[發明專利]一種通流能力可調的旋轉式高速開關閥及其控制方法

有效

• 申請號: 202210397755.4
• 申請日: 2022-04-16
• 公開（公告）號: CN114673706B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 杜恒;陳義平;蘭金華;張澤鑫;王小康;生凱章
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02;F15B21/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 謝曉德;蔡學俊

1.一種通流能力可調的旋轉式高速開關閥，其特征在于：包括閥殼，所述閥殼的內部在進油口與出油口之間設置有過油口，所述過油口上設置有用以旋轉調節過油口的通油開度的可調擋片；所述過油口設置在進油擋片與出油擋片上，所述進油擋片與出油擋片同軸固定在進油口與出油口之間的閥殼內部，用以阻隔閥殼內部閥腔，進油擋片位于出油擋片的下方，所述進油擋片與出油擋片上均設置有兩個呈中心對稱的扇形狀的過油口，其中進油擋片與出油擋片上的過油口上下對應銜接；所述可調擋片設置在進油擋片與出油擋片之間，所述可調擋片上圓周間隔固設有若干個用以旋轉遮擋過油口的扇形擋部；所述可調擋片經閥芯驅動旋轉，所述閥芯同軸設置在閥殼內部，所述閥芯自上往下依次穿過出油擋片、可調擋片、進油擋片，所述可調擋片的中心為花鍵孔，所述閥芯上同軸固設有用以下降嚙合入花鍵孔的調整花鍵，所述出油擋片的中心設置有用以調整花鍵升降的中空部位，該中空部位的頂部為用以閥芯上升限位的限位端面，限位端面的中心供閥芯穿過；所述可調擋片在花鍵孔的外周部上圓周均布有若干個定位孔，其中至少一個定位孔的內部豎直插設有定位銷釘，所述定位銷釘的底端固連有豎直的彈簧，所述進油擋片在銜接可調擋片的端面上開設有用以安裝彈簧與定位銷釘的凹部，所述凹部徑向延伸至與進油擋片中心的通孔相貫通，所述凹部中設有與定位銷釘固連的復位鐵片，所述復位鐵片徑向延伸至進油擋片中心的通孔中，所述閥芯在調整花鍵的下方同軸固設有用以下降穿過花鍵孔并下壓復位鐵片的復位鐵片擠壓面；所述凹部由安裝彈簧的凹孔以及復位鐵片延伸的直槽組成。

2.根據權利要求1所述的通流能力可調的旋轉式高速開關閥，其特征在于：所述閥芯的底端固設有位于進油擋片下方的旋轉擋片，所述旋轉擋片上固設有兩個呈中心對稱的扇形開關片，用以旋轉啟閉過油口。

3.根據權利要求2所述的通流能力可調的旋轉式高速開關閥，其特征在于：所述閥芯的升降與旋轉經驅動機構驅動，所述驅動機構包括固設在出油擋片上方的閥殼內部的隔油軸承片，所述閥芯穿過隔油軸承片的中心，所述隔油軸承片上方的閥芯頂端固連有旋轉永磁體，旋轉永磁體下方設有固連在閥芯上的彈簧線圈擠壓面，彈簧線圈擠壓面與隔油軸承片之間的閥芯外周套設有彈簧線圈，所述彈簧線圈內部設有安裝在隔油軸承片上的線圈支架，閥芯穿過線圈支架的中心，所述線圈支架的內部套設有通電線圈。

4.根據權利要求3所述的通流能力可調的旋轉式高速開關閥，其特征在于：所述閥殼的頂部蓋設有通電端蓋，閥殼的內頂部圓周均布有四個勵磁線圈，四個勵磁線圈與通電端蓋的通電接線柱電性連接，旋轉永磁體位于四個勵磁線圈的相鄰內端部的中心。

5.根據權利要求3所述的通流能力可調的旋轉式高速開關閥，其特征在于：所述閥殼分為三部分，閥殼上部分外周包括外螺紋和外六角平臺，外螺紋用于高速開關閥插裝于閥塊上，外六角平臺用于扳手擰動需要；閥殼中間部分細于上部分，中間部分包括兩個對稱的出油口；閥殼下部分細于中間部分，閥殼下部分包括兩個對稱的進油口和一個豎直進油口，豎直進油口和兩個對稱的進油口呈垂直分布；驅動機構位于閥殼上部分，出油擋片、可調擋片、進油擋片、旋轉擋片位于閥殼中間部分。

6.一種如權利要求1-5任一所述的通流能力可調的旋轉式高速開關閥的控制方法，其特征在于，按以下步驟進行：

步驟S1：控制閥芯下降，復位鐵片擠壓面下壓復位鐵片，帶動定位銷釘下壓，定位銷釘脫離可調擋片的定位孔，同時調整花鍵與可調擋片的花鍵孔連接，使閥芯能帶動可調擋片旋轉；

步驟S2：控制閥芯旋轉一個角度，調整花鍵帶動可調擋片也旋轉一個相同角度，此時進油擋片的兩個扇形過油口被可調擋片擋住相同的角度，調整最大流量為初始的四分之一；

步驟S3：控制閥芯上升，調整花鍵離開可調擋片的花鍵孔，復位鐵片和定位銷釘在彈簧的作用下上升，定位銷釘插入可調擋片的定位孔，以保證可調擋片不動；

步驟S4：重復步驟S1到步驟S3，此時可以調整最大流量為初始的四分之三，再次重復步驟S1到步驟S3，此時可以調整最大流量為初始的二分之一。

7.根據權利要求6所述的通流能力可調的旋轉式高速開關閥的控制方法，其特征在于：通過控制通電接線柱的通斷電、斷電順序，對該通流能力可調的旋轉式高速開關閥的通斷和最大通過流量進行控制，控制方法包含以下步驟Q1-Q7，其中各通電接線柱可以如下方式分別命名為a、a1、a2、b、b1、b2和c、c1；

步驟Q1：通電接線柱a1通電，控制閥芯旋轉一個控制角度，作為第一控制角，閥口打開；

步驟Q2：通電接線柱a1斷電，通電接線柱b1通電，控制閥芯旋轉第一控制角，閥口關閉；

步驟Q3：通電接線柱b1斷電，通電接線柱a2通電，控制閥芯旋轉第一控制角，閥口打開；

步驟Q4：通電接線柱a2斷電，通電接線柱b2通電，控制閥芯旋轉第一控制角，閥口關閉，至此閥芯旋轉一個周期，為該通流能力可調的旋轉式高速開關閥的一個工作周期；

步驟Q5：通電接線柱b2斷電，通電接線柱c通電，旋轉閥芯下降，通電接線柱a1、b1通電，控制閥芯旋轉第一控制角的一半，作為第二控制角，此時閥口開度改變；

步驟Q6：通電接線柱c斷電，旋轉閥芯上升，通電接線柱a1斷電，控制閥芯旋轉第二控制角達到復位狀態，閥口關閉；

步驟Q7：通電接線柱b1斷電，通電接線柱a1通電，重復步驟Q1到步驟Q4進行工作，當需要改變閥的通油能力時，重復步驟Q5與步驟Q6。