CN110274043A - 流量平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及流量平衡装置，用以调节第一管路中的流量大小使第一管路中的流量与第二管路中的流量达到平衡，包括：第一毕托管和第二毕托管，第一毕托管用以测定第一管路中的流体的压力，第二毕托管用以测定第二管路中的流体的压力；以及阀体，阀体包括：阀壁，阀壁围设形成阀腔；进液口和出液口，进液口和出液口设置于阀壁上，流体通过进液口进入阀腔再经出液口流出；以及阀芯，阀芯设置于阀腔中，阀芯两侧设有压力组件以检测第一毕托管、第二毕托管的压力并在压力的作用下进行伸缩推动阀芯在阀腔中做往复运动，调节流经阀腔的流体的流量大小。该流量平衡装置使管路之间的流量达到平衡，抗扰动能力强，调节速度快，无需额外的电源和电动装置。
Description
技术领域
本发明涉及流量控制技术领域，具体涉及一种流量平衡装置。
背景技术
大型流体输配管网普遍存在着水力失调的问题。空调、供暖等系统中，多条并联管路之间往往需要保持流量平衡，才能保证最好的运行效果。例如，多台冷却塔的流量不平衡时，水流量大的冷却塔由于风水比(冷却塔的空气流量与水流量的比值)较低，不能将水温降低到理想的温度，而水流量小的冷却塔，水量不能覆盖冷却塔的填料，无法充分发挥冷却塔的性能。又例如，中央空调水系统中如果各个管路的流量不平衡，会造成冷热不均的现象，影响空调效果。
多条并联管路通常长度不一，管路阻力也就不一样，要实现流量平衡，必须采取一定的措施。目前，管路间的流量平衡的调节装置主要有手动调节阀、电动流量调节阀和动态流量平衡阀。手动调节阀的调节方式，是在系统使用前，通过调节手动调节阀使各管路流量平衡，但若水系统发生变化，流量平衡会被打破，需要重新调节，不能保证管路间流量的动态平衡。电动调节阀的调节方式，是指通过流量计测量各管路的实时流量并进行对比，控制系统自动调整各管路上电动调节阀的状态，保证流量平衡，这种方式的调节效果较好，但需在每条管路上配备电源，成本较高。动态流量平衡阀，根据阀门前后的静压差的变动而自动变化阻力系数，当阀门前后的静压差增大时，阀门的通道会自动关小，反之，当静压差减小时，阀门通道自动开大，在一定的静压差范围内，可以有效地控制使通过的流量保持稳定，然而，常规的动态流量平衡阀无法适应系统的变流量运行。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种流量平衡装置，该流量平衡装置可自动调节使管路之间的流量达到平衡，系统运行工况发生变化时抗扰动能力强，且调节速度快，无需额外的电源和电动装置。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
根据本发明实施例的流量平衡装置，用以调节第一管路中的流量大小以使所述第一管路中的流量与第二管路中的流量达到平衡，包括：
第一毕托管和第二毕托管，所述第一毕托管用以测定所述第一管路中的流体的压力，所述第二毕托管用以测定所述第二管路中的流体的压力；以及
阀体，
所述阀体包括：
阀壁，所述阀壁围设形成有阀腔；
进液口和出液口，所述进液口和所述出液口设置于所述阀壁上，流体通过所述进液口进入所述阀腔再经所述出液口流出；以及
阀芯，所述阀芯设置于所述阀腔中，所述阀芯两侧设有压力组件以检测所述第一毕托管、所述第二毕托管的压力并在所述压力的作用下进行伸缩以推动所述阀芯在所述阀腔中做往复运动，调节流经所述阀腔的流体的流量大小。
优选地，所述压力组件包括：
第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件，所述第一全压件和第二静压件设置于所述阀芯的一侧，所述第二全压件和所述第一静压件设置于与所述阀芯的一侧相对的另一侧，所述第一全压件和所述第一静压件分别与所述第一毕托管的第一全压腔和第一静压腔相连通以分别根据所述第一管路中的流体的全压和静压进行伸缩，所述第二全压件和所述第二静压件分别与所述第二毕托管的第二全压腔和第二静压腔相连通以分别根据所述第二管路中的流体的全压和静压进行伸缩，所述第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件通过伸缩对所述阀芯施加驱动力使其在阀腔中做往复运动。
进一步优选地，沿所述阀芯的运动方向所述阀腔中位于所述阀体的两端分别设置有第一限位件和第二限位件，所述第一限位件和所述第二限位件用以限制所述阀芯的运动区间。
更进一步优选地，所述第一限位件和所述第二限位件分别位于所述阀体的两端的中部。
更进一步优选地，所述第一全压件和所述第二静压件相对设置于所述第一限位件的两侧，所述第二全压件和所述第一静压件相对设置于所述第二限位件的两侧，所述第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件均与所述阀芯相接触以对所述阀芯施加驱动力。
更进一步优选地，所述第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件与所述阀芯的接触面积均相等。
优选地，所述阀芯包括相对设置的圆柱体部和圆板部以及连接所述圆柱体部和所述圆板部的杆件。
进一步优选地，所述进液口和所述出液口的直径相同，所述杆件的长度不小于所述进液口和所述出液口的直径。
进一步优选地，所述第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件形成为囊状。
进一步优选地，所述第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件为轻质膜状制件。
本发明的有益效果在于：
通过第一毕托管和第二毕托管分别测定第一管路和第二管路中的流体的压力，阀芯两侧设置压力组件以检测第一毕托管和第二毕托管的压力并在压力的作用下进行伸缩以推动阀芯在阀腔中往复运动，从而调节流经阀腔的流体的流量大小，该流量平衡装置可自动调节使管路之间的流量达到平衡，且系统运行工况发生变化时抗扰动能力强，调节速度快，无需额外的电源和电动装置。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明实施例的流量平衡装置的剖视图；
图2为图1中的流量平衡装置用以调节第一管路中的流量使第一管路中的流量与第二管路中的流量达到平衡的剖视图；
图3为图1中的阀体的另一剖面的剖视图；
图4为图1中的阀体于流经阀腔的流体的流量最大时的剖视图；
图5为图1中的阀体于流经阀腔的流体的流量最小时的剖视图；
图6为图1中的第一毕托管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1-3所示，根据本发明实施例的流量平衡装置10，可用于空调、采暖、供水等流体输配管网，用以调节第一管路50中的流量大小以使第一管路50中的流量与第二管路60中的流量达到平衡，该流量平衡装置10包括第一毕托管20、第二毕托管30以及阀体40，其中，第一毕托管20用以测定第一管路50中的流体的压力，第二毕托管30用以测定第二管路60中的流体的压力，阀体40包括阀壁41、进液口42、出液口43、阀芯44以及压力组件45，阀壁41围设形成有阀腔46，进液口42和出液口43设置于阀壁41上，进液口42和出液口43相对设置，流体通过进液口42进入阀腔46再经出液口43流出，阀芯44设置于阀腔46中，阀芯44的两侧设有压力组件45以检测第一毕托管20、第二毕托管30的压力并在压力的作用下进行伸缩进而推动阀芯44在阀腔46中做往复运动，调节流经阀腔46的流体的流量大小。
也就是说，压力组件45根据检测的第一毕托管20和第二毕托管30的压力进行伸缩，并推动阀芯44在阀腔46中做往复运动，当阀芯44在阀腔46中往复运动时会挡住进液口42和出液口43的一部分，进而调整流体流经阀体40的过流通道的截面的大小，从而以调节流经阀腔46的流体的流量大小，如图4和图5所示，图4中流体流经阀体40的过流通道的截面最大，从而流经阀腔46的流体的流量最大，图5中流体流经阀体40的过流通道的截面最小，从而流经阀腔46的流体的流量最小。
通过第一毕托管20和第二毕托管30分别测定第一管路50和第二管路60中的流体的压力，阀芯44两侧设置压力组件45以检测第一毕托管20和第二毕托管30的压力并在压力的作用下进行伸缩以推动阀芯44在阀腔46中往复运动，从而调节流经阀腔46的流体的流量大小，该流量平衡装置10可自动调节使管路之间的流量达到平衡，且系统运行工况发生变化时抗扰动能力强，调节速度快，无需额外的电源和电动装置。
根据本发明的一些实施例，压力组件45包括第一全压件451、第一静压件452、第二全压件453以及第二静压件454，其中，第一全压件451和第二静压件454设置于阀芯44的一侧，第二全压件453和第一静压件452设置于与阀芯44的一侧相对的另一侧，第一全压件451和第一静压件452分别与第一毕托管20的第一全压腔21和第一静压腔22相连通以分别根据第一管路50中的流体的全压和静压进行伸缩，第二全压件453和第二静压件454分别与第二毕托管30的第二全压腔和第二静压腔相连通以分别根据第二管路60中的流体的全压和静压进行伸缩，第一全压件451和第一静压件452和第二全压件453以及第二静压件454通过伸缩对阀芯44施加驱动力使其在阀腔46中做往复运动。以使流量平衡装置10更好的自动调节使管路之间的流量达到平衡。
优选地，沿阀芯44的运动方向阀腔46中位于阀体40的两端分别设置有第一限位件47和第二限位件48，第一限位件47和第二限位件48用以限制阀芯44的运动区间。以使流体流经阀体40的过流通道的截面于最大值和最小值之间进行变化。
进一步优选地，第一限位件47和第二限位件48分别位于阀体40的两端的中部。
更进一步优选地，第一全压件451和第二静压件454相对设置于第一限位件47的两侧，第二全压件453和第一静压件452相对设置于第二限位件48的两侧，第一全压件451和第一静压件452和第二全压件453以及第二静压件454均与阀芯44相接触以对阀芯施加驱动454力。以通过第一限位件47和第二限位件48分别对第一全压件451和第二静压件454以及第二全压件453和第一静压件452的位置进行限定。
更进一步优选地，第一全压件451和第一静压件452和第二全压件453以及第二静压件454与阀芯44的接触面积均相等。
根据本发明的一些实施例，阀芯44包括相对设置的圆柱体部441和圆板部442以及连接所述圆柱体部441和所述圆板部442的杆件443。圆柱体部441为实心制件，圆柱体部441和圆板部442的直径略小于阀腔46的内径以在阀腔46中做往复运动，当阀芯44在阀腔46中往复运动时，阀芯44的圆柱体部441会挡住进液口42和出液口43的一部分，进而调整流体流经阀体40的过流通道的截面的大小。
优选地，进液口42和出液口43的直径相同，杆件443的长度不小于进液口42和出液口43的直径。进一步的，杆件443的长度等于进液口42和出液口43的直径。
优选地，第一全压件451和第一静压件452和第二全压件453以及第二静压件454形成为囊状。
优选地，第一全压件451和第一静压件452和第二全压件453以及第二静压件454为轻质膜状制件。以确保第一全压件451和第一静压件452和第二全压件453以及第二静压件454在压力的作用下可以自由伸缩，进而推动阀芯44在阀腔46中做往复运动。
采用本发明实施例的流量平衡装置10调节流量的具体方法如下：
如图2和图6所示，流量平衡装置10用以调节第一管路50中的流量大小使第一管路50中的流量与第二管路60中的流量达到平衡，流量平衡装置10安装在第一管路50上，进液口42与第一管路50的上游连通，出液口43与第一管路50的下游连通，第一毕托管20的测压端位于第一管路50中横向的中心，第一毕托管20的第一全压孔23的开口方向正对水流方向，第一静压孔24的开口方向垂直于水流方向，第一全压件451与第一毕托管20的第一全压腔21相连通，第一全压件451根据第一管路50中的流体的全压进行伸缩，第一静压件452与第一毕托管20的第一静压腔22相连通，第一静压件452根据第一管路中的流体的静压进行伸缩，第一管路50中的流体的全压和流体的静压之差为第一管路50中的流体的动压。
第二毕托管30的测压端位于第二管路60中横向的中心，第二毕托管30的结构与第一毕托管20的结构相似，第二毕托管30的第二全压孔的开口方向正对水流方向，第二静压孔的开口方向垂直于水流方向，第二全压件453与第二毕托管30的第二全压腔相连通，第二全压件453根据第二管路60中的流体的全压进行伸缩，第二静压件454与第二毕托管30的第二静压腔相连通，第二静压件454根据第二管路60中的流体的静压进行伸缩，第二管路60中的流体的全压和流体的静压之差为第二管路60中的流体的动压。
当第一管路50中水流的速度大于第二管路60中水流的速度时，第一管路50中流体的动压高于第二管路60中流体的动压，由于动压差的作用，阀芯44在第一全压件451和第一静压件452和第二全压件453以及第二静压件454的驱动下向第二全压件453和第一静压件452的一侧运动，使过流通道的截面积变小，调节第一管路50中的水的流量降低，当第一管路50中水流的速度小于第二管路60中水流的速度时，第一管路50中流体的动压小于第二管路60中流体的动压，由于动压差的作用，阀芯44在第一全压件451和第一静压件452和第二全压件453以及第二静压件454的驱动下向第一全压件451和第二静压件454的一侧运动，使过流通道的截面积变大，调节第一管路50中的水的流量升高，最终，在流量平衡装置10的调节下，第一管路50中的流量与第二管路60中的流量达到平衡。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种流量平衡装置，用以调节第一管路中的流量大小以使所述第一管路中的流量与第二管路中的流量达到平衡，其特征在于，包括：
第一毕托管和第二毕托管，所述第一毕托管用以测定所述第一管路中的流体的压力，所述第二毕托管用以测定所述第二管路中的流体的压力；以及
阀体，
所述阀体包括：
阀壁，所述阀壁围设形成有阀腔；
进液口和出液口，所述进液口和所述出液口设置于所述阀壁上，流体通过所述进液口进入所述阀腔再经所述出液口流出；以及
阀芯，所述阀芯设置于所述阀腔中，所述阀芯两侧设有压力组件以检测所述第一毕托管、所述第二毕托管的压力并在所述压力的作用下进行伸缩以推动所述阀芯在所述阀腔中做往复运动，调节流经所述阀腔的流体的流量大小。
2.根据权利要求1所述的流量平衡装置，其特征在于，所述压力组件包括：
第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件，所述第一全压件和第二静压件设置于所述阀芯的一侧，所述第二全压件和所述第一静压件设置于与所述阀芯的一侧相对的另一侧，所述第一全压件和所述第一静压件分别与所述第一毕托管的第一全压腔和第一静压腔相连通以分别根据所述第一管路中的流体的全压和静压进行伸缩，所述第二全压件和所述第二静压件分别与所述第二毕托管的第二全压腔和第二静压腔相连通以分别根据所述第二管路中的流体的全压和静压进行伸缩，所述第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件通过伸缩对所述阀芯施加驱动力使其在阀腔中做往复运动。
3.根据权利要求2所述的流量平衡装置，其特征在于，沿所述阀芯的运动方向所述阀腔中位于所述阀体的两端分别设置有第一限位件和第二限位件，所述第一限位件和所述第二限位件用以限制所述阀芯的运动区间。
4.根据权利要求3所述的流量平衡装置，其特征在于，所述第一限位件和所述第二限位件分别位于所述阀体的两端的中部。
5.根据权利要求4所述的流量平衡装置，其特征在于，所述第一全压件和所述第二静压件相对设置于所述第一限位件的两侧，所述第二全压件和所述第一静压件相对设置于所述第二限位件的两侧，所述第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件均与所述阀芯相接触以对所述阀芯施加驱动力。
6.根据权利要求5所述的流量平衡装置，其特征在于，所述第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件与所述阀芯的接触面积均相等。
7.根据权利要求1所述的流量平衡装置，其特征在于，所述阀芯包括相对设置的圆柱体部和圆板部以及连接所述圆柱体部和所述圆板部的杆件。
8.根据权利要求7所述的流量平衡装置，其特征在于，所述进液口和所述出液口的直径相同，所述杆件的长度不小于所述进液口和所述出液口的直径。
9.根据权利要求2所述的流量平衡装置，其特征在于，所述第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件形成为囊状。
10.根据权利要求2所述的流量平衡装置，其特征在于，所述第一全压件和第一静压件和第二全压件以及第二静压件为轻质膜状制件。
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