高精度動態流量平衡小口徑電動一體閥的製作方法
2023-06-09 17:17:46
專利名稱：高精度動態流量平衡小口徑電動一體閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有機械彈簧自力式高精度動態流量平衡功能的小口徑電動一體閥。
背景技術：
在採暖、空調的大量異程管網水系統中普遍存在水力失調現象，管網水力不平衡的結果是造成能源的大量浪費、運行噪聲的增加和設備使用壽命的縮短。解決複雜管網水力平衡的方法已經由機械式靜態平衡、機械式動態平衡(含流量平衡、壓差平衡)向智能一體化動態平衡功能的電動閥發展。
目前大量進口的一體化動態平衡型電動閥是將機械薄膜式壓差平衡閥與電動調節閥功能的簡單組合，這種多功能電動閥中的壓差平衡裝置必須配備複雜的薄膜或膜片、並專門開設壓力測量小孔，價格十分昂貴。這種動態壓差平衡功能的電動閥應用於採暖、空調末端的能量輸出控制時，因水系統現場工作環境的惡劣，往往容易導致膜的疲勞或破損、測量壓力的小孔流道堵塞，這其中任意現象的出現均會導致一體閥的失控，且更換或維修成本很高，動態測量和檢修十分不方便。
目前公知的還沒有實現一種具有動態檢修功能、動態測量功能、機械彈簧自力式高精度動態流量平衡功能的小口徑電動一體閥。
發明內容本實用新型的主要目的在於克服現有技術中的不足，提供一種具有動態檢修、動態測量、高精度動態流量平衡等功能的小口徑電動一體閥。
為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的
本實用新型提供了一種具有機械彈簧自力式高精度動態流量平衡功能的小口徑電動一體閥，包括電動執行器12、電動閥杆11和電動閥芯9，還包括依次由檢修閥蓋13、壓緊彈簧2、流量控制閥芯3、不鏽鋼彈簧4和流量控制外筒5組成的高精度流量控制部分，並通過緊固螺帽7安裝在閥體上使整個閥體流筒10呈Y形。
所述流量控制閥芯3是中空的，壁上開有至少二個通孔。
所述通孔具有沿著流體流動方向逐漸放大的弧形邊緣。
所述流量控制閥芯3頂端開有一個通孔。
所述流量控制外筒5的外緣與閥體流筒10內壁連接處有一O型密封圈6。
所述閥體流筒10入口處還有一個高壓測量咀1。
所述閥體流筒10出口處還有一個低壓測量咀8。
本實用新型的有益效果是本實用新型一體閥門開啟時，經過每個空調末端或採暖散熱器的水流量自動達到設計流量，不受管網結點壓力波動的影響，這就是所謂的自動流量平衡功能。
本實用新型具有結構加工簡單、製造成本低、無壓力孔堵塞現象、無薄膜的疲勞破損現象、流量控制精度高、測量調試方便等優點。且一體閥的維修方便、擴展容易，只需要打開檢修閥蓋就可以互換或升級流量平衡裝置，同時可以對一體閥進行動態檢修。
本實用新型可廣泛用於採暖、空調的水路管網系統中，明顯提高控制品質，簡化平衡調試工作，實現高精度自動水力平衡與調節控制功能的一體化。
圖1是本實用新型的實施例1的閥門內部結構示意圖；圖2是圖1中高精度流量控制部分的示意圖。
圖中各零部件的附圖標記為1高壓測量咀，2壓緊彈簧，3流量控制閥芯，4不鏽鋼彈簧，5流量控制外筒，6O型密封圈，7緊固螺帽，8低壓測量咀，9電動閥芯，10閥體流筒，11電動閥杆，12電動執行器，13檢修閥蓋。
具體實施方式
參考附圖1至2，下面將對本實用新型進行詳細描述。
本實施例1提供了一種具有機械彈簧自力式高精度動態流量平衡功能的小口徑電動一體閥，包括用於控制的電動調節部分、用於平衡的高精度流量控制部分、動態測量和檢修部分組成。
電動一體閥接受控制信號後，電動執行器12帶動電動閥杆11動作，使電動閥芯9向上或向下運動，這就是電動閥門的調節或開關控制功能。
所述電動一體閥包括一個Y形的閥體流筒10，在閥體流筒10的Y形突出部分內，由外至內依次安裝有高壓測量咀1、檢修閥蓋13、壓緊彈簧2、流量控制閥芯3、不鏽鋼彈簧4、流量控制外筒5、O型密封圈6和緊固螺帽7。其中壓緊彈簧2、流量控制閥芯3、不鏽鋼彈簧4、流量控制外筒5、O型密封圈6和緊固螺帽7共同組成了一個自動流量平衡裝置。
流量控制外筒5的後端邊緣與閥體流筒內壁連接，外緣與閥體流筒10內壁連接處有一O型密封圈6。檢修閥蓋通過壓緊彈簧連接到流量控制外筒5的前端，並可整體固定流量平衡裝置。
流量控制閥芯3是中空的，壁上開有至少兩個通孔，通孔具有沿著流體流動方向逐漸放大的弧形邊緣，頂端開有一個通孔。
閥體流筒10入口處有一個高壓測量咀1，閥體流筒10出口處有一個低壓測量咀8。
自動流量控制裝置的工作基本原理是水流作用在流量控制閥芯3上，使流量控制閥芯3與流量控制外筒5有相對的位移s。同時在流量控制閥芯3兩側形成壓降ΔP。
此時經過閥門的流量(Q)表達式Q=CvP]]>Cv為閥門的流量係數流量控制閥芯3在動作時，側流孔面積在改變，使其有不同的流通能力，Cv是位移s的函數，其數學表達式Cv＝Cv(s)
流量控制閥芯3兩端壓降ΔP作用在閥芯的壓差力與彈簧力F平衡，我們採用具有高精度線性變形特性的不鏽鋼彈簧，彈簧力F是位移s(即彈簧壓縮量)的線性函數，ΔP也是位移s的函數。
假設流量控制閥芯3的頂端投影面積Ap(屬於常數)，初試彈簧力F0，K為彈簧的彈性模量，它們有如下關係式Q=Cv(s)P(s)]]>F＝K×s+F0＝ΔP(s)×Ap側流孔過流面屬於圓柱面上的開孔，因此側流孔過流面面積A可以通過圓柱面展開圖面積表示A＝A(s)根據流體力學連續性方程和動量方程的模型簡化，在流體流經流量控制閥芯時，為了保持自動流量的恆定，通過聯立求解方程組得到關係式A(s)＝C1×(F0+K×s+C2)-1/2其中C1、C2、F0均為常數，K為彈簧的彈性模量，通過閥門模數化流量時利用實驗數據標定得到，具體數據可以查找產品模數化樣本。這種過流面積的開孔在數控加工機上很容易實現。本實用新型所述自動流量平衡裝置就是利用這種數學關係控制流量的高精度恆定。
流體管網特別是空調水系統安裝該電動一體化閥後，當電動執行器打開後，就能實現自動流量平衡。
最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然，本實用新型不限於以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種具有機械彈簧自力式高精度動態流量平衡功能的小口徑電動一體閥，包括電動執行器(12)、電動閥杆(11)和電動閥芯(9)，其特徵在於，還包括依次由檢修閥蓋(13)、壓緊彈簧(2)、流量控制閥芯(3)、不鏽鋼彈簧(4)和流量控制外筒(5)組成的高精度流量控制部分，並通過緊固螺帽(7)安裝在閥體上使整個閥體流筒(10)呈Y形。
2.根據權利要求1所述的小口徑電動一體閥，其特徵在於，所述流量控制閥芯(3)是中空的，壁上開有至少二個通孔，
3.根據權利要求2所述的小口徑電動一體閥，其特徵在於，所述通孔具有沿著流體流動方向逐漸放大的弧形邊緣。
4.根據權利要求1所述的小口徑電動一體閥，其特徵在於，所述流量控制閥芯(3)頂端開有一個通孔。
5.根據權利要求1所述的小口徑電動一體閥，其特徵在於，所述流量控制外筒(5)的外緣與閥體流筒(10)內壁連接處有一O型密封圈(6)。
6.根據權利要求1所述的小口徑電動一體閥，其特徵在於，所述閥體流筒(10)入口處還有一個高壓測量咀(1)。
7.根據權利要求1所述的小口徑電動一體閥，其特徵在於，所述閥體流筒(10)出口處還有一個低壓測量咀(8)。
專利摘要本實用新型公開了一種閥門，旨在提供一種具有機械彈簧自力式高精度動態流量平衡功能的小口徑電動一體閥。本實用新型的電動一體閥包括電動執行器、電動閥杆和電動閥芯，還包括依次由檢修閥蓋、壓緊彈簧、流量控制閥芯、不鏽鋼彈簧和流量控制外筒組成的高精度流量控制部分，並通過緊固螺帽安裝在閥體上使整個閥體流筒呈Y形。本實用新型的閥門開啟時，經過每個空調末端或採暖散熱器的水流量自動達到設計流量，不受管網結點壓力波動的影響，具有結構加工簡單、製造成本低、無壓力孔堵塞現象、無薄膜的疲勞破損現象、流量控制精度高、測量調試方便、維修方便、擴展容易。
文檔編號F16K17/24GK2781101SQ200520100689
公開日2006年5月17日 申請日期2005年2月28日 優先權日2005年2月28日
發明者沈新榮 申請人:沈新榮