本發(fā)明屬于流體機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種對包含小顆粒固體的兩相流體大流量精確控制的裝置。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在供熱、供氣、供油等行業(yè)中，經(jīng)常采用流量控制閥對流體流量精確控制。流量控制閥一般是在保證壓差的情況下，改變節(jié)流口的面積，來實現(xiàn)控制流量的目的。在改變節(jié)流口面積大小的時候，其形狀由圓形變?yōu)槠渌愋涡螤?，有的在流道中部還有閥芯，這些結(jié)構(gòu)使得流體流線不連續(xù)，壓損較大，量程內(nèi)線性度較差，如果流體為包含小顆粒固體的兩相流體，在控制閥的截留口的直角位置和閥芯位置，磨損比較嚴重，使得控制閥壽命較低，同時磨損后精度下降。

因此，對于包含小顆粒固體的兩相流體大流量的精確控制，提出了一種對包含小顆粒固體的兩相流體大流量精確控制的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種兩相流體大流量精確控制的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)合理、緊湊，能夠溫壓補償，始終能夠保證節(jié)流口為圓形，壓損小，對液體中的固體雜不敏感，使用壽命長。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

一種兩相流體大流量精確控制裝置，包括反饋調(diào)節(jié)裝置、流量調(diào)節(jié)裝置和箱體；所述流量調(diào)節(jié)裝置安裝在箱體內(nèi)部；所述反饋調(diào)節(jié)裝置通過絲杠與流量調(diào)節(jié)裝置相連接；

所述反饋調(diào)節(jié)裝置包括傳動器和絲杠；所述傳動器為圓筒形；所述傳動器內(nèi)壁上開設(shè)有長方形槽；所述長方形槽內(nèi)安裝有自鎖彈簧；所述絲杠穿過自鎖彈簧并延伸出傳動器；所述絲杠上延伸出傳動器端開設(shè)有螺紋；所述螺紋與六角螺母螺紋相連接；所述六角螺母通過螺釘與流量調(diào)節(jié)裝置中的腔體凸臺相連接；

所述流量調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)節(jié)傳動裝置和閥芯；

所述調(diào)節(jié)傳動裝置包括手柄、錐齒輪、大錐齒輪、滑塊和第一彈簧；所述手柄通過鍵與錐齒輪的軸連接；所述錐齒輪的軸安裝在箱體內(nèi)部，所述錐齒輪與大錐齒輪相嚙合；所述大錐齒輪置于箱體內(nèi)部底面上；所述大錐齒輪上端面上開設(shè)有矩形螺旋導(dǎo)軌；所述矩形螺旋導(dǎo)軌與滑塊底端面配合；所述滑塊上端面上開設(shè)有矩形槽；所述矩形槽內(nèi)安裝有第一彈簧；

所述閥芯包括伸縮塊、腔體和第二彈簧；所述伸縮塊為圓弧形；所述伸縮塊豎直端面上設(shè)置有數(shù)個圓柱凸臺；所述圓柱凸臺上均安裝有第二彈簧；所述第二彈簧置于腔體開設(shè)的槽內(nèi)；所述腔體下端設(shè)置有凸起的正方形塊；所述正方形塊的左右兩側(cè)面上設(shè)置有圓柱凸臺；所述圓柱凸臺上安裝有第一彈簧；所述圓柱凸臺安裝在滑塊上開設(shè)的矩形槽內(nèi)；所述腔體外側(cè)壁上均設(shè)有置有腔體凸臺。

進一步的，所述伸縮塊、腔體和第二彈簧組成120°的圓弧結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述伸縮塊、腔體和第二彈簧組成的圓弧結(jié)構(gòu)為三組。

進一步的，所述腔體上設(shè)置有蓋板。

進一步的，所述圓柱凸臺個數(shù)為三個。

進一步的，所述箱體包括上端蓋、下箱體、密封墊和螺栓；所述上端蓋和下箱體通過螺栓進行連接，所述上端蓋和下箱體之間設(shè)置有密封墊。

進一步的，所述長方形槽長度是傳動器長度的1/3；所述自鎖彈簧的兩端分別卡在長方形槽內(nèi)。

進一步的，所述自鎖彈簧通過傳動器端蓋密封在傳動器內(nèi)。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、緊湊，能夠溫壓補償，始終能夠保證節(jié)流口為圓形，壓損小，對液體中的固體雜不敏感，使用壽命長。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的局部剖視圖；

圖2為本發(fā)明反饋調(diào)節(jié)裝置和流量調(diào)節(jié)裝置的爆炸圖；

圖3為本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖4為本發(fā)明的俯視圖；

圖5為圖4中C-C位置的旋轉(zhuǎn)剖面圖；

圖6為圖5的局部放大圖；

圖7為本發(fā)明的半剖視圖；

圖8為傳動器放大圖；

圖9為圖8中傳動器內(nèi)部爆炸圖。

附圖標記如下：

1-反饋調(diào)節(jié)裝置、2-流量調(diào)節(jié)裝置、3-箱體、101-傳動器、102-長方形槽、103-自鎖彈簧、104-傳動器端蓋、105-端蓋螺釘、106-絲杠、107-螺紋、108-六角螺母、109-銷釘、110-螺釘、201-矩形螺旋導(dǎo)軌、202-大錐齒輪、203-密封圈、204-滑塊、205-第一彈簧、206-第一彈簧孔、207-正方形塊、208-第二彈簧的孔、209-腔體、210-蓋板、211-蓋板螺釘、212-腔體凸臺、213- 第二彈簧、214-伸縮塊、215-圓柱凸臺、216-鍵、217-手柄、218-錐齒輪、219-矩形槽、301-螺栓、302-上端蓋、303-密封圈、304-螺母、305-流體入口、306-下箱體、307-流體出口。

具體實施方式

為對本發(fā)明做進一步的描述，現(xiàn)結(jié)合附圖進行描述：

結(jié)合附圖1，一種兩相流體大流量精確控制裝置，包括反饋調(diào)節(jié)裝置1、流量調(diào)節(jié)裝置2、箱體3三大部分，流量調(diào)節(jié)裝置2安裝在箱體3內(nèi)部；反饋調(diào)節(jié)裝置1通過絲杠106與流量調(diào)節(jié)裝置2相連接；

結(jié)合附圖6、7和圖8，反饋調(diào)節(jié)裝置1包括傳動器101、自鎖彈簧103、絲杠106、、六角螺母108、銷釘109、螺釘110。傳動器101與絲杠106同軸，絲杠106穿過傳動器101和自鎖彈簧103，傳動器101內(nèi)開有長方形槽102；自鎖彈簧103的兩端放置在長方形槽102中，絲杠106與自鎖彈簧103之間有摩擦，但它們之間仍可以相對滑動；絲杠106的前端有螺紋107，螺紋107與六角螺母108配合；六角螺母108與腔體凸臺212通過螺釘110連接。絲杠106的前端有銷釘109，銷釘109在腔體凸臺212的內(nèi)部，防止與套筒脫離。

結(jié)合附圖2和3、4、5和9，流量調(diào)節(jié)裝置2包括調(diào)節(jié)傳動裝置和閥芯。調(diào)節(jié)傳動裝置包括手柄217、鍵216、錐齒輪218、大錐齒輪202、密封圈203、滑塊204和第一彈簧205。

手柄217通過鍵216與錐齒輪218的軸相連；錐齒輪218和大錐齒輪202相嚙合；大錐齒輪202和下箱體306的底部用密封圈203進行密封；大錐齒輪202通過矩形螺旋導(dǎo)軌201與滑塊204相連；滑塊204的弧度為60°，滑塊204與第一彈簧205相連，滑塊204的上表面內(nèi)開有矩形槽219，矩形槽219內(nèi)開有第一彈簧孔206；通過第一彈簧205把滑塊204和腔體209相連接。

結(jié)合附圖5，閥芯是由伸縮塊214、腔體209、蓋板210、參數(shù)相同的第二彈簧213組成，伸縮塊214、腔體209、蓋板210、第二彈簧213配合成120°的組合體，所以閥芯是由三個相同的組合體相互嵌入組成；伸縮塊214為圓弧形，末端有并排的三個腔體凸臺212，用于安裝第二彈簧213，腔體209為60°圓弧，上面有放蓋板210的槽，蓋板210與腔體209外殼用螺釘211相連接，下面有凸起的正方形塊207，凸起的正方形塊207沿腔體直徑方向的表面分別有圓柱凸臺215，用于和第一彈簧205連接。所述的閥芯進口的截面為面積可以變化的圓，腔體209內(nèi)置有性能參數(shù)相同的第二彈簧213。

箱體3，包括上端蓋302、下箱體306、密封墊303和螺栓301。上端蓋302和下箱體306通過螺栓301進行連接，上端蓋302和下箱體306之間是密封墊303，它在箱體與上端蓋之間的作用是防止流體泄露。上端蓋302設(shè)有流體入口305；箱體下面有流體出口307。

工作過程：

設(shè)定流量：當(dāng)流體從入口305進入時，經(jīng)過閥芯，通過搖動手柄217帶動錐齒輪218轉(zhuǎn)動，錐齒輪218帶動箱體內(nèi)的大錐齒輪202旋轉(zhuǎn)；由于大錐齒輪202的上端面內(nèi)有矩形螺旋導(dǎo)軌201，滑塊204與矩形螺旋導(dǎo)軌201的配合，進行傳遞運動，滑塊204上表面中間開有矩形槽219，矩形槽219內(nèi)沿圓心方向側(cè)面開有第一彈簧孔206；當(dāng)大錐齒輪202轉(zhuǎn)動時，通過矩形螺旋導(dǎo)軌201同時帶動三個滑塊204，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K204的徑向移動。

滑塊204上表面中間開有矩形槽219，矩形槽219槽內(nèi)沿圓心方向側(cè)面開有第一彈簧孔206；第一彈簧孔206里面放置有第一彈簧205，第一彈簧205與閥芯底部的正方形塊207相連接。閥芯包括三個相同部分的組合體，其中有兩個帶有反饋調(diào)節(jié)裝置1，各通過螺母108與絲杠106)相連；組合體是包括圓弧形的腔體209、第二彈簧213、圓弧形的蓋板210和與圓弧形腔體相配合的伸縮塊214，蓋板210通過螺釘211將其密封。這樣的三部分組合體首尾相互嵌入組成閥芯，當(dāng)與大錐齒輪202導(dǎo)軌相配合的滑塊204徑向移動時，滑塊204內(nèi)的第一彈簧205發(fā)生變形；由于受力需要平衡，所以在第一彈簧205的作用下分別帶動三個閥芯徑向運動；閥芯的徑向運動會使其腔體內(nèi)的伸縮塊214在內(nèi)部第二彈簧213的作用下沿圓周方向發(fā)生伸縮，從而相互嵌入的三個相同的圓弧形組合體沿圓周方向發(fā)生伸縮，進而改變閥芯開口面積的大小。根據(jù)設(shè)定流量，得到確定的節(jié)流口面積。

流量補償：當(dāng)流體的流量調(diào)節(jié)到一個設(shè)定值時，如果流體壓力或溫度發(fā)生變化，流體流量即需要補償；安裝在流體入口305的壓力傳感器或溫度傳感器監(jiān)測流體的壓力和溫度，如果壓力和溫度發(fā)生變化，相應(yīng)信號傳到微控制處理器，微控制處理器經(jīng)過計算，實施溫壓補償，此信號通過傳動裝置，帶動反饋調(diào)節(jié)裝置1，調(diào)整閥芯節(jié)流口面積，得出補償后的閥芯開口面積大??；傳動裝置帶動傳動器101，傳動器101的長方形槽102內(nèi)有自鎖彈簧103，自鎖彈簧103的兩端處于長方形槽102內(nèi)，自鎖彈簧103和絲杠106的外壁有輕微的摩擦，絲杠106穿過自鎖彈簧103、傳動器101，且同軸，絲杠106的前端有螺紋107與六角螺母108配合；傳動器101不轉(zhuǎn)時，自鎖彈簧103與絲杠106雖然有摩擦，但可以發(fā)生相對滑動，絲杠106能沿閥芯直徑方向來回移動。傳動器101左轉(zhuǎn)，作用于自鎖彈簧103的一端,自鎖彈簧103外徑縮小，卡住絲杠106，帶動絲杠106左轉(zhuǎn)；傳動器101右轉(zhuǎn)，作用于自鎖彈簧103的另一端，自鎖彈簧103外徑縮小，卡住絲杠106，帶動絲杠106右轉(zhuǎn)。

絲杠106通過螺釘110、六角螺母108、銷釘109與閥芯相連接。絲杠106發(fā)生轉(zhuǎn)動，通過螺母108，將絲杠106的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽?08的徑向移動。螺母108通過銷釘109帶動閥芯的一個組合體徑向移動，使其腔體內(nèi)的伸縮塊214在內(nèi)部第二彈簧213的作用下沿圓周方向發(fā)生伸縮，從而相互嵌入的三個相同的圓弧形組合體沿圓周方向發(fā)生伸縮，進而調(diào)整閥芯開口面積的大小，實現(xiàn)補償。

當(dāng)設(shè)定流量，調(diào)節(jié)傳動裝置驅(qū)動閥芯，改變節(jié)流口面積時，傳動器101不轉(zhuǎn)動。絲杠106與自鎖彈簧103之間有間隙，摩擦系數(shù)很小，它們之間可以相對滑動。這時，組合體可以帶動六角螺母108和絲杠106徑向移動，不受自鎖彈簧103的影響。

當(dāng)流量補償時，設(shè)定流量已經(jīng)確定，調(diào)節(jié)傳動裝置在固定位置，閥芯在確定開口，這時流量補償，傳動器101轉(zhuǎn)動，自鎖彈簧103鎖住絲杠106并隨傳動器101一起轉(zhuǎn)動，通過六角螺母108帶動組合體徑向移動。組合體是通過第一彈簧205與滑塊204彈性連接，可以相對滑塊204移動，從而改變節(jié)流口面積，實現(xiàn)補償。

所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。