[發明專利]光闌式可變閥門

有效

• 申請號: 200980133879.4
• 申請日: 2009-08-27
• 公開（公告）號: CN102138034A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 李根相
• 申請（專利權）人: 李根相
• 主分類號: F16K13/00
• 分類號: F16K13/00
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 曾永珠

技術領域

本發明涉及一種控制流體流量的閥門，更具體而言，涉及一種光闌式(Iris-shaped)可變閥門，其設在管內部或管的末端以可變地調整流速隨時間變化且在管內流動的諸如液體或氣體的流體的流量或流壓。

背景技術

包括以控制流量為目的所使用的圓盤型可變閥門的通常的控制閥門，由于開閉部的位置和被開放的流路的面積關系并不是線性，因此很難精密地控制流量。而且，在閥門內部隨著流路的形狀急劇變動，流速和流體的壓力也急劇變化而發生湍流，隨此發生較大的壓力損失、流動噪音以及振動。并且，流體為液體時，在此過程中流體內的局部形成非常低的壓力，因此被溶解在液體中的氣體游離而存在發生氣泡等問題。而且，為了控制所述通常的閥門需要用于轉動旋轉部位的馬達等，因此控制系統的結構變復雜。

作為可變閥門的一個使用例，使用于汽車排氣系統的可變閥門的圓盤型可變閥門，如圖1a所示，安裝于排氣管的一端。安裝汽車噪音器的目的是，將在引擎燃燒的高溫高壓脈動排氣原樣排放到大氣中時，由于壓力的急劇變動產生非常大的噪音，因此通過有步驟地減低這種排氣的壓力來減低排氣噪音。但是存在以下問題，即，當從噪音器排出口排出的排氣壓力(以下，稱為“背壓”)變大時排氣噪音變低，但同時排氣阻力變大，因此存在引擎輸出降低的問題。所以，在排氣排出口使用可變閥門，由此在排氣噪音成為問題焦點的低速區間增加背壓，在引擎輸出成為問題焦點的中高速區間降低背壓，則可以有效地解決在噪音器的設計上經常發生的所述問題。

使用于汽車噪音器的現有圓盤型可變閥門，如圖1b所示，最初，閥板被彈簧的力關閉，然后隨著流量的增加而上升到背壓大于彈簧的約束力時會被打開。為了將可變閥門適用于噪音器，把握根據流量的背壓和彈簧的常數之間的相關關系非常重要。但是，現有圓盤型可變閥門，并不根據圓盤打開的角度，其開放面積線性增加，因此很難計算通過所述開放面積流出的流量。因此，為了把握背壓和彈簧常數之間的相關關系，按照安裝閥門的每個排氣管的直徑對引擎進行實驗，通過實驗找出各種實驗公式，因此很難制作設計者所需的可變閥門，并將所制作的可變閥門共同用于其他的噪音器也存在制約。

并且，圓盤型可變閥門的情況，打開閥門時流路具有非常復雜的形狀，因此，流體的流動急劇變動，且因流動的紊亂發生由于湍流的噪音及振動。因此，這種可變閥門的情況，雖然可以減低在引擎發生的脈動噪音，但是由于在可變閥門產生的流動噪音會增加，因此，整體上排氣噪音的改善效果并不大，反而會更不好。

利用文丘里管(ventury?tube)或噴嘴并用壓差測量流量的現有流量計，由于用于測量壓差的截面積被固定，因此，流量的測量范圍較寬時并不適合。測量較寬范圍的流量時，同時使用兩個以上范圍不同的流量計或區間局部疊合地依次進行測量。前者的情況存在因流動干擾無法將流量計接近所需的位置使用的空間上的制約，后者的情況存在測量后對疊合區間的修改以及交換流量計而導致的不便，還存在時間上的制約。

為了解決如上所述通常的控制閥門的問題點，本申請人提出過韓國專利申請號10-2007-0048965號的“光闌式主動控制可變閥門”。所述申請發明將多個光闌板以環形排列在光闌架構成整體上半球形或圓錐形的閥門，由此能安裝在流體流動的管內部或管末端，并具備對由多個光闌板構成的光闌面施加預定力量的單元，可以通過控制光闌排出口的直徑的方法來控制流量或流壓。

本申請發明是改良所述韓國專利申請號10-2007-0048965號的發明而做出的。

發明內容

如上所述，構成利用控制閥門控制流量或流壓的現有控制系統存在以下問題：即，難以線性控制流量或流壓，伴隨此發生較大的壓力損失、流動噪音以及振動，并且控制系統變復雜。

并且，用于流量控制系統的閥門需要可變閥門，通過安裝所述可變閥門，容易線性控制流量或流壓，閥門內發生的壓力損失變少，且流動噪音和振動的發生也少，并且可以構成簡單的控制系統。

本發明是涉及解決所述技術問題的主動控制以及半主動控制流量閥門。

本發明的光闌式可變閥門為解決所述問題點，將閥門構成為將多個光闌板以環形相疊合地排列在多個光闌板形成整體上呈半球形或圓錐形光闌面的光闌式可變閥門。在閥門前方的光闌架方向形成總是保持預定入口直徑的鉸接，在閥門后方的光闌架的相反方向形成有開口直徑變化的排出口。

本發明的光闌式可變閥門，包括：各種形態的控制單元，其對疊合形成有多個光闌板的光闌面施加預定控制力；復位單元，當解除施加于光闌面的控制力時，回復光闌排出口的大小，通過調整排出口的直徑，可以控制設有所述閥門的管路的流量或流壓。