高精度自动流量平衡阀的控制阀芯装置及制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种阀的实现方法及阀门，旨在提供一种高精度自动流量平衡阀的控制阀芯装置及制造方法。该控制阀芯装置包括流量控制阀筒，流量控制阀筒内依次安装有流量控制阀芯和线性螺旋弹簧，流量控制阀筒尾端和压紧盖连接；流量控制阀芯是中空的，可沿着流量控制阀筒的内壁滑动，其上设置有入口端面固定孔、入口侧流固定孔和弧形边侧流通道；该控制阀芯装置的制造方法包括对线形螺旋弹簧的选取和侧流通道的开设。本发明专利技术的控制阀芯装置具有很高的流量控制精度，工作压差起始值小、通流能力大、使用寿命长、制造成本低廉，当应用于空调、供热管网水系统时其综合节能效果十分明显。本发明专利技术的制造方法简单可靠，便于数控加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阀的实现方法及阀门，更具体地说，是涉及一种。
技术介绍
高档建筑物中央空调系统中，水泵及冷却塔设备平均可节能60％～80％、制冷主机平均可节能10％～40％，建筑空调系统节能潜力十分巨大。在中央空调水系统管网中普遍存在着水力失调现象，管网水力不平衡易造成系统能源的浪费和设备运行噪声的增加。自动流量平衡阀是解决复杂管网水力平衡的最佳手段之一，综合节能效果10％～45％左右。目前工程中普遍应用的机械自力式自动流量平衡阀有两种实现原理1、平衡阀的流量阀芯通流孔两端压差依靠机械自力式自动平衡控制原理，即平衡阀的两端压差DP＝P1-P3随机变化时，利用机械弹簧自力式压差控制装置(阀)通过改变DP2＝P2-P3的值自动控制流量阀芯通流孔的压差DP1＝P1-P2恒定，或者利用机械弹簧自力式压差平衡控制器通过改变DP1＝P1-P2的值确保流量阀芯通流孔的压差DP2＝P2-P3自动恒定。这种实现原理控制精度高，运行稳定，但平衡阀起始压差偏高，从而导致管网流体输配的能耗高；2、平衡阀主要由流量阀芯、流量阀套、线性螺旋弹簧与阀组件等部件构成，当平衡阀的两端压差DP＝P1-P3随机变化时，平衡阀的流量阀芯压差作用力与线性螺旋弹簧作用力保持永远平衡，通过阀芯通流孔的改变保持流量的自动恒定控制。这种原理的平衡阀结构简单、运行可靠、起始压差小但流量控制精度偏低。基于第二种原理实现的自动流量平衡阀目前有大量的进口产品，但流量控制精度普遍偏低、工作压差控制范围适应性差、应用不灵活、且实现方法多是基于理想单孔板装置的经验方法。目前公知的还没有发现一种具有高精度流量控制功能的自动流量平衡阀的控制阀芯通流孔实现方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术提供了一种高精度自动流量平衡阀的控制阀芯装置，包括流量控制阀筒5，流量控制阀筒5内依次安装有流量控制阀芯4和线性螺旋弹簧6，流量控制阀筒5尾端和压紧盖7连接；流量控制阀芯4是中空的，可沿着流量控制阀筒5的内壁滑动，其上设置有入口端面固定孔1和入口侧流固定孔2。作为一种改进，所述流量控制阀芯4壁上还开有至少两个侧流通道3。作为一种改进，所述侧流通道3具有沿着流体流动方向逐渐放大的弧形边缘。作为一种改进，所述压紧盖7外沿有一O形密封圈8。作为一种改进，所述流量控制阀筒5尾端与压紧盖7之间是螺纹连接、压紧或卡装连接。本专利技术还提供了一种高精度自动流量平衡阀的控制阀芯装置的制造方法，包括根据下列方法选用线形螺旋弹簧(1)线性螺旋弹簧的弹性模量为F=k×L=π4(D2-d2)×(ΔP2-ΔP1)]]>k=π(D2-d2)×(ΔP2-ΔP1)4L]]>(2)线性螺旋弹簧初始压缩量为X0=ΔP1ΔP2-ΔP1×L]]>式中阀芯最小工作压差ΔP1、阀芯最大工作压差ΔP2、全行程压缩量L、阀芯直径D、入口端面固定孔直径d、线性螺旋弹簧的弹性模量k。作为一种改进，还包括根据下列方法在流量控制阀芯上开设侧流通道 取离散点的数量N+1，当i＝0、1、2、......N-1时，流量控制阀芯上侧流通道的形状坐标为xi＝L×i/N，yi=NQ2ρ2L(1ΔP1L+(ΔP2-ΔP1)xi-1-1ΔP1L+(ΔP2-ΔP1)xi+1);]]>特殊坐标点取y0=2y0'-y1]]>yN=2yN-1,-yN-2]]>式中阀芯的控制流量值Q、阀芯最小工作压差ΔP1、阀芯最大工作压差ΔP2、全行程压缩量L、线性螺旋弹簧的初始压缩量X0、流体密度ρ。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是本专利技术的控制阀芯装置的制造方法简单可靠，便于数控加工。基于本制造方法实现的自动流量平衡阀的控制阀芯装置具有很高的流量控制精度，且工作压差起始值小、通流能力大、使用寿命长、制造成本低廉，适合小批量多品种生产，当应用于空调、供热管网水系统时其综合节能效果十分明显。附图说明图1是本专利技术的流量阀芯剖面示意与计算变量符号标识图。图2是本专利技术的流量阀芯侧面可变流孔的形状坐标(Xi，Yi)示意图。图3是本专利技术的高精度自动流量平衡阀的控制阀芯装置示意图。具体实施例方式结合附图，下面将对本专利技术进行详细描述。本实施例中的一种高精度自动流量平衡阀的控制阀芯装置，包括流量控制阀筒5，流量控制阀筒5内依次安装有流量控制阀芯4和线性螺旋弹簧6，流量控制阀筒5尾端和压紧盖7连接；流量控制阀芯4是中空的，可沿着流量控制阀筒5的内壁滑动，其上设置有入口端面固定孔1和入口侧流固定孔2，流量控制阀芯4壁上还开有两个沿着流体流动方向逐渐放大的弧形边缘的侧流通道3，紧盖7外沿有一O形密封圈8，流量控制阀筒5尾端与压紧盖7之间是螺纹连接、压紧连接或者卡装连接。为了实现高精度的流量控制，本专利技术还提供了一种高精度自动流量平衡阀的控制阀芯装置的制造方法如下(1)根据下列方法选用线形螺旋弹簧线性螺旋弹簧的弹性模量为F=k×L=π4(D2-d2)×(ΔP2-ΔP1)]]>k=π(D2-d2)×(ΔP2-ΔP1)4L;]]>线性螺旋弹簧初始压缩量为X0=ΔP1ΔP2-ΔP1×L;]]>(2)根据下列方法确定流量阀芯固定通流孔面积阀芯的侧面固定通流孔面积At、端面固定通流孔面积A由初试设计时给定，与控制流量值Q在三个通流孔的分配值有关。当端面固定通流孔面积A为圆孔时，取A=π4×d2;]]>(3)根据下列方法确定流量阀芯可变通流孔的形状坐标取离散点的数量N+1，当i＝0、1、2、......N-1时xi＝L×i/N，yi=NQ2ρ2L(1ΔP1L+(ΔP2-ΔP1)xi-1-1ΔP1L+(ΔP2-ΔP1)xi+1);]]>特殊坐标点取y0=2y0'-y1]]>yN=2yN-1,-yN-2]]>以下对本专利技术的制造方法进行详细描述当流量阀芯的初试设计参数给定时，对于不可压缩流体流经薄壁小孔时的流量计算公式 Q=CA2ΔPρ---(1)]]>式中A通流孔的面积，ΔP通流孔的前后压差平均值，ρ流体密度，C流量系数，与雷诺数Re有关，可以通过实验方法进行标定。本专利技术的流量阀芯如附录图1～图3所示，给定阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度自动流量平衡阀的控制阀芯装置，包括流量控制阀筒（５），其特征在于，流量控制阀筒（５）内依次安装有流量控制阀芯（４）和线性螺旋弹簧（６），流量控制阀筒（５）尾端和压紧盖（７）连接；流量控制阀芯（４）是中空的，可沿着流量控制阀筒（５）的内壁滑动，其上设置有入口端面固定孔（１）和入口侧流固定孔（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈新荣，黎焱，朱文斌，章威军，杨春节，郁辉球，
申请(专利权)人：浙江大学，杭州浙大人工环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]