[发明专利]层流比例调压机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种层流比例调压机构，应用于流体压力控制领域。

背景技术

流体的流动状态分层流和紊流两种不同性质的流态。在流体流动时，流体质点没有横向脉动，没引起流体质点流动的混乱，流体质点流动层次分明，维持安定的流束状态，这种流动状态称为层流流动，反之称为紊流流动。

实际流体的流动，无论层流还是紊流都会引起能量的损失，由粘性阻力引起的沿程能量损失称沿程损失；由流道形状改变，流动方向改变，流速扰动等引起的局部能量损失称局部损失。能量损耗在流体流动时表现为压力的损失，即沿程压力损失和局部压力损失。现有的流体调压机构就是利用这两种压力损失以实现对压力的控制。压力控制阀有溢流阀、减压阀、以及比例压力控制阀等。溢流阀和减压阀是采用流体在短孔中流动的局部压力损失与弹簧力比较对压力进行控制，其结构复杂且会造成压力脉动。比例压力控制阀是通过改变阀口开度对压力进行控制，其压力控制原理也是局部压力损失原理，其压力会产生脉动，而实现比例压力控制难度大。

发明内容

为了克服现有的阻尼孔调压、阀口开度调压等调压机构结构复杂、压力振摆大及难以实现比例控制等问题，本发明提供一种结构简单、压力振摆小且易于实现比例控制的层流比例调压机构。

本发明提出的层流比例调压机构采用流体流动的层流沿程压力损失原理对压力进行控制，以流体在圆管中层流的流动为例，当圆管的长度和直径之比l/d>4时，称为细长孔，流经细长孔的流动一般呈现层流流动，根据流体在管道中的受力及圆管中层流流量公式为:

Q=πd4128μl(Ps-Po)---(1)]]>

其中，Q为通过小孔的流量；d为圆管直径；μ为油液粘度系数；P_s为进油口的压力；P_o为出油口的压力；l为圆管长度。

本发明所述的层流比例调压机构，其特征在于：包括流体层流实现机构、取压点和取压点位置调节机构；

流体层流实现机构包括阀芯和阀套，所述的阀芯和阀套的间隙连通进油口和出油口，在所述的间隙中流体流动呈现层流流态，进油口和出油口间的压力分布呈现稳定的线性分布；

取压点是贯穿阀套的取压孔，所述的取压孔连通所述的间隙，(取压点的作用是将所需压力取出，取压点可以设置在调压层流层的任意点)，取压点处的压力满足以下公式：

Pa=L1L(Ps-Po)+Po---(2)]]>

其中，P_a为取压点处的压力；P_s为进油口的压力；P_o为出油口的压力；L₁为取压点与出油口之间的距离；L为层流层流道的长度；且L₁的取值范围为0～L；P_a的取值范围为P_o～P_s；