高低温流股混合自动恒温阀制造技术

本发明专利技术是通过高低温流股混合以获得所需温度的自调节恒温装置。用以解决现在人工调节所带来的调节质量差、费时费料费能源问题。它是用等压器的流体压力负反馈系统控制高低温流股不断变化的流体压力使其在混合前压力相等，然后，再用轮形多辐条式双金属片组传动关联阀动作的温度负反馈系统使混合后流体温度恒定的。该装置比现有双阀门人工调节省时省料节能，同时也可省近一半的现技术必需的流体输送管道与阀门。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于高低温流股混合自动控温的装置，由于通过将高低温两流股混合以获得所需温度流股的技术，已应用在许多领域，所以它不是某一专业技术，而是一个共性的问题。它是利用双金属片受热弯曲呈线性规律变化的性质来驱动关联阀门2，调节经等压器控制的高低温双流股的流量比，从而达到恒定温度的目的。等压器是利用二流股输入压力的变化产生的压差，作为负反馈信号来驱动关联节流阀动作来消除这一压差，从而实现两输出压力相等的目的的。等压器为双金属片组调温系统提供相等的压力环境，使该系统的对线性流量比调节得到保障。现在淋浴、浴洗、槽浴、或池浴的温度调节是通过拧动两个冷热水开关或蒸气与冷水开关来进行的，既烦琐又难以调节到适宜的温度，因为来自锅炉的蒸气或热水的温度与压力在不断改变，同时冷水的压力也随时改变。在化学与其它领域的实践与生产中也往往存在热水浴、温水浴、油浴、蒸气浴等需要恒定温度的问题，人们也常常通过手动的办法来调节，费时费料而且效果不佳。在生产领域中也存在同类问题。为解决此类问题，人们又倾向于运用诸如电子信息反馈，微积分调节等自动方式，这又导致结构复杂与设备庞大，因而不经济。本专利技术旨在解决普遍存在的这一技术问题，使这类由高低温两流股相混合的自动恒温装置简易化、实用化、宜于普及。本专利技术是这样实现的。把由两种温度膨胀系数相差很大的金属片结合起来的双金属片成双结合串联成组。它们在温度升高时主动层向被动层弯曲变形从而导致每组中相对的两个双金属片以简支梁的形式向外产生位移。位移与温度差在双金属片其它几何特征如厚度S，长度L与材质(如弹性横量E)等一定的情况下成正比例关系，f＝K(T-To)＝K△T(K为系数。基于此，我们使用了关联阀(它在增加一股流量时却减少了另一没流量)，把双金属片组产生的位移变换成关联阀的二股流量之比的变化。由于关联阀杆在一定位移下两个阀孔增加和减少的面积相等，这就要求两流股的压力相等，从而达到混合流股恒温的目的。为此，我们又使用等压器来控制双流股的压力。等压器是将输出及输入压力任意变化的两流股进行调节使它们输出压力总相等的装置、它是利用两个平衡式阀门芯结构来协同作用的。如图1所示，当两流股输出压力相等时，膜片左右两侧受力平衡，膜片与关联节流阀静止。反之，当两侧存在压力差时，作用在膜片上的压力差使关联节流阀动作。该压力差会将阀杆推向输出压力小的一方，从而使该方的节流阀孔增大其输出压力也增大，而使另一方节流阀孔变小，结果使压力差减少。这种负反馈作用一直进行下去，直到压力差A△P≤f1+f2(A为膜片有效作用面积，△P为压力差，F1+F2为阀芯作用的摩擦阻力)。总之，这两种负反应过程的作用都使压力差△P减少，直到为零。由此可见，等压器是通过两个途径来消除或减少△P的一.对首先变化压力的一方通过负反馈使其自身增益的趋势减少，这种作用实际上是试图绊住其变化的“脚”;二.使另一流股“追赶”这个压力变化，这样的动作将一直进行下去，直至达到其误差范围内。对等压器的性能分析，为提高灵敏度可采取以下措施1.增大膜片有效作用面积;2.减少阀芯及阀杆质量并让等压器采用卧式;3.减少动作系统的摩擦系数，使阀芯、阀杆光洁度高。 附图说明图1.高低温流股恒温阀装配图. 图2.双金属片正视图和右视图. 图3.阀座正视图，右视图和俯视图. 图4.复位板正视图和右视图. 图5.关联阀杆2的正视图和右视图与俯视图和右视图. 图6.(a)阀芯2的正视图和右视图.(b)阀芯1的正视图和俯视图.(中图)关联阀杆1的正视图和俯视图. 图7和图8.垫片的正视图和俯视图. 图9.节流阀1的正视图的俯视图. 图10.调温套柄的俯视图正视图. 图11.分室板的俯视图和正视图. 图12.调位螺套的正视图和俯视图. 图13.阀体的正视图和俯视图. 图14.调位旋钮的俯视图和正视图. 图15.等压器左阀体的正视图和俯视图. 图16.等压器右阀体的正视图的俯视图. 图17.等压器采用活塞式结构时的活塞的正视图的俯视图. 图18.采用活塞式结构时的等压器左阀体的正视图. 图19.采用活塞式结构时的等压器右阀体的正视图. 图1中的各种部件名称1.低温流股输出管;2.阀芯1;3.调位旋钮;5，23封漏环;6.关联阀杆1;7.紧固螺栓;8.节流阀1;9.等压器右阀体;10.反馈孔1;11.膜片;12.传压螺丝;13.反馈孔;15.节流阀2;16.阀芯2;17.复位弹簧;18.高温流股输出管;19.等压器左阀体;20.锁定螺钉;21.调温套柄;22.分室板;24.等压孔;25.垫片;26.双金属片组;27.阀体;28.复位板;29.复位弹簧;30.关联阀杆2;31.阀座;32、33.梢;34.调温螺套;35.封梢环。图2.为提高双金属片对温度的灵敏度，其应有下列特点1.直径尽量接近阀体直径，让流体不短路; 2.采用轮形多辐条式，流体从辐条间隙通过; 3.主动层的内边和被动层的外边缘皆半边折起，折起所沿直径位置有两种一种与辐条中心线重合，另一种与扇形通道中心线重合。同一双金属片的两层折起应本着同一轴，同一侧。两种折起的双金属片安装后应使用沿不同轴折起的双金属片相临，通道与通道错开，使流体在任何温度下皆可充分绕行与辐条接触，且使该错开秩序在运输与使用中因折起的相互啮合而稳定不乱。(图中a′b′轴与c′d′轴分别为两种指定的辐条，最好为偶数条)。4.依简支梁型双金属热移位f＝K△T.L2/4S(其中K为比弯曲℃0.1)f挠度(mm)。△T温差，L为跨度，S厚度可知要提高灵敏度，应增加双金属片直径或减少其厚度。(此处，对轮形双属片而言L2＝D2-D12，即为外内径平方和之差。)为提高双金属片对关联阀的驱动效果，应减少复位弹簧的刚度及提高关联阀杆2与阀座接触表面的光洁度。依双金属片热推力公式P＝K(T-T0)EBS/L，应保证P≥F+f。即热推力不小于任一瞬间摩擦力与弹簧力之和。双金属片的造型由冲床冲压面成。其材质的选择应依工作介质的物化特性对它的要求，如防锈、防蚀等。图3、图5及图13分别为阀座、关联阀杆2及阀体结构图。它们的装配情况见图1，它们与双金属片组(图2)及复位弹簧(图1-29)组成了对高温流股的温度变化的负反馈系统。等高温流股温度升高时，双金属片组膨胀并克服弹簧力而使关联阀杆2左移使高温流股流量变小，低温流股流量变大，从而达到混合后温度的恒定。为使调节动作有好的阀孔面积线性变化的保障，它们应满足阀孔的尺寸与间距在阀座、阀体关联阀杆2上的位置说明见说明书第5页，这样可在高温流股温度低于恒温流股的预定温度时可将关联阀杆2的低温流股阀孔封闭。用梢(32，33)固定阀体，阀座与关联阀杆2三者间的相对位置在关联阀杆2处的梢(33)被封梢环(35)封入梢槽内，见图1。同时，在安装双金属片组时，用垫片(图7)将它们垫平，见图1之25，以使它们施力受力均匀。复位板(图4)与复位弹簧的安装情况见图1之28、29。关联阀杆2底端有一小孔与其上阀孔相通以使关联阀杆2动作不因阀杆底部被封的小桶内压力弯化而影响动作灵敏度。为提高恒温精度，应在实验基础上根据规格来确定各阀孔大小与它们之间距等尺寸。两阀孔的形状特征方程分别是(见“说明书”第5页)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高低温流股混合自动恒温阀，它是用等压器的流体压差负反馈系统控制高低温流股使它们在混合前的压力相等，再用以双金属组为核心的温度负反馈系统对高温流股的温度变化用关联阀重新分配二流股混合时的流量比，从而使混合后温度恒定，其特征是：１．１等压器两流股的压力变化所产生的压力差驱动膜片使其传动关联节流阀对该压力差产生负反馈作用的机构。１．１．１关联节流阀由关联阀杆１和两个平衡式阀芯结构组成。１．１．２每个阀芯的左右两面皆受输出压力的作用，且受力平衡，阀芯仅受摩擦力Ｆ，和关联阀杆１的作用力下，其平衡时：Ｆ＝ｆ１＋ｆ２，其中ｆ１为左阀芯的摩擦阻力（当阀体采用卧式时重力与支持力相等而不对阀芯的动作产生影响），Ｆ＝Ａ（Ｐ１－Ｐ２）。每个节流阀芯的底部由导压孔与输出流体相通。各输出流股的流体压强，即静电压力，Ａ△Ｐ由压差引起的膜片对关联阀杆１的驱动力Ｆ，由Ａ△Ｐ＝ｆ１＋ｆ２可见关联节流阀的动作与各流股输入压力无关。１．１．３膜片每侧用反馈孔来将各流股静压力传给膜片，并在膜片上进行比较，膜片传动关联阀杆１向压力较小的一侧移动从而开大该侧阀孔使输出压力升高，同时关小另一侧阀孔使其压力降低，最终使两侧压力差为零，因此该系统为负反馈系统。１．１．４．阀芯动作结构表面应有足够高的光洁度，以提高灵敏度，减小调节误差，因为压力差只有克服总摩擦团才能开始动作，Ａ△Ｐ≥∑ｆ，即△Ｐ≥∑ｆ／Ａ等压器呈中心对称结构。对称轴膜片每侧皆分为三室：输入流体室，一个输出动压室，（关联节流阀结构所在）一个输出静压室，后二者靠反馈孔相通。１．２以双金属片组为核心的温度负反馈系统由双金属片组，关联阀杆，２，阀体，阀座，复位弹簧及复位板，调温套柄组成，其特征是：１．２．１双金属片组中的每个双金属片呈轮形结构，有多个均匀分布最好偶数个呈中心辐射状扇形流体通道和双金属片辐条，其中心为关联阀杆２串孔，沿串孔有一半主动层内沿呈半环形带折起，折起和未折起的分界线有两种：一种沿辐条中心线，一种沿扇形通道中心线，而在双金属片的被动层外沿也一半折起，其分界线与主动层内沿折起的分界线重合，仍像主动层一样，其分界线位置也有两种。１．２．２双金属片组串联时应将扇形通道与扇形通道错开，将折起分界线不同的双金属片相临放置，并在串联两端用有半片折起的垫片将它们垫平。１．２．３双金属片的轮形结构是由冲床冲压轧成。１．２．４关联阀杆２的两上阀孔形状的特征方程分别是：ｘ↓［１］＝０ｘ↓［２］＝１１．...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋克，
申请(专利权)人：宋克，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]