[发明专利]自平衡的比例流量阀

说明书

本发明涉及流量阀技术领域，尤其是一种自平衡的比例流量阀包括：阀体，具有阀腔、P1口及P2口；套筒，固定安装在阀腔内；阀杆，滑动安装在套筒内，阀杆的底端具有外周面内凹的内凹部，阀杆的内凹部与套筒的内周面之间的形成第一腔，P1口与第一腔连通，套筒及其内部的阀杆将阀腔分隔为位于下方的第二腔及位于上方的第三腔，第二腔和第三腔通过流道连通，P2口与第二腔连通；阀芯；以及执行机构，其利用阀杆与套筒将阀腔分隔为第一腔、第二腔及第三腔，以便流体介质作用到阀杆上使其产生位移的力趋近于平衡，从而实现降低或避免在关闭或开启状态下流体介质对阀芯的开度大小的干扰，确保阀芯的开度完全由执行机构来控制，流量控制精度稳定。

技术领域

本发明涉及电子烟技术领域，尤其是一种自平衡的比例流量阀。

背景技术

电气比例流量阀作为高度集成的机电一体化产品，是电气比例控制技术的核心，代表了流体控制技术的发展方向，其广泛应用于工厂自动化及车辆控制上。

现有的电气比例流量阀分为直动式电气比例流量阀和先导式电气比例流量阀，然而无论是直动式电气比例流量阀，还是先导式电气比例流量阀在使用过程中，均存在流体介质会对阀芯或阀杆造成大幅度的冲击，导致控制精度不佳，容易发生泄漏的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中比例流量阀其内部的流体介质会对阀芯或阀杆造成大幅度的冲击，导致控制精度不佳，容易发生泄漏的问题，现提供一种自平衡的比例流量阀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自平衡的比例流量阀，包括：

阀体，具有阀腔、P1口及P2口；

套筒，固定安装在阀腔内；

阀杆，滑动安装在套筒内，所述阀杆的底端具有外周面内凹的内凹部，内凹部的上端与阀杆外周面之间形成上受力面，阀杆的内凹部与套筒的内周面之间的形成第一腔，P1口与第一腔连通，所述套筒及其内部的阀杆将阀腔分隔为位于下方的第二腔及位于上方的第三腔，第二腔和第三腔通过流道连通，P2口与第二腔连通；

阀芯，设置于阀杆的底端，阀芯外周面的顶端与阀杆的外周面之间形成下受力面；

以及执行机构，所述执行机构用于驱动阀杆连同其上的阀芯相对套筒的底端开口靠拢或远离，当阀芯靠拢至下受力面抵住套筒的底端端部，将套筒的底端开口封堵时，第一腔和第二腔隔绝；当阀芯远离套筒的底端端部时，第一腔和第二腔连通。

本方案中利用阀杆与套筒将阀腔分隔为第一腔、第二腔及第三腔，并使第二腔和第三腔连通，流量阀关闭状态时，第一腔内的流体介质分别会对上受力面和下受力面产生相反的作用力，使流体介质作用到阀杆上使其产生位移的力趋近于平衡，形成流量阀关闭状态下的自平衡；流量阀开启时，第二腔和第三腔内的流体介质分别会对阀杆的两端产生相反的作用力，使流体介质作用到阀杆上使其产生位移的力趋近于平衡，形成流量阀开启状态下的自平衡；从而实现降低或避免在关闭或开启状态下流体介质对阀芯的开度大小的干扰，确保阀芯的开度完全由执行机构来控制，流量控制精度稳定。

进一步地，所述流道开设在阀杆的内部，流道的底端开口与第二腔连通，流道的顶端开口与第三腔连通。

进一步地，当阀芯封堵住套筒的底端开口时，第一腔内的流体介质对上受力面产生向上的推力F1，第一腔内的流体介质对下受力面产生向下的推力为F2，其中，F1＝F2；以此可实现在流量阀关闭状态下的完全自平衡。

进一步地，当阀芯远离套筒的底端端部，使第一腔和第二腔连通时，第一腔内的流体介质对上受力面产生向上的推力F3，第一腔内的流体介质对下受力面产生向下的推力F4，第二腔内的流体介质对阀芯的底端及阀杆的底端产生向上的推力F5，第三腔内的流体介质对阀芯的顶端产生向下的推力F6,其中，F3+F5＝F4+F6；以此可实现在流量阀开启状态下的完全自平衡。