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一种分水器及其使用的线性调节 凸轮的设计方法

阅读：197发布：2023-01-23

专利汇可以提供一种分水器及其使用的线性调节凸轮的设计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于流量调节装置技术领域，尤其是涉及一种分水器及其使用的线性调节凸轮的设计方法；分水器包括分水器主体，还包括可拆卸安装在分水器主体上的线性调节机构；线性调节机构包括流量控制组件和行程控制组件；流量控制组件包括阀芯、阀套和弹性元件，阀套嵌套安装在连接管口内，阀芯位于阀套内，且阀芯和阀套之间设置有密封结构；弹性元件用于给阀芯提供向上的弹性推力；行程控制组件包括一个可拆卸安装在连接管口上的外壳和一个可转动安装在外壳内的线性调节凸轮，阀芯的上端和线性调节凸轮的轮缘抵接；本发明可以解决现有的分水器在进行流量调节的时候调节精度低，调节操作难度大的问题。，下面是一种分水器及其使用的线性调节凸轮的设计方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种分水器，包括分水器主体(1)，其中，分水器主体(1)包括分水器主管道(11)和若干个分水器支管道(12)，且分水器主管道(11)和分水器支管道(12)连通，其特征在于：还包括可拆卸安装在分水器主体(1)上的线性调节机构；分水器主管道(11)上开设有若干个与分水器支管道(12)一一对正的连接管口(111)，每个连接管口(111)处安装有一个线性调节机构；
线性调节机构包括流量控制组件(2)和行程控制组件(3)；
流量控制组件(2)包括阀芯(21)、阀套(22)和用于给阀芯(21)提供向上弹性推力的弹性元件，阀套(22)嵌套安装在连接管口(111)内，阀芯(21)位于阀套(22)内，且阀芯(21)和阀套(22)之间设置有密封结构；
行程控制组件(3)包括一个可拆卸安装在连接管口(111)上的外壳(31)和一个可转动安装在外壳(31)内的线性调节凸轮(33)，阀芯(21)的上端和线性调节凸轮(33)的轮缘抵接。
2.根据权利要求1所述的分水器，其特征在于：阀芯(21)为分体式结构，阀芯(21)包括推杆(211)和阀杆(212)，推杆(211)和阀杆(212)位于阀套(22)内；
推杆(211)由上至下依次为抵接端(2111)、密封段(2112)和推动端(2113)，其中阀芯(21)和阀套(22)之间的密封结构设置在密封段(2112)上；阀杆(212)的杆体(2122)的上端为连接端(2121)，杆体(2122)的下端为阀瓣(2123)，阀瓣(2123)外套有密封圈(24)，抵接端(2111)和线性调节凸轮(33)的轮缘抵接，推动端(2113)和连接端(2121)抵接。
3.根据权利要求2所述的分水器，其特征在于：弹性元件采用弹簧(23)，弹簧(23)套在杆体(2122)上，且弹簧(23)受挤压在连接端(2121)和阀套(22)的下端面之间。
4.根据权利要求1所述的分水器，其特征在于：外壳(31)为分体式结构，外壳(31)包括可拆卸拼装在一起的前盖(311)和后盖(312)，后盖(312)的下端延伸形成下连接套(313)，下连接套(313)的下端可拆卸连接在连接管口(111)上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的分水器，其特征在于：线性调节凸轮(33)通过安装在外壳(31)内的蜗轮(322)蜗杆(321)组件(32)带动其转动，蜗轮(322)蜗杆(321)组件(32)中的蜗杆(321)穿过外壳(31)，蜗轮(322)一侧轮面的中心点处固接一根连接轴(3221)，连接轴(3221)贯穿通过外壳(31)壳体，蜗轮(322)另一侧和线性调节凸轮(33)可拆卸连接在一起。
6.根据权利要求5所述的分水器，其特征在于：蜗轮(322)的一侧轮面上设有若干传动凸起(3222)，线性调节凸轮(33)的一侧轮面上设有若干传动凹槽(332)，传动凸起(3222)和传动凹槽(332)一一对应并且传动凸起(3222)嵌套在相应的传动凹槽(332)内。
7.根据权利要求6所述的分水器，其特征在于：每个传动凸起(3222)的形状大小各不相同，每个传动凹槽(332)的形状大小各不相同。
8.根据权利要求5所述的分水器，其特征在于：蜗轮(322)蜗杆(321)组件(32)中，蜗杆(321)的导程角小于蜗轮(322)蜗杆(321)啮合轮齿间的当量摩擦角。
9.根据权利要求5所述的分水器，其特征在于：连接轴(3221)的外端安装有一个指针(34)，外壳(31)的外表面设有一个表盘(3111)，连接轴(3221)贯穿通过表盘(3111)的中心。
10.根据权利要求1-9任一项所述的分水器，一种该分水器使用的线性调节凸轮(33)的设计方法，其特征在于：包括以下步骤:
步骤A、采用现有的截止阀通过实验得出流量与阀门开度的关联曲线，即现有阀门性能曲线；
步骤B、在上述的流量值与阀门开度关联曲线图的同一坐标系中，画出流量与阀门开度呈线性的关联曲线，即目标阀门性能曲线；
步骤C、进行设计计算，得出线性调节凸轮(33)的设计轮廓图；
阀芯(21)从全开到全关，设其移动行程为L，为已知参数，设定线性调节凸轮(33)的偏距为0，得出线性调节凸轮(33)所需要的推程为L，设线性调节凸轮(33)推程运动角为Φ，线性调节凸轮(33)的基圆半径为R，其中，R不小于0.6L，为已知参数；线性调节凸轮(33)的半径设为r；
将该线性调节凸轮(33)的轮廓分为连续的四段，OB、BD、DE、EO；阀芯(21)从全开到全关，线性调节凸轮(33)在一个运动周期内，阀芯(21)的上端沿线性调节凸轮(33)的轮缘运行轨迹为O→B→D→E；其中阀芯(21)的上端和EO段不接触，EO段半径r不做具体要求，顺滑连接即可，OB、BD、DE段的半径r的计算方法分别为：
OB段：半径r的变化率为：每旋转1度，半径r变化(L*a％)/(Φ*b％)mm；其中，B点处，目标阀门性能曲线开度为b％，对应至现有阀门性能曲线相同流量时，开度为a％；
BD段：半径r的变化率为：每旋转1度，半径r变化[L*(b-a)％]/Φ*[(d-b)％]；
其中，D点处，目标阀门性能曲线开度为d％；
DE段：半径r的变化率为：每旋转1度，半径r变化[L-L*a％-L*(b-a)％]/[Φ-Φ*b％-Φ*(d-b)％]；
线性调节凸轮(33)轮廓起始点O点处的半径r＝基圆半径R，在R已知的前提下，根据每一段半径r的变化率，拟合出该线性调节凸轮(33)的轮廓。

说明书全文

一种分水器及其使用的线性调节 凸轮的设计方法

技术领域

[0001] 本发明属于流量调节装置技术领域，尤其是涉及一种分水器及其使用的线性调节凸轮的设计方法。

背景技术

[0002] 分集水器是指地采暖系统中，用于连接采暖主干供水管和回水管的装置，分为分水器和集水器两部分。分水器是在水系统中，用于连接各路加热管供水管的配水装置，集水
器是在水系统中，用于连接各路加热管回水管的汇水装置。

[0003] 现有标准型分集水器在各支路是安装有截止阀作为流量调节阀从而实现流量调节功能的，但是现有截止阀在进行流量调节的时候有很大的劣势，主要有以下几点：(1)由
于现有截止阀在调节过程中用户只能根据旋钮上的大小方向进行旋转调节，很难知道现有
的流量状态，用户往往为了调节室内温度，需要多次通过截止阀对流量进行调节，很麻烦；
(2)现有截止阀多呈现快开型调节，很难通过国家标准规定的流量调节性能试验。如图1所
示为一典型截止阀调节的分集水器流量与阀门开度对应的关联曲线图，在阀门打开至50％
的时候，流量已经增大到阀门全开时最大流量的约90％。顾客在实际调节过程初期，往往轻
微旋转调节旋钮，也会造成流量的巨大改变，而在实际调节的后期虽然比较多的旋转调节
旋钮，但是流量变化却很小，造成整个调节过程调节精度降低，调节操作难度大；(3)现有流
量调节阀不具有流量系数显示功能，顾客只能从全关或者全开状态开始进行调节，调节不
准确并且会很盲目，造成顾客的困惑。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明旨在提出一种分水器，以解决现有的分水器在进行流量调节的时候调节精度低，调节操作难度大的问题。

[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0006] 一种分水器，包括分水器主体，其中，分水器主体包括分水器主管道和若干个分水器支管道，且分水器主管道和分水器支管道连通，还包括可拆卸安装在分水器主体上的线
性调节机构；分水器主管道上开设有若干个与分水器支管道一一对正的连接管口，每个连
接管口处安装有一个线性调节机构；线性调节机构包括流量控制组件和行程控制组件；流
量控制组件包括阀芯、阀套和弹性元件，阀套嵌套安装在连接管口内，阀芯位于阀套内，且
阀芯和阀套之间设置有密封结构；弹性元件用于给阀芯提供向上的弹性推力；行程控制组
件包括一个可拆卸安装在连接管口上的外壳和一个可转动安装在外壳内的线性调节凸轮，
阀芯的上端和线性调节凸轮的轮缘抵接。

[0007] 进一步地，阀芯为分体式结构，阀芯包括推杆和阀杆，推杆和阀杆位于阀套内；推杆由上至下依次为抵接端、密封段和推动端，其中阀芯和阀套之间的密封结构设置在密封
段上；阀杆的杆体的上端为连接端，杆体的下端为阀瓣，阀瓣外套有密封圈，抵接端和线性
调节凸轮的轮缘抵接，推动端和连接端抵接。

[0008] 进一步地，弹性元件采用弹簧，弹簧套在杆体上，且弹簧受挤压在连接端和阀套的下端面之间。

[0009] 进一步地，外壳为分体式结构，外壳包括可拆卸拼装在一起的前盖和后盖，后盖的下端延伸形成下连接套，下连接套的下端可拆卸连接在连接管口上。

[0010] 进一步地，线性调节凸轮通过安装在外壳内的蜗轮蜗杆组件带动其转动，蜗轮蜗杆组件中的蜗杆穿过外壳，蜗轮一侧轮面的中心点处固接一根连接轴，连接轴贯穿通过外
壳壳体，蜗轮另一侧和线性调节凸轮可拆卸连接在一起。

[0011] 进一步地，蜗轮的一侧轮面上设有若干传动凸起，线性调节凸轮的一侧轮面上设有若干传动凹槽，传动凸起和传动凹槽一一对应并且传动凸起嵌套在相应的传动凹槽内。

[0012] 进一步地，每个传动凸起的形状大小各不相同，每个传动凹槽的形状大小各不相同。

[0013] 进一步地，蜗轮蜗杆组件中，蜗杆的导程角小于蜗轮蜗杆啮合轮齿间的当量摩擦角。

[0014] 进一步地，连接轴的外端安装有一个指针，外壳的外表面设有一个表盘，连接轴贯穿通过表盘的中心。

[0015] 一种该分水器使用的线性调节凸轮的设计方法，包括以下步骤:

[0016] 步骤A、采用现有的截止阀通过实验得出流量与阀门开度的关联曲线，即现有阀门性能曲线；

[0017] 步骤B、在上述的流量值与阀门开度关联曲线图的同一坐标系中，画出流量与阀门开度呈线性的关联曲线，即目标阀门性能曲线；

[0018] 步骤C、进行设计计算，得出线性调节凸轮的设计轮廓图；

[0019] 阀芯从全开到全关，设其移动行程为L，为已知参数，设定线性调节凸轮的偏距为0，得出线性调节凸轮所需要的推程为L，设线性调节凸轮推程运动角为Φ，线性调节凸轮的
基圆半径为R，其中，R不小于0.6L，为已知参数；线性调节凸轮的半径设为r；

[0020] 将该线性调节凸轮的轮廓分为连续的四段，OB、BD、DE、EO；阀芯从全开到全关，线性调节凸轮在一个运动周期内，阀芯的上端沿线性调节凸轮的轮缘运行轨迹为O→B→D→
E；其中阀芯的上端和EO段不接触，EO段半径r不做具体要求，顺滑连接即可，OB、BD、DE段的
半径r的计算方法分别为：

[0021] OB段：半径r的变化率为：每旋转1度，半径r变化(L*a％)/(Φ*b％)mm；其中，B点处，目标阀门性能曲线开度为b％，对应至现有阀门性能曲线相同流量时，开度为a％；

[0022] BD段：半径r的变化率为：每旋转1度，半径r变化[L*(b-a)％]/Φ*[(d-b)％]；

[0023] 其中，D点处，目标阀门性能曲线开度为d％；

[0024] DE段：半径r的变化率为：每旋转1度，半径r变化[L-L*a％-L*(b-a)％]/[Φ-Φ*b％-Φ*(d-b)％]；

[0025] 线性调节凸轮轮廓起始点O点处的半径r＝基圆半径R，在R已知的前提下，根据每一段半径r的变化率，拟合出该线性调节凸轮的轮廓。

[0026] 相对于现有技术，本发明具有以下优势：

[0027] 本发明所述的分水器，能够实现分集水器的流量的线性调节，解决了现有的分水器在进行流量调节的时候调节精度低，调节操作难度大的问题。

[0028] 本发明所述的分水器，具有流量同步显示功能，可实现分集水器流量的微量可视化调节，调节的同时能够快速精准地掌握流量变化，操作更加便捷，直观。

[0029] 本发明所述的分水器，在其操作端采用了具有自锁功能的蜗轮蜗杆机构，当用户调节到所需流量停止操作后，行程控制组件会自动锁定，不会因为外界的干扰和影响造成
流量控制不稳，具有很高的调节稳定性。
附图说明

[0030] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0031] 图1为背景技术中所述分集水器中流量与阀门开度的关联曲线图；

[0032] 图2为本发明的结构示意图；

[0033] 图3为图2的右侧视图；

[0034] 图4为图3中A截面处的剖视图；

[0035] 图5为流量控制组件在分水器主体上的安装结构示意图；

[0036] 图6为图5的侧视图；

[0037] 图7为图6中B截面处的剖视图；

[0038] 图8为行程控制组件的外部结构示意图；

[0039] 图9为行程控制组件的内部结构示意图；

[0040] 图10为蜗轮蜗杆组件、线性调节凸轮和推杆之间的连接关系示意图；

[0041] 图11为蜗轮和线性调节凸轮的连接结构示意图；

[0042] 图12为线性调节凸轮的结构示意图；

[0043] 图13为蜗轮的结构示意图；

[0044] 图14为线性调节凸轮的设计原理图；

[0045] 图15为本发明中线性调节凸轮的设计轮廓图。

[0046] 附图标记说明：

[0047] 1-分水器主体；11-分水器主管道；111-连接管口；12-分水器支管道；2-流量控制组件；21-阀芯；211-推杆；2111-抵接端；2112-密封段；2113-推动端；212-阀杆；2121-连接端；2122-杆体；2123-阀瓣；22-阀套；23-弹簧；24-密封圈；3-行程控制组件；31-外壳；311-前盖；3111-表盘；312-后盖；313-下连接套；314-限位槽；32-蜗轮蜗杆组件；321-蜗杆；
3211-旋钮；3212-限位凸环；322-蜗轮；3221-连接轴；3222-传动凸起；33-线性调节凸轮；
331-导向槽；332-传动凹槽；34-指针。

具体实施方式

[0048] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0049] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”
的含义是两个或两个以上。

[0050] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语
在本发明中的具体含义。

[0051] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0052] 如图1-15所示，一种分水器，包括分水器主体1，其中，分水器主体1包括分水器主管道11和若干个分水器支管道12，且分水器主管道11和分水器支管道12连通，还包括可拆
卸安装在分水器主体1上的线性调节机构；该线性调节机构用于调节各个分水器支管道12
的流量并达到线性流量调节的目的。

[0053] 其中，分水器主管道11上开设有若干个与分水器支管道12一一对正的连接管口111，每个连接管口111处安装有一个线性调节机构(如图2、图3所示)，便于对该位置处的分
水器支管道12的流量进行单独控制。线性调节机构包括流量控制组件2和行程控制组件3，
下面分别进行介绍。

[0054] 如图6、图7所示，流量控制组件2包括阀芯21、阀套22和弹性元件，阀套22为一个套筒状结构，阀套22嵌套安装在连接管口111内，两者之间过盈配合，优选地，两者之间还设有
密封圈24，阀芯21位于阀套22内，且阀芯21和阀套22之间设置有密封结构。

[0055] 阀芯21为分体式结构，阀芯21包括推杆211和阀杆212，推杆211和阀杆212位于阀套22内；阀芯21设置为分体式结构，主要原因是为了降低阀芯21与阀套22内壁之间的摩擦
力，避免因为上下加工精度的差异导致的摩擦力增大的问题。

[0056] 推杆211由上至下依次为抵接端2111、密封段2112和推动端2113，其中阀芯21和阀套22之间的密封结构设置在密封段2112上；本实施例中，密封结构采用橡胶材料的密封圈
24，起到良好密封的效果。

[0057] 阀杆212的杆体2122的上端为连接端2121，杆体2122的下端为阀瓣2123，阀瓣2123外套有密封圈24，抵接端2111和线性调节凸轮33的轮缘抵接，推动端2113和连接端2121抵
接。优选地，为了使得推动端2113和连接端2121良好接触，推动端2113的下端面设有向下突
出的锥形凸起，阀杆212的连接端2121上端面设有与锥形凸起配合的锥形凹槽。

[0058] 弹性元件用于给阀芯21提供向上的弹性推力，可采用任何可实现该功能的弹性构件，本实施例中弹性元件采用弹簧23，具体安装方式为：阀套22的下端口设置为半封闭开
口，阀杆212的下端贯穿通过阀套22的下端口，弹簧23套在杆体2122上，且弹簧23受挤压在
连接端2121和阀套22的下端面之间。

[0059] 行程控制组件3包括一个可拆卸安装在连接管口111上的外壳31和一个可转动安装在外壳31内的线性调节凸轮33，在弹性元件的作用下，阀芯21的上端和线性调节凸轮33
的轮缘抵接。因阀芯21受弹簧23向上弹力的作用，抵接端2111和线性调节凸轮33的轮缘可
保持始终良好接触，并在线性调节凸轮33和弹簧23的共同作用下，方可实现阀芯21在阀套
22内沿轴向上下移动，以实现调节阀门开度达到调节流量的目的。

[0060] 如图4、图9和图10所示，具体地，线性调节凸轮33通过安装在外壳31内的蜗轮322蜗杆321组件32带动其转动，蜗轮322蜗杆321组件32中的蜗杆321穿过外壳31，且其上端设
有一个旋钮3211，旋钮3211外表面设有防滑凸条，方便转动旋钮3211，蜗轮322一侧轮面的
中心点处固接一根连接轴3221，连接轴3221贯穿通过外壳31壳体，蜗轮322另一侧和线性调
节凸轮33可拆卸连接在一起，线性调节凸轮33在蜗轮322的带动下可绕固定在外壳31上的
 转轴转动。

[0061] 如图11-13所示,本实施例中，蜗轮322和线性调节凸轮33之间的连接结构为：蜗轮322的一侧轮面上设有若干传动凸起3222，线性调节凸轮33的一侧轮面上设有若干传动凹
槽332，传动凸起3222和传动凹槽332一一对应并且传动凸起3222嵌套在相应的传动凹槽
332内。通过设置传动凸起3222和传动凹槽332，在蜗轮322转动时，力矩会通过传动凹槽332
和传动凸起3222的配合，准确传递到线性调节凸轮33上，实现线性调节凸轮33和蜗轮322的
同步旋转。

[0062] 优选地，每个传动凸起3222的形状大小各不相同，每个传动凹槽332的形状大小各不相同。在本实施例中，传动凸起3222和传动凹槽332各设有两个，两个传动凸起3222分别
为大凸起和小凸起，两个传动凹槽332分别为大凹槽和小凹槽，在安装过程中，大凹槽对应
大凸起，小凹槽对应小凸起，这样的作用是为了方便定位安装，保证确定的安装角度。

[0063] 优选地，蜗杆321上设有限位凸环3212，限位凸环3212与设置在外壳31中的限位槽314相配合，对蜗杆321起到轴向限位的作用；线性调节凸轮33的轮缘上设有导向槽331，阀
芯21的上端位于导向槽331内，实现导向限位的作用，使得阀芯21的上端和线性调节凸轮33
轮缘良好抵接，并且推杆211的抵接端2111端头为半球形，便于与导向槽331配合并减轻两
者之间的摩擦。

[0064] 优选地，蜗轮322蜗杆321组件32中，蜗杆321的导程角小于蜗轮322蜗杆321啮合轮齿间的当量摩擦角，使得蜗轮322蜗杆321组件32具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗
杆321带动蜗轮322，不能由蜗轮322带动蜗杆321，所以当用户调节到所需流量停止操作后，
行程控制组件3会自动锁定，不会因为外界的干扰和影响造成流量控制不稳，具有很高的调
节稳定性。

[0065] 为了方便安装和检修，优选地，外壳31设置为分体式结构，外壳31包括通过螺钉可拆卸拼装在一起的前盖311和后盖312，后盖312的下端延伸形成下连接套313，下连接套313
通过螺纹连接拧接在连接管口111上。

[0066] 进一步地，连接轴3221的外端安装有一个指针34，前盖311的外表面设有一个表盘3111，连接轴3221贯穿通过表盘3111的中心(如图8所示)。指针34通过蜗轮322带动其转动，
实现与线性调节凸轮33同步转动，线性调节凸轮33转动至不同的位置时(对应不同的阀门
开度)，正好对应表盘3111上相应的流量刻度，达到指示流量的目的。可见，因本发明具有流
量同步显示功能，可实现分集水器流量的微量可视化调节，调节的同时能够快速精准地掌
握流量变化，操作更加便捷，直观。

[0067] 使用本发明所述分水器时，水由分水器主管道11以一定的压力进入，在分水器主体1中进行分流，由分水器支管道12分开流向各个管路，需要调节各分水器支管道12流量
时，拧动旋钮3211，蜗杆321带动蜗轮322转动，进一步带动线性调节凸轮33同步转动，转动
的线性调节凸轮33轮缘推动推杆211向下运动，推杆211进一步推动阀杆212，阀杆212下端
的阀瓣2123随之移动，在线性调节凸轮33和弹簧23的共同作用下，阀芯21在阀套22内沿轴
向上下移动，随着阀瓣2123在分水器支管道12管口处位置的改变(即阀门开度改变)，分水
器支管道12的流量随着变化，达到调节流量的目的。

[0068] 一种该分水器使用的线性调节凸轮33的设计方法，包括以下步骤:

[0069] 本发明中所采用的线性调节机构是在现有的截止阀基础上做出的改进，因此，在设计过程中，采用了现有的截止阀的一些参数作为已知参数进行计算和设计。

[0070] 步骤A、采用现有的截止阀通过实验得出流量与阀门开度的关联曲线(现有阀门性能曲线)，如图1所示，从图中看出，流量值与阀门开度为一一对应的关系；

[0071] 步骤B、在上述的流量值与阀门开度关联曲线图的同一坐标系中，画出流量与阀门开度呈线性的关联曲线，即目标阀门性能曲线，如图14所示，现有阀门性能曲线和目标阀门
性能曲线分别以虚线和实线表示；

[0072] 步骤C、进行设计计算，得出线性调节凸轮33的设计轮廓图；

[0073] 阀芯21从全开到全关，设其移动行程为L，为已知参数，设定线性调节凸轮33的偏距为0，得出线性调节凸轮33所需要的推程为L，设线性调节凸轮33推程运动角为Φ，线性调
节凸轮33的基圆半径为R，其中，R不小于0.6L，为已知参数；线性调节凸轮33的半径设为r；

[0074] 将该线性调节凸轮33的轮廓分为连续的四段，OB、BD、DE、EO；阀芯21从全开到全关，线性调节凸轮33在一个运动周期内，阀芯21的上端沿线性调节凸轮33的轮缘运行轨迹
为O→B→D→E；其中阀芯21的上端和EO段不接触，EO段半径r不做具体要求，顺滑连接即可，
OB、BD、DE段的半径r的计算方法分别为：

[0075] OB段：目标阀门性能曲线开度为b％，流量为Q1(B点)，对应至现有阀门性能曲线流量为Q1时，开度为a％(A点)，此时阀芯21运动行程应为L*a％，因此，OB段轮廓应满足，线性
调节凸轮33角度变化量为Φ*b％度时，阀芯21推程变化量为L*a％；得出OB段半径r的变化
率为：每旋转1度，半径r变化(L*a％)/(Φ*b％)mm；

[0076] BD段：目标阀门性能曲线开度为d％，流量为Q2(D点)，此时相对于比B，流量变化Q2-Q1，对应至现有阀门性能曲线，开度较A点变化了(b-a)％(C点)，即阀芯21推程变化量为
L*(b-a)％，线性调节凸轮33角度变化量为Φ*(d-b)％，得出BD段半径r的变化率为：每旋转
1度，半径r变化[L*(b-a)％]/Φ*[(d-b)％]；

[0077] DE段：目标阀门性能曲线开度为100％，流量为Q3(E点)，流量达到最大，阀芯21推程变化量为L-L*a％-L*(b-a)％，线性调节凸轮33角度变化量为Φ-Φ*b％-Φ*(d-b)％，得
出DE段半径r的变化率为：每旋转1度，半径r变化[L-L*a％-L*(b-a)％]/[Φ-Φ*b％-Φ*
(d-b)％]；

[0078] 因线性调节凸轮33轮廓起始点O点处的半径r＝基圆半径R，在R已知的前提下，根据每一段半径r的变化率，可以拟合出该线性调节凸轮33的轮廓(如图15所示)。

[0079] 在线性调节凸轮33旋转过程中的初始阶段，根据线性调节凸轮33形状的设计，旋转比较小的角度，线性调节凸轮33会推动下方的推杆211向下运动比较大的距离，在其运动
的中间阶段，线性调节凸轮33旋转一定的角度，会引起推杆211比较小的向下移动，而在行
程的末端，线性调节凸轮33旋转小的角度，推杆211向下运动的行程较大。由此变化的运动
方式，经过验证可以得到线性调节流量的效果。可见，本发明所述的分水器，能够实现分集
水器的流量的线性调节，解决了现有的分水器在进行流量调节的时候调节精度低，调节操
作难度大的问题。

[0080] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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一种分水器及其使用的线性调节凸轮的设计方法

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