CN115183001A - 一种动态流量电动蝶阀及电动蝶阀的调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动态流量电动蝶阀及电动蝶阀的调节方法，超声波测量管段，根据检测到的信号运算输出控制信号，并将控制信号传输到电动蝶阀；电动蝶阀，根据接收到的控制信号调节阀板，实现开度调节。所述电动蝶阀的调节方法包括：检测当前末端或管道实时流量值与用户设定的流量值之间的偏差；根据偏差计算得到阀门开度的调节值，通过控制器输出模拟量信号驱动角行程类型类型阀门进行调节，实现当系统负荷变化时，调节阀门的开度大小，实现水量调节，使各个末端或管道不受压力动态变化影响，能保持所需的设计流量不超调，从而确保水力平衡，节约了系统的循环水量，减少了水泵扬程及耗电量，满足部分负荷运行的特性，实现系统节能运行。

Description

一种动态流量电动蝶阀及电动蝶阀的调节方法
技术领域
本发明涉及电动蝶阀调节技术领域，尤其涉及一种可避免电动蝶阀在中央空调水系统应用调节过程中发生振动或阀板摆动不停情况的电动蝶阀及对电动蝶阀的调节方法。
背景技术
电动蝶阀通常由角行程电动执行机构(0～90°部分回转)和蝶阀整体通过机械连接，经过安装调试后共同组成。根据动作模式分类有：开关型和调节型。开关型是直接接通电源(AC220V或其他电源等级的电源)通过开关正、反导向来完成开关动作。调节型是以AC220V电源作为动力，接收工业自动化控制系统预设的模拟量信号(4-20mA DC或0～10VDC等弱电信号)对应调节开度。
常见的中央空调系统中冷却水系统会设置电动蝶阀用于冷却塔循环水的开关控制，安装在管道上主要起切断和节流作用。
逐渐越来越多的高效冷却水控制系统，追求平衡及节能的作用效果，需要去细调水量。目前基本都只是系统的控制单元根据系统的进回水的压力差，进行比例积分运算，输出模拟量信号进行调节的电动蝶阀的开度，这种靠水温单回路调节流量系统，比例带过小，积分时间过短，微分时间和微分增益过大都可能产生系统振荡。调节振荡较大，会使阀门调节动作过于频繁，电机来回转动，阀板来回摆动，导致执行器发热易坏；而且在小流量低负荷的情况下，调节阀门处于小于30％的开度状态，而此状态阀门的流阻很大，节流口间隙小，流速大，水流冲击阀板厉害，当一系列的变化超过阀的刚度时，稳定性差，容易产生振动；同时开度过小，阀芯密封面易受气蚀损伤。密封的寿命缩短，会影响系统长期使用效果。
综合上述，为了提升冷却水系统的效率，取得最大限度的节能效果，较好帮助电动蝶阀在冷却水循环回路进行流量分配控制调节，并且有助于解决水利失衡，减少维护成本等问题，需要有解决调节过程中发生振动或阀板摆动不停等情况的方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种动态流量电动蝶阀及电动蝶阀的调节方法。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
一种动态流量电动蝶阀，包括：超声波测量管段与电动蝶阀，超声波测量管段与电动蝶阀的法兰连接；
超声波测量管段，根据检测到的信号运算输出控制信号，并将控制信号传输到电动蝶阀；
电动蝶阀，根据接收到的控制信号调节阀板，实现开度调节。
一种电动蝶阀的调节方法，包括：
步骤A、检测当前末端或管道实时流量值与用户设定的流量值之间的偏差；
步骤B、根据偏差计算得到阀门开度的调节值，通过控制器输出模拟量信号驱动角行程类型类型阀门进行调节，实现当系统负荷变化时，调节阀门的开度大小，实现水量调节。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
实现水量调节目的，使各个末端或管道不受压力动态变化影响，能保持所需的设计流量不超调，从而确保水力平衡，节约了系统的循环水量，减少了水泵扬程及耗电量，满足部分负荷运行的特性，实现系统节能运行。并且使阀门一直处于适合的工作区间，避免阀门在不利工况下运行，确保调节效果和阀门的使用寿命，降低维护成本。
附图说明
图1是动态流量电动蝶阀结构图；
图2是电动蝶阀的调节方法流程图；
图3是电动蝶阀模式运行流程图。
具体实施方
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，为动态流量电动蝶阀结构，包括超声波测量管段1与电动蝶阀7的法兰通过螺丝连接组成。
电动蝶阀7包括电动执行器8、蝶阀阀体9，通过螺丝连接组成；蝶阀阀体靠阀板10进行开度调节。
超声波测量管段1包括传感器2、传感器电线3、流量检测法兰管段4、控制器5、控制信号电线6。
传感器2内集成了流量传感器、温度传感器，安装在流量检测法兰管段4上，通过传感器电线3电性连接控制器5。
控制器5安装在流量检测法兰管段4上，通过控制信号电线6电性与电动执行器8电性连接。控制器5包括中央控制元件、通信元件、储存元件、液晶数字显示器，都分别与中央控制元件电性连接。
通电运行，控制器5自检学习行程，先全开阀门，水流先从流量检测法兰管段4开始流入，传感器2将检测到的信号数据通过传感器电线3传输到控制器5，中央控制元件通过运算输出控制信号，通过控制信号电线6传输到电动执行器8，电动执行器8根据控制信号调节蝶阀阀体9的阀板10，实现开度调节。
执行器5具有测量流量和温度、流量的控制、平衡、开关、显示等功能，还可以反馈输出阀门现时开度、实时流量值、流经的流体温度值等数据，通过联网通讯，可配合上位机读写数据，接入BAS控制系统等。
本实时例主要运行逻辑原理：
经过参照《GB/T 32224-2015热量表国家标准》、《GB-T 26759-2011中央空调水系统节能控制装置技术规范》、《GB 14536.1-2008家用和类似用途电自动控制器第1部分：通用要求》、《GB 14536.9-2008家用和类似用途电自动控制器电动水阀的特殊要求(包括机械要求)》、《GB13927-92通用阀门压力试验》、《JBT5296-1991通用阀门流量系数和流阻系数的试验方法》等相关标准设计和反复多次测试，得出此动态流量调节电动蝶阀最适合的流量范围，如表1：
表1
公称直径 可设定流量范(m<sup>3</sup>/h) 最佳流量设定(m<sup>3</sup>/h)
DN65 10～50 30
DN80 20～80 48
DN100 30～120 72
DN125 40～200 120
DN150 50～300 180
DN200 60～500 300
DN250 70～800 480
DN300 80～1000 720
动态流量调节电动蝶阀在流量范围内工作，用户可以根据系统需要自行设定阀门的输出流量，阀门会自动运行，无需外部控制模拟量型号调控，当系统管线压力发生变化导致流量改变，实时流量超过设定流量值时，执行器会自动动态调节阀门开度；当实时流量达到设定流量值的范围内时，停止调节，使流量始终恒定在设定流量范围内，目的避免了系统支路或末端过流或欠流引起的动态水力失调问题。
如图2所示，本实施例还提供了一种电动蝶阀的调节方法，包括：
步骤10、检测当前末端或管道实时流量值与用户设定的流量值之间的偏差；
步骤20、根据偏差计算得到阀门开度的调节值，通过控制器输出模拟量信号驱动角行程类型类型阀门进行调节，实现当系统负荷变化时，调节阀门的开度大小，实现水量调节。
除了在最佳流量范围内调整流量，阀门还会根据实际的运行状况周期性进行特定的算法运行调整，具体包括：
通过中央控制元件比较检测实时流量值F(t)和设定流量值TF的差值ΔEF；
差值ΔEF在设定流量值TF的±5％内，则保持停止状态；
差值ΔEF大于值Step_span，则进入常规运行模式；
差值ΔEF在值Step_span之间则进入步进浮点运行模式。
其中浮点运行模式：中央控制元件运行一个固定的值P(t)+△AD2，然后停止，经过暂停时间T后，比较实时流量值F(t)和设定流量值TF的差值ΔEF是否符合在设定流量TF的±5％内，若符合就进入停止状态，不符合再按步骤运10算；
常规运行模式：控中央控制元件运行一个小的增量时间Δt，阀门开度每增加一个固定值P(t)+△AD1，则Step_span增加值△f，中央控制元件对比ΔEF和Step_span两个变量决定是否进入步进浮点运行区间，同时在步进浮点运行后暂停时间T的长度增加一个固定值T+Δt，待T+Δt时间过后，进入下一周期又开始步骤10运算(如图3所示)。
Step_span达到步进浮点运行模式所需流量值；
F(t)：实时流量值(1-9999)；
TF：设定流量值(1-9999)；
ΔEF：流量差值(1-9999)
P(t)：实时开度(10-1024)；
T：暂停时间(5-20秒)；
Δt：增量时间(1-5秒)；
ΔAD1：开度增量(2-10)；
ΔAD2：开度增量(4-50)；
Δf：增量流量(0.01-10.0m3/h)；
经过以上处理手段，可使各个口径电动蝶阀可在多种水压力工况下，反复长时间运行调节动作，不会发生震动、啸叫、动作失灵等异常状况，并且保证了预计所需的正常流量调节。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种动态流量电动蝶阀，其特征在于，包括超声波测量管段与电动蝶阀，超声波测量管段与电动蝶阀的法兰连接；
超声波测量管段，根据检测到的信号运算输出控制信号，并将控制信号传输到电动蝶阀；
电动蝶阀，根据接收到的控制信号调节阀板，实现开度调节。
2.如权利要求1所述的动态流量电动蝶阀，其特征在于，所述超声波测量管段包括传感器、传感器电线、流量检测法兰管段、控制器、控制信号电线；
所述传感器内集成了流量传感器、温度传感器，并安装在流量检测法兰管段上，通过传感器电线电性连接控制器；
所述控制器安装在流量检测法兰管段上，通过控制信号电线电性与电动执行器电性连接。
3.如权利要求2所述的动态流量电动蝶阀，其特征在于，所述控制器包括中央控制元件、通信元件、储存元件、液晶数字显示器；所述通信元件、储存元件、液晶数字显示器都分别与中央控制元件电性连接。
4.如权利要求1所述的动态流量电动蝶阀，其特征在于，所述电动蝶阀包括电动执行器及与电动执行器连接的蝶阀阀体，所述电动执行器根据控制信号调节蝶阀阀体的阀板，并通过阀板进行开度调节。
5.一种动态流量电动蝶阀的调节方法，其特征在于，包括：
步骤A、检测当前末端或管道实时流量值与用户设定的流量值之间的偏差；
步骤B、根据偏差计算得到阀门开度的调节值，通过控制器输出模拟量信号驱动角行程类型类型阀门进行调节，实现当系统负荷变化时，调节阀门的开度大小，实现水量调节。
6.如权利要求5所述的动态流量电动蝶阀的调节方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
通过中央控制元件比较检测实时流量值F(t)和设定流量值TF的差值ΔEF；
差值ΔEF在设定流量值TF的±5％内，则保持停止状态；
差值ΔEF大于值Step_span，则进入常规运行模式；
差值ΔEF在值Step_span之间则进入步进浮点运行模式。
7.如权利要求6所述的动态流量电动蝶阀的调节方法，其特征在于，所述步骤B中包括两个运行模式：浮点运行模式和常规运行模式；其中
浮点运行模式：中央控制元件运行一个固定的值P(t)+△AD2，然后停止，经过暂停时间T后，比较实时流量值F(t)和设定流量值TF的差值ΔEF是否符合在设定流量TF的±5％内，若符合就进入停止状态，不符合再按步骤A运算；
常规运行模式：控中央控制元件运行一个小的增量时间Δt，阀门开度每增加一个固定值P(t)+△AD1，则Step_span增加值△f，中央控制元件对比ΔEF和Step_span两个变量决定是否进入步进浮点运行区间，同时在步进浮点运行后暂停时间T的长度增加一个固定值T+Δt，待T+Δt时间过后，进入下一周期又开始步骤A运算。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117967861A (zh) * 2024-03-15 2024-05-03 镇江市华阳机电制造有限公司 一种电子节水控制结构、截止阀及其节水方法

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