[发明专利]一种可维持出口压力稳定的调节阀及其出口压力控制方法

说明书

本发明公开了一种可维持出口压力稳定的调节阀及其出口压力控制方法，调节阀包括阀体、上阀片、阀盖、下阀片和阀杆转轴，下阀片的环向壁面上均匀分布有竖直设置的若干条第一Tesla阀形流道，每条第一Tesla阀形流道均与进流腔连通；上阀片同轴设置于下阀片的上部，上阀片的环向壁面上均匀相间分布有竖直设置的若干条直线形流道和若干条第二Tesla阀形流道。本发明将具有单向导通反向压损固定功能的特斯拉阀结构应用于调节阀阀芯结构中，在应对上游压力波动工况时，可实现不改变阀门出口流量的条件下，改变调节阀的流通阻力，从而稳定调节阀的出口压力，提升了调节阀对实际工况的适应性；执行行程短，旋转较小位移，就可实现不同稳压状态的切换。

技术领域

本发明涉及调节阀，尤其涉及一种可维持出口压力稳定的调节阀及其出口压力控制方法。

背景技术

调节阀又名控制阀，是一种带有执行机构的阀门。依据控制单元输出的信号，调节阀通过执行机构改变阀门开度，可实现对系统中压力、流量等工艺参数的控制以满足用户的需要。随着现代工业自动化程度的不断提高，调节阀日益广泛地应用于冶金、能源、化工、石油、军事、水利等工业部门，发挥着不可替代的作用。

调节阀在实际应用中，经常会遇到上游压力波动的情况，此时为维持出口压力的稳定，常通过调节阀门开度来调节流通截面积从而调节出口压力，但在维持出口压力稳定的同时，阀门开度的变化也会引起出口流量的改变，并不适用于对阀门出口流量有稳定控制要求的场合。在不影响阀门流量大小的条件下来改变调节阀的流阻，以维持出口压力稳定，是值得探讨的。

特斯拉(Tesla)阀门是一种固定几何形状的被动单向导通阀，可以使流体单向流通，流体顺向流动时，总压损失较小，但流体反向流动时压力损失较大，在流道几何形状固定的条件下，反向流动的压差是固定的；特斯拉阀门的特殊之处在于，不是通过调节流通截面积来实现压降的，而是通过特定的几何形状来实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可维持出口压力稳定的调节阀，在出现压力波动时，通过调整流道几何形状来调节阀门流阻，从而维持阀门出口压力稳定。更进一步地，本发明还提供了一种基于所提出的可维持出口压力稳定的调节阀的出口压力控制方法。

本发明采用的技术方案是：

一种可维持出口压力稳定的调节阀，其包括阀体、上阀片、阀盖、下阀片和阀杆转轴，上阀片和下阀片均为柱体结构；

所述阀体为具有筒状中空腔室的无底结构，底部可拆卸式固定有阀盖，阀盖能将阀体的底部完全覆盖，阀盖上开设有贯通的阀门进口；位于阀体中空腔室底部的阀盖上表面设有支撑结构，下阀片放置于所述支撑结构上且连接处封闭，下阀片底面、支撑结构和阀盖共同构成进流腔；下阀片的环向壁面上均匀分布有竖直设置的若干条第一Tesla阀形流道，每条第一Tesla阀形流道均与所述进流腔连通；

所述上阀片同轴设置于下阀片的上部，上阀片的底部与下阀片的顶部紧密贴合；上阀片的环向壁面上均匀相间分布有竖直设置的若干条直线形流道和若干条第二Tesla阀形流道，相邻直线形流道之间的距离、相邻第二Tesla阀形流道之间的距离均与相邻第一Tesla阀形流道之间的距离相等，且直线形流道和第二Tesla阀形流道均能与第一Tesla阀形流道连通；在上阀片上沿轴线开有通孔，通孔内安装固定有阀杆转轴；阀杆转轴的上端贯穿阀体顶部；上阀片能以阀杆转轴为轴心旋转切换不同连通状态，使得第一Tesla阀形流道择一与直线形流道连通、与第二Tesla阀形流道连通或被未开设流道的上阀片底部封闭；

位于上阀片上方的阀体侧壁上开设阀门出口，通过下阀片和上阀片降压作用后的流体能从阀门出口流出。

作为优选，所述阀门进口的中心轴与阀盖的中心轴共线。

作为优选，所述支撑结构为设置于阀盖上表面的环形凸起。