CN113280483B - 一种流量控制阀和空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种流量控制阀和空调器，包括阀体、静盘、动盘、传动组件和可调力矩件，所述静盘固定设置在所述阀体的管腔中，所述静盘在所述阀体径向截面上的投影分为多个等分的扇形区，所述扇形区内开设有贯穿所述静盘的通风孔，所述动盘具有轮毂和扇叶，且所述轮毂与所述阀体转动连接，所述扇叶呈放射状均匀分布在所述轮毂的四周，且所述扇叶的一端与所述轮毂连接，所述扇叶具有相对设置的扇叶面和底面，所述底面较所述扇叶面靠近所述静盘设置，所述扇叶面与所述阀体的径向截面的夹角为α，30°＜α＜60°，传动组件的一端与所述动盘连接，所述传动组件的另一端与所述可调力矩件固定连接，所述传动组件用于将所述动盘的力矩传递给所述可调力矩件。

Description

一种流量控制阀和空调器
技术领域
本发明涉及流量控制技术领域，特别涉及一种流量控制阀和空调器。
背景技术
一般在使用空调器进行制冷或制热时，最需要的是对室内机出风量恒定的 控制，如果风量太小或者不恒定都会导致制冷、制热送不出来，进而导致空调 器的制冷、制热效果差。目前的空调器室内机都是采用恒转速控制风量的，尽 管理论上讲，恒转速对应的应是恒风量，但实际上，空调器在使用过程中会受 到各种因素的影响而使得出风量不恒定。
影响室内机风量的因素有很多，包括：(1)滤网的厚度以及恒风量程度；(2) 导风条角度太小导致出风不顺畅；(3)制冷、制热导致蒸发器温度变化从而引起 风阻变化。鉴于此，在对空调器恒风量控制进行研究的过程中，有人提出通过 在恒转速条件下检测风机的功率，并与没有达到恒风量时的风机功率基准对比， 通过风机的功率变换判断空调器是否需要进行转速补偿，以实现恒风量控制。 但是，在空调器实际工作过程中，风机在同转速下所消耗的功率，除了受滤网 脏堵、导风角度影响、制冷和制热等因素引起的风阻变化之外，还会受到空调 器电源电压等其他因素的影响，因此仍然无法准确地检测风阻变化情况。
因此，有必要研发一种流量控制阀，以使流量控制阀的出风量恒定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流量控制阀和空调器，以解决现有的流量控制 阀和空调器控制精度不高、响应范围不宽和体积大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种流量控制阀，包括阀体、静盘、动 盘、传动组件和可调力矩件，所述阀体呈圆管状，所述静盘固定设置在所述阀 体的管腔中，所述静盘在所述阀体径向截面上的投影分为多个等分的扇形区， 所述扇形区内开设有贯穿所述静盘的通风孔，所述动盘具有轮毂和扇叶，所述 轮毂和所述扇叶设置在所述阀体的管腔中，且所述轮毂与所述阀体转动连接， 所述扇叶呈放射状均匀分布在所述轮毂的四周，且所述扇叶的一端与所述轮毂 连接，所述扇叶具有相对设置的扇叶面和底面，所述底面较所述扇叶面靠近所 述静盘设置，所述扇叶面与所述阀体的径向截面的夹角为α，其中，30°＜α＜60°，所述传动组件的一端与所述动盘连接，所述传动组件的另一端与所述 可调力矩件固定连接，所述传动组件用于将所述动盘的力矩传递给所述可调力 矩件。
可选的，所述扇叶的底面与所述阀体的径向截面平行设置。
可选的，所述静盘呈平板状。
可选的，所述扇形区中的所述通风孔的数量为一个，且所述通风孔在所述 阀体的径向截面上的投影的面积等于所述扇形区的面积的二分之一。
可选的，所述通风孔呈扇形。
可选的，所述扇叶在所述阀体的径向截面上的投影的形状与所述通风孔的 形状和大小相同。
可选的，所述传动组件包括传动绳，所述传动绳的一端与所述轮毂的外周 面固定连接，所述传动绳的另一端与所述可调力矩件固定连接。
可选的，所述传动组件包括导管，所述导管套设在所述传动绳上。
可选的，所述可调力矩件为恒力矩弹簧。
本发明还提供一种空调器，包括上述的流量控制阀。
本发明提供的一种流量控制阀和空调器，具有以下有益效果：
由于所述所述静盘固定设置在所述阀体的管腔中，所述静盘在所述阀体径 向截面上的投影分为多个等分的扇形区，所述扇形区上开设有贯穿所述静盘的 通风孔，所述动盘具有轮毂和扇叶，所述轮毂和所述扇叶设置在所述阀体的管 腔中，且所述轮毂与所述阀体转动连接，所述扇叶呈放射状均匀分布在所述轮 毂的四周，且所述扇叶的一端与所述轮毂连接，所述扇叶具有相对设置的扇叶 面和底面，所述底面较所述扇叶面靠近所述静盘设置，所述扇叶面与所述阀体 的径向截面的夹角为α，其中，30°＜α＜60°，因此当流体依次流经动盘和 静盘的过程中，流体会产生作用在扇叶面上的力，由于所述扇叶面与所述阀体的径向截面的夹角为α，因此会产生分力F，而分力F为流体流动产生垂直阀体 轴线的力，如此会产生一个带动动盘转动的力矩M；由于所述传动组件的一端 与所述动盘连接，所述传动组件的另一端与所述可调力矩件固定连接，所述传 动组件用于将所述动盘的力矩传递给所述可调力矩件，因此，所述可调力矩件 可产生一个限制动盘转动的力矩Mconst，如此可调力矩件与流体产生的作用在扇 叶上的力矩相平衡，从而使得通过动盘和静盘的流体的流量恒定，进而实现恒 定流量控制。
由于可调力矩件产生的力矩可调，因此，流量控制阀的响应范围宽。
由于仅需设置动盘、静盘、可调力矩件和传动组件，因此，流量控制阀的 体积较小。
附图说明
图1是本发明实施例中流量控制阀的结构示意图；
图2是本发明实施例中流量控制阀的部分结构示意图；
图3是本发明实施例中流量控制阀中静盘的结构示意图；
图4是本发明实施例中流量控制阀中动盘的结构示意图；
图5是本发明实施例中流量控制阀中动盘中扇叶的示意图。
附图标记说明：
110-阀体；120-静盘；121-通风孔；130-动盘；131-轮毂；132-扇叶；133- 底面；134-扇叶面；141-传动绳；142-导管；150-可调力矩件。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的流量控制阀和空调器作进一步 详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图 均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明 本发明实施例的目的。
参考图1、图2、图3和图4，图1是本发明实施例中流量控制阀的结构示 意图，图2是本发明实施例中流量控制阀的部分结构示意图，图3是本发明实 施例中流量控制阀中静盘的结构示意图，图4是本发明实施例中流量控制阀中 动盘的结构示意图，本实施例提供一种流量控制阀，包括阀体110、静盘120、 动盘130、传动组件和可调力矩件150，所述阀体110呈圆管状，所述静盘120 固定设置在所述阀体110的管腔中，所述静盘120在所述阀体110径向截面上 的投影分为多个等分的扇形区，所述扇形区内开设有贯穿所述静盘120的通风孔121，所述动盘130具有轮毂131和扇叶132，所述轮毂131和所述扇叶132 设置在所述阀体110的管腔中，且所述轮毂131与所述阀体110转动连接，所 述扇叶132呈放射状均匀分布在所述轮毂131的四周，且所述扇叶132的一端 与所述轮毂131连接，所述扇叶132具有相对设置的扇叶面134和底面133，所 述底面133较所述扇叶面134靠近所述静盘120设置，所述扇叶面134与所述 阀体110的径向截面的夹角为α，其中，30°＜α＜60°，所述传动组件的一 端与所述动盘130连接，所述传动组件的另一端与所述可调力矩件150固定连 接，所述传动组件用于将所述动盘130的力矩传递给所述可调力矩件150。
由于所述所述静盘120固定设置在所述阀体110的管腔中，所述静盘120 在所述阀体110径向截面上的投影分为多个等分的扇形区，所述扇形区上开设 有贯穿所述静盘120的通风孔121，所述动盘130具有轮毂131和扇叶132，所 述轮毂131和所述扇叶132设置在所述阀体110的管腔中，且所述轮毂131与 所述阀体110转动连接，所述扇叶132呈放射状均匀分布在所述轮毂131的四 周，且所述扇叶132的一端与所述轮毂131连接，所述扇叶132具有相对设置 的扇叶面134和底面133，所述底面133较所述扇叶面134靠近所述静盘120设 置，所述扇叶面134与所述阀体110的径向截面的夹角为α，其中，30°＜α ＜60°，因此当流体依次流经动盘130和静盘120的过程中，流体会产生作用 在扇叶面134上的力，由于所述扇叶面134与所述阀体110的径向截面的夹角 为α，因此会产生分力F，而分力F为流体流动产生垂直阀体110轴线的力，如 此会产生一个带动动盘130转动的力矩M；由于所述传动组件的一端与所述动 盘130连接，所述传动组件的另一端与所述可调力矩件150固定连接，所述传动组件用于将所述动盘130的力矩传递给所述可调力矩件150，因此，所述可调 力矩件150可产生一个限制动盘130转动的力矩Mconst，如此可调力矩件150与 流体作用在扇叶132上的力矩相平衡，从而使通过动盘130和静盘120的流体 的流量恒定；当流体产生的力矩如果超过了可调力矩件150产生的力矩，动盘 130转动使得动盘130对静盘120的通风孔121的遮挡增多，导致流体的流速降 低。当风速过低时，动盘130转动使得动盘130对静盘120的通风孔121的遮 挡减小，导致流体的流速增加，形成负反馈，能够稳定风速进而稳定风量，并 实现对风量的精确控制。由于可调力矩件150产生的力矩可调，因此，流量控 制阀的响应范围宽。由于仅需设置动盘130、静盘120、可调力矩件150和传动 组件，因此，流量控制阀的体积较小。
具体的，F＝ρQvcosα……………………………………………………………(1)
Q＝vA………………………………………………………………………(2)
F*rd＝Mconst………………………………………………………………(3)
其中F为流体流动产生垂直阀体110轴线的力，单位N；ρ为流体密度， 单位kg/m3；v为流体流速，m/s；α是扇叶面134与所述阀体110的径向截面 的夹角；A为阀体110的截面积，m2；Q为阀体110的流量，m3/s；rd为等效 力臂长度，单位m；Mconst为可调力矩件150可产生的力矩，单位N*m。
优选的，所述扇叶132的底面133与所述阀体110的径向截面平行设置。
优选的，所述静盘120呈平板状。
进一步的，所述扇形区中的所述通风孔121的数量为一个，且所述通风孔 121在阀体110径向截面上的投影的面积等于所述扇形区的面积的二分之一。
具体的，参考图3，所述通风孔121呈扇形。
优选的，参考图1，所述扇叶132在阀体110的径向截面上的投影的形状与 所述通风孔121的形状和大小相同。
所述传动组件包括传动绳141，所述传动绳141的一端与所述轮毂131的外 周面固定连接，所述传动绳141的另一端与所述可调力矩件150固定连接。
进一步的，所述传动组件包括导管142，所述导管142套设在所述传动绳 141上，用于使所述传动绳141沿着所述导管142移动，起到保护传动绳141和 导向的作用。
所述可调力矩件150为恒力矩弹簧。
本实施例还提供一种空调器，所述空调器包括上述的流量控制阀。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限 定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属 于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种流量控制阀，其特征在于，包括阀体、静盘、动盘、传动组件和可调力矩件，
所述阀体呈圆管状，
所述静盘固定设置在所述阀体的管腔中，所述静盘在所述阀体径向截面上的投影分为多个等分的扇形区，所述扇形区内开设有贯穿所述静盘的通风孔，
所述动盘具有轮毂和扇叶，所述轮毂和所述扇叶设置在所述阀体的管腔中，且所述轮毂与所述阀体转动连接，所述扇叶呈放射状均匀分布在所述轮毂的四周，且所述扇叶的一端与所述轮毂连接，所述扇叶具有相对设置的扇叶面和底面，所述底面较所述扇叶面靠近所述静盘设置，所述扇叶面与所述阀体的径向截面的夹角为α，其中，30°＜α＜60°，
所述传动组件的一端与所述动盘连接，所述传动组件的另一端与所述可调力矩件固定连接，所述传动组件用于将所述动盘的力矩传递给所述可调力矩件。
2.如权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，所述扇叶的底面与所述阀体的径向截面平行设置。
3.如权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，所述静盘呈平板状。
4.如权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，所述扇形区中的所述通风孔的数量为一个，且所述通风孔在所述阀体的径向截面上的投影的面积等于所述扇形区的面积的二分之一。
5.如权利要求4所述的流量控制阀，其特征在于，所述通风孔呈扇形。
6.如权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，所述扇叶在所述阀体的径向截面上的投影的形状与所述通风孔的形状和大小相同。
7.如权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，所述传动组件包括传动绳，所述传动绳的一端与所述轮毂的外周面固定连接，所述传动绳的另一端与所述可调力矩件固定连接。
8.如权利要求7所述的流量控制阀，其特征在于，所述传动组件包括导管，所述导管套设在所述传动绳上。
9.如权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，所述可调力矩件为恒力矩弹簧。
10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的流量控制阀。
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