CN104896178A - 循环水智能调节装置 - Google Patents

Abstract

一种循环水智能调节装置，包括阀体、自力式温控部分、自动脉冲流冲刷部分和截止部分，本发明在实现循环水系统功能的前提下降低了生产成本，并实现了除垢和截止的功能。本循环水智能调节装置能够实现节水功效；脉动流冲刷部分能够产生脉动流，可以有效降低管道污垢生长的速率；截止部分能够实现截流的功能，易于现场更换。

Description

循环水智能调节装置

技术领域

本发明涉及一种循环水智能调节装置。

背景技术

在石油、化工生产工艺中广泛存在着热量交换过程，如设备冷却、工艺介质冷却及余热回收等，而换热设备和各种调节系统是保障热交换过程顺利进行的必要条件。石油及化工产品的生产过程中主要利用循环水对各种高温工艺介质进行冷却。由于冷却水温度受外部环境的影响而波动较大，最大温差可达30摄氏度左右，若冷却水流量保持一定，直接导致冷却水用量过大，造成水资源的巨大浪费和排污量显著增加。

目前，市场上虽然有大量类似的自力式温控调节装置，但均不能广泛应用于循环水的智能调节。一方面，现有的自力式温控调节装置型号少，主要用于特定工艺条件的流量控制装置，价格昂贵，改造成本过高，且对工业现场的适应性差，不能满足流量、温度、尺寸等多方面变化的要求；另一方面，现有的自力式温控调节装置仅用于流量调节，并未考虑工业用水流量降低导致结垢生长过快的弊端，进一步影响了传热效率。

综上所述，市面上现有的自力式温控调节装置价格较为昂贵、适应性差、不能广泛运用于循环水智能调节，且不具有防止结垢的冲刷功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种循环水智能调节装置，以解决上述问题的至少一个方面。

根据本发明的一方面，提供了一种循环水智能调节装置，包括阀体和置于阀体内的自力式温控部分、自动脉冲流冲刷部分、截止部分，

自力式温控部分利用液体受热膨胀及液体不可压缩的原理实现自动调节，包括执行器总成、毛细管、液态感温包、闸阀和弹簧，液态感温包置于阀体的进水口，毛细管的一端连通液态感温包，另一端连通管执行器总成，弹簧套接在闸阀上，闸阀包括阀杆和阀板，阀板连接在阀杆的下端，阀杆的上端与执行器总成连通，阀板与自动脉冲流冲刷部分相接。由此温度变化引起感温包内部液体积变化，这种变化通过毛细管传递到执行器中，可以调节阀杆的行程，进而调节阀门流量。当温度升高，膨胀的液体石蜡推动阀杆向下运动，流量减小；当温度降低，液体石蜡体积下降，弹簧推动阀杆向上运动，通过阀门的流量增大，从而实现自力式温控调节。

自动脉冲流冲刷部分包括第一水流通道、第二水流通道、叶轮、连杆和挡板，第一水流通道流经温控部分，受温度控制，阀板可配合在第一水流通道上，第二水流通道流经冲刷系统，完成冲刷功能；叶轮、连杆和挡板组成曲柄滑块机构，叶轮安装在水流入口处，挡板配合第二水流通道出水口处，用于间接性的堵住第二水流通道出水口；连杆一端活动连接在叶轮的边缘处，另一端活动连接在挡板上；水流经过叶轮时，对叶轮产生冲击力，带动叶轮旋转，叶轮的旋转通过连杆转化为挡板的直线运动，使通道中的水流速度处于一个变化的范围，产生脉冲效果，使污垢不易沉积，从而大大降低结垢速率，延长整个设备的使用寿命。

截止部分包括手轮、丝杆、阀座，丝杆通过螺纹方式配合在阀体的配合端，丝杆的上端伸出配合端连接手轮，丝杆的下端连接阀座，阀座配合在阀体的截水口上。

本发明的有益效果是：(1)具有智能调节功能；(2)结构简单，操作方便，现场适应性强；(3)自动机械式冲刷功能，防止换热设备结垢；(4)造价低廉。

附图说明

图1是发明的剖视图；

图2是本发明的立体图；

图3是阀杆和阀板的结构图；

图4是叶轮、连杆和挡板组成曲柄滑块机构；

图5是叶轮的结构示意图；

图6是双叶轮的结构示意图；

图7是挡板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明。

图1、图2、图3中，自力式温控部分1利用液体受热膨胀及液体不可压缩的原理实现自动调节，包括执行器总成101、毛细管105、液态感温包106、闸阀和弹簧102，液态感温包106置于阀体4的进水口，毛细管105的一端连通液态感温包106，另一端连通管执行器总成101，弹簧102套接在闸阀上，闸阀包括阀杆103和阀板104，阀板104连接在阀杆103的下端，阀杆103的上端与执行器总成101连通，阀板104与自动脉冲流冲刷部分2相接。其中液态感温包106内的填充物为液体石蜡。由此温度变化引起感温包106内部液体积变化，这种变化通过毛细管105传递到执行器中，可以调节阀杆103的行程，进而调节阀门流量。当温度升高，膨胀的液体石蜡推动阀杆103向下运动，流量减小；当温度降低，液体石蜡体积下降，弹簧102推动阀杆103向上运动，通过阀门的流量增大，从而实现自力式温控调节。

由于机体中循环水需要不停流动，且有一个最低流量和最高流量(由入口处的循环水温度范围决定)，所以温控部分1的阀杆103行程也有一个行程范围，而且不能将其完全关闭，所以阀芯处并没有多余的密封措施，在弹簧102所在腔体和水流通道处采取密封措施，防止水进入弹簧102所在腔体而减少设备使用寿命。阀芯不完全封闭通道，降低了开启和关闭的难度。采取闸阀的阀芯，水流产生的压差阻力对阀芯上下运动影响很小，进一步降低的阀芯运动的阻力，使阀芯运动更加容易控制，也更加精确。针对不同流量的管道，可以通过改变温包106大小，阀杆103长度和弹簧102劲度系数来实现不同的要求。

工业循环水中含有较多的杂质，在管道中水流速度较小时，容易在管道中结垢，严重影响换热的效率。而且管道中的污垢清洗十分复杂，代价也非常大，所以对管道进行定时冲刷是非常重要的。然而一个石化厂中换热设备非常多，如果靠人工完成冲刷，不仅工作量巨大，而且存在安全隐患，而自动冲刷系统可以很好的解决这些问题。

图1、图4、图5、图6、图7中，流冲刷部分2包括第一水流通道204、第二水流通道205、叶轮202、连杆201和挡板203，第一水流通道204流经温控部分1，受温度控制，第二水流通道205流经冲刷系统，完成冲刷功能；叶轮202、连杆201和挡板203组成曲柄滑块机构，叶轮202安装在水流入口处，挡板203配合第二水流通道205出水口处，用于间接性的堵住第二水流通道205出水口；连杆201一端活动连接在叶轮202的边缘处，另一端活动连接在挡板203上；水流经过叶轮202时，对叶轮202产生冲击力，带动叶轮202旋转，叶轮202的旋转通过连杆201转化为挡板203的直线运动，使通道中的水流速度处于一个变化的范围，产生脉冲效果，使污垢不易沉积，从而大大降低结垢速率，延长整个设备的使用寿命。

为最大限度利用水流冲击力，冲刷支路进水口做了专门设计，使流入支路的绝大部分水流能够沿叶轮202切线方向流入，使冲击力尽可能的变大，带动叶轮202转动。叶轮202有两个，如图所示，这样可以让水流有较大的冲击面积，使冲击力尽可能的变大，中间通过连杆201所在的转动副连接，如图所示，两叶轮202的中心轴没有连接在一起，这样可以让连杆201运动时没有多余的约束保证机构正常的运转。

冲刷功能是通过挡板203的运动实现的。挡板203的结构形状非常重要。如图所示，挡板203中间的圆孔206中插入导轨，以保证挡板203作直线运动，而不是在连杆201力的作用下向前或向后倾倒；圆孔206上面的凹槽207与连杆201连接，连杆201可绕中间的轴转动。两边的半圆形通孔使挡板203完全挡住出水口时也有一定的水流通过，保证叶轮202的转动以及机构的运行。

当温控支路流量较大时，流经冲刷支路的流量会较少，可能出现水流无法推动叶轮202转动的情况，但此时总的水流量较大，管道中本就不易结垢，叶轮202即使不转动也不会有大的影响；温控支路流量较小时，冲刷系统流经较大的流量，叶轮202受到较大的冲击力，能够正常转动，形成脉冲水流，引起整个管道流速的变化，降低管道中结垢的速率。

冲刷部分2结构非常简单，因为水流产生的力比较小，过多的复杂的结构会产生较大的阻力，可能导致机构不能正常运行。因此冲刷结构越简单越好，且在此机构中，挡板203不同的位置对应着不同的水流速度，可以做到开启慢而关闭快，使脉冲的振幅增大，较好的实现冲刷功能。

图1、图2中，截止部分3采用的是现在采用截止阀结构，包括手轮301、丝杆302、阀座303，丝杆302通过螺纹方式配合在阀体4的配合端，丝杆302的上端伸出配合端连接手轮301，丝杆302的下端连接阀座303，阀座303配合在阀体4的截水口上。

以上仅是本发明的一些实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种循环水智能调节装置，其特征在于：包括阀体和置于阀体内的自力式温控部分、自动脉冲流冲刷部分、截止部分；

自力式温控部分利用液体受热膨胀及液体不可压缩的原理实现自动调节，包括执行器总成、毛细管、液态感温包、闸阀和弹簧，液态感温包置于阀体的进水口，毛细管的一端连通液态感温包，另一端连通管执行器总成，弹簧套接在闸阀上；

自动脉冲流冲刷部分包括第一水流通道、第二水流通道、叶轮、连杆和挡板，第一水流通道流经温控部分，受温度控制，调节套筒可配合在第一水流通道上，第二水流通道流经冲刷系统，完成冲刷功能；叶轮、连杆和挡板组成曲柄滑块机构，叶轮安装在水流入口处，挡板配合第二水流通道出水口处，用于间接性的堵住第二水流通道出水口；

截止部分包括手轮、丝杆、阀座，丝杆通过螺纹方式配合在阀体的配合端，丝杆的上端伸出配合端连接手轮，丝杆的下端连接阀座，阀座配合在阀体的截水口上。

2.根据权利要求1所述的循环水智能调节装置，其特征在于：闸阀包括阀杆和调节套筒，调节套筒连接在阀杆的下端，阀杆的上端与执行器总成连通，调节套筒与自动脉冲流冲刷部分相接。

3.根据权利要求1所述的循环水智能调节装置，其特征在于：液态感温包内的填充物为液体石蜡。

4.根据权利要求1或3所述的循环水智能调节装置，其特征在于：当温度升高，膨胀的液体石蜡推动阀杆向下运动，流量减小；当温度降低，液体石蜡体积下降，弹簧推动阀杆向上运动，通过阀门的流量增大，实现自力式温控调节。

5.根据权利要求1所述的循环水智能调节装置，其特征在于：自动脉冲流冲刷部分中所述的连杆一端活动连接在叶轮的边缘处，另一端活动连接在挡板上；水流经过叶轮时，对叶轮产生冲击力，带动叶轮旋转，叶轮的旋转通过连杆转化为挡板的直线运动，使通道中的水流速度处于一个变化的范围，产生脉冲力，冲击污垢。

6.根据权利要求1所述的循环水智能调节装置，其特征在于：温控部分的阀杆行程设有一个行程范围，不能将其完全关闭，阀芯处无密封措施，在弹簧所在腔体和水流通道处采取密封措施。

7.根据权利要求1或5所述的循环水智能调节装置，其特征在于：叶轮有两个，中间通过连杆所在的转动副连接，两叶轮的中心轴没有连接在一起。

8.根据权利要求1所述的循环水智能调节装置，其特征在于：自动脉冲流冲刷部分中所述挡板中间的圆孔中插入导轨，让挡板作直线运动；圆孔上面的凹槽与连杆连接，连杆可绕中间的轴转动；挡板两边的半圆形通孔使挡板挡住出水口，让叶轮的转动以及机构的运行。