CN111911679B - 一种预设制动态压差平衡温控阀 - Google Patents

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Abstract

一种预设制动态压差平衡温控阀，包括温包波纹管的温控头配套使用，阀体内置有阀芯体，阀芯体连接在阀体的上端；阀芯体内置有阀杆、刻度调节帽、弹簧、活塞流量调节器和橡胶垫片；所述刻度调节帽连接在阀芯体的上端，所述阀杆依次穿接弹簧、活塞流量调节器和橡胶垫片，阀杆、活塞流量调节器、橡胶垫片构成整体在阀芯体内垂直向动作的移动体；所述弹簧的一端向上抵触在刻度调节帽上，另一端抵触在移动体上，所述移动体依据流体的压力和温度的变化在垂直方向上动作，并改变弹簧的形变量，以此控制流体的流量稳定。

Description

一种预设制动态压差平衡温控阀
技术领域
本发明涉及温控阀领域，具体涉及一种预设制动态压差平衡温控阀，解决现有供热系统中存在的室温冷热不均问题，同时能准确地调节压降和流量，用以改善管网系统中液体流动状态，达到管网液体平衡、降低管网噪音和节约能源的目的。
背景技术
温控阀是流量调节阀在温度控制领域的典型应用，其基本原理:通过控制换热器、空调机组或其他用热、冷设备、一次热(冷)媒入口流量，以达到控制设备出口温度。当负荷产生变化时，通过改变阀门开启度调节流量，以消除负荷波动造成的影响，使温度恢复至设定值。
现有技术下，广泛采用预设制动态平衡温控阀体和温控头结合使用的方式，一般安装在散热片的进水端，根据散热片的大小和容积预先调整流量，一般设置有八档。当变换档位使得流量变小时，在系统中的压力不变的前提下，流量调小将导致阀前压力增大，如果没有适时地得到释放，管道内将产生水力不衡的现象。
现有的温控阀大多是依据室温的变化来调整流体流量的大小，室温越低，流量越大，当温度达到预设的定温时，阀门自动关闭。此类温控阀不能自动消除水系统中因各种因素引起的水力失调现象，不能保持用户所需流量，不能利用压差作用来调节阀门的开度，不能利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化，对管路和阀体的持久冲击产生所产生的噪音引起噪声污染，更危险的是持久冲击带来的管路、阀体的疲劳破损，降低使用寿命。
发明内容
根据背景技术提出的问题，本发明提供一种预设制动态压差平衡温控阀来解决，接下来对本发明做进一步地阐述。
一种预设制动态压差平衡温控阀，包括内部设有温包波纹管的阀体，阀体内置有阀芯体，阀芯体连接在阀体的上端；阀芯体内置有阀杆、刻度调节帽、弹簧、活塞流量调节器和橡胶垫片；所述刻度调节帽连接在阀芯体的上端，所述阀杆依次穿接弹簧、活塞流量调节器和橡胶垫片，阀杆、活塞流量调节器、橡胶垫片构成整体在阀芯体内垂直向动作的移动体；所述弹簧的一端向上抵触在刻度调节帽上，另一端抵触在移动体上，所述移动体依据流体的压力和温度的变化在垂直方向上动作，并改变弹簧的形变量，以此控制流体的流量稳定。
优选地，阀体为三通结构，下端为进水口，侧端为出水口，出水口连接有接管，接管连接至散热片。
优选地，所述移动体的阀杆设置有轴肩，阀杆在轴肩处变径，所述活塞流量调节器在与阀杆的轴肩等高处设置有径向凸向阀杆的承台，所述弹簧放置在阀杆与活塞流量调节器之间的间隔里，向下抵触在阀杆、活塞流量调节器等高的轴肩、承台上；所述阀杆、活塞流量调节器可同时或分别作用于弹簧。
优选地，所述弹簧在与刻度调节帽的接触之处设置有半圆卡簧片，半圆卡簧片套设在阀杆上，所述半圆卡簧片将弹簧固定卡接在刻度调节帽和阀杆上。
优选地，所述刻度调节帽上刻有流量刻度值，刻度调节帽可在阀芯体的上端转动，其下端延伸至正对阀体流出口，转动刻度调节帽可控制流体流量。
优选地，所述刻度调节帽与阀芯体紧固连接，其上设置为配合六角扳手的正六边形状的凸起，在改变流量时，需使用扳手配合正六边形状的凸起，进而转动刻度调节帽改变流体流量；刻度调节帽与阀芯体紧固连接以防止流体持续性地冲击而造成的松动。
优选地，所述阀体与阀芯体之间设置有第一密封圈和第四密封圈，阀芯体与活塞流量调节器之间设置有第二密封圈，活塞流量调节器与阀杆之间设置有第三密封圈；提升整体装置的密封性能。
优选地，所述阀体与接管通过设置的六角帽连接，且阀体与接管的连接面上设有第五密封圈。
优选地，所述刻度调节帽2采用P66-GF30％的材料，阀芯体5、阀体12、接管15采用黄铜材质，活塞流量调节器9采用PA6-GF30％材质，所述弹簧4的长18mm，线径1mm，单位毫米所产生的形变力为4.2N，使得关闭阀门时需要施加不低于30N的力，维持系统的稳定。
有益效果：与现有技术相比，本发明能自动消除水系统中因各种因素引起的水力失调现象，保持用户所需流量，克服"冷热不均"现象；能有效地克服由于流量调节的原因引起的阻力增大，阀前压力过大容易破坏各支路的设备；消除了管道的水锤效应，大幅降低了噪音的分贝数，延长了设备的寿命。
附图说明
图1：本发明的结构示意图；
图2：本发明的结构爆炸示意图；
图3：刻度调节帽的结构示意图；
图中：1-阀杆、2-刻度调节帽、3-半圆卡簧片、4-弹簧、5-阀芯体、6-第一密封圈、7-第二密封圈、8-第三密封圈、9-活塞流量调节器、10-橡胶垫片、11-第四密封圈、12-阀体、13-六角帽、14-第五密封圈、15-接管。
具体实施方式
接下来结合附图1-3对本发明的一个具体实施例来做详细地阐述。
一种预设制动态压差平衡温控阀，包括主体结构阀体12，阀体12为三通结构，其内设有温包波纹管，下端为进水口，侧端为出水口，出水口连接有接管15，阀体12内置有阀芯体5，阀芯体5螺纹连接在阀体12的上端；阀芯体5内置有阀杆1、刻度调节帽2、弹簧4、活塞流量调节器9和橡胶垫片10，所述刻度调节帽2连接在阀芯体5的上端，所述阀杆1依次穿接弹簧4、活塞流量调节器9和橡胶垫片10，其中，阀杆1、活塞流量调节器9、橡胶垫片10构成整体在阀芯体5内垂直向动作的移动体，所述弹簧4一端向上抵触在刻度调节帽2上，另一端抵触在移动体上，所述移动体依据流体的压力和温度的变化在垂直方向上动作，并改变弹簧4的形变量，以此控制流体的流量稳定。
所述移动体的阀杆1设置有轴肩，阀杆1在轴肩处变径，同时，所述活塞流量调节器9在与阀杆1的轴肩等高处设置有径向凸向阀杆1的承台，所述弹簧4放置在阀杆1与活塞流量调节器9之间的间隔里，向下抵触在阀杆1、活塞流量调节器9等高的轴肩、承台上。
所述阀杆1、活塞流量调节器9可同时或分别作用于弹簧4：在流体温度上升时，温包波纹管受热澎胀并向上顶压阀杆1，迫使阀杆1向上移动并压缩弹簧4，同理在流体温度降低时，温包波纹管收缩，弹簧4恢复，弹力释放，驱动阀杆1向下移动，以此来打开和关闭阀门；在打开状态下，流体的压力变化则驱动活塞流量调节器9垂直移动，并压缩或释放弹簧4。因此，所述的弹簧4至少存在以下两种作用：一是作用阀杆1动作，进而驱动橡胶垫片10动作以打开或关闭流体通道；二是用于平衡流体压力。
所述弹簧4在与刻度调节帽2的接触之处设置有半圆卡簧片3，半圆卡簧片3套设在阀杆1上，所述半圆卡簧片3将弹簧4固定卡接在刻度调节帽2和阀杆1上。
所述刻度调节帽2上刻有流量刻度值，以表征当前阀体内的流量值，刻度调节帽2可在阀芯体5的上端转动，其下端延伸至正对阀体12流出口，其转动改变了流体通道的流通截面积，进而控制流体流量。
所述刻度调节帽2与阀芯体5紧固连接，其上设置为配合六角扳手的正六边形状的凸起，在改变流量时，需使用扳手配合正六边形状的凸起，进而转动刻度调节帽2，改变流量；刻度调节帽2与阀芯体5紧固连接以防止流体持续性地冲击而造成的松动。
所述阀体12与阀芯体5之间设置有第一密封圈6和第四密封圈11，阀芯体5与活塞流量调节器9之间设置有第二密封圈7，活塞流量调节器9与阀杆1之间设置有第三密封圈8。
所述阀体12与接管15通过设置的六角帽13连接，且阀体12与接管15的连接面上设有第五密封圈14。
预设制动态压差平衡温控阀的工作原理：
F＝F1+F2，
其中，F表示弹簧4被压缩所产生的弹簧力，F1表示阀体12进水口处的阀前压力，F2表示阀体12出水口处的阀后压力；并且假设作用在活塞流量调节器9上的阀前压力为F1、阀前压强为P1、作用面积为S1，作用在活塞流量调节器9上的阀后压力为F2、阀后压强为P2、作用面积为S2；弹簧4的压缩行程为M，弹簧4压缩每毫米所产生的弹力为N；
系统处于压力与流量平衡时：F＝M×N＝F1+F2＝P1×S1+P2×P2；
当入口的压力出现波动，假设入口的压力变大而其它条件不变，则弹簧力F＜F1+F2，活塞流量调节器9下的液体压力将推动活塞流量调节器9往上运动，进而压缩弹簧4，此时M值变大，流体的流通截面积变小，流体阻力变大，出口处的压力F1变小，进而达到新的压力平衡，反之亦然；
当室温下降，温包波纹管收缩，阀杆1下移，弹簧4的M减小，此时F＞M×N，活塞流量调节器9在压力的推动下向上移动，弹簧4将被压缩，M值变大，流体流通截面积变小，流体阻力变大，出口处的压力F1变小，进而达到新的平衡；反之，当室温上升，温包波纹管澎胀，挤压阀杆1，弹簧4的压缩行程M增大，F＜M×N，弹簧4将恢复部分形变以推动活塞流量调节器9向下移动，直到达到新的平衡，也即当前刻度调节帽2所指示的刻度所表示的流量。
当突然停电或者关闭某一流体支路，流体所产生的冲击波传入此阀时，冲击波作用于活塞流量调节器9上，活塞流量调节器9将向上移动，并压缩弹簧4，冲击波的能量将转变为弹簧4的势能，缓解了冲击波的破坏能力。综上所述，所述的活塞流量调节器9在弹簧4和不规则水击的双重作用下，在垂直方向上移动，形成一个动态的平衡，达到消除管道水锤保护设备的目的。
在本实施例中，所述刻度调节帽2采用P66-GF30％的材料，阀芯体5、阀体12、接管15采用黄铜材质，活塞流量调节器9采用PA6-GF30％材质，
所述弹簧4的长18mm，线径1mm，单位毫米所产生的形变力为4.2N，使得关闭阀门时需要施加不低于30N的力，维持系统的稳定。
本发明的有益效果是:能自动消除水系统中因各种因素引起的水力失调现象，保持用户所需流量，克服"冷热不均"现象；能有效地克服由于流量调节的原因引起的阻力增大，阀前压力过大容易破坏各支路的设备；消除了管道的水锤效应，大幅降低了噪音的分贝数，延长了设备的寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种预设制动态压差平衡温控阀，包括内部设有温包波纹管的阀体(12)，阀体(12)内置有阀芯体(5)，阀芯体(5)连接在阀体(12)的上端；阀芯体(5)内置有阀杆(1)、刻度调节帽(2)、弹簧(4)、活塞流量调节器(9)和橡胶垫片(10)；其特征在于：
所述刻度调节帽(2)连接在阀芯体(5)的上端，所述阀杆(1)依次穿接弹簧(4)、活塞流量调节器(9)和橡胶垫片(10)，阀杆(1)、活塞流量调节器(9)、橡胶垫片(10)构成整体在阀芯体(5)内垂直向动作的移动体；所述弹簧(4)的一端向上抵触在刻度调节帽(2)上，另一端抵触在移动体上，所述移动体依据流体的压力和温度的变化在垂直方向上动作，并改变弹簧(4)的形变量，以此控制流体的流量稳定；
所述移动体的阀杆(1)设置有轴肩，阀杆(1)在轴肩处变径，所述活塞流量调节器(9)在与阀杆(1)的轴肩等高处设置有径向凸向阀杆(1)的承台，所述弹簧(4)放置在阀杆(1)与活塞流量调节器(9)之间的间隔里，向下抵触在阀杆(1)、活塞流量调节器(9)等高的轴肩、承台上；所述阀杆(1)、活塞流量调节器(9)可同时或分别作用于弹簧(4)。
2.根据权利要求1所述的一种预设制动态压差平衡温控阀，其特征在于：所述阀体(12)为三通结构，下端为进水口，侧端为出水口，出水口连接有接管(15)，接管(15)连接至散热片。
3.根据权利要求1所述的一种预设制动态压差平衡温控阀，其特征在于：所述弹簧(4)在与刻度调节帽(2)的接触之处设置有半圆卡簧片(3)，半圆卡簧片(3)套设在阀杆(1)上，所述半圆卡簧片(3)将弹簧(4)固定卡接在刻度调节帽(2)和阀杆(1)上。
4.根据权利要求3所述的一种预设制动态压差平衡温控阀，其特征在于：所述刻度调节帽(2)上刻有流量刻度值，刻度调节帽(2)可在阀芯体(5)的上端转动，其下端延伸至阀体(12)的流出口，转动刻度调节帽(2)可控制流体流量。
5.根据权利要求4所述的一种预设制动态压差平衡温控阀，其特征在于：所述刻度调节帽(2)与阀芯体(5)紧固连接，其上设置为配合六角扳手的正六边形状的凸起，在改变流量时，需使用扳手配合正六边形状的凸起，进而转动刻度调节帽(2)改变流体流量。
6.根据权利要求1-5任一条所述的一种预设制动态压差平衡温控阀，其特征在于：所述阀体(12)与阀芯体(5)之间设置有第一密封圈(6)和第四密封圈(11)，阀芯体(5)与活塞流量调节器(9)之间设置有第二密封圈(7)，活塞流量调节器(9)与阀杆(1)之间设置有第三密封圈(8)。
7.根据权利要求2所述的一种预设制动态压差平衡温控阀，其特征在于：所述阀体(12)与接管(15)通过设置的六角帽(13)连接，且阀体(12)与接管(15)的连接面上设有第五密封圈(14)。
8.根据权利要求7所述的一种预设制动态压差平衡温控阀，其特征在于：
所述刻度调节帽(2)采用P66-GF30％的材料，阀芯体(5)、阀体(12)、接管(15)采用黄铜材质，活塞流量调节器(9)采用PA6-GF30％材质；
所述弹簧(4)的长18mm，线径1mm，单位毫米所产生的形变力为4.2N。
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