[发明专利]一种带波纹管的温控阀设计方法

摘要

本发明公开了一种带波纹管的温控阀，包括阀门壳体、出口活接头、温控阀杆、波纹管和温控阀帽；阀门壳体设计有流体入口和流体出口；阀门壳体的流体出口与出口活接头连接；出口活接头采用了球面+‘O’型橡胶密封圈；波纹管内部的感温液体和饱和气体之间的平衡作用使温控阀根据目标环境温度进行阀门开度调节；该波纹管温控阀能够自动维持其安装区域的目标环境温度恒定。

主权项

1.一种带波纹管的温控阀设计方法，其特征在于，包含以下步骤:步骤一：阀门壳体(2)的设计所述温控阀(1)具有一个阀门壳体(2)；所述阀门壳体(2)采用一体化铸造，其厚度为标准厚度；所述阀门壳体(2)的内部形成了一个容纳空间，规划介质的流入方向和流出方向；所述阀门壳体(2)设计了一个流体入口(21)和一个流体出口(22)；所述流体入口(21)位于所述阀门壳体(2)的下部，是一个空心圆柱体；所述流体入口(21)的空心圆柱体的外壁设计有外螺纹；所述流体入口(21)设计有流体入口外螺母(211)；所述流体入口外螺母(211)的管径大于所述流体入口(21)的管径；所述流体出口(22)位于所述阀门壳体(2)的左侧，是一个空心圆柱体；所述流体出口(22)的空心圆柱体的外壁设计有外螺纹；所述阀门壳体(2)的上部设计有阀帽连接螺母(23)；所述阀门壳体(2)的纵轴线和所述流体入口(21)的纵轴线重合；所述阀门壳体(2)的横轴线与所述流体出口(22)的横轴线重合；所述流体入口(21)的纵轴线与所述流体出口(22)的横轴线相垂直；所述流体入口(21)与所述流体出口(22)之间通过缩颈形成的阀座的中心通道连通；步骤二：出口活接头(3)的设计所述流体出口(22)设计有配合使用的所述出口活接头(3)；所述出口活接头(3)位于所述流体出口(22)的左侧，是一个空心圆柱体；所述出口活接头(3)的入口端设计有活接头入口螺母(31)；所述出口活接头(3)通过所述活接头入口螺母(31)与所述流体出口(22)进行连接；所述出口活接头(3)的管径等于所述流体出口(22)的管径；所述活接头入口螺母(31)的管径大于所述出口活接头(3)的管径；所述出口活接头(3)的空心圆柱体的出口端的外壁设计有活接头出口外螺纹(32)；所述活接头出口外螺纹(32)的右端设计有密封作用的橡胶密封圈(33)；所述橡胶密封圈(33)采用球面+‘O’型设计；在所述橡胶密封圈(33)的右侧设计有凸起(34)；所述凸起(34)用来卡住所述橡胶密封圈(33)；步骤三：温控阀杆(4)的设计：所述温控阀杆(4)包括光杆段(41)，以及所述光杆段(41)两端的螺纹段(42)和阀杆头部(43)；所述光杆段(41)的精确度达到镜面效果；所述螺纹段(42)和所述光杆段(41)之间有退刀槽(44)；所述阀杆头部(43)的顶端设计有连接槽(45)；所述光杆段(41)上靠近所述阀杆头部(43)的位置设计有波纹管(46)；所述波纹管(46)上距离所述阀杆头部(43)的较远的一端设计有密封罩(47),所述密封罩(47)为碗状结构；所述螺纹段(42)上距离所述光杆段(41)的较远的一端设计有温控阀芯(48),所述温控阀芯(48)为碗状结构；所述光杆端(41)、所述螺纹段(42)、所述阀杆头部(43)、所述密封罩(47)和所述温控阀芯(48)处于同轴；步骤四：波纹管(46)的设计：所述波纹管(46)包括连接管(461)、防护架(462)、主管体(463)、第一辅管体(464)和第二辅管体(465)；所述连接管(461)上焊接有螺纹接头(466)；所述连接管(461)的右端通过螺栓连接所述防护架(462)；所述防护架(462)的内侧通过螺栓连接所述主管体(463)；所述主管体(463)的右端管体内侧设计有内螺纹；所述第一辅管体(464)的左端管体外侧设计有外螺纹；所述主管体(463)的右端通过螺纹连接所述第一辅管体(464)；所述第一辅管体(464)的右端管体内侧设计有内螺纹；所述第二辅管体(465)的左端管体外侧设计有外螺纹；所述第一辅管体(464)的右端通过螺纹连接所述第二辅管体(465)；所述主管体(463)的管径大于所述第一辅管体(464)的管径；所述第一辅管体(464)的管径大于所述第二辅管体(465)的管径；所述主管体(463)、所述第一辅管体(464)、所述第二辅管体(465)是由紫铜一体压制而成的带有环装波纹的紫铜管；紫铜管的内部是充满特殊的感温液体和饱和气体；步骤五：温控阀帽(5)的设计所述温控阀(1)的上部设计有温控阀帽(5)；所述温控阀帽(5)的顶部采用滴水型设计，所述温控阀帽(5)的中部采用流水型设计；所述温控阀帽(5)的中部设计有五个不同长度的环境温度取样孔(6)；五个不同长度的所述环境温度取样孔(6)在所述温控阀帽(5)的中部均匀分布，其宽度相同且均为3mm，其长度由上到下依次为4cm、6cm、8cm、10cm、12cm；步骤六：环境测试：对所述温控阀(1)进行环境测试模拟其自动维持安装区域的目标环境温度的性能；所述温控阀(1)根据环境温度与目标环境温度的差值，使得特殊感温材料膨胀，致使所述波纹管(46)推动所述温控阀杆(4)移动，调节所述温控阀(1)的开度，控制介质流量，从而使得环境温度到达目标温度值，并维持稳定；在进行环境测试中，所实验区域小，因此所述环境测试中最重要的一步是目标环境温度与介质流量的转换；具体转换方法如下：当试验区域较小，假设所述温控阀(1)为竖直安装，介质流量转换公式如下：式中：T代表温度，其中T₀表示初始环境温度值，T₁表示目标环境温度值，T2表示介质温度值；V代表感温液体体积，其中V₀表示在初始环境温度为T₀值时的感温液体体积值；V₁表示在目标环境温度为T₁值时的感温液体体积值；a(T0；T₁)表示感温液体线性膨胀系数；π表示圆周率，值约为3.14；L代表所述温控阀杆(4)向下活动距离；所述温控阀杆(4)向下活动范围为0～D；所述温控阀杆(4)向下活动距离L为0时，代表温控阀门全开；所述感温阀杆向下活动距离L为D时，代表温控阀门全关；ρ代表介质密度，p代表在所述流体入口(21)的介质的压力值；Q代表介质流量；将目标环境温度输入，通过所述温控阀(1)自动阀门开度的调整，可将周围环境温度自动维持在目标环境温度值。