[發(fā)明專利]一種扭簧彈力式自動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011171121.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN112283422B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙亮;代中元;鄧榮娟;許龍旭;孫志鵬;吳永哲;尤小平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): F16K17/24
• 分類號(hào): F16K17/24;F16K17/34;F16K1/20;F16K1/32;F16K1/54;F16K27/02
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 張倩

1.一種扭簧彈力式自動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，包括殼體和閥板，所述殼體是由三面平板連接而成，所述殼體頂端與連接法蘭連接并固定在篦床下方，其特征在于，所述殼體內(nèi)設(shè)有可調(diào)節(jié)通風(fēng)窗口和固定通風(fēng)窗口，所述可調(diào)節(jié)通風(fēng)窗口處設(shè)有具有曲線形狀通風(fēng)孔的圓弧形通風(fēng)板，所述圓弧形通風(fēng)板與閥板配合實(shí)現(xiàn)閥體的總通風(fēng)面積隨風(fēng)壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，所述固定通風(fēng)窗口通過人為設(shè)定擋風(fēng)板的位置調(diào)節(jié)通風(fēng)面積；

所述可調(diào)節(jié)通風(fēng)窗口包括圓弧形通風(fēng)板、閥板軸、扭簧及閥板，所述圓弧形通風(fēng)板的兩端與殼體連接，所述圓弧形通風(fēng)板的圓心和閥板軸的軸心重合，所述閥板軸的兩端固定在殼體上，所述扭簧套設(shè)在閥板軸上，所述閥板與扭簧同軸設(shè)置并與扭簧相接觸，閥板轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)扭簧轉(zhuǎn)動(dòng)；閥板底部邊緣與圓弧形通風(fēng)板的內(nèi)側(cè)壁保持微小距離但不接觸，閥板受氣流和扭簧共同作用沿圓弧形通風(fēng)板圓周方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)閥體的總通風(fēng)面積自動(dòng)調(diào)節(jié)從而控制通過流量閥的氣體流量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭簧彈力式自動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，其特征在于，所述固定通風(fēng)窗口位于圓弧形通風(fēng)板的一側(cè)，所述固定通風(fēng)窗口包括擋風(fēng)板、擋風(fēng)板轉(zhuǎn)軸、若干個(gè)擋風(fēng)板固定孔，所述擋風(fēng)板的頂端通過擋風(fēng)板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在殼體上，所述擋風(fēng)板可繞擋風(fēng)板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)不同角度，并通過穿過擋風(fēng)板固定孔的緊固件將擋風(fēng)板固定在不同位置，以調(diào)節(jié)通過固定通風(fēng)窗口的通風(fēng)面積，從而調(diào)節(jié)總通風(fēng)面積。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭簧彈力式自動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，其特征在于，所述圓弧形通風(fēng)板上、及位于可調(diào)節(jié)通風(fēng)窗口處的所述殼體的兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)有按照閥板受力平衡計(jì)算得到的一定曲線形狀的通風(fēng)孔一和通風(fēng)孔二，使閥板運(yùn)動(dòng)到不同位置得到不同的通風(fēng)面積。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扭簧彈力式自動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，其特征在于，所述通風(fēng)孔一和通風(fēng)孔二的曲線計(jì)算方法如下：

閥板受到氣體壓力帶來的力矩T₁公式為：

T₁＝P×A×L/2

其中，P為氣流在閥板兩側(cè)靜壓壓差，A為閥板面積，L為閥板高度；

閥板受到扭簧帶來的扭力力矩T₂公式為：

其中，E為扭簧材質(zhì)的彈性模量，d為扭簧線的直徑，α為扭簧轉(zhuǎn)過的角度，n為扭簧纏繞的圈數(shù)，D為扭簧纏繞后形成柱體的中位直徑；該式簡(jiǎn)化為T₂＝N×α；

兩者力矩相等時(shí)為閥板固定在某一位置時(shí)，此時(shí)，氣流在閥板兩側(cè)靜壓壓差P與通風(fēng)風(fēng)量形成的氣流風(fēng)速有關(guān)，公式為：

其中，ξ為空氣通過時(shí)的阻力系數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果確定；ρ為空氣密度，V為氣流風(fēng)速；

同時(shí)V＝Q/Ar，氣流風(fēng)速V由通過的氣體流量Q與通風(fēng)面積Ar確定，為保證氣體流量Q相同，通風(fēng)面積Ar設(shè)為根據(jù)扭簧轉(zhuǎn)動(dòng)角度得到的因變量參數(shù)：

將通風(fēng)面積對(duì)扭簧轉(zhuǎn)動(dòng)角度求導(dǎo)可得：

即得到通風(fēng)孔一和通風(fēng)孔二的曲線。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭簧彈力式自動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，其特征在于，在圓弧形通風(fēng)板下端邊緣設(shè)置有用于限制閥板運(yùn)動(dòng)范圍的限位擋板，殼體上部設(shè)有用于固定扭簧的擋塊，限制閥板在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭簧彈力式自動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，其特征在于，所述閥板通過緊定螺釘與套置扭簧的扭簧軸套連接。