法兰的流量法兰壁具有预定的高度，使得即使处于阀芯的最大打开位移，流量法兰壁保持包围阀座结构。
【附图说明】
[0029]相同的参考标号在所有附图上代表相同的元件。应理解附图未必是按比例尺的。
[0030]图1显示了现有技术的比例阀。
[0031 ]图2显示了根据本发明的比例阀。
[0032]图3显示了其中电枢和阀芯相对于阀座已经移动至闭合或阻塞位置的比例阀。
[0033]图4显示了其中流量法兰包括阀芯一部分的比例阀。
[0034]图5显示了其中流量法兰壁相对于阀座结构的侧面或多个侧面成角度的比例阀。
[0035]图6显示了根据本发明的实施例的比例阀的面积关系。
【具体实施方式】
[0036]图2至6和以下描述描绘了具体的示例来教导本领域的技术人员如何制作和使用本发明的最佳模式。为了教导创造原理的目的，已经简化或省略了一些常规的方面。本领域中的技术人员将认识到属于本发明范围内的这些示例的变型。本领域中的技术人员将认识到下面描述的特征能以各种方式组合来形成本发明的多个变型。因此，本发明不限于下面描述的具体的示例，但仅仅受到权利要求和其等效物的限制。
[0037]图2显示了根据本发明的比例阀100。比例阀100包括主体102，其包括一个或更多个流入端口 135和流出孔123。可移动的电枢104构造成在电磁线圈(未显示)的影响下在主体102内往复移动。电枢104包括阀芯107，其构造成接触阀座120。电枢104的阀芯107可阻塞和接通在阀座120中形成的阀开孔130。因此，流体穿过一个或更多个流入端口 135进入比例阀100中，可被选择性地允许和调节穿过阀开孔130，并经由流出孔123退出比例阀。
[0038]阀芯107可包括阀芯密封件108。阀芯密封件108可包括柔性的、弹性的和/或可压缩的材料，其将在阀芯107被放置进入阻塞位置时至少稍微部分地符合于阀座120而接触阀座120。<