CN1768227A - 用于控制液体或气体介质流动的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在一管线系统中控制液体或气体介质、尤其是一种液体的加热或者冷却介质流动的装置，该管线系统包括一第一通道(10)，其中设置有一阀、尤其是一关闭阀(13)，并且在该通道的两端具有连接端(11，12)，按照本发明，在该阀(13)的两侧有另外两个通道(20，30)与第一通道(10)相连，这另外两个通道(20，30)横向于第一通道(10)延伸并分别通过连接通道与第一通道(10)相连通，在这另外两个通道(20，30)的端部同样设有连接头，其中，在所述连接通道内同样设有阀、尤其是关闭阀(23，33)。

Description

用于控制液体或气体介质流动的装置

本发明涉及一种用于在一管线系统中控制液体或气体介质、尤其是一种液体的加热或者冷却介质流动的装置，该管线系统包括一第一通道，其中设置有一阀、尤其是一关闭阀，并且在该通道的两端具有连接端。

在用于诸如加热设备、空调设备和卫生设备的技术设备的管线系统中，有必要选择性地在不同的流动通道中引导液体或者气体介质，从而获得不同的效果或者满足不同的技术需求，因此，有必要在例如加热设备中引导处于加热系统中的加热介质进入一种设备中，在该设备中，包含于加热介质中的空气从该加热介质中被除去。这是因为如果没有排气过程，那么空气会在加热设备中积聚，例如在地板加热系统或者墙壁加热系统的管线中，这会导致加热设备的效率降低或者可能会导致出现功能故障。相似地，在设备包含过滤器的情况下，有必要通过使用一种清洗液体在过滤操作的相反方向上冲洗过滤器。类似的冲洗在催化剂转换器的情况下也是需要的。

为了能够实施这种类型的措施，已公知的方法是在管线系统中布置控制阀，尤其是三通阀，所述阀的转换也可用于提供所需的换向。由于在这种情况下可能有必要为管线系统设置许多转向阀，所以会导致装置的支出或者成本的支出较大。因此，单个阀的失效就会引起影响整个管线系统的故障。

因此，本发明的目的是提供一种用于控制液体或气体流动的装置，与现有技术的控制阀相比，借助该装置可在管线系统中实现更多数量的分流方案。

上述目的按照本发明由此来实现，即，将另外两个通道分配给第一通道并位于阀的两侧，所述另外两个通道是处于第一通道的横向方向上的，并且经由连接通道连接于第一通道，在这另外两个通道的端部设置有连接件，其中，在所述连接通道中同样设有阀、尤其是关闭阀。

所述另外两个通道，这里称之为第二通道，最好是垂直于第一通道的。而且，至少一些阀最好设置有相应的控制装置。根据优选的特征，位于第一通道中的阀至少是位于所述另外两个通道的大概中间的位置处。而且，传感器可布置于通道中并且被用来根据在通道中流动的介质的参数来实现控制功能。通道的端部最好构造有连接法兰，或者在其一个端部设置外部螺纹而在另外一端设置有外加螺母或接合螺母。所述参数可由介质的流量或温度形成。

该装置最好使用塑料材料制成，尤其使用玻璃纤维加强的聚邻苯二酰亚胺制成，该材料中构造有其中设有阀的通道，该阀尤其由黄铜、陶瓷或者塑料制成。

下面借助附图所示实施方式对本发明予以详细说明，附图中：

图1是示出根据本发明的装置的第一实施方式的三向投影视图；

图2是图1所示装置的平面图；

图2A是图1所示装置的第一备选实施例的平面图；

图3是图1所示装置的侧视图；

图4示出图1所示的装置沿图2的线IV-IV截得的剖面；

图4A示出图1所示装置的第二备选实施例沿图2的线IV-IV截得的剖面；

图5示出图1所示的装置沿图2的线V-V截得的剖面；

图6示出根据本发明的装置的第二实施方式的三向投影视图；

图7是图6所示的装置的平面图；

图8是图6所示的装置的侧视图；

图9示出图6所示装置沿图7的线IX-IX截得的剖面；

图10示出图6所示装置沿图7的线X-X截得的剖面；

图11示出使用根据本发明所述装置的第一实施方式的加热设备；以及

图11A至11E示出图11中使用两个根据本发明所述的装置的加热设备，所述两个装置采用了五种不同的转换位置，从而实现了五种不同的运行模式。

现在首先参照如图，尤其是图1至5进行详细地说明，图中示出了根据本发明的装置，该装置包括第一管道长度1，其两端构造有连接法兰11和12。在第一管道长度1的上方设置有两个其他的管道长度2和3，它们垂直于第一管道长度1，并且连接于第一管道长度1，而且其两端也具有连接法兰21和22以及31和32。形成于第一管道长度1中的第一流动通道10设置有第一关闭阀13，该阀由控制装置例如电动伺服马达14进行控制。第一管道长度1的第一流动通道10经由连接通道连接于两个其他管道长度2和3的第二流动通道20和30，并且在所述连接通道内设置有另外的关闭阀23和33，所述阀由另外的控制装置例如电动伺服马达24和34进行控制。所述控制装置也可由例如热电偶形成。

本发明所述装置具有六个输入和输出A、B、C、D、E和F，它们经由通道10、20和30相互连接，通过该装置的介质的流量借助关闭阀13、23和33进行控制。还可将传感器15、25和35设置于通道10、20和30中，借助所述传感器可实现控制功能。

如果介质经由输入A进入通道10并且阀13开启，但是阀23和33关闭，那么介质从出口B流出。相反，如果阀13关闭并且阀23开启，那么介质经由设置有阀23的连接通道进入管道长度2的通道20，在这种情况下介质流入开口C和D中的一个。如果阀13开启，而且阀23关闭并且阀33开启，那么介质流入管道长度3的通道30，在这种情况下介质流入开口E和F中的一个。

这里也需要指出的是阀13、23和33也可以是部分开启的，这样尤其可实现流量控制和温度控制。

如果介质经由开口C被导入，那么介质通过通道20流至开口D。相反，如果阀23开启，那么介质流入通道10，并且介质通过该通道流入开口A。如果阀13开启，那么介质可流入开口B。如果阀33也开启，那么介质可经过通道30流入开口E和F。

具体沿哪个方向进行流动取决于通过哪条邻近的管线可进行另一流动。而且，阀也可以是部分开启或者关闭的。

由于在所有六个开口A至F之间，类似的流动都是可能的，所以该装置可允许以15种不同的路径进行流动，在每条路径中也可进行反方向的流动。

因此，虽然该装置仅包含三个可控制的阀，尤其是关闭阀，但是仍然可使用该装置实现多种控制操作。虽然事实上该装置允许实现多种不同的流动，但是在技术上其具有简单的结构，因此使生产成本更加有效。由于该设备只包含三个阀，所以出现功能故障的风险也相应地较低。虽然这里使用了关闭阀，但是也可设置其他的阀，例如减压阀、调节阀、溢流阀、止回阀、压力平衡阀。所述阀可使用金属制造，尤其是黄铜、陶瓷或者塑料。在空调装置情况下，使用塑料制造的阀是有利的，因为它可避免水的冷凝。

各个单独的装置可借助连接法兰11、21、31和12、22、32或者借助图2A所示的外螺纹11’、21’、31’以及与之配套的外加螺母12’、22’、32’相互连接。

图4A示出了另一个备选实施例，其中阀13’、23’和33’以可更换的方式插入管道长度1、2和3。

这种类型装置的基本结构已参照图1至6进行说明。下文将介绍使用塑料以成本低廉的方式生产的这种类型的装置。在这种情况下，外壳100使用喷射模塑工艺由塑料尤其是玻璃纤维加强的聚邻苯二酰亚胺制成，并且外壳100中设置有通道，尤其是由黄铜、塑料或者陶瓷制成的阀被插入该外壳中。

从图6至10清楚可见，该装置包括一个外壳100，该外壳中构造有第一通道110以及与其垂直构造的另外两个通道120和130，连接管线可固紧于连接板111、112和121，122、131和132，所述板位于通道110、120和130的两端。外壳100的顶侧由防水密封层101密封。而且，外壳100还构造有通道102，该通道用于容纳以防潮方式插入的电控线路。

位于流动通道110中的是阀113，控制装置例如电动伺服马达114用于控制该阀。流动通道110经由连接通道连接至流动通道120和130，由控制装置例如电动伺服马达124和134控制的另外的阀123和133位于连接通道中。

该装置同样具有六个输入和输出A、B、C、D、E和F，它们经由通道110、120和130相互连接，通过该装置的介质的流动借助阀113、123和133进行控制。而且，还可将传感器115、125和135设置于通道110、120和130中，借助所述传感器可实现控制功能。所述阀也可由关闭阀、减压阀、调节阀、溢流阀、止回阀、压力平衡阀等形成。

如果介质经由输入A进入通道110并且阀113开启，但是阀123和133关闭，那么介质从出口B流出。相反，如果阀113关闭并且阀123开启，那么介质经由设置有阀123的连接通道进入通道120，在这种情况下，介质流入开口C和D中的一个。如果阀113开启，而阀123关闭并且阀133开启，那么介质流入通道130，在这种情况下，介质流入开口E和F中的一个。

如果介质经由开口C被导入，那么介质通过通道120流至开口D。相反，如果阀123开启，那么介质流入通道110，并且介质通过该通道流入开口A。如果阀113开启，那么介质可流入开口B。如果阀133也开启，那么介质可经过通道130流入开口E和F。

具体沿哪个方向进行流动取决于通过哪条邻近的管线可进行连续地流动。

由于在所有六个开口A至F之间，类似的流动都是可能的，那么该装置就允许以15种不同的路径进行流动，在每条路径中也可以以相反的方向进行流动。而且，由于所述阀可以是部分开启或者关闭的，所以在流动介质的流量和温度方面可进行多种控制。由此，该装置可用于多种设备中。

因此，虽然该装置仅包含三个可控制的阀，但是仍然可使用该装置实现多种控制操作。该装置除了允许实现多种不同的流动外，在技术上也具有简单的结构，因此使生产成本更加低廉。由于该设备只包含三个阀，所以出现功能故障的风险也相应地较低。

在已公知的管线系统的情况下，管线基本上位于一个平面中，同样，也是在该平面中进行连接。本发明所述装置的高度功能性是通过下述事实实现的，即与已知情况相反，管线布置于相互叠置的两个平面中，相互叠置的管线使连接通道交叉，每个通道中的阀设置于交叉点处。这样会创建三维管线系统，其中介质可从第一平面流向第二平面。这就实现了上述的高度功能性。

不同流量通道的数量可通过进一步装配这种类型的装置而进一步增加，从而可实现技术要求的多样化。为了实现最大数量的备选方案，各个单独的管道长度最好具有相同的直径。

下面将更加详细地说明如图1至6所示的互相连接的两个这种装置应用在一个带有一个用于从中排出空气的装置的加热设备中。

图11示出了包含一个加热锅炉4、一个用户线路或消耗线路5和一个排气装置6的加热设备。在通向消耗线路5的流量管线41和42中设置有泵43，加热介质借助该泵传送至消耗线路5，并且经由管线44和45流回加热锅炉4。排气装置6经由线路61和62连接于管线41、42和43、44。而且，泵63位于管线61中。管线41和42与管线61和62的连接借助根据本发明所述的两个控制装置实现，该装置的组件已经在图1至图5中使用附图标记进行说明，但是这里在相应的附图标记中加入了字母a和b。这些装置由一个控制单元7控制。不需要的开口由覆盖板26b和36b封闭。

本发明所述装置的运转将在下文参照图11A至11E进行说明。

在加热模式中，如图11A所示，由控制装置34a、24a、24b和34b所控制的阀被关闭，而由控制装置14a和14b所控制的阀开启。加热介质由此借助泵43从加热锅炉4中传送出来并且通过管线41和管道长度1a，经由管线42传送进入消耗线路5，其中介质经由管线44、管1b和管线45再次流回进入加热锅炉4。

相反，如图11B所示，如果消耗线路5中的加热介质将要通过装置6进行排放，以便进行排气，那么由控制装置34a和14a控制的阀开启，而由控制装置24a控制的阀关闭。而且，由控制装置24b控制的阀开启，由控制装置14b和34b控制的阀关闭。

设置于该系统中的加热介质由此借助泵63经由管线61进入管道长度3a，加热介质从该管道中经由管道长度1a和管线42进入加热线路5。从加热线路5中，加热介质经由管线44进入管道长度1b。该介质从管线44进入管道长度2b和2a并且经由管线62返回进入所述排气装置6，在装置6中介质中气体被排出。

在图11C中，阀以下述方式进行控制，即加热介质通过消耗线路5以相反的方向进行流动。为了实现该目的，由控制装置34b、14b和24a控制的阀开启，而由控制装置34a、24b和14a控制的阀关闭。因此，介质经由线路61、管道长度3a、管道长度3b、管道长度1b和管线44流进消耗线路5，并且经由管线42、管道长度1a、管道长度2a和管线62返回流入排气装置6。

采用类似方式，如图11D所示，对加热锅炉4进行冲洗从而移去包含于该加热锅炉4中的空气，其路径经由管线61、管道长度3a和3b、管道长度1b和管线45进入加热锅炉4并且经由管线41、管道长度1a和管线62进入排气装置6，在这种情况下，由控制装置34a、14b和24b控制的阀关闭，由控制装置34b、14a和24a控制的阀开启。

如图11E所示在相反方向上对所述加热锅炉4进行冲洗，假定控制装置34a、14b和24b控制的阀开启，而控制装置34b、14a和24a控制的阀关闭。

从该示例中可知，借助相互叠置的组合管道长度以及位于管道长度中和连接通道中的阀可进行多种操作，在已公知的带有三通阀的管线布置的情况下会需要明显更多的阀。借助这种类型的装置的进一步组合，可以以简单的方式实现非常大量的控制功能。为了允许实现任何所需的组合，所有的管道长度最好具有相同的直径。

连接元件可一方面通过连接板或者螺纹部件形成，另一方面通过外加螺母或接合螺母形成。控制装置可由热偶或者伺服马达形成。此外，也可设置阀的手动控制。阀可由关闭阀、减压阀、调节阀、溢流阀、止回阀、压力平衡阀等形成。

借助所述传感器可根据在管道长度中的流动介质的诸如流量或者温度这些参数来控制所述阀，其中，传感器的输出连接于一电子控制单元。

Claims (8)

1、一种用于在一管线系统中控制液体或气体介质、尤其是一种液体的加热或者冷却介质流动的装置，该管线系统包括一第一通道(10)，其中设置有一阀、尤其是一关闭阀(13)，并且在该通道的两端具有连接端(11，12)，其特征在于，在该阀(13)的两侧有另外两个通道(20，30)与第一通道(10)相连，这另外两个通道(20，30)横向于第一通道(10)延伸并分别通过连接通道与第一通道(10)相连通，在这另外两个通道(20，30)的端部设有连接头，其中，在所述连接通道内同样设有阀、尤其是关闭阀(23，33)。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述另外两个通道(20，30)相对于所述第一通道(10)相互成直角。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述阀(13，23，33)中的至少一部分阀设计成分别带有一个控制装置(14，24，34)。

4、根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，所述在第一通道(10)中的阀(13)设置在所述另外两个通道(20，30)之间的至少靠近中部的位置处。

5、根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，在所述通道(10，20，30)中设有传感器(15，25，35)。

6、根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述通道(10，20，30)在其端部设计带有连接头(11，12，21，22，31，32)。

7、根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述通道(10，20，30)分别设计成在其一端部具有一个外加螺母(11’，21’，31’)，而在其另一端具有一内螺纹(12’，22’，32’)。

8、根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置由一种塑料材料、尤其是玻璃纤维加强的聚邻苯二酰亚胺制成，该材料中形成有所述通道(10，20，30)，所述阀(13，23，33)设置在这些通道中。

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