[發(fā)明專利]可改變固有閥門特性的閥芯組件、調(diào)節(jié)閥及流量控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010722903.6
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111853306B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢錦遠(yuǎn);吳嘉懿;仇暢;金志江
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: F16K17/20
• 分類號: F16K17/20;F16K47/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種利用可改變固有閥門特性的調(diào)節(jié)閥的流量控制方法，其特征在于，

所述可改變固有閥門特性的調(diào)節(jié)閥包括閥蓋（6）、閥體（11）和閥芯組件；所述閥蓋（6）安裝于閥體（11）上，在閥體（11）內(nèi)部形成從閥門進(jìn)口通向閥門出口的內(nèi)部流道；所述的閥芯組件設(shè)置于內(nèi)部流道中，從閥門進(jìn)口流入的流體，流經(jīng)第一節(jié)流窗口與第二節(jié)流窗口的重合窗口后，從閥門出口排出；

所述閥芯組件包括外套筒（8）、內(nèi)套筒（9）和閥芯（10）；

所述的外套筒（8）為中空柱狀零件，其外壁上設(shè)置有一層第一節(jié)流窗口；

所述的內(nèi)套筒（9）為中空柱狀零件，其內(nèi)套筒（9）安裝于外套筒（8）內(nèi)部且內(nèi)套筒（9）的外壁面與外套筒（8）的內(nèi)壁面貼合，內(nèi)套筒（9）在第一致動件驅(qū)動下沿外套筒（8）軸向相對滑動；內(nèi)套筒（9）的外壁上設(shè)置有第二節(jié)流窗口和流體出入口；所述的第二節(jié)流窗口沿軸向設(shè)有多層，在內(nèi)套筒（9）相對于外套筒（8）軸向滑動時，能使不同層的第二節(jié)流窗口與所述第一節(jié)流窗口重合，所述重合包括第一節(jié)流窗口和第二節(jié)流窗口邊界剛好吻合或者第二節(jié)流窗口被所述第一節(jié)流窗口完全包圍；不同層的第二節(jié)流窗口對應(yīng)的固有閥門特性不同或部分不同；

所述閥芯（10）為柱狀零件，安裝于內(nèi)套筒（9）內(nèi)部且閥芯（10）的外壁面與內(nèi)套筒（9）的內(nèi)壁面貼合，閥芯（10）在第二致動件驅(qū)動下沿內(nèi)套筒（9）軸向相對滑動，以改變第一節(jié)流窗口與第二節(jié)流窗口的重合窗口的開度；

外部流體從所述流體出入口或者所述第一節(jié)流窗口與第二節(jié)流窗口的重合窗口中擇一種開口流入，從另一種開口中流出；

所述的第一致動件為中空的第一調(diào)節(jié)閥桿（5），所述的第二致動件為第二調(diào)節(jié)閥桿（2）；

所述流量控制方法的步驟如下：

S1：通過旋轉(zhuǎn)第一調(diào)節(jié)閥桿（5）和第二調(diào)節(jié)閥桿（2），調(diào)整內(nèi)套筒（9）和閥芯（10）在外套筒（8）中的相對位置，使閥芯（10）完全封閉第一節(jié)流窗口與第二節(jié)流窗口的重合窗口，保持調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，并將其連接至待控制的管路系統(tǒng)中；

S2：根據(jù)目標(biāo)工況，確定閥門所需滿足的固有閥門特性，然后旋轉(zhuǎn)第一調(diào)節(jié)閥桿（5），使內(nèi)套筒（9）中滿足該固有閥門特性的其中一層第二節(jié)流窗口與外套筒（8）上的第一節(jié)流窗口重合，使閥門進(jìn)口和閥門出口的內(nèi)部流道通過重合窗口連通，通過所述重合窗口的流體流量與開度間的關(guān)系即為閥門當(dāng)前的固有閥門特性；

S3：旋轉(zhuǎn)第二調(diào)節(jié)閥桿（2），使閥芯（10）相對于內(nèi)套筒（9）沿軸向移動，調(diào)節(jié)所述重合窗口的開度直至滿足目標(biāo)開度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，所述的外套筒（8）中一層第一節(jié)流窗口的個數(shù)與所述內(nèi)套筒（9）中每一層第二節(jié)流窗口的個數(shù)相同，且均沿所在套筒周向等角度均布。

3.如權(quán)利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，所述的外套筒（8）中，同一層第一節(jié)流窗口的形狀大小均相同；所述的內(nèi)套筒（9）中，同一層第二節(jié)流窗口的形狀大小均相同，不同層第二節(jié)流窗口的形狀大小不同。

4.如權(quán)利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，所述內(nèi)套筒（9）在第一致動件驅(qū)動下沿外套筒（8）軸向的滑動范圍，應(yīng)當(dāng)使每一層的第二節(jié)流窗口均能夠與所述第一節(jié)流窗口重合；所述閥芯（10）在第二致動件驅(qū)動下沿內(nèi)套筒（9）軸向的滑動范圍，應(yīng)當(dāng)使閥芯（10）能夠完全封閉以及完全打開第一節(jié)流窗口與第二節(jié)流窗口的所有重合窗口。

5.如權(quán)利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，所述第一調(diào)節(jié)閥桿（5）同軸嵌套于第二調(diào)節(jié)閥桿（2）的外部；第一調(diào)節(jié)閥桿（5）底部與內(nèi)套筒（9）相連，第二調(diào)節(jié)閥桿（2）底部與閥芯（10）相連；第一調(diào)節(jié)閥桿（5）和第二調(diào)節(jié)閥桿（2）均與外部固定件構(gòu)成螺紋配合，通過桿體旋轉(zhuǎn)使其沿軸向相對外部固定件移動。

6.如權(quán)利要求5所述的流量控制方法，其特征在于，所述的第一調(diào)節(jié)閥桿（5）底部與內(nèi)套筒（9）頂部固定，并伸出閥蓋（6）上的螺紋孔，與閥蓋（6）構(gòu)成螺紋配合；所述的第二調(diào)節(jié)閥桿（2）底部與閥芯（10）頂部固定，并伸出第一調(diào)節(jié)閥桿（5）頂部，與固定在閥蓋（6）上的支架（3）構(gòu)成螺紋配合。