CN110007695A - 流量调节方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流量调节方法及其装置，其解决了现有供热系统或者其它场合中流量调节依靠阀门开度的测量结果进行开度调整，导致调整精度低，无法满足流量调节精度要求的技术问题。其设有下壳体，下壳体内设有减速电机，减速电机上设有开度指针，减速电机上方设有主线路板，主线路板上方设有上壳体，上壳体与下壳体固定连接。本发明可广泛应用于对管道内流量有较高调节精度要求的场合。

Description

流量调节方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种热量调节方法及其装置，特别是涉及一种通过调节管路流量实现热量调节的流量调节方法及其装置。

背景技术

供热系统平衡调节是所有供热企业必须面对的重要工作，还有其它很多场合，对管道中流量的调节精度要求非常高。在实际应用中，阀门开度的微小变化就能够使管道流量发生较大的改变，如果这个流量变化超出调节精度的要求，就会导致整个系统的调节精度降低。

传统调节阀门，一般都是要测量阀门的实际开度，然后再对比供热系统或者其它场合中的流量、温度、压差等是否达到要求，没有达到要求再调整阀门的开度。由于开度被引入作为中间量，而开度的测量一般都是由电位器及相关电路来实现的，在测量过程中会存在累计误差，导致最终测量出来的开度的误差值和测量精度超出流量调节的精度，无法满足对实际流量进行精确调节的要求。

发明内容

本发明针对现有供热系统或者其它场合中流量调节依靠阀门开度的测量结果进行开度调整，导致调整精度低，无法满足流量调节精度要求的技术问题，提供一种直接测量流量、通过电机控制阀门开度、实现流量精确调整的流量调节方法及其装置。

为此，本发明的技术方案是，一种流量调节装置，设有下壳体，下壳体内设有减速电机，减速电机上还设有开度指针，减速电机上方设有主线路板，主线路板上方设有上壳体，上壳体与下壳体固定连接；

主线路板包括单片机、定时器、电机驱动电路、通讯电路，单片机与定时器电连接，定时器与电机驱动电路之间设有限位开关，单片机与电机驱动电路电连接，单片机与通讯电路电连接；限位开关与电机驱动电路电连接；定时器与限位开关电连接。

优选的，减速电机包括减速箱、直流电机、传动轴，直流电机由电机驱动电路控制其正、反转动作，直流电机的小扭矩、低精度的正反转动作通过减速箱进行速比调整，传动轴传递控制动作给阀门。

优选的，主线路板还包括用于检测电源线电压和电机驱动电压的电压检测电路、给主线路板提供电源的电源电路、用于指示当前阀门开关状态的LED指示灯，单片机与电压检测电路电连接，单片机与电源电路电连接，单片机与LED指示灯电连接。

优选的，减速电机可拆卸连接在下壳体内，主线路板可拆卸连接在下壳体内，主线路板设置在减速电机上方。

优选的，减速电机上设有小线路板，限位开关固定在小线路板上，小线路板上设有插针座，主线路板上设有插针，限位开关信号通过小线路板传递到主线路板上。

优选的，上壳体上设有指针观测孔，主线路板上设有指针孔。

一种流量调节方法，包括以下步骤：

(1)系统启动后，管路中热量表或流量计实时检测管道流量，并将实测流量传送给上位机，上位机将实测流量与设定流量对比：

当实测流量低于设定流量范围时，发送点动开指令给流量调节装置；

当实测流量高于设定流量范围时，发送点动关指令给流量调节装置；

当实测流量在设定流量范围内时，不发送指令；

(2)流量调节装置的主线路板通过通讯电路接收上位机的指令，主线路板的单片机根据接收到的指令设置定时器的定时时长，定时器在定时时长内启动电机驱动电路，电机驱动电路驱动减速电机转动，带动减速电机的传动轴转动，减速电机的传动轴带动阀门进行开、关动作，完成阀门开度调整，实现流量调节。

优选的，上述步骤(2)中，定时器经过限位开关启动电机驱动电路，主线路板的单片机检测电机驱动电路是否有定时器给出的控制信号，在定时器定时控制电机驱动电路期间，当流量调节装置开关到位后，则限位开关断开与电机驱动电路的连接，单片机检测不到电机驱动电路上的控制信号；反之，将能检测到电机驱动电路上的控制信号，确定流量调节装置是否开关到位。

优选的，定时器选用高精度定时器，流量调节装置中高精度定时器的定时时长单位设置为毫秒，最小可达10毫秒。

本发明有益效果如下：

(1)本发明通过热量表或流量计检测实时流量，与预设流量对比来控制流量调节装置动作，由流量调节装置调整阀门开度来实现流量调整，省去了中间环节测量的累计误差，结构简单，测量准确，可以使管道流量以优于0.02m3/h的精度进行调整，完全满足了管道对水力平衡的要求；

(2)由于设有限位开关，可以用来检测电机是否开关到位，在开关到位后，限位开关会切断电机电源，防止电机堵转过流，损坏线路板或者电机；

(3)由于设有高精度定时器来精准控制阀门电机的运行时长，电机再通过减速箱带动阀体进行开度调节，实际测量其开度调整精度可以达到0.01％以上，极大地提高了流量调整的精度；

(4)由于设有减速箱，可以将直流电机的小扭矩、低精度的正反转动动作进行速比调整，传动轴将调整后的更大扭矩、更高精度的控制动作输出给阀门，更好的实现了阀门的微调；

(5)由于主线路板上设有指针孔，上壳体上设有指针观测孔，开度指针与阀门的实际开度一致，可以直观的看到阀门的实际开度，方便现场人员调试；

(6)由于设有LED指示灯，在现场光线比较暗时，LED发光，可以对阀门概况作出判断。

附图说明

图1是本发明实施例的组装结构示意图；

图2是本发明实施例的组装结构剖视图；

图3是本发明实施例的减速电机及其相关部件局部组装示意图；

图4是本发明实施例的主线路板功能示意图；

图5是本发明实施例的控制流程图。

图中符号说明：

1.护线套；2.下壳体；3.电机紧固件；4.减速电机；5.小线路板；6.小线路板紧固件；7.主线路板紧固件；8.主线路板；9.开度指针；10.上壳体；11.指针观测孔；12.传动轴；13.限位开关；14.插针座；15.插针；16.指针孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

如图1-3所示，一种流量调节装置，包括下壳体2、上壳体10、减速电机4、主线路板8，上壳体10和下壳体2采用紧固件连接，减速电机4采用电机紧固件3安装在下壳体2内，主线路板8采用主线路板紧固件7安装在下壳体2内，安装在减速电机4的上方，减速电机4上通过小线路板紧固件6与小线路板5连接，小线路板6下方固定有限位开关13，小线路板5上设有插针座14，主线路板8上设有插针15，限位开关13信号通过小线路板5传递到主线路板8上，减速电机4上还设有开度指针9，上壳体10上设有指针观测孔11，主线路板8上设有指针孔16，开度指针9与阀门的实际开度一致，可以方便直观的看到阀门的实际开度，提高了调整可靠性。下壳体2下方设有护线套1，护线套1可以保护装置的出线，同时对于装置起到防水的作用。

主线路板8包括单片机、高精度定时器、电机驱动电路、限位开关检测电路、通讯电路，单片机与高精度定时器电连接，高精度定时器与电机驱动电路之间设有限位开关，电机驱动电路内设有电机驱动芯片，限位开关检测电路与限位开关13电连接，限位开关检测电路与单片机电连接，单片机与电机驱动电路电连接，单片机与通讯电路电连接，限位开关13与电机驱动电路连接，高精度定时器与限位开关13电连接。

减速电机4包括减速箱、直流电机、传动轴12，直流电机由电机驱动电路控制其正、反转动作，直流电机的小扭矩、低精度的正反转动作通过减速箱进行速比调整，传动轴12传递控制动作给阀体。高精度定时器的计时单位可以达到微秒，在流量调节装置中，根据配套硬件电路的响应精度和响应速度，结合工况的实际需求，高精度定时器只需精确到毫秒的计时单位即可完全满足管路调节精度需求，因此，选用毫秒作为高精度定时器定时时长的单位，最小精确到10毫秒。由高精度定时器来精准控制阀门电机的运行时长，直流电机再通过减速箱带动阀体进行开度调节，减速箱可以将直流电机的小扭矩、低精度的正反转动作进行速比调整，传动轴12将调整后的更大扭矩、更高精度的控制动作输出给阀门，更好的实现了阀门的微调，实际测量其开度调整精度可以达到0.01％以上，极大地提高了流量调整的精度。

主线路板8还包括用于检测电源线电压和电机驱动电压的电压检测电路、给主线路板提供电源的电源电路、用于指示当前阀门开关状态的LED指示灯，单片机与电压检测电路电连接，单片机与电源电路电连接，单片机与LED指示灯电连接，为流量调节装置的可靠使用提供了多重保障。

一种流量调节方法，包括以下步骤：

(1)系统启动后，管路中热量表或流量计实时检测管道流量，并将实测流量传送给上位机，上位机将实测流量与设定流量对比：

当实测流量低于设定流量范围时，发送点动开指令给流量调节装置；当实测流量高于设定流量范围时，发送点动关指令给流量调节装置；当实测流量在设定流量范围内时，不发送指令；

(2)流量调节装置的主线路板8通过通讯电路接收上位机的指令，主线路板8的单片机根据接收到的指令设置定时器的定时时长，定时器在定时时长内启动电机驱动电路，电机驱动电路驱动减速电机4转动，带动减速电机4的传动轴12转动，减速电机4的传动轴12带动阀门进行开、关动作，完成阀门开度调整，实现流量调节。

电机驱动电路中的电机驱动芯片用于接收高精度定时器的控制信号，将控制信号扩大，再驱动电机正反转，提高了电机动作精度。

步骤(2)中，定时器经过限位开关启动电机驱动电路，主线路板8的单片机检测电机驱动电路是否有定时器给出的控制信号，在定时器定时控制电机驱动电路期间，当流量调节装置开关到位后，则限位开关13断开与电机驱动电路的连接，单片机检测不到电机驱动电路上的控制信号；反之，将能检测到电机驱动电路上的控制信号，确定流量调节装置是否开关到位。

由于设有限位开关13，可以用来检测电机是否开关到位，在阀体开关到位后，限位开关13会切断电机电源，防止电机堵转过流，损坏线路板或者电机。

本发明通过热量表或流量计检测实时流量，与预设流量对比来控制流量调节装置动作，由流量调节装置调整阀门开度来实现流量调整，省去了中间环节测量的累计误差，结构简单，测量准确，可以使管道流量以优于0.02m3/h的精度进行调整，完全满足了供热管道对水力平衡的要求，进而提高了整个系统的调节精度，可广泛应用于供热管道以及其它对水力平衡有较高要求的管道阀门中。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (9)

1.一种流量调节装置，设有下壳体，所述下壳体内设有减速电机，其特征在于，所述减速电机上设有开度指针，所述减速电机上方设有主线路板，所述主线路板上方设有上壳体，所述上壳体与下壳体固定连接；

所述主线路板包括单片机、定时器、电机驱动电路、通讯电路，所述单片机与所述定时器电连接，所述定时器与所述电机驱动电路之间设有限位开关，所述单片机与所述电机驱动电路电连接，所述单片机与所述通讯电路电连接；所述限位开关与所述电机驱动电路电连接；所述定时器与所述限位开关电连接。

2.根据权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，所述减速电机包括减速箱、直流电机、传动轴，所述直流电机由所述电机驱动电路控制其正、反转动作，所述直流电机的小扭矩、低精度的正反转动作通过所述减速箱进行速比调整，所述传动轴传递控制动作给阀门。

3.根据权利要求2所述的流量调节装置，其特征在于，所述主线路板还包括用于检测电源线电压和电机驱动电压的电压检测电路、给所述主线路板提供电源的电源电路、用于指示当前阀门开关状态的LED指示灯，所述单片机与所述电压检测电路电连接，所述单片机与所述电源电路电连接，所述单片机与所述LED指示灯电连接。

4.根据权利要求3所述的流量调节装置，其特征在于，所述减速电机可拆卸连接在所述下壳体内，所述主线路板可拆卸连接在所述下壳体内，所述主线路板设置在所述减速电机上方。

5.根据权利要求4所述的流量调节装置，其特征在于，所述减速电机上设有小线路板，所述限位开关固定在所述小线路板上，所述小线路板上设有插针座，所述主线路板上设有插针，所述限位开关信号通过所述小线路板传递到所述主线路板上。

6.根据权利要求5所述的流量调节装置，其特征在于，所述上壳体上设有指针观测孔，所述主线路板上设有指针孔。

7.一种使用如权利要求6所述装置的流量调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)系统启动后，管路中热量表或流量计实时检测管道流量，并将实测流量传送给上位机，上位机将实测流量与设定流量对比：

当实测流量低于设定流量范围时，发送点动开指令给流量调节装置；

当实测流量高于设定流量范围时，发送点动关指令给流量调节装置；

当实测流量在设定流量范围内时，不发送指令；

(2)流量调节装置的主线路板通过通讯电路接收上位机的指令，主线路板的单片机根据接收到的指令设置定时器的定时时长，定时器在定时时长内启动电机驱动电路，电机驱动电路驱动减速电机转动，带动减速电机的传动轴转动，减速电机的传动轴带动阀门进行开、关动作，完成阀门开度调整，实现流量调节。

8.根据权利要求7所述的流量调节方法，其特征在于，上述步骤(2)中，所述定时器经过限位开关启动电机驱动电路，所述主线路板的单片机检测电机驱动电路是否有所述定时器给出的控制信号，在所述定时器定时控制所述电机驱动电路期间，当流量调节装置开关到位后，则所述限位开关断开与电机驱动电路的连接，所述单片机检测不到所述电机驱动电路上的控制信号；反之，将能检测到所述电机驱动电路上的控制信号，确定流量调节装置是否开关到位。

9.根据权利要求8所述的流量调节方法，其特征在于，所述定时器选用高精度定时器，所述流量调节装置中高精度定时器的定时时长单位设置为毫秒，最小可达10毫秒。