一種高溫流體流量調節機構的制作方法
【專利摘要】一種技術效果優良的高溫流體流量調節機構，所述高溫流體流量調節機構構成如下：端蓋(1)、流通通道(2)、傳動齒輪(3)、行程控制桿(4)、傳動軸承力節(5)、射流冷卻孔(6)、傳動軸(7)和擋板(8)；所述行程控制桿(4)通過傳動齒輪(3)連接于傳動軸(7)的一端，傳動軸(7)具體為空心結構，所述端蓋(1)位于傳動齒輪(3)外側，所述擋板(8)為球形結構，擋板(8)的中心軸設置有通孔結構，擋板(8)通過通孔結構套在傳動軸(7)的另一端，所述高溫流體流量調節機能夠實現工作流體的溫度超過500℃流體的流量調節，結構簡單，方便使用，且可擴展性強，具有較大的經濟和社會價值。
【專利說明】一種局溫流體流里調節機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及流量調節機構的結構設計和應用【技術領域】，特別提供了一種高溫流體流量調節機構。
【背景技術】
[0002]在熱能與動力工程領域，溫度是工作介質的一項重要指標，代表工作介質的做功能力，對于大多數的熱機來說，提高工作介質的溫度是提高輸出能力的主要方法；對于工程試驗來說，溫度是試驗達到目的的基礎參數，而與此同時就帶來了對高溫流體的調節和控制問題。
[0003]高溫流體的調節和控制一直是熱能與動力工程領域的難點和瓶頸，高溫流體的溫度帶來的熱膨脹量、熱負荷為控制機構的選材、結構設計、工作方式等帶來了諸多難題。目前國內市場中的高溫調節閥門工作溫度大多在500°C以下，工作流體的溫度超過500°C后，就需要進行冷卻，與此帶來的就是整套的冷卻系統和額外控制系統，增加了成本和系統的復雜性。
[0004]人們迫切希望獲得一種高溫流體流量調節機構。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種技術效果優良的高溫流體流量調節機構，解決熱能與動力工程設計中，高溫流體流量、壓力的調節和控制等方面的問題。
[0006]所述高溫流體流量調節機構構成如下:端蓋1、流通通道2、傳動齒輪3、行程控制桿4、傳動軸承力節5、射流冷卻孔6、傳動軸7和擋板8 ;所述行程控制桿4通過傳動齒輪3連接于傳動軸7的一端，傳動軸7具體為空心結構，所述端蓋I位于傳動齒輪3外側,所述擋板8為球形結構，擋板8的中心軸設置有通孔結構，擋板8通過通孔結構套在傳動軸7的另一端，所述傳動軸承力節5位于傳動齒輪3和擋板8之間的傳動軸7上，射流冷卻孔6位于傳動軸承力節5之間的傳動軸7上，所述擋板8位于流通通道2內。
[0007]所述流通通道2的兩端連接有平緩通道，所述平緩通道的管徑是流通通道2管徑的5?6倍。
[0008]所述射流冷卻孔6同時起到氣封進氣的作用；
[0009]所述傳動軸承力節5為橢球形結構，其耐磨性和工藝性好于球形，針對高溫帶來的熱膨脹問題，使運動件與靜止件保證最小的接觸面積，同時根據工作溫度，精確計算零件膨脹量、合理安排零件間隙，并采用氣體封嚴結構，控制高溫氣體的泄漏量。傳動軸承力節5可以布置在擋板的兩端或布置在單側，流體溫度在500K以下可以采用兩端布置結構，500K以上為保證可靠性必須采用單側布置的結構；尺寸依據傳動軸確定；承力節的冷卻形式需要根據所調節流體的要求來確定，可以采用開放式冷卻結構或封閉式冷卻結構。冷卻孔通常情況是選用長徑比在3?4的射流冷卻孔。
[0010]所述傳動軸7具體為空心結構，傳動軸7上設置有射流冷卻孔6解決高溫帶來的熱負荷問題，保證在必要的情況下可以在熱端零件上形成對流冷卻和氣膜冷卻，有效的控制零件承受的熱負荷。
[0011]針對對某些高溫流體來說，參數測量是控制系統的必要反饋，本專利設計的機構的主體零件為空心體，便于安裝各種測量傳感器。
[0012]所述高溫流體流量調節機構根據流體的流量、溫度、壓力及要求的調節量確定流通通道2的截面尺寸。通常情況下為保證調節的穩定性，在調節機構前后需要布置一定長度的平緩通道，一般為管徑的5?6倍，同時流體的速度要控制在馬赫數0.3?0.4。
[0013]所述高溫流體流量調節機構根據流體溫度設計擋板尺寸。通過在擋板內部形成冷卻通道、在擋板表面形成氣膜可以使擋板溫度比流體溫度低300K?450K，以此為基礎計算擋板膨脹量，可以將擋板與流通通道間隙減小60%，達到降低調節裝置泄露量的目的。
[0014]所述高溫流體流量調節機構可以降低流量調節機構的復雜程度，根據高溫流體的特點可以對機構零件自由選材，搭配冷卻結構，可以解決調節機構無法承受高溫的瓶頸，降低工程系統的研制成本。
[0015]高溫流體根據流體的自身條件會具有不同的特性，氣態、液態或氣、液混合等，相應的工作參數也不同，因此在設計流量調節機構時必須根據流體的特點對相應的技術方案進行調整。
[0016]所述高溫流體流量調節機構采用熱補償結構、冷卻結構。冷卻結構可以選用直接冷卻、間接冷卻、異介質冷卻等；傳動結構包括手動、電動、調節精度，必要時還需加裝傳感
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[0017]所述高溫流體流量調節機能夠實現工作流體的溫度超過500°C流體的流量調節，結構簡單，方便使用，且可擴展性強，具有較大的經濟和社會價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明:
[0019]圖1為高溫流體流量調節機構示意圖；
[0020]圖2為傳動軸示意圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]所述高溫流體流量調節機構構成如下:端蓋1、流通通道2、傳動齒輪3、行程控制桿4、傳動軸承力節5、射流冷卻孔6、傳動軸7和擋板8 ;所述行程控制桿4通過傳動齒輪3連接于傳動軸7的一端，傳動軸7具體為空心結構，所述端蓋I位于傳動齒輪3外側,所述擋板8為球形結構，擋板8的中心軸設置有通孔結構，擋板8通過通孔結構套在傳動軸7的另一端，所述傳動軸承力節5位于傳動齒輪3和擋板8之間的傳動軸7上，射流冷卻孔6位于傳動軸承力節5之間的傳動軸7上，所述擋板8位于流通通道2內。
[0023]所述流通通道2的兩端連接有平緩通道，所述平緩通道的管徑是流通通道2管徑的5?6倍。
[0024]所述射流冷卻孔6同時起到氣封進氣的作用；
[0025]所述傳動軸承力節5為橢球形結構，其耐磨性和工藝性好于球形，針對高溫帶來的熱膨脹問題，使運動件與靜止件保證最小的接觸面積，同時根據工作溫度，精確計算零件膨脹量、合理安排零件間隙，并采用氣體封嚴結構，控制高溫氣體的泄漏量。傳動軸承力節5可以布置在擋板的兩端或布置在單側，流體溫度在500K以下可以采用兩端布置結構，500K以上為保證可靠性必須采用單側布置的結構；尺寸依據傳動軸確定；承力節的冷卻形式需要根據所調節流體的要求來確定，可以采用開放式冷卻結構或封閉式冷卻結構。冷卻孔通常情況是選用長徑比在3?4的射流冷卻孔。
[0026]所述傳動軸7具體為空心結構，傳動軸7上設置有射流冷卻孔6解決高溫帶來的熱負荷問題，保證在必要的情況下可以在熱端零件上形成對流冷卻和氣膜冷卻，有效的控制零件承受的熱負荷。
[0027]針對對某些高溫流體來說，參數測量是控制系統的必要反饋，本專利設計的機構的主體零件為空心體，便于安裝各種測量傳感器。
[0028]所述高溫流體流量調節機構根據流體的流量、溫度、壓力及要求的調節量確定流通通道2的截面尺寸。通常情況下為保證調節的穩定性，在調節機構前后需要布置一定長度的平緩通道，一般為管徑的5?6倍，同時流體的速度要控制在馬赫數0.3?0.4。
[0029]所述高溫流體流量調節機構根據流體溫度設計擋板尺寸。通過在擋板內部形成冷卻通道、在擋板表面形成氣膜可以使擋板溫度比流體溫度低300K?450K，以此為基礎計算擋板膨脹量，可以將擋板與流通通道間隙減小60%，達到降低調節裝置泄露量的目的。
[0030]所述高溫流體流量調節機構可以降低流量調節機構的復雜程度，根據高溫流體的特點可以對機構零件自由選材，搭配冷卻結構，可以解決調節機構無法承受高溫的瓶頸，降低工程系統的研制成本。
[0031]高溫流體根據流體的自身條件會具有不同的特性，氣態、液態或氣、液混合等，相應的工作參數也不同，因此在設計流量調節機構時必須根據流體的特點對相應的技術方案進行調整。
[0032]所述高溫流體流量調節機構采用熱補償結構、冷卻結構。冷卻結構可以選用直接冷卻、間接冷卻、異介質冷卻等；傳動結構包括手動、電動、調節精度，必要時還需加裝傳感
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[0033]所述高溫流體流量調節機能夠實現工作流體的溫度超過500°C流體的流量調節，結構簡單，方便使用，且可擴展性強，具有較大的經濟和社會價值。
【權利要求】
1.一種高溫流體流量調節機構，其特征在于:所述高溫流體流量調節機構構成如下:端蓋(I)、流通通道(2)、傳動齒輪(3)、行程控制桿(4)、傳動軸承力節(5)、射流冷卻孔(6)、傳動軸(7)和擋板⑶；所述行程控制桿⑷通過傳動齒輪(3)連接于傳動軸(7)的一端，傳動軸(7)具體為空心結構，所述端蓋(I)位于傳動齒輪(3)外側，所述擋板(8)為球形結構，擋板(8)的中心軸設置有通孔結構，擋板(8)通過通孔結構套在傳動軸(7)的另一端，所述傳動軸承力節(5)位于傳動齒輪(3)和擋板(8)之間的傳動軸(7)上，射流冷卻孔(6)位于傳動軸承力節(5)之間的傳動軸(7)上，所述擋板(8)位于流通通道(2)內。
2.按照權利要求1所述高溫流體流量調節機構，其特征在于:所述流通通道(2)的兩端連接有平緩通道，所述平緩通道的管徑是流通通道(2)管徑的5?6倍。
3.按照權利要求1所述高溫流體流量調節機構，其特征在于:所述流通通道(2)內流體的速度為馬赫數0.3?0.4。
【文檔編號】G05D7/00GK104407629SQ201410548339
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】周建平, 林成, 呂晶, 藍天霞, 李丹 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司