CN117588598B - 一种带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热网平衡技术领域，具体提供了一种带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，所述热网平衡控制阀包括：阀壳，所述阀壳的侧壁上设置有进液管；设于所述阀壳内的阀管，所述阀管的一端穿过所述阀壳的端部并设置在阀壳的外侧，所述阀壳的内壁和所述阀管的外壁之间设置有供液体流动的空隙，所述阀管位于阀壳内的部分设置有绕所述阀管的轴线均匀分布的若干阀孔；滑动连接于所述阀管内的活塞组件，所述活塞组件在所述阀管内滑动时改变所述阀孔的连通面积；设于所述活塞组件上的流量监测组件、压力传感器和温度传感器；本发明能够实时检测供水的温度、压力和流量，相对于传统的控制阀具有监测参数多、流量控制准确的优点。

Description

一种带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀

技术领域

本发明涉及热网平衡技术领域，尤其涉及一种带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀。

背景技术

热网，即城市供热网络，用于对用户供应热水已做取暖之用。

供热网络在工作时，需要实施监测用户的回水温度、供水温度、供水压力以及供水流量，然后通过平衡控制阀控制热网的热水流量，目前的热网平衡阀仅具有单一功能，如压力检测或流量监测，在其他参数时，需要单独在供水网络上开设检测孔。因此，本申请提出了一种带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，以解决目前的热网阀门功能单一的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，所述热网平衡控制阀包括：

阀壳，所述阀壳的侧壁上设置有进液管；

设于所述阀壳内的阀管，所述阀管的一端穿过所述阀壳的端部并设置在阀壳的外侧，所述阀壳的内壁和所述阀管的外壁之间设置有供液体流动的空隙，所述阀管位于阀壳内的部分设置有绕所述阀管的轴线均匀分布的若干阀孔，所述阀孔为规则形状；

滑动连接于所述阀管内的活塞组件，所述活塞组件在所述阀管内滑动时改变所述阀孔的连通面积以改变所述阀壳和所述阀管之间连通孔大小，所述活塞组件位于阀管设置在所述阀壳内的一端；

设于所述活塞组件上的流量监测组件、压力传感器和温度传感器，用于分别测量进入阀管内体液的流量、压力以及温度。

进一步的，所述阀孔为设置在阀管侧壁上的长方形开口。

进一步的，所述阀管上还设置密封环，所述密封环为环形凸起，所述阀壳内设置有环形凸起结构，所述阀壳端部的环形凸起与密封环之间还设置有第一密封圈。

进一步的，所述活塞组件的外侧设置有矩形槽，所述矩形槽内设置有密封圈。

进一步的，所述活塞组件由固定在阀壳上的控制组件驱动其移动，所述控制组件包括：

固定连接于所述活塞组件上的控制板，所述控制板上设置有螺纹孔和导向孔；

固定连接于所述阀壳外侧的控制电机；

设于所述控制板内螺纹孔的丝杠，所述丝杠与所述控制电机的输出轴固定连接以跟随所述控制电机的输出轴转动；

固定连接于所述阀壳内的导向杆，所述导向杆滑动连接在所述导向孔内。

进一步的，所述丝杠与所述控制电机的输出轴之间可拆卸连接。

进一步的，所述流量监测组件包括：

涡轮，所述涡轮位于所述阀管内，且所述涡轮与所述活塞组件位于所述阀孔的两侧；

转动连接在所述活塞组件端部的传动杆，所述传动杆穿过所述活塞组件的端部，所述涡轮固定连接在所述传动杆的端部；

固定连接在所述传动杆端部的从动轮，所述从动轮位于所述活塞组件内，所述从动轮上设置有若干在周向上绕所述传动杆的轴线均匀分布且呈发散状设置的挡光片；

固定连接于所述活塞组件内部的轮速检测组件，所述轮速检测组件在所述从动轮的两侧分别设置有光接收器及光发射器。

进一步的，所述压力传感器固定连接到所述活塞组件的底部，且所述压力传感器测量端穿过所述活塞组件的底部并与所述阀管连通。

进一步的，所述温度传感器固定连接到所述活塞组件的底部，所述温度传感器的测量端穿过所述活塞组件并设置在所述阀管内。

进一步的，所述热网平衡控制阀还包括：

两个截止阀，所述截止阀连接在所述进液管以及所述阀管的口部，用于闭合所述进液管和所述阀管与外界管路的连通。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明实施例公开的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀以管状的阀管以及滑动连接于所述阀管内的活塞组件作为控制阀的阀芯，其中，所述阀管上设置有规则的阀孔，所述活塞组件滑动时能够精确改变连通阀壳以及阀管之间的孔隙的大小，同时，在活塞组件上设置流量监测组件、压力传感器以及温度传感器用于分别检测供水的温度、压力和流量，相对于传统的控制阀具有监测参数多、流量控制准确的优点。

附图说明

图1为本发明实施例公开的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀的结构示意图。

图2为本发明实施例公开的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀的主视图。

图3为图2中A-A的全剖图。

图4为图3中I处的局部放大图。

图5为本发明实施例公开的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀不包含阀壳的结构示意图。

图6为本发明实施例公开的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀中流量监测组件、温度监测组件以及压力检测组件的结构示意图。

图7为本发明实施例公开的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀中阀管的结构示意图。

图8为本发明实施例公开的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀中活塞组件的结构示意图。

附图标记：

10、阀壳；11、第一壳体；12、第二壳体；13、第三壳体；14、进液管；

20、阀管；21、阀孔；22、密封环；

30、活塞组件；31、密封圈；32、矩形槽；33、连接法兰；

40、控制组件；41、控制电机；42、丝杠；43、控制板；44、导向杆；

50、流量监测组件；51、涡轮；52、传动杆；53、从动轮；54、轮速检测组件；

60、压力传感器；

70、温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明的一个实施例提供的一种带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，所述热网平衡控制阀包括：

阀壳10，所述阀壳10的侧壁上设置有进液管14；

设于所述阀壳10内的阀管20，所述阀管20的一端穿过所述阀壳10的端部并设置在阀壳10的外侧，所述阀壳10的内壁和所述阀管20的外壁之间设置有供液体流动的空隙，所述阀管20位于阀壳10内的部分设置有绕所述阀管20的轴线均匀分布的若干阀孔21，所述阀孔21为规则形状；

滑动连接于所述阀管20内的活塞组件30，所述活塞组件30在所述阀管20内滑动时改变所述阀孔21的连通面积以改变所述阀壳10和所述阀管20之间连通孔大小，所述活塞组件30位于阀管20设置在所述阀壳10内的一端；

设于所述活塞组件30上的流量监测组件50、压力传感器60和温度传感器70，用于分别测量进入阀管20内体液的流量、压力以及温度；

具体的，在本实施例中，本发明所公开的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀安装到热网上时，供水从进液管14处进入阀壳10内，然后从所述阀孔21处进入阀管20内，并从阀管20设置在所述阀壳10外侧的一端流出，所述流量监测组件50、压力传感器60和温度传感器70与进入阀管20内的供水接触以检测流量、压力及温度，在所述活塞组件30滑动时能够改变进入所述阀管20内的水的流量，从而改变供水压力以及流量。

本发明实施例公开的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀以管状的阀管20以及滑动连接于所述阀管20内的活塞组件30作为控制阀的阀芯，其中，所述阀管20上设置有规则的阀孔21，所述活塞组件30滑动时能够精确改变连通阀壳10以及阀管20之间的孔隙的大小，同时，在活塞组件30上设置流量监测组件50、压力传感器60以及温度传感器70用于分别检测供水的温度、压力和流量，相对于传统的控制阀具有监测参数多、流量控制准确的优点。

具体的，在本实施例中，所述阀壳10呈T形，其位于T字横置的部分一端设置有开口，另一端封闭，所述进液管14位于T字竖直的部分，所述阀壳10通过铸造配合车削加工的方式制造而成；

如图4和图7所示，所述阀管20为两端设置有开口的筒状，所述阀孔21为设置在阀管20侧壁上的长方形开口，所述阀孔21在周向上绕所述阀管20的轴线均匀分布，使得阀孔21组成的连通孔的孔径为一确定数值，所述活塞组件30为一端设置有开口的筒状，所述活塞组件30上不含开口的一端滑动连接在所述阀管20内，当活塞组件30滑动时，所述活塞组件30遮挡部分阀孔21，使得阀孔21连通阀壳10和阀管20的大小改变，从而改变进入所述阀管20内的供水的流量；

所述阀壳10的内径大于所述阀管20的外径，使得阀壳10和阀管20之间存在空隙，从所述进液管14内进入阀壳10内的供水从阀孔21处流入阀管20内部；

优选的，所述阀管20上还设置密封环22，所述密封环22为环形凸起，所述阀壳10的端部设置有内环形凸起结构，所述阀壳10端部的环形凸起与密封环22之间还设置有第一密封圈，用于密封所述阀壳10和阀管20之间，防止水从阀壳10和阀管20的结合处泄漏，所述第一密封圈套设在所述阀管20上；

作为本实施例中一种优选的实施方式，所述阀壳10包括第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13，所述第一壳体11、第二壳体12均为两端设置有开口的筒状，所述进液管14设置在所述第一壳体11上，所述阀管20位于所述第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13内，所述阀管20位于外侧的一端穿过所述第一壳体11的端部，所述第一壳体11与密封环22连接的一端设置凸起结构，所述第一壳体11和所述第二壳体12之间通过螺栓连接，所述第一壳体11、所述第二壳体12和所述第三壳体13之间的连接结构为法兰结构，所述第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13之间还连接有密封垫，用于密封所述第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13，所述第三壳体13为一端设置有开口的筒状；

所述第二壳体12的内壁上还设置环形凸起机构，所述环形凸起结构与阀管20上的密封环之间还设置有第一密封圈，用于第二壳体12上的环形凸起结构压紧位于阀孔21两侧的第一密封圈，使得阀管20和阀壳10之间密封，所述阀孔21的两侧均设置有密封环22；

需要说明的是，所述阀孔21还可以为其他形状，如所述阀孔21为腰形、圆孔形等，方形由于内径分布均匀，方便计算所述活塞组件30的距离，可以通过简单计算得出所述活塞组件30的移动距离与流量的改变关系，从而达到快速响应的目的。

作为本实施例中一种优选的实施方式，如图4和图8所示，所述活塞组件30为一端设置有开口的筒状，所述活塞组件30的外侧设置有矩形槽32，所述矩形槽32内设置有密封圈31，所述密封圈31用于密封所述活塞组件30的外壁与所述阀管20的内壁，提高所述活塞组件30和阀管20之间的密封性；

需要说明的是，所述活塞组件30和所述阀管20之间的尺寸配合已经能够达到密封的作用，所述密封圈31的设置是为了进一步的提高两者之间的密封性，所述阀管20的内壁和外壁均为光滑平面，如所述阀管20的内壁和外壁的粗糙度均小于0.2um，所述活塞组件30表面的粗糙度小于0.2um，两者的公差小于0.05mm；

在本实施例中，如图3、图5所示，所述活塞组件30由固定在阀壳10上的控制组件40驱动其移动，所述控制组件40包括：

固定连接于所述活塞组件30口部的控制板43，所述控制板43上设置有螺纹孔和导向孔；

固定连接于所述阀壳10外侧的控制电机41；

设于所述控制板43内螺纹孔的丝杠42，所述丝杠42与所述控制电机41的输出轴固定连接以跟随所述控制电机41的输出轴转动；

固定连接于所述阀壳10内的导向杆44，所述导向杆44滑动连接在所述导向孔内；

在本实施例中，当所述控制电机41通电转动时，所述控制电机41带动所述丝杠42转动，所述丝杠42转动时，推动所述控制板43沿所述丝杠42的轴线转动，从而推动所述阀管20沿所述丝杠42的轴线移动，所述导向杆44用于防止所述控制板43跟随所述丝杠42转动；

具体的，如图8所示，所述活塞组件30的口部设置有连接法兰33，所述连接法兰33与所述控制板43通过螺栓连接，所述控制电机41通过螺钉固定连接到所述阀壳10远离所述阀管20的一端，所述丝杠42和所述控制电机41的输出轴通过套筒结构连接，如所述丝杠42的端部套设在所述控制电机41的输出轴上，所述控制电机41的输出轴为正六棱柱形状，所述丝杠42的端部为六边形套筒结构，所述控制电机41的输出轴和所述丝杠42之间还设置有紧固螺钉，所述紧固螺钉穿过所述控制电机41的输出轴和所述丝杠42并紧固在丝杠42上，用于防止所述控制电机41和所述丝杠42脱离；

所述导向杆44为圆杆结构，所述导向杆44的端部通过螺钉固定连接到所述第三壳体13上，所述控制电机41固定连接到第三壳体13上；

所述流量监测组件50、压力传感器60和温度传感器70固定连接到所述活塞组件30远离所述控制电机41的一端，所述第三壳体13、控制板43的设置使得流量监测组件50、压力传感器60和温度传感器70便于维修。

作为本实施例中一种优选的实施方式，如图所示，所述流量监测组件50包括：

涡轮51，所述涡轮51位于所述阀管20内，且所述涡轮51与所述活塞组件30位于所述阀孔21的两侧；

转动连接在所述活塞组件30端部的传动杆52，所述传动杆52穿过所述活塞组件30的端部，所述涡轮51固定连接在所述传动杆52的端部；

固定连接在所述传动杆52端部的从动轮53，所述从动轮53位于所述活塞组件30内，所述从动轮53上设置有若干在周向上绕所述传动杆52的轴线均匀分布且呈发散状设置的挡光片；

固定连接于所述活塞组件30内部的轮速检测组件54，所述轮速检测组件54在所述从动轮53的两侧分别设置有光接收器及光发射器；

在本实施例中，当所述阀管20内的供水流动时带动所述涡轮51转动，所述涡轮51通过所述传动杆52带动所述从动轮53转动，所述从动轮53转动时间歇性遮挡光发射器的信号，使得光接收器产生脉冲信号，通过统计脉冲信号的频率能够得出所述涡轮51的转动速度，基于所述涡轮51的转动速度可以得出所述阀管20内供水的流速，通过所述阀管20的内径的计算可以得出供水的流量；

在本实施例中，所述流量监测组件50基于涡轮式流量计转变而来，所述涡轮51的转速与阀管20内供水的流速的计算方式为现有技术，如参考涡轮式流量计；根据所述从动轮53上遮光片的数量以及脉冲信号的频率可以得出所述从动轮53的转速，其计算方式同样为现有技术，可以根据轮速传感器的计算方式计算；

所述流量监测组件50虽然的计算方式虽然与涡轮式流量计计算方式相同，但是其结构不同，其受供水的清洁度的影响较小，传统的涡轮式流量计的感应探头需要穿过管壁以及供水，受液体影响较大，本申请中流量监测组件50的结构以传动杆52的转动传递涡轮51的转速，以从动轮53实现涡轮51的同步转动，通过统计从动轮53的转速能够间接测量出涡轮51的转速，在测量时，所述轮速检测组件54的测量介质不予管壁、供水接触，减少供水和管壁的影响；

需要说明的是，所述传动杆52与所述活塞组件30之间密封连接，如所述传动杆52与所述活塞组件30之间设置有轴封；

所述光接收器及光发射器通过支架结构固定连接到所述活塞组件30的底部，所述支架结构通过螺钉固定连接到所述活塞组件30内；

需要说明的是，所述轮速检测组件54还可以为轮速传感器，所述从动轮53为齿圈；

所述压力传感器60通过螺纹结构固定连接到所述活塞组件30的底部，且所述压力传感器60测量端穿过所述活塞组件30的底部并与所述阀管20连通，使得供水能够进入所述压力传感器60内，所述压力传感器60为现有技术中水压传感器；

所述温度传感器70通过螺纹结构固定连接到所述活塞组件30的底部，所述温度传感器70的测量端穿过所述活塞组件30并设置在所述阀管20内，所述温度传感器70为现有技术中电子水温计；

在一些示例中，所述热网平衡控制阀还包括处理器及通信模块，所述处理器与轮速检测组件54、压力传感器60和温度传感器70电性连接，用于接收轮速检测组件54、压力传感器60和温度传感器70的测量信号，所述处理器为微型计算装置，如单片机、MCU模块等，所述通信模块为无线通信装置或有线通信装置，用于传递检测信号至控制系统，所述处理器还与所述控制电机41连接，用于控制所述控制电机41转动的圈数。

作为本实施例中一种优选的实施方式，所述热网平衡控制阀还包括：

两个截止阀，所述截止阀连接在所述进液管14以及所述阀管20的口部，用于闭合所述进液管14和所述阀管20与外界管路的连通，使得所述控制阀可以进行在线维修；

当流量监测组件50、压力传感器60和温度传感器70出现问题时，通过闭合两个截止阀，防止拆开阀壳10时产生漏水的问题，然后拆卸控制电机41、第三壳体13、控制板43，露出流量监测组件50、压力传感器60和温度传感器70，通过更换流量监测组件50、压力传感器60和温度传感器70完成维修；

优选的，所述控制阀还包括排气管，所述排气管上设置有排气阀，所述排气阀用于在维修后排气使用，防止热网内进入空气，所述排气管通过焊接的方式固定连接到所述阀壳10或阀管20上。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，其特征在于，所述热网平衡控制阀包括：

阀壳，所述阀壳的侧壁上设置有进液管；

设于所述阀壳内的阀管，所述阀管的一端穿过所述阀壳的端部并设置在阀壳的外侧，所述阀壳的内壁和所述阀管的外壁之间设置有供液体流动的空隙，所述阀管位于阀壳内的部分设置有绕所述阀管的轴线均匀分布的若干阀孔，所述阀孔为规则形状；

滑动连接于所述阀管内的活塞组件，所述活塞组件在所述阀管内滑动时改变所述阀孔的连通面积以改变所述阀壳和所述阀管之间连通孔大小，所述活塞组件位于阀管设置在所述阀壳内的一端；

设于所述活塞组件上的流量监测组件、压力传感器和温度传感器，用于分别测量进入阀管内体液的流量、压力以及温度，其中，所述流量监测组件包括：

涡轮，所述涡轮位于所述阀管内，且所述涡轮与所述活塞组件位于所述阀孔的两侧；

转动连接在所述活塞组件端部的传动杆，所述传动杆穿过所述活塞组件的端部，所述涡轮固定连接在所述传动杆的端部；

固定连接在所述传动杆端部的从动轮，所述从动轮位于所述活塞组件内，所述从动轮上设置有若干在周向上绕所述传动杆的轴线均匀分布且呈发散状设置的挡光片；

固定连接于所述活塞组件内部的轮速检测组件，所述轮速检测组件在所述从动轮的两侧分别设置有光接收器及光发射器。

2.根据权利要求1所述的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，其特征在于，所述阀孔为设置在阀管侧壁上的长方形开口。

3.根据权利要求1所述的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，其特征在于，所述阀管上还设置密封环，所述密封环为环形凸起，所述阀壳内设置有环形凸起结构，所述阀壳端部的环形凸起与密封环之间还设置有第一密封圈。

4.根据权利要求1所述的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，其特征在于，所述活塞组件的外侧设置有矩形槽，所述矩形槽内设置有密封圈。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，其特征在于，所述活塞组件由固定在阀壳上的控制组件驱动其移动，所述控制组件包括：

固定连接于所述活塞组件上的控制板，所述控制板上设置有螺纹孔和导向孔；

固定连接于所述阀壳外侧的控制电机；

设于所述控制板内螺纹孔的丝杠，所述丝杠与所述控制电机的输出轴固定连接以跟随所述控制电机的输出轴转动；

固定连接于所述阀壳内的导向杆，所述导向杆滑动连接在所述导向孔内。

6.根据权利要求5所述的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，其特征在于，所述丝杠与所述控制电机的输出轴之间可拆卸连接。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，所述压力传感器固定连接到所述活塞组件的底部，且所述压力传感器测量端穿过所述活塞组件的底部并与所述阀管连通。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，其特征在于，所述温度传感器固定连接到所述活塞组件的底部，所述温度传感器的测量端穿过所述活塞组件并设置在所述阀管内。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的带流量压力温度监测调节的热网平衡控制阀，其特征在于，所述热网平衡控制阀还包括：

两个截止阀，所述截止阀连接在所述进液管以及所述阀管的口部，用于闭合所述进液管和所述阀管与外界管路的连通。