具有新型結構的風量調節閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種風量調節閥，特別涉及一種具有新結構的風量調節閥，所述風量調節閥能夠應于實驗室的通風系統中，用于調節通風柜的面風速從而使面風速保持基本恒定的狀態。
【背景技術】
[0002]實驗室通風系統主要是用于捕捉和阻隔有害氣體從而保證實驗室試驗人員人身安全的安全保障系統，這就需要對通風系統的主要構成部件，即通風柜的面風速進行有效控制，過高或過低的面風速都是不可接受的，因為過低的面風速無法有效地捕捉有害氣體，而過高的面風速則會導致試驗數據的不穩定性和不準確性，而且也會導致室內冷、熱空氣過分被置換進而導致能耗大大提高。所述面風速是指通風柜的試驗操作面門口的風速，一般控制在每秒0.5米比較佳。
[0003]如圖1所示，現有的實驗室通風系統主要由多個通風柜并聯而成，例如圖1中所示的通風柜al、a2和a3。所述通風柜al、a2和a3具有類似的結構下面以所述通風柜al為例子作介紹。所述通風柜al中不僅具有用于放置實驗器件的試驗臺而且具有實驗腔alO，在所述實驗腔alO的前側設置有操作窗口，在所述操作窗口位置設置有能夠調節所述操作窗口的開啟面積S1的視窗ml。所述通風柜al還設置有與所述實驗腔alO連通的排風口，所述排風口與排風通道B1相連通，在所述排風通道B1上設置有用于控制操作窗口的面風速的風量控制閥F1。而為了監控所述操作窗口的面風速，在所述通風柜al上還設置有風壓感應器，所述風壓感應器與控制器K1電信號連接。同樣地，所述通風柜(a2、a3)分別連通所述排風通道(B2、B3 )，在所述排風通道(B2、B3 )上也分別設置有風量控制閥(F2、F3 )。所述排風通道(Bl、B2、B3)分別連通到總排風通道B。在所述總排風通道B上連接有能夠排出所述通風柜(al、a2、a3)中空氣的抽風機C。在所述總排風通道B上還設置有用于檢查所述總排風通道B風量的風壓感應器J以及用于關閉或開啟所述總排風通道B的總閥體F。所述通風系統還包括控制器K，所述風壓感應器J電信號連接到所述控制器K。需要使用所述通風柜al進行實驗操作時，通過所述控制器K開啟總閥體F和啟動所述抽風機C，同時所述控制器K1控制所述風量控制閥F1使其具有合適的開啟度即能夠使所述通風柜al具有合適的面風速。
[0004]但在使用的過程中會出現多種因素導致所述通風柜al的面風速發生變化，總的來說可以分為以下兩種情況:第一種，自身干擾因素:在所述視窗ml升高或降低時，或者其它因素(如人體遮擋所述通風柜al的操作窗口)導致所述操作窗口的通風面積發生變化而引起所述通風柜al的流量、風壓出現變化；第二種，外在干擾因素:在所述視窗ml未發生位移時，由于需要啟動或關閉另一個通風柜(a2或a3)時，為了能夠為所述通風柜a2或通風柜a3提供適配的風量，所述抽風機C會增大或減少功率而使所述總排風通道B內的風壓發生變化，而所述總排風通道B內的風壓發生變化又將干擾到所述通風柜al的工作風壓和風量。如果此時的所述風量控制閥F1不能快速化解掉外界風壓變化而引起的變化，就會使所述通風柜al本已穩定的面風速發生異常的變化。
[0005]為此，如何設計一種風量調節閥使其能夠通過自身的調節結構能夠快速地化解掉風壓變化引起的面風速的變化是值得本領域技術人員不斷探索的問題。
[0006]目前在所述通風系統中主要使用碟閥作為通風柜的風量控制閥，所述蝶閥不僅能夠關斷風管而且也導通風管，但其缺陷是明顯的，首先不僅在于蝶閥的開度大小雖然可調但調節精度非常低，更重要的是蝶閥的開啟或關閉需要通過執行器動作完成，其響應速度過慢。也有人提出把文丘里閥和碟閥串聯使用來疊加它們的優點并相互抵消對方的缺點的技術方案，但是這種簡單的組合存在如下明顯的缺陷:
[0007]第一個缺陷是，由于文丘里閥和碟閥一般是由兩個不同的企業制造，它們各自具有控制器，由于控制信號失真、誤差等原因導致它們的控制系統之間即使予以自動地聯動控制，但總體控制精度不高，不能實現風量和風壓控制精確匹配；第二個缺陷是，文丘里閥本身不僅具有安裝浮子的閥腔而且還具有控制所述浮子軸向位置的控制閥腔，也還具有機械和電氣的控制器從而使文丘里閥本身體積龐大而且結構復雜，且由于文丘里閥和碟閥是兩個獨立的控制閥門，不僅購買、組裝成本高，而且組裝結構也比較復雜。
【發明內容】
[0008]在這些現有技術的基礎上，如何克服它們的缺點而主要利用它們的優點，本發明需要解決的技術問題主要包括，一個方面是，在保留這種組合閥體優點的基礎上能夠簡化結構從而大大降低本發明閥體的制造成本；另一個方面是使本發明的閥體能夠應對不斷變化的實驗室環境從而能夠對通風柜的面風速予以穩定的控制。
[0009]鑒于上述技術目的，本發明提出一種具有新型結構的風量調節閥，其特征在于，包括具有閥腔的閥體以及收容在所述閥腔內的第一閥芯和第二閥芯，所述閥腔包括在空氣流動方向上前后貫通布置的前閥腔和后閥腔，所述第一閥芯布置在所述前閥腔中，所述第二閥芯布置在所述后閥腔中；其中，所述第一閥芯大致呈錐形從而具有錐側面和錐底面，所述前閥腔具有與所述第一閥芯的錐側面大致適配的錐形腔面；所述錐底面形成所述第一閥芯的迎風面，所述迎風面朝向所述閥體的進風端，在所述前閥腔的中軸線方向上固設有定位軸，所述第一閥芯沿錐體旋轉中軸線方向設置有錐體孔，所述第一閥芯通過所述錐體孔套裝在所述定位軸上并且所述第一閥芯結合著能夠讓所述第一閥芯彈性復位的復位彈簧，所述復位彈簧套裝在所述定位軸上并且所述復位彈簧的定位端的位置可調；所述第二閥芯呈碟片狀并能夠徑向轉動地布置在所述后閥腔中，還包括旋轉驅動軸，所述旋轉驅動軸穿過所述后閥腔的腔壁連接到所述第二閥芯。
[0010]其中，所述閥腔包括在空氣流動方向上前后貫通布置的前閥腔和后閥腔，為此形成所述前閥腔和后閥腔的閥體可以是一體化的閥體，也可以是前后布置的兩個閥體(前閥體和后閥體)的組合體；在分體的閥體結構中，所述前閥體和后閥體中分別設置所述第一閥芯和第二閥芯。
[0011]其中，所述錐底面形成所述第一閥芯的迎風面，所述迎風面朝向所述閥體的進風端，實質上定義了所述第一閥芯的錐側面、錐底面在氣流流動方向上的位置關系，所述錐底面形成所述第一閥芯的迎風面，而所述錐側面則形成所述第一閥芯的背風面。為此，當在所述錐底面和所述錐側面之間存在正向的風壓差，并且所述風壓差足夠大的情況下能夠驅使所述第一閥芯克服所述復位彈簧的彈力向所述閥體的出風端移動直至所述風壓差與所述復位彈簧的彈性力相互平衡的位置。而當所述風壓差消失或減弱的時候，所述復位彈簧又能驅動所述第一閥芯向所述閥體的進風端方向移動，直至所述風壓差與所述復位彈簧的彈性力相互平衡的另一個位置。
[0012]其中，所述前閥腔具有與所述第一閥芯的錐側面大致適配的錐形腔面，為此，所述前閥腔具有向內收窄的區域，這樣，當所述第一閥芯向所述閥體的出風端方向(向后方向)移動靠近所述收窄區域時，所述第一閥芯的錐側面與所述錐形腔面的配合能夠減少所述第一閥芯與所述閥體之間的第一通風間隙，而當所述第一閥芯反方向移動時又能夠增大所述第一通風間隙。而所述前閥腔的錐形腔面大致適配所述第一閥芯的錐側面，這樣所述錐形腔面與所述錐側面之間所形成的所述第一通風間隙雖然呈傾斜狀但具有大致平行的通道壁面，氣流在所述第一通風間隙中能夠比較穩定地流動進而具有穩定的氣壓，減少了所述第一通風間隙中的紊流以及由此導致的不確