专利名称：流体自动补偿控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体控制领域，特别是涉及一种可随输入端及输出端流体参数变化而自动补偿调节的流体控制装置。
背景技术：
传统的流体控制技术主要依靠各种阀体来控制和调节各项流体参数，其控制方式主要分两种手动控制和电动控制。其工作原理都是依靠外力改变阀芯的位置以调节阀体内流体通过的有效面积，来达到改变输出端流体的压力或流速或流量等流体参数的目的。
但是这种控制方法却不可避免地具有控制效率低、控制效果差的缺点。首先，由于其完全依靠外部的驱动力控制阀芯的运动，阀芯本身并不能够随流体参数的变化而自动调整，因此现有的阀门技术无法根据流体参数的实时变化而自行快速调节；其次，现有的阀门技术无一例外都是一种阀体只具有调节一项流体参数的功能，如调压阀、调速阀，而在实际的应用中，流道两端的各项流体参数，如压力、流速或流量可能会同时发生非常复杂的变化，在这样的复杂工作环境中，这种单参数控制阀很难适应实际的需要。例如，在生产实际中，可能在降低输出压力的同时还需要保持或增加输出流量，或者是输入端或输出端的一个或多个流体参数具有连续的不规则的变化，比如从地下抽取水、石油或天然气等流态物质时，位于地下的流体的各项参数由于相关因素复杂多变而无法精确预料。这样的工作环境及要求对于传统的控制阀体而言，只能由数量巨大的阀体组成复杂而庞大的阀体系统来完成，这样势必会大大增加阀体系统的成本以及维护及操作该系统的成本。
目前出现了一种利用设置于风道内的活动板来自动调节风压、风速以及风量的方法和装置。其控制原理在于，在风道内设置一铰接的调节板，该调节板在流经风道的气流压力的作用下可自动摆动以保持调节板重力与所受风力的平衡，当风道两端的气流参数发生变化时，气流在该调节板的作用力也会相应发生变化，故调节板会自动前后摆动以重新保持平衡，随着调节板的位置变化，调节板与风道之间的截面空隙也发生变化，即风道的通过能力发生改变，从而可以达到自动调节输出端流体参数的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有新的技术构思的可根据流道两端参数变化而自动调节输出端相关参数的新型的流体控制装置，本发明结构简单合理，适应面广，控制效果显著，利用本发明的流体控制装置可以自动快速调节输出流体的流速、压力和流量，具有十分广阔的应用前景。
本发明的技术方案如下流体自动补偿控制装置，包括流道，其特征在于所述流道内设置有可在流体作用力下沿该流道轴线方向移动的调节装置，且所述流道与调节装置之间的横截面差随该调节装置的移动而发生变化，所述调节装置在该移动过程中产生与所受流体力相平衡的作用力。
所述流道壁上设置有一个或多个贯通流道内外的调节孔或槽。
所述调节孔或槽沿纵向均匀分布于流道壁上。
所述流道为倾斜设置的弯管结构。
所述弯管结构具有渐变的管径。
所述调节装置为设置于流道内的滚动体或者是滑动体。
所述滚动体为滚珠或滚柱。
所述滑动体为滑块。
所述调节装置在其移动过程中产生的与所受流体力相平衡的作用力为重力或弹性回复力或磁性力或者其组合。
本发明的技术效果为本发明通过在流道内设置有调节装置，该调节装置可在流体力作用下移动并随该移动产生与所受流体力相平衡的作用力，且所述流道与调节装置之间的横截面差随该调节装置的移动而发生变化。
在流道两端的参数发生变化时，势必会影响位于流道内的调节装置所受的作用力，同时由于调节装置可以在流体的作用下沿流道移动，因此调节装置在该作用力的作用下发生位置变化，从而导致流道和调节装置之间的横截面差发生变化，反过来就可以相应地影响流道两端的流体参数。
本发明的流体控制装置具有双向调节机能。当流道输入端流体参数发生变化时，流道内的调节装置在流体的作用下发生移动，并随着该移动，流道和调节装置之间的横截面差发生变化，从而使得流道的实际通过能力发生变化，并影响输出端的流体的各项参数；反过来，当流道输出端的流体参数变化时，同样会产生调节装置的位置变化，使得流道的通过能力发生变化，并影响输出端的流体的各相关参数。
例如，采用在竖直面上倾斜设置的上端截面较小的喇叭状弯管结构，调节装置为设置于该弯管内的可自由移动的球，流体从弯管的下端口部流入，并由上端口部流出。
当输入端压力或流速发生改变时，球上所受的流体作用力加强，球随流体向弯管后端移动，并于某一位置处，球体重力将与流体的作用力相平衡，球体停止移动，此时，弯管与球体间的横截面差减小，流体的通过能力较弱，输出端的压力及流速等参数的变化趋势渐弱，只要适当调整弯管前后端的管径变化差，就可以保持输出端的压力、流速或流量等参数恒定或者保持各项参数按照需要的变化趋势进行自行调节。
反过来说，当输出端的各项流体参数发生变化时，球体两端所受到的压差也会相应发生变化，球体受到的流体作用力也将发生变化，球体同样也会在流体作用下沿流道发生移动直到位于新的平衡位置为止。比如，当输出端由于堵塞等各种原因而导致出口压力下降、流量减低时，球体所受的压差减小，即所受的流体作用力减小，其在重力的作用下向输入端移动，从而导致弯管与球体间的横截面差增大，流体通过能力增强，输出端的流量、压力等参数增大，以克服由于堵塞等原因造成的流道不畅，可以保证输出端的流体各参数的稳定或者是各参数按照需要的变化趋势自行调节。
对于那些无法有效利用球体自身重力的情况下，如流道为水平设置或流体在流道内向下流动，此时调节装置可以利用弹性回复力或磁性力来达到与流体作用力相平衡的目的，如调节装置为球体，在该球体与流道间设置有弹性结构或磁极，球体在流体作用力的影响下发生移动，该弹性结构或磁极产生与该流体作用力相反的弹性力或磁性力，以促使球体达到新的平衡。
当然，对于不同的流道结构方式，本发明所起到的具体的调节功效也各不相同，但其总的技术构思总是通过调节装置在流道内的移动，使得流道与调节装置间的截面积差相应发生变化以达到影响输出端各项流体参数的目的。
另外，本发明在流道壁上设置有调节孔或槽，通过调节装置在流道内的移动，位于调节装置两侧的调节孔数目及面积均随之发生变化，这样位于调节装置输出侧的调节孔也将有效起到调节输出流量和流速及压力的作用。
通过以上所述的调节机理可以看出，本发明的控制装置既可以随输入端的流体参数改变而自动反应，也可以随输出端的流体参数改变而自动反应，而且具有极其良好的反应灵敏特性；本发明的调节装置其调节结果不但与流道的结构有关，也与设置于流道壁上的调节孔的有效面积有关，同时还与输入端以及输出端的各参数变化有关，故可以通过调节各相关的参数来达到有效调节输出流速、压力以及流量的目的，因此本发明具有调节范围广、调节手段丰富、调节方式灵活的特点。
本发明的调节装置还具有结构简单、安装简便、成本低廉、使用可靠的优点。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明流道为水平设置的结构示意图；图3为本发明流道为向下倾斜设置的结构示意图。
1-流道，2-调节部，3-滚子，4-进口，5-出口，6-调节孔，7-挡板，8-弹簧。
具体实施例方式
以下结合具体实施方式
对本发明做进一步说明。
如图1所示为本发明一实施例的结构示意图。
流道1为一喇叭状弯管结构，其一端为进口4，另一端为出口5，在流道1的管壁四周均匀设置有调节孔6，流道1内腔中设置有滚子3，滚子3可沿流道1内腔壁自由滚动，在进口4口部设置有挡板7，以防止滚子3由流道1内滚落。
首先，由于流道1为进口端大、出口端小的喇叭状弯管结构，当流道1内通以流体时，滚子3处于某一平衡位置，其自身重力与所受的流体作用力相平衡。
当进口4端的压力或流速增大时，滚子3所受的流体作用力也随之增大，并在该流体作用力的作用下沿流道1向出口5方向移动，由于流道1上方口径小，滚子3和流道1之间的空隙随滚子3的移动而减小，流道1内流体的有效通过面积也相应减小，流体经过滚子3产生的压力损失增大，于是流体的出口压力保持稳定，不会随进口端压力增大而增大。
当进口4端的压力或流速减小时，滚子3所受的流体作用力也随之减小，滚子3在自身重力的作用下沿流道1向进口4方向移动，由于流道1下方口径大，滚子3和流道1之间的空隙随滚子3的移动而增大，流道1内流体的有效通过面积也相应增大，流体经过滚子3产生的压力损失减少，流体的出口压力仍然保持稳定，不会随进口端压力减小而减小。
然而，在现实生产实际中，也会有由于各种各样的原因而导致出口端流体参数不稳定而发生变化的情况，例如在风力送料装置中，出风口由于物料堆积量的变化而导致出口端的负载变化，当物料堆积较多时，出口端负载大，此时出口端发生堵塞，相应地滚子3上所产生的压差减小，滚子3将在重力作用下向进口4方向移动，滚子3和流道1之间的空隙随滚子3的移动而增大，流道1内流体的有效通过面积也相应增大，以增加出口端的流量，提高送料能力；而当物料供应不足时，出口端负载小，相应地滚子3上所产生的压差增大，滚子3将在流体作用下向出口5方向移动，滚子3和流道1之间的空隙随滚子3的移动而减小，流道1内流体的有效通过面积也相应减小，以减小出口端的流量，限制送料能力以避免流体的无谓消耗。
其次，由于流道1管壁上设置有大量的调节孔6，其中位于滚子3出口侧的调节孔6将会有效输出流体，当滚子3沿流道1移动时，其出口侧的调节孔6的总面积将随之变化，即通过出口5输出的流体总量也将随之变化，可以起到调节和改善输出流量的目的。
在本发明中，滚子3也可以由滑块等结构来代替，调节孔6可以由设置于管壁上的槽结构代替。所述槽结构可以为任意形状。
对于那些无法有效利用球体重力的情况下，如流道为水平设置如图2所示，或流体在流道内向下流动如图3所示，此时调节装置可以利用弹性回复力或磁性力来达到与流体作用力相平衡的目的，如调节装置设为滑块，在该滑块与流道间设置有弹簧8，滑块在流体作用力的影响下发生移动，该弹簧8随之产生与该流体作用力相反的弹性力，以促使滑块达到新的平衡。
当然，也可以利用对应设置于滑块和流道间的磁极来产生与流体作用力相反的磁性力，以代替或结合所述弹性回复力促使滑块达到新的平衡。
本发明所述流体包括各种液相、气相或其它小黏度流态等工质。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，依据本发明的精神和实质还可以做出很多的变型和改进，但这些变型和改进均将落入本发明的保护范围。
权利要求
1.流体自动补偿控制装置，包括一流道，其特征在于所述流道内设置有可在流体作用力下沿该流道轴线方向移动的调节装置，且所述流道与调节装置之间的横截面差随该调节装置的移动而发生变化，所述调节装置在该移动过程中产生与所受流体力相平衡的作用力。
2.如权利要求1所述的流体自动补偿控制装置，其特征在于所述流道壁上设置有一个或多个贯通流道内外的调节孔或槽。
3.如权利要求2所述的流体自动补偿控制装置，其特征在于所述调节孔或槽沿纵向均匀分布于流道壁上。
4.如权利要求1所述的流体自动补偿控制装置，其特征在于所述流道为倾斜设置的弯管结构。
5.如权利要求4所述的流体自动补偿控制装置，其特征在于所述弯管结构具有渐变的管径。
6.如权利要求1所述的流体自动补偿控制装置，其特征在于所述调节装置为设置于流道内的滚动体或者是滑动体。
7.如权利要求6所述的流体自动补偿控制装置，其特征在于所述滚动体为滚珠或滚柱。
8.如权利要求6所述的流体自动补偿控制装置，其特征在于所述滑动体为滑块。
9.如权利要求1所述的流体自动补偿控制装置，其特征在于所述调节装置在其移动过程中产生的与所受流体力相平衡的作用力为重力或弹性回复力或磁性力或者其组合。
全文摘要
本发明提供一种流体自动补偿控制装置，包括一流道，其特征在于所述流道内设置有可在流体作用力下沿该流道轴线方向移动的调节装置，且所述流道与调节装置之间的横截面差随该调节装置的移动而发生变化，所述调节装置在该移动过程中产生与所受流体力相平衡的作用力。本发明具有结构简单合理、适应面广、反应灵敏、控制效果显著的特点，利用本发明的流体控制装置可以自动快速调节输出流体的流速、压力和流量等参数，具有十分广阔的应用前景。
文档编号F15D1/02GK1884854SQ20061001197
公开日2006年12月27日 申请日期2006年5月24日 优先权日2006年5月24日
发明者高玉宗 申请人:高玉宗