CN109578815B - 圆周多管式流量控制器 - Google Patents

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    • F17D3/01—Arrangements for supervising or controlling working operations for controlling, signalling, or supervising the conveyance of a product
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems

Abstract

本发明公开了一种圆周多管式流量控制器，包括；圆周小管、中心大管、大孔板、小孔板、中联座、阀门、汇总管及封盖；两端的汇总管分别安装在法兰上，所述两个汇总管之间沿着圆周方向均匀分布有多个圆周小管，多个圆周小管的径向中心设置有中心大管，所述中心大管端部与汇总管之间通过设置封盖实现封堵，中心大管与圆周小管之间通过设置中联座连接，所述中联座位于中心大管的轴向中心；在中心大管内部设有经过流量与阻力测量定型的大孔板；圆周小管内部设有经过流量与阻力测量定型的小孔板；圆周小管上装配有阀门。本控制器彻底克服和解决现有各类阀门因非线性的弊病，从而在提升使用效果的前提下又可节约大量能源。

Description

圆周多管式流量控制器
技术领域
本应用具体涉及流量控制技术领域，具体为一种圆周多管式流量控制器。
背景技术
现有各类阀门仅在我国供热一次网的水循环系统中由于它的非线性所造成的能源浪费已令人乍舌，况且管道水循环系统除供热网之外，很可能在中央空调，石油，化工等领域与行业的应用更面广量大，由此造成的能源浪费虽无从统计，试想一定更加巨大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种圆周多管式流量控制器，可彻底克服和解决现有各类阀门因非线性的弊病，从而在提升使用效果的前提下又可节约大量能源。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
圆周多管式流量控制器，包括；
圆周小管、中心大管、大孔板、小孔板、中联座、阀门、汇总管及封盖；
所述两端的汇总管分别安装在法兰上，所述两个汇总管之间沿着圆周方向均匀分布有多个圆周小管，多个圆周小管的径向中心设置有中心大管，所述中心大管端部与汇总管之间通过设置封盖实现封堵，中心大管与圆周小管之间通过设置中联座连接，所述中联座位于中心大管的轴向中心；
位于中心大管与中联座的衔接处，在中心大管内部设有经过流量与阻力测量定型的大孔板；
位于圆周小管与中联座的衔接处，圆周小管内部设有经过流量与阻力测量定型的小孔板；
所述圆周小管上装配有阀门，阀门位于汇总管与中联座之间。
有益效果：本控制器充分利用线性原理与实现自身的线性调控能力来控制管道水循环系统中各用水点的流量与对应阻力需求，可彻底克服和解决现有各类阀门因非线性的弊病，从而在提升使用效果的前提下又可节约大量能源，所以该器还是一个名副其实的节能产品。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是图1的从右往左的侧视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
圆周多管式流量控制器，包括；
圆周小管3、中心大管1、大孔板2、小孔板4、中联座5、阀门6、汇总管7及封盖8；
所述两端的汇总管7分别安装在法兰9上，所述两个汇总管之间沿着圆周方向均匀分布有多个圆周小管3，多个圆周小管的径向中心设置有中心大管1，所述中心大管端部与汇总管之间通过设置封盖8实现封堵，中心大管与圆周小管之间通过设置中联座5连接，所述中联座位于中心大管的轴向中心；
位于中心大管与中联座的衔接处，在中心大管内部设有经过流量与阻力测量定型的大孔板2；
位于圆周小管与中联座5的衔接处，圆周小管内部设有经过流量与阻力测量定型的小孔板4；
所述圆周小管上装配有阀门6，阀门6位于汇总管与中联座之间。
具体实施过程：
中心大管1为该控制器不设阀门的直通水通道，在其中间设有经过流量与阻力测量定型的大孔板2，预设可通过该控制器额定总水量的约70％。
圆周小管3的各管都设有阀门6为该控制器的调控水通道，也在其中间设有经过流量与阻力测量定型的小孔板4，按需设定圆周小管3的内径与管数以及单管流量与对应阻力，各小管的单管流量可以不尽相同，而各自的对应阻力必须一致，另还必须与中心大管1的对应阻力相等，各小管的预设合计流量为该控制器额定总水量的约52％，操作各小管上阀门6可控该控制器流量范围为额定总水量的约70％～122％，若有另需亦可扩大或缩小范围比例，在多个小管中还必须具有为多数单管流量1/2与1/4流量的单管各一个，目的在于提高该控制器流量与对应阻力的控制精度。中联座5是中心大管1与圆周小管3同轴对应的定位座，为了可更换大小孔板2与4其左右两片可开可合。汇总管7是该控制器总的进出水口，亦是中心大管1与圆周小管3左右两端对称的连通定位体，其两端法兰片用于管道水循环系统中各用水点的回水管道中的串联安装。
众所周知通过孔板的流量与对应阻力按流量方程式
Figure BDA0001919791960000031
呈线性变化，因此可以用孔板组成现有的孔板流量计，该控制器充分利用孔板的这一线性特性在中心大管1与圆周小管3的管中都设置了经过流量与阻力测量定型的大孔板2与小孔板4，可使中心大管1与圆周小管3如同成为了只不过不带流量显视器的孔板流量计来控制流量与对应阻力。上述中心大管1为该控制器不设阀门的直通水通道，预设可通过该控制器额定总水量的70％，但是在实际使用中是随圆周小管3实际通水管数的不同并与在通水的圆周小管3一起呈线性自动平衡互相之间的流量与对应阻力。上述圆周小管3的合计流量为该控制器额定总水量的约52％，而实际预设定只有多数常开直通圆周小管的合计流量为该控制器额定总水量的约30％，加上预设定中心大管1通过该控制器额定总水量的约70％为100％的该控制器预设额定总水量，当全关闭圆周小管3，若原阻力不变，该控制器只通过中心大管1的约70％额定总水量为最小流量，如果这时中心大管1通过了100％的额定总水量，其对应阻力呈线性增大约204％，还另预设定只有少数常闭不通圆周小管的合计流量为该控制器额定总水量的约22％，一旦将这些少数常闭不通的全部打开，若原阻力不变，该控制器可通过约122％的额定总水量为最大流量，如果这时该控制器仍只需通过100％的额定总水量，其对应阻力呈线性降低约49％。由此可知，该控制器的流量调控范围为约70～122％，对应阻力调控范围为+204％～-49％。可见，该控制器的流量与对应阻力仅限于预设定的适用范围内的调控而不是亦不需的全调控。因此采用该控制器必须首先将相关的管道水循环系统中各用水点的需求水量进行阻力平衡计算，按各用水点需求流量与对应阻力的计算结果配对选用性能相符的该控制器，可使该控制器的额定总水量与对应阻力定位在理论设计工况点上，不过可能与实际管道水循环系统中各用水点的流量与对应阻力存在偏差或遇复杂多变，但即便有偏差与怎样的复杂多变，水循环系统各用水点互相之间的流量与对应阻力始终呈线性变化，并与该控制器的线性变化一致相适应，该控制器的流量与阻力调控范围在基本定量定型的管道水循环系统中一般已足够应用。因此该控制器作为它们的流量控制器恰到好处。
以上已阐明该控制器是采取改变圆周小管3的实际通水管数来控制该控制器的流量与对应阻力仍符合流量方程式
Figure BDA0001919791960000041
呈线性变化，同时与管道水循环系统中各用水点的流量与对应阻力的呈线性变化匹配吻合，这亦就是该控制器区别于现有各类阀门控制流量的关键所在。无论现有各类阀门是手动与电动，或还是智能自动，它们都仍是改变流体通道面积与形状的“物体”，经长期实践与测试证明，操作改变各类阀门的这一方式来控制其流量与对应阻力不符合流量方程式
Figure BDA0001919791960000051
呈非线性变化，与管道水循环系统中各用水点的流量与对应阻力始终呈线性变化不匹配，若遇水循环系统中各用水点数量与流量的增减时的调控与实需出入更大，从不好调控到甚至失控。要问为什么,其实问题很简单，一个非线性的阀门怎能控制得了始终呈线性变化的管道水循环系统中各用水点的工况需求呢,将两者的凑合关系定性为“牛头不对马嘴”亦一点不为过。但是上百年直至当下，各行各业的管道水循环系统中各用水点的水量分配与阻力平衡几乎全部由各类阀门调控，虽问题很多更不尽人意，但一直没发现更好的替代品或根本不究其原因并认为天经地义就是如此。然而却不知由于各类阀门的非线性缘故所造成的麻烦与不利状况有多大，例如操控其中一个用水点的阀门时其余各用水点的流量与对应阻力都在变化并使原已调控好的再次失准，若反过来再调好这一再次失准的，前后调好的又将再次失准。总之反反复复互相牵扯永无宁日，这就是所谓的不好调控或失控，其后果必然产生人们俗称的“水力失调”，而“水力失调”不仅劣化使用效果，同时浪费大量能源，对此有的将手动阀门改进为电动或智能自动，充其量也只是减少了劳动力，从根本上改变不了一切阀门非线性的本质属性，所以始终无法改变管道水循环系统“水力失调”的普遍现状。由于“水力失调”，就有管道水循环系统中有的用水点流量过大，也就势必存在有的流量不够而劣化使用效果，为了减少影响或不影响这一局部使用效果，就不得不相应增大循环总水量，这时虽然使原来流量不够的局部用水点获得了弥补而改善了使用效果，但是原来流量已过大的用水点的流量势必更大，这一超出流量必将浪费大量能源。例如由于“水力失调”造成超出原总循环水量10％，管道水循环系统阻力将增大21％，其循环水泵电耗将增加约33％。并且“水力失调”较严重的管道水循环系统的超出水量又何止10％呢？仅以供热一次网为例，我国现有约80亿平方米的总供热一次网规模，以每供热季内供热一次网循环水泵的平均用电单耗约为1～1.2度/平方米，合计总耗电量约为80～96亿度，因现有阀门的非线性导致的“水力失调”而浪费的33％电量约合26～32亿度，并且在浪费用电的同时浪费的热量约为4～5W/㎡，总量约合320～400亿瓦。
本控制器若将该器圆周小管3上的阀门6改装成电动的，该器同样可实现智能化自动调控。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。

Claims (1)

1.圆周多管式流量控制器，包括；
圆周小管（3）、中心大管（1）、大孔板（2）、小孔板（4）、中联座（5）、阀门（6）、汇总管（7）及封盖（8）；
两端的汇总管（7）分别安装在法兰（9）上，两个汇总管之间沿着圆周方向均匀分布有多个圆周小管（3），多个圆周小管的径向中心设置有中心大管（1），所述中心大管端部与汇总管之间通过设置封盖（8）实现封堵，中心大管与圆周小管之间通过设置中联座（5）连接，所述中联座位于中心大管的轴向中心；
位于中心大管与中联座的衔接处，在中心大管内部设有经过流量与阻力测量定型的大孔板（2）；
位于圆周小管与中联座（5）的衔接处，圆周小管内部设有经过流量与阻力测量定型的小孔板（4）；
所述圆周小管上装配有阀门（6），阀门（6）位于汇总管与中联座之间。
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