CN101932984A - 流量控制器 - Google Patents
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Abstract
用于控制自锅炉到出水口中的热水的流量控制装置，包括：主壳体，进口，出口，可变开口，固定开口和被制造成调整可变开口位于全关闭位置和开放位置间的温度感应调节机构。热水传输系统。水出口的龙头口可允许水流经锅炉。流量控制阀布置在锅炉和出口之间，以使得水流量得到限制，在最初的水温相对低的阶段。通过此种方式，当水的温度增加时，全部的水流量得到增加。一种自锅炉经热水供给到出水口的供应热水的方法。
Description
相关申请参考
本申请要求来自联合王国的申请日为2007年8月23日的专利申请(GB 0716 470.0)的优先权，其全部内容被整合于此以作为整体的参考。
发明背景
1.发明领域
本发明关于一种用于控制自锅炉到出水口间的热水的流量控制器，热水传输系统和自锅炉经热水供给到出水口的供应热水的方法。
2.相关现有技术描述
已知的控制水流量的控制系统，其通常包括龙头或阀的手动调整装置。特别是，出口龙头被手动控制，以达到控制水流量的目的。然而，当收到来自锅炉的水时，例如燃气组合锅炉，很有可能出现，水流量大量的降低进而进一步造成锅炉剧热和水被关闭。也有可能，如果水流量太大，当温热阶段，足够大的水量将流到锅炉，主要由于热交换设备的温热。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供控制自锅炉到出水口的热水流量控制装置，包括：界定进口的主壳体，出口和自所述进口到所述出口延伸的流动管道，位于所述进口和所述出口间的可变开口，位于所述进口和所述出口间的固定开口，和被制造成调整所述可变开口位于全关闭位置和开放位置间的温度感应调节机构；其中所述温度感应调节机构包括具有刚性壳体的温度感应装置，可膨胀材料被布置在所述刚性壳体中和具有相对连接到所述可膨胀材料的第一末端的刚性杆和相对所述主壳体被固定的第二末端，由此所述温度感应调节机构被制造成使得所述刚性壳体，作为水温变化的反应，相对所述第二末端移动。
本发明的第二个目的在于，提供热水传输系统，包括：锅炉；多个水出口；送给所述锅炉的冷水；自所述锅炉提供的热水供给以提供热水到出水口；位于所述热水供给内对自锅炉到出口的热水的流量控制的装置。
本发明的第三个目的在于，自锅炉经热水供给到出水口提供热水的方法，所述方法包括步骤为：接受用于控制自锅炉到出口的热水流量的装置，和在热水供给内布置所述接受装置。
附图说明
图1显示的是热水供应设备的操作步骤；
图2显示的是用于产生热水的系统；
图3显示的是流量控制装置的爆炸视图；
图4显示的是在第一情形下的温度感应装置；
图5显示的是在第二情形下的温度感应装置；
图6显示的是在初始位置的流量控制装置；
图7显示的是在后续位置的流量控制装置；和
图8显示的是流量控制装置的操作步骤。
发明优先实施例
图1
图1显示的是热水供应设备的操作步骤。在步骤101，热水龙头被打开。相应的，在步骤102冷水进入锅炉，其后，在步骤103锅炉开始水加热功能。在步骤104热水从打开的热水龙头处放出。
对一些类型锅炉的现存已知的问题是，自打开的热水龙头处放出的水的温度要低于所需热水温度一段时间，直到所需热水的温度被达到。这通常由于在水进入用于加热的锅炉和锅炉加热水到所需温度之间的滞后造成的。在一些情况下，自热水龙头处流出的低于所需温度的水不能符合所需使用目的而被应用。除了浪费水的本身，由锅炉加热废水的能源也被浪费。
一些类型的锅炉保留储备数量的水，其被加热到所需的温度。问题也出现在此类锅炉中，当热水龙头被打开，储备数量的水被加热到合适的温度，但是，其后续跟随着较低温度的水，跟随着所需温度水的后面。温度的波动也是由于进入锅炉用于加热的冷水和锅炉加热水到所需温度间的滞后所造成的。
在一些系统，通过调整热水龙头的开合度来影响热水的排出是可能的。特别是在这样的系统中，通过降低排出水流量来增加排出水温是可能的。这种有效的保持回水进入锅炉加热较长时间，以增加排出水的加热周期。然而，预测龙头的开合度以达到所需排出水温度通常这是困难的。这甚至是更加难以判断龙头调节仅是龙头头或者是龙头杆的四分之一圈，例如，位于全关闭位置合全开放位置。
同时发现，一些锅炉将关闭水流，当最大温度极限被监测到时。由于水流的冲击，这也将恶化热水中的温度冲击。例如，通过不能满足原始的锅炉设置或者通过不充分的保养，操作上的背离也可能被引入。
人们渴望降低排出的不满足所需温度的热水量，并降低排出热水中温度冲击。
图2
图2显示的时热水加热系统包括阀201，以用于控制自锅炉202到至少一个的出水口的热水流量，例如龙头203。锅炉202被制造成接受自主供给204的冷水。在本例子中的锅炉是一个被制造成提供中央加热和水加热的组合锅炉。在这个例子中，锅炉202燃烧气体产生热量。锅炉202包括用于热水供给的热交换，且当监测到水流达到至少一个出水口时，水直接进入热交换。
流量控制阀201被布置在介于锅炉和出口之间的热水供给205内，这样水流量在最初阶段时受到限制，在此阶段自锅炉提供的水处于相对低的温度，当锅炉加热的水的温度升高时，水的流量也增加。在本例子中，热水供给205包括管子。正如将在后面得到详细介绍一样，当锅炉部件在加热时，流量控制阀201实现降低水流的功能，因此降低了锅炉达到合适运行温度的所需时间。
图3
图3显示的是流量控制装置的爆炸视图。流量控制装置201包括界定了进口的主壳体301，如箭头302所示，和出口，如箭头303所示。流量控制阀201被制造成接受水流通过，以箭头304所示方向，自进口到出口。
流量控制装置包括介于进口和出口间的固定开口(本图中未示出)，和介于进口和出口间的可变开口(本图中未示出)。固定开口允许任何温度的相对低的水流量通过。
流量控制装置201还包括温度感应调节机构，被制造成调节在全关位置和开位置间的可变开口。温度感应调节机构包括温度感应装置305，弹簧306和保持壁部分307。温度感应装置将在图4和5中详细描述，和温度感应调节机构将在图6和7中详细描述。可变开口初始关闭以禁止冷水流，但是被制造成随后打开以允许热水流。
进口端和出口端具有连接排列以允许流量控制装置201可以相对热水供给管固定。连接排列可以在事例间变换，并可包含例如螺纹部件，卡或者垫圈。在本例中，主壳体301被制造成保持线状并实质的同热水供给管同轴。主壳体可具有任何的截面形状，但是优选的具有规则截面形状，例如实质的圆柱形，实质的六角形、八角形。
主壳体301界定了通过壳体301外壁的空隙308，由此，固定开口调整装置309延伸进入主壳体301。固定开口调整装置308允许固定开口的开口度的选择。固定开口调整装置309提供有位置调整装置310，以便于在全流量位置和严格流量位置之间的固定开口调整装置的设置。
在本例中，固定开口调整装置308包括可旋转螺纹部件。螺纹部件采用螺纹形状，并且位置调整装置310采用螺纹头形状，其界定用于配合工具的槽，例如螺纹扳手，以便于对其旋转。在另一个例子中，螺纹部件被提供成具有杆形，其界定了延伸穿过其的通道，以实质垂直杆的轴线。因此，在全流量位置，上游通道(upstream channel)开口整个面对着水流，在箭头304的方向上，且在严格流量位置，缩减面积的上游通道开口面对着水流。
通过允许固定开口被可调以满足特定水加热系统，该系统的锅炉可以防止关闭其加热功能，作为监测到锅炉加热水的温度变化的反应。
图4
图4显示的始温度感应装置305。该装置包括刚性壳体401，可膨胀材料(未示出)位于刚性壳体内，和杆402，其具有有效连接到可膨胀材料的第一末端(未示出)和第二末端403。在本例中，可膨胀材料被制造成在加热时会膨胀。该可膨胀材料可以为蜡。蜡提供成为胶囊蜡的形状。
在本实施例中，可膨胀材料是蜡，被制造成在加热时会膨胀，这样膨胀度随着温度的增加而增加。同样的，可膨胀材料被制造成随着温度的降低而收缩，收缩度随着温度的降低而增加。作为对蜡膨胀的反应，杆402向外推出，这样介于第二末端403和钢性壳体401间的距离增加。
在图4中，温度感应装置305显示为全收缩情形。在全收缩情形下，介于杆402的第二末端403和刚性壳体401间的距离D为尽可能的最短。
刚性壳体401包括上游定位部分405和插塞部分406。在本例子中，温度感应装置305的外表明为圆柱性。然而，作为另一个例子，部件的形状可以变换。插塞部分405具有较上游定位部分405具有较大的外径，这样在上游定位部分和插塞部分406间形成第一肩部407。插塞部分也较杆402具有较大的外径。插塞部分406轮廓呈现为向内部倾斜的表面，带有倾斜表面的末端408，朝向具有较小的外径的杆402的第二末端403。
图5
图5也显示的是温度感应装置305。在图5中，温度感应装置305为全伸展情形显示。在全收缩情形，介于杆402的第二末端403和刚性壳体401的距离为尽可能的最大。
图6
图6显示的是在最初位置的流量控制装置201，在该位置可变开口关闭，标记为601。而，固定开口，标记为602，允许水沿着箭头304的方向基本通过。在流量控制装置201的所示位置，水可以沿着标记为箭头603的管路，通过固定开口调整装置602，和通过界定在保持壁部件307上的空隙604。
在所示的例子中，可变开口601实质的同中央水流管共轴，和固定开口602被界定在环绕法兰内。在本所示例子中，环绕法兰包括单一外围孔，以供给固定开口，然而在可选择的实施例中，环绕法兰包括多个外围孔。
固定开口402允许任何温度的相对低的水流量。当热水龙头打开时，通过流量控制阀201的水流量被限制，此时水的温度相对的低，因此减少了锅炉达到合适操作温度的所需时间。正如将要在后面详细介绍的那样，可变开口，其最初为关闭，被制造成后续打开以允许具有较高温度的热水流动。
在使用中，温度感应装置305的上游定位部分309布置在弹簧306里。弹簧306的第一末端605毗邻第一肩部407。弹簧306的第二末端606相对主壳体301固定。在使用中，杆402的第二末端403相对主壳体301固定。在本例中，杆402的第二末端403布置在保持壁部件307内，其相应的相对主壳体固定。
在图6的布局中，可变开口601通过温度感应装置305的插塞部分406关闭。弹簧306被布置成朝向可变开口的关闭位置偏置温度感应装置305。正如前文所述，温度感应装置305被设置成这样，介于刚性壳体401和杆402的第二末端间的距离被设置成随着水的温度的增加而相应的增加。因此，作为水温度增加的反应，杆402自刚性壳体401进一步延伸。也正如前文所述，杆402的第二末端403相对主壳体301固定。因此作为水温增加的反应，杆402进一步自刚性壳体401延伸出，相应的作用力于插塞部分406向上游，在箭头607所示的方向。由于温度感应装置305的插塞部分406上游移动，可变开口601被打开。更优选的，流量控制装置的温度感应调节机构被设置成这样，作为水温变化的反应，刚性壳体制成相对所述第二末端运动。
图7
图7显示的是流量控制装置201在后续位置，在此可变开口601打开。作为被锅炉加热的水到来的结果，流量控制器201内的温度增加，并且相应的造成温度感应装置305在长度上膨胀。这一动作的结果使得插塞部分406上游移动以打开可变开口601。
可以理解的是，弹簧306移动进入压缩状态，以允许温度感应装置305增加的长度，以使得容纳在流量控制装置201之内。这种方式下，当锅炉加热的水的温度增加，通过流量控制装置201的全部水流增加。
在所示的流量控制器201的条件下，水可以持续的沿着管路603通过通道316的固定开口，且现在也可以沿着管路701通过打开的可变开口601。
更优选的是，流量控制装置201被制造成禁止锅炉加热水的全流量，直到水流被监测为处于合适的操作温度。因此流量控制装置实现了调整锅炉内水流和水温的组合功能。
当热水龙头关闭时，水温下降，作为对流量控制器201内的水温温度下降的反应，温度感应装置305的蜡冷却并收缩。相应的，杆402收缩进刚性壳体401内并且弹簧306延伸长度。在这种方式下，插塞部分406返回到如图6所示的最初关闭位置。
图8
图8显示的是在此描述的位于包括锅炉的热水加热系统的流量控制装置的操作步骤。
在步骤801，热水龙头打开，且水被允许流经锅炉。相应的，在步骤802，在任何温度的水被允许流经固定开口。这被阻止的最初的水流辅助流量控制装置内的温度升高并获得所需的操作温度。流量控制装置的内部工件对水温到达所需的操作温度的做出反应。当这一温度获得时，在步骤803，可变开口打开，在步骤804，以允许水流从此通过。因此，获得未受限制的具有所需温度的水流。
当流量控制阀内的温度后续降低时，在步骤805，流量控制装置的温度感应部分相应动作关闭可变开口，在步骤806.
当热水龙头关闭时，流量控制阀内的温度将降低。这导致排除的水量停止，锅炉停止它的水加热功能并且流量控制装置内的水温变凉。而作为锅炉停止工作的相应，流量控制阀内的温度可降低，并且流量控制装置将再次起到作用阻止水流通过和相应的来自热水龙头的相对低温的水流。
Claims (23)
1.用于控制自锅炉到出水口的热水流量控制装置，包括：
界定进口的主壳体，出口和自所述进口到所述出口延伸的流动管道，
位于所述进口和所述出口间的可变开口，
位于所述进口和所述出口间的固定开口，和
被制造成调整所述可变开口位于全关闭位置和开放位置间的温度感应调节机构；其中
所述温度感应调节机构包括具有刚性壳体的温度感应装置，可膨胀材料被布置在所述刚性壳体中和具有相对连接到所述可膨胀材料的第一末端的刚性杆和相对所述主壳体被固定的第二末端，由此所述温度感应调节机构被制造成使得所述刚性壳体，作为水温变化的反应，相对所述第二末端移动。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述可变开口包括加热时可膨胀的膨胀材料。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述可膨胀材料为蜡。
4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于：膨胀度随温度的增加而增加，以使得全部水流量随温度增加而增加。
5.如权利要求1至4中任一所述的装置，其特征在于：所述可变开口实质的同中央水流共轴，且所述固定开口为在环绕法兰内的一个外围孔。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述环绕法兰包括多个外围孔以以供给固定开口。
7.如权利要求1至6中任一所述的装置，其特征在于：所述固定开口包括调整装置用于调整固定流量度。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述调整装置包括螺纹部件。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述螺纹部件界定了通过其的通道。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：所述螺纹部件延伸进入所述固定开口，以使得朝向水流的上游通道开口的面积相应螺纹部件的旋转得到调整。
11.如权利要求1至10中任一所述的装置，其特征在于：所述主壳体被制造成保持线状并实质的同热水供给管同轴。
12.一种热水传输系统，包括：
锅炉；
多个出水口；
供给所述锅炉的冷水供给；
自所述锅炉的热水供给以供给热水到一出水口；和
权利要求1中的用于控制自锅炉到出水口的热水流量控制装置，并且布置在所述热水供给之内。
13.如权利要求12所述的热水传输系统，其特征在于：所述锅炉是被制造成提供中央加热和热水的组合锅炉。
14.如权利要求12或13所述的热水传输系统，其特征在于：所述锅炉燃烧气体产生热量。
15.如权利要求12至14中任一所述的热水传输系统，其特征在于：所述锅炉包括用以热水供给的热交换，其中当检测到水流进入任一一个所述出水口时，热水直接进入所述热交换。
16.一种自锅炉经热水供给到出水口的热水供给方法，所述方法包括步骤为：
接受如权利要求1的装置，和
在所述热水供给内布置所述接受装置。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：水流通过在锅炉里的热交换。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于：当水的温度增加时，热水流量增加。
19.如权利要求16至18中任一所述的方法，其特征在于：所述锅炉是被制造成提供中央加热和水加热的组合锅炉。
20.如权利要求16至19中任一所述的方法，其特征在于：所述锅炉燃烧气体产生热量。
21.用于控制自锅炉到出水口的热水流量控制装置，实质等同于在附图中标记参考的描述。
22.一种热水传输系统，实质等同于在附图中标记参考的描述。
23.一种自锅炉经热水供给到出水口的热水供给方法，实质等同于在附图中标记参考的描述。
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Owner name: THERMOSYPHON LTD. Free format text: FORMER OWNER: TOMLINSON ANDREW PAUL Effective date: 20120606 |
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Effective date of registration: 20120606 Address after: Sheffield City Applicant after: Thermo seyfer Co. Ltd. Address before: Sheffield City Applicant before: Tomlinson Andrew Paul |
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