腔体全封闭非接触式流量控制系统的制作方法_2

文档序号:9840140阅读:来源:国知局
密贴合。并且,第一流体通孔411和第二流体通孔451的重叠面积越小,活动阀板41两侧的流体压力差越大,活动阀板41与固定阀板45贴合得更紧密。这种压力正反馈机制有效减小了流体从阀板41和45之间泄漏的几率,并且能够防止由于噪声扰动引起的活动阀板41绕其中心轴线转动继而影响流量控制精度,由此增强了系统的抗干扰性与稳定性;进一步地,这种压力正反馈机制还有利于自适应地弥补由于部件长期磨损而产生的间隙。
[0014]第一流体通孔411和第二流体通孔451可以设置在阀板的任意适当的位置,并且可以具有各种适当的形状。作为一种实施方式,如图10和图15所示,第一流体通孔411和第二流体通孔451的轮廓呈扇形,并且第一流体通孔411的扇心与活动阀板41的中心大体重合,第二流体通孔451的扇心与固定阀板45的中心大体重合,当第一流体通孔411和第二流体通孔451完全对齐时,系统中通过的流量最大;当第一流体通孔411和第二流体通孔451完全错开时,系统中通过的流量最小(理论上等于零)。在这种实施方式中,第一流体通孔411和第二流体通孔451的重叠面积与活动阀板41的旋转角度线性相关,从而可以实现流量的精确调节。
[0015]活动阀板41可以具有关于该活动阀板41的中心对称的两个第一流体通孔411,固定阀板45可以具有关于该固定阀板45的中心对称的两个第二流体通孔451,所述扇形的圆心角α可以约等于90°,以使活动阀板41的无用行程(S卩,不会对流量大小产生影响的行程)最小化。当所述扇形的圆心角等于90°时,理论上第一流体通孔411和第二流体通孔451可以完全错开,系统可以完全关闭。然而,由于存在各种误差,比如零部件制造误差、装配误差以及受力变形等,会导致第一流体通孔411和第二流体通孔451不可能完全错开,也即活动阀板41的下游端面416无法完全覆盖第二流体通孔451,这样会形成泄漏。为此,可以将所述扇形的圆心角α设定为略小于90°,例如,85°<α<89°,这样可以留存一定的位置冗余,确保节流的可靠性。
[0016]流体进口111设置在所述壳体的进流端,流体出口 131设置在所述壳体的出流端,固定阀板45的下游端面454可以贴合在所述壳体的出流端的内侧。
[0017]由于壳体的进流端和出流端之间存在压力差,这会使流体沿着各部件的接合面渗透到压力较小的出流端。为此,在活动阀板41和固定阀板45之间设置有弹性隔膜板44,该弹性隔膜板44固定在固定阀板45上且具有与第二流体通孔451相匹配的第三流体通孔441,弹性隔膜板44的半径略大于流体通道的半径,S卩,弹性隔膜板44和壳体之间过盈配合,这样减小了流体在压力差的作用下沿着壳体的内壁渗透的可能性。在这种情况下,活动阀板41在流体压力的作用下紧密贴合在弹性隔膜板44上。由于弹性隔膜板44具有较好的弹性,此时弹性隔膜板44会发生变形,这样进一步杜绝了流体在压力差的作用下沿着活动阀板41的下游端面416渗透的可能性。弹性隔膜板44例如可以由橡胶制成。
[0018]为了进一步保证活动阀板41始终压紧在弹性隔膜板44上,优选地,所述壳体中还设置有弹性元件,该弹性元件将活动阀板41弹性偏压在弹性隔膜板44上。
[0019]在本发明的流量控制系统中,壳体可以具有各种适当的结构。作为一种实施方式,如图1、图2、图3和图17所示,壳体包括进流法兰11、主壳体12和出流法兰13。流体进口 111设置在进流法兰11上,流体出口 131设置在出流法兰13上,主壳体12的一端固定在进流法兰11的接合面115上,另一端固定在出流法兰13的接合面133上,固定阀板45固定在主壳体12内,所述活动阀板45可转动地位于主壳体12内。这里,固定阀板45可以固定在出流法兰11的接合面115上,也可以固定在主壳体12的内周面上。进流法兰11上设置有进流接头112,以方便与上游流体管道50相连;出流法兰12上设置有出流接头132,以方便与下游流体管道60相连。
[0020]如图1O和图13所示,活动阀板41上可以设置有多个盲孔414,所述弹性元件可以为设置在各个盲孔414中弹簧46,每个弹簧46的一端抵顶在盲孔414的底部,另一端抵顶到进流法兰11上。在这种情况下,为了减小活动阀板41旋转时所受的摩擦力,在弹簧46和进流法兰11之间设置有滚珠47,弹簧46将滚珠47偏压在进流法兰11上。为了约束滚珠47的轨迹,在进流法兰11的接合面115上设置有环形滚道114,该环形滚道114环绕流体进口 111设置,弹簧46将滚珠47弹性偏压在环形滚道114上。多个盲孔414可以设置在活动阀板41的边缘且沿活动阀板41的圆周方向间隔布置。环形滚道114的截面例如可以呈U字形。
[0021]环形滚道114可以直接设置在进流法兰11的接合面115上。可选地,如图1所示,进流法兰11的接合面115上可以形成有环形凸台113,环形通道114设置在环形凸台113上。
[0022 ]如图1O和图15所示,活动阀板41的上游端面415的中央设置有与流体进口 111相匹配的第一通流凹槽412,第一流体通孔411与第一通流凹槽412流体连通;固定阀板45的下游端面454的中央设置有与流体出口 131相匹配的第二通流凹槽452,第二流体通孔451与第二通流凹槽452流体连通。设置第一通流凹槽412有利于将流体进口 111处的流体引导至第一流体通孔411,设置第二通流凹槽452有利于将经过第二流体通孔451的流体引导至流体出P131o
[0023]如上所述,在本发明的流量控制系统中,操作元件可以具有各种适当的结构。作为一种实施方式,如图4和图17所示,操作元件形成为操作环21,该操作环21可旋转地套设在主壳体12上。当转动(不论是人工手动驱动,还是机械、电气或液压等驱动)操作环21时,操作环21带动外磁体22转动,由于外磁体22和内磁体42之间的磁力作用,外磁体22转动时会带动内磁体42—起转动,从而带动活动阀板41转动。
[0024]在这种情况下,如图5和图11所示,外磁体22可以形成为沿操作环21的圆周方向延伸的弧形磁体,内磁体42形成为沿活动阀板41的圆周方向延伸的弧形磁体,两个磁体皆径向充磁,外磁体22的内弧面221的极性可以与内磁体42的外弧面422的极性相反,形成磁场吸力。例如,外磁体22的内弧面221为N极,外弧面222为S极;内磁体42的外弧面422为S极,内弧面421为N极。当然,在其他可能的实施方式中,外磁体22和内磁体42之间的磁力也可以为斥力。外磁体22对应的圆心角和内磁体42对应的圆心角尽可能相等,可以使得磁驱动效果最好。在本实施方式中,考虑到其他部件的影响,结合图4、图8、图10、图13和图15,内外磁体以略小于等于90(例如89度)为最佳,由此可实现最大磁力控制。外磁体22的数量和内磁体42的数量可以根据需要具体设定。在图中示出的实施方式中,外磁体22的数量和内磁体42的数量均为两个。
[0025]外磁体22和内磁体42可以通过各种适当的方式分别固定在操作环2
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