CN100570525C - 直线性流量调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直线性流量调节装置，该装置是由封顶的中箱体上接上箱体，下接下箱体；在上箱体顶面支撑连接有驱动器；下箱体的下部为横向圆管状的流体通道，在流体通道的两端口上设有连接法兰，流体通道内设有分别与管壁两侧相接的两个直立的导流挡，在导流挡后面装有控制流体通道开度的调节芯板，调节芯板的上端连接开度调节传动机构，开度调节传动机构穿过中箱体的顶板，与上箱体上的驱动器相接；在下箱体的流体通道上接有微调器。本发明调节时间短，调节过程简单，调节迅速、稳定、准确，可满足污水处理厂曝气池对供氧量等有直线性流量调节要求的工作场合的工况需求。

Description

直线性流量调节装置

技术领域

本发明涉及一种流量调节装置，具体地说是一种直线性流量调节装置。

背景技术

在许多工作场合，需要对供气量或者供氧量等流量进行直线性调节。这种流量的直线性调节，有的是为了满足工艺需要，有的是为了在流量调节过程中减少风机风量的波动，进而降低其能耗。直线性流量调节装置是一种开度的变化与流量的变化成正比关系的调节装置，这两个工艺参数在坐标上的反映是呈直线性的对应变化关系。在输入流体介质的压力保持不变或管道直径不变的条件下，调节装置的开度(即开启的高度)与流体的流量成正比关系。此时，通过控制和调节直线性流量调节装置的开度，就能迅速、稳定、准确地进行流量的调节。但目前还没有一种结构简单、调节方便、适于实用的直线性流量调节装置可供相关企业使用。

发明内容

本发明的目的就是提供一种结构简单、调节方便、适于实用的直线性流量调节装置，以满足相关企业的使用需求。

本发明是这样实现的：一种直线性流量调节装置，该装置由封顶的中箱体上接上箱体，下接下箱体；下箱体的下部为供流体通过的横向通道，流体通道的进口的两侧边为直立的平行边；在流体通道内装有控制流体通道开度大小的调节芯板，调节芯板的驱动器接在上箱体上；在流体通道内接有可对通过的流体进行微量调节的微调器。

本发明流量调节装置，是由上、中、下三个箱体连接构成装置的外壳体。其中，上箱体用以支撑连接驱动器；中箱体作为壳体连接的中枢，并且还是下箱体的上口密封机构，以防止下箱体内的流体进入上箱体；下箱体是对流体流量进行直线性控制的主体——其下部是供流体通过的通道，通道两端可设置连接法兰，其上部是容纳调节芯板的上腔，调节芯板在该工作空间内实现上下调节移动。当驱动器接到运行指令后，即做正向或反向旋转，驱动调节芯板上升或下降，以实现对流体流量的调节。

本发明的关键之一，是将下箱体流体通道的进口的两侧边设计成为直立的平行边。当一个孔口的两侧边成为直立的平行边后，既可组成上下两边也是平直边的方形孔口，也可组成上下两边是相对的圆弧边或者是其他各种异形边的直边异形孔口。组成这种直边孔口后，当孔口的上边沿产生一个单位值的升或降的改变时，则孔口的开口面积就有一个对应的变化量。如果上边沿的升降变化是几倍于这个单位值时，那么，在孔口处就会有对应几倍于上述面积变化量的改变。因此，对于两侧为直立平行边的各种形状的孔口，其孔口面积变化的倍数，最后都可转化成为孔口直立边的变化倍数，亦即可转化成为上边沿的上升或下降的变化倍数。

因此，当本发明流量调节装置的进口的两侧边成为直立的平行边后，该进口也就成为上述的一种直边孔口，即无论调节芯板的下沿形状如何，其在每次调节时上升或下降的调节高度的变化，就与流道进口开度面积的变化量形成正比关系。

本发明的关键之二，是在流体通道上设置微调器。由于流体介质在流体压力或管道直径不变的条件下，管道流通面积的大小也会影响到流体阻力的大小和单位面积的流量，即流道的流通面积越小，则流体阻力越大，单位面积的流量越大；反之亦然。因此，在调节装置中单纯依靠调节芯板的开度变化与流体流量的变化成正比的对应关系，还难以达到准确的直线性调节。通过设置微调器，可对流道进口的形状或面积再根据流体介质的实际情况进一步进行微量调整，一是可确保对所通过的流体流量进行稳定、准确的直线性调节；二是可以大大简化了直线性流量调节装置的结构，并显著降低了其制作成本。这样就可使本发明调节装置成为一种适于实用的直线性流量调节装置。

而且，由于在实际应用场合中的流量调节都是在一定范围内进行的，因此使用本发明流量调节装置后，在许多应用场合，无须随时调整微调器，只要对微调器进行一次性的预先调整，即可满足调节装置直线性调节的需要，因而只需对调节芯板的开度进行调节即可，使得调节更为简便。

本发明还可这样实现：在上述调节装置的结构基础上，在调节芯板的上端连接传动机构，传动机构密封穿过中箱体的顶板后，与上箱体上的驱动器相接。通过传动机构的设置，使得对调节芯板的上下调节控制可以更加准确，使本发明装置的结构更加合理。

本发明流量调节装置，对流体流量的调节可达到一种真正的直线性调节，并且调节迅速、稳定、准确，不仅能满足污水处理厂曝气池等对供氧量或风量有直线性流量调节要求的工作场合的工况需求，而且由于调节时间的缩短、调节过程的简化，还避免了在调节过程中使风机风量产生较大的波动，由此可明显降低风机的能耗。因此，本发明还是一种节能降耗型的流量调节装置。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的侧视及局部剖视图。

图3-图5是微调器三种实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明流量调节装置中的上箱体4、中箱体6和下箱体9依次连接，构成装置的外壳体。

上箱体4为带顶板、下开口的方形箱体，在上箱体4的顶面支撑连接有驱动器2。驱动器2可采用现有的多回转电动驱动装置，通过与电控箱1的电连接，接受流量调节控制指令，控制调节芯板的上升或下降。上箱体4可制成敞开式或封闭式。封闭式有利于对箱内机构的保护；敞开式有利于维护保养，方便润滑。

中箱体6也是一个带顶板、下开口的方形箱体(图2)。下箱体9是一个上部为矩形箱体、下部连接一个横向圆管的复合箱体，横向圆管为下箱体的流体通道9′，在气流通道的两端口上设有连接法兰。调节芯板7的下段位于流体通道9′内，上部穿过通道上口，深入到下箱体9的矩形箱体内。

图2中，调节芯板7的上端连接传动机构3。传动机构3密封穿过中箱体6的顶板后，与上箱体顶面的驱动器2相接。驱动器2、传动机构3和调节芯板7组成本发明流量调节装置中的开度调节机构。

如图1、图2所示，在下箱体的流体通道9′内设有两个直立导流挡10。直立导流挡10的外侧边为圆弧边，与流体通道9′的管壁焊接在一起；直立导流挡10的内侧边为直立边，两直立边相互平行，由此构成本发明调节装置的直边进口。

由图1可见，调节芯板7的下沿为凹弧边，在凹弧边上设有前伸的阻流沿12(图2)，以使上部气流在此形成小回流，有利于调节装置的直线性调节。在下箱体的流体通道9′内壁上还设置有芯板导向机构，以对调节芯板7的侧沿予以限位，防止前后移位。

如图1所示，在下箱体流体通道9′内接有与调节芯板凹弧边下沿相对称的下挡板13，在下挡板的弧形边上沿也设有前伸的阻流沿(图2)。

一般情况下，实际工作场合所需求的直线性流量调节，不是从零开始到最大，而是有一定范围的，并且也是在这个范围内要求调节装置的开度与流体的流量成直线性正比关系。所以，本发明流量调节装置在流体通道进口处的这种上下凹弧边的对应设置，就可使调节芯板7在处于最底端的位置时，仍不至于关断流体通道，这样就可使本发明流量调节装置保持了一个最低的流通量。只要这个最低流通量小于实际工况所需调节范围的下限，就能满足工况需要。这是本发明与管道阀门的一个根本区别点所在。

本发明流量调节装置中开度调节的传动机构3是调节芯板7的升降带动机构，可采用现有的单杆或者三杆升降带动机构，当然也可采用具有相同作用的其他结构形式。

采用单杆升降带动机构，则传动机构3就是一根升降杆。该升降杆的上段为螺杆，旋接在驱动器2内置的转动螺母上；其下段为光杆，穿过设在中箱体6顶板上的圆孔与调节芯板7转动连接。在中箱体6的顶板圆孔上装有密封组件5。驱动器2受控转动，带动转动螺母转动，使升降杆带动调节芯板7一起上升或下降。这种形式适用于小口径流体通道的流量调节装置上。

采用三杆升降带动机构，则传动机构3包括有一根螺杆、连接板和两根光杆。螺杆的上端旋接在驱动器内置的转动螺母上，螺杆的下端旋接在连接板中部的螺孔内。两根光杆的上端固定连接在连接板的两边，其下端分接在调节芯板7上。驱动器2带动螺杆转动，使螺纹连接的连接板随之升降，同时带动两根光杆和调节芯板7一起上升或下降。这种传动机构可使调节芯板的升降运行平稳，并可降低流量调节装置占用空间的高度。这种形式适用于较大口径流体通道的流量调节装置上。

本发明流量调节装置中的微调器可有电动或者手动两大类别的多种具体结构形式。

在图1所示的实施例中，其中微调器的结构是：在下箱体的流体通道9′内装有中部为锥形或锥面调节段的调节杆11；调节杆的下端密封穿出流体通道9′后，接升降控制机构；调节杆的上端穿接导向环8内，导向环固定连接在流体通道9′上壁的内侧或者外侧。如图2所示，调节杆11位于调节芯板7背面的流体通道9′中部，通过锥形或锥面调节段的升降变化，实现对流体通道9′开度面积的微小改变，从而实现直线性的流量调节。调节杆11通过其下端相接的升降控制机构进行升降调节。调节杆的上端穿接导向环8可防止调节杆在流体通道9′内的晃动。调节杆升降控制机构包括有电动和手动两种不同形式。

图1中，微调器调节杆的升降控制机构为电动控制器17。当开度调节机构控制调节芯板7运行到规定位置后，如果流体通道9′内的实际流量偏离直线性调节的规定流量，电控箱1接到反馈信号后，启动电动控制器17，使调节杆11有一定量的上升或者下降，通过调节杆11的锥体或锥形调节段在流体通道9′内的位置变化，来适量改变流体通道9′进口的面积，从而迅速调节流体通道9′内的流量，使之达到规定的要求。

图3中的升降控制机构包括有拨杆18和电动执行器19，拨杆18的一端套接在电动执行器19的输出轴端部，拨杆的另一端与微调器中的调节杆11的下端相铰接，在调节杆穿入流体通道9′的穿孔处设有密封组件。当电动执行器19受控启动后，通过输出轴带动拨杆18转动，与拨杆另一端相铰接的调节杆11即被控上升或下降。

图4中的升降控制机构包括有带内螺纹的套管20，套管20连接在下箱体9的底面外部，微调器中的调节杆11的下端螺纹连接在套管20内，调节杆的底部为制成方榫轴或六棱轴的外露端，在套管20的下端口接有密封组件。用扳手扳动调节杆底部的外露端，即可使之上升或者下降。

调节杆升降控制机构也可采用安装手轮的手动控制方式，即由人工转动，驱动调节杆11的微量上升或者下降，进而满足本发明流量调节装置对流量的直线性调节。

图5所示的微调器的结构是：在流体通道9′进口处调节芯板7背面的两个导向体上，分别在上端固定有销轴21，在销轴上铰接有微调板22，在流体通道9′的管壁外部接有控制微调板摆动的手动或电动控制机构。

图5所示的是手动控制机构，即在微调板中部接有转动螺母24，在对应的流体通道9′管壁外部固定连接有带密封组件的支撑体25，双螺纹螺杆23的两端分别穿接在转动螺母24和支撑体25上，双螺纹螺杆23在支撑体25外部的外露端为方榫轴或六棱轴。用扳手扳动双螺纹螺杆23的端部外露端，即可驱动转动螺母24带动铰接的微调板22向内或者向外摆动，从而适量改变流体通道9′进口的形状，调节通过流体通道9′的流体流量，使之达到规定的要求。

电动控制机构可采用一个连动机构连接两侧的两个微调板22，在一台小型或微型电机控制下，实现两个微调板的同步开合。

本发明流量调节装置中的微调器还可采用其他多种实现方式，只要能够满足对流体通道9′进口的形状或面积有适量改变即可。

Claims (4)

1、一种直线性流量调节装置，其特征在于该装置由封顶的中箱体(6)上接上箱体(4)，下接下箱体(9)；下箱体(9)的下部为供流体通过的横向流体通道(9′)，流体通道的进口的两侧边为直立的平行边；在流体通道(9′)内装有控制流体通道开度大小的调节芯板(7)，调节芯板的驱动器(2)接在上箱体(4)上；在流体通道(9′)内接有可对流体进行微量调节的微调器；所述微调器是：在下箱体的流体通道(9′)内装有中部为锥形调节段的调节杆(11)；调节杆的下端密封穿出流体通道(9′)后，接升降控制机构；调节杆的上端穿接导向环(8)内，导向环固定连接在流体通道(9′)上壁的内侧或者外侧。

2、根据权利要求1所述的直线性流量调节装置，其特征在于所述的升降控制机构为电动控制器(17)。

3、根据权利要求1所述的直线性流量调节装置，其特征在于所述的升降控制机构包括有拨杆(18)和电动执行器(19)，拨杆(18)的一端套接在电动执行器(19)的输出轴端部，拨杆的另一端与微调器中的调节杆(11)的下端相铰接。

4、根据权利要求1所述的直线性流量调节装置，其特征在于所述的升降控制机构包括有带内螺纹的套管(20)，套管(20)连接在下箱体(9)的底面外部，微调器中的调节杆(11)的下端螺纹连接在套管(20)内，调节杆的底部为制成方榫轴或六棱轴的外露端，在套管(20)的下端口接有密封组件。

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