[实用新型]流量自动调节器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种根据下游阻力的变化对通过的流体流量进行自动调节的流量自动调节器。可广泛适用于在建材、化工、冶金等行业，例如用于水泥生产中调节篦式熟料冷却机冷却空气的流量以减少风量损失保证冷却效果。

背景技术

流体的流动遵循这样的规律：阻力小的地方流量大，阻力大的地方流量则小，这对于气体或液体都适用。然而，在某些场合是不希望流量受到这样的影响的。例如，水泥生产中篦式冷却机利用冷却空气对熟料颗粒进行冷却，而熟料的粒度和厚度分布都不可能很均匀，相应的对于冷却空气的阻力也就不同。例如在料层厚度较高的区域内具有较高的空气流动阻力，导致流过这一区域的冷却空气流量较少，大量的熟料堆积却得不到良好的冷却；相反，在料层厚度较低的区域内具有较低的空气阻力，冷却空气大量地从这一区域通过，实际上这里少量的熟料仅需要较少的空气来冷却，白白浪费了冷却风量以及风机消耗的能量。

针对这样的问题，现有的篦冷机采用了“高阻力”篦板技术。该技术将用于承托熟料并供冷却空气通过的篦板做成具有很低的开口率，从而使其具有很高的空气流动阻力。冷却空气需要依次通过篦板和熟料层，所以其流量实际是由篦板的阻力和熟料层的阻力加起来的总阻力所决定的。由于这样的“高阻力”篦板的阻力比熟料层的阻力要大得多，料层阻力的变化对于总阻力的影响就相对较小，相应的对空气流量的影响也就较小。该技术对提高冷却效果起到重要作用，在一定程度上降低了料层阻力的变化对于空气流量的影响，但不能完全消除这一影响。另一方面，“高阻力”篦板在熟料层阻力的基础上人为增加了一个很高且基本固定不变的阻力，提高了对供风风机压力的要求，导致风机能耗增大。为使篦板具有高的阻力，篦板间缝隙很小(1～2mm)，制造精度要求高，导致了较高的制造费用。

另一项技术也在现有的篦冷机中大量应用，通过若干风室把篦床细分成较小的区域，分别进行供风压力和流量的控制，以此改善空气分布对于料层波动的适应性。但由此也引起设备结构复杂，电气控制要求高，因此风室也不可能分得很细，一般风室数量不超过10个，在单个风室并不算小的面积内，熟料分布的不均匀性对于空气分布的不良影响依然存在。

一种已知的流量调节器，利用绕水平转轴摆动的阀板在重力及空气流速的共同作用下改变气体流通面积，使流量调节器本身的阻力进行改变，以补偿熟料层波动所引起的阻力变化，达到稳定冷却空气流量的作用。该调节器存在如下的缺点：壳体截面为矩形，在边角处密封困难；其开口面积的变化是通过一弯成弧形的带孔舌簧板实现的，舌簧板仅一边与阀板连接，为悬臂结构，加工和运转均难以保持正确的形状；由于其调节动作依赖于阀板所受到的重力在转轴处形成的转矩，当应用于篦床不是固定而是作水平往复运动的推动式冷却机时，调节器在随之作往复运动时会受惯性力和振动的干扰而导致错误的调节结果。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种纯机械结构的可连续进行自适应调节的流量调节器，具有可靠的密封，能在往复运动的应用场合下可靠地实现调节功能，同时可以简单地制造。

本实用新型所提供的流量自动调节器，主要包括固定不动的壳体1、可沿轴向移动的阀芯2、控制阀芯2位置的反馈弹簧3、预紧力调节装置4、对阀芯2进行密封和运动导向的密封环5，见附图1。流体0通过阀芯2侧壁上的若干小孔或其他形状的开口，进入壳体1内部并进而供给下游负载。在供应源头压力一定的情况下，流体的通过流量是由流速和开口面积共同决定的，而流速又与壳体内外的压差(即调节器阻力)相关。在密封环5的作用下，阀芯2上的开口2.1只有在壳体以外的部分才能供流体通过，这部分开口面积为有效开口面积。当下游负载阻力降低时，引起流速上升，将使调节器壳体内外的压差增大，压差作用于阀芯2底面形成的作用力增大，推动阀芯2向壳体内部移动，迫使弹簧3产生长度位移后作用于阀芯2的反向作用力随之增大，当与压差作用于阀芯2底面形成的作用力达到平衡后，阀芯2停止在新的位置上，此时阀芯2侧壁上供流体通过的有效开口面积已减小，抵消了流速上升的影响，使流体的通过流量仍然保持在这一系列变化之前的水平，达到控制流量的作用。反之则相反，当下游负载阻力增大时，阀芯2将向壳体外部移动，有效开口面积增大，抵消了流速降低的影响使流量保持在控制范围内。

另外，壳体1上具有一定数量和面积的旁路开口1.1，无论阀芯2处于何位置，流体始终可以从该处通过，以使当阀芯2完全进入壳体1而其上有效开口面积为零时流体仍保持一定的流量。