CN201065942Y - 电子式流量自平衡电动调节阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子式流量自平衡电动调节阀，该电子式流量自平衡电动调节阀包括：电动两通调节阀、流量计、压差传感器、流量控制器、温度控制器、温度传感器；流量计装在系统管路上；电动两通调节阀出口端接末端热交换设备；压差传感器分别接流量计和流量控制器，流量控制器接温度控制器的输出端，温度控制器的输入端接系统末端温度传感器；流量控制器的信号输出端接电动两通调节阀。本实用新型的有益效果是：结构简单、易于制造，无须改造原有电动两通调节阀体内部结构，仅须在原有电动两通调节阀的基础上略加改动即可制成；能在系统压力波动引起流量变化时，维持流经电动两通调节阀流量不变，避免温度调节滞后现象的发生。

Description

电子式流量自平衡电动调节阀

技术领域

本实用新型涉及的是空调系统和采暖系统中用于温度控制的电动两通调节阀，特别涉及的是在温度调节过程中通过电子元件控制的电子式流量自平衡电动调节阀。

背景技术

目前，在空调系统及采暖系统中，加装用于温度控制的电动两通调节阀的支路或末端热交换设备，经常会由于其它一些用户或支路在冷热负荷变化进行调节时，引起系统阻力变化、压力波动，导致流过该电动两通调节阀的流量改变，从而使其无法维持在设定温度控制的流量下运行，造成系统间各个支路或末端热交换设备中流量的相互干扰，导致整个系统动态失调。

现有技术中，对于空调系统及采暖系统出现的上述动态失调现象通常有以下两种解决办法。第一种方法，在支路或末端热交换设备前加装动态流量平衡阀，使动态流量平衡阀在系统压力波动的情况下达到设定的流量。但是此种方法不适用于温度的连续调节。第二种方法，在支路或末端热交换设备前加装能维持其前后压差稳定不变的动态平衡电动调节阀，使支路或末端设备处于稳定的压差环境中，维持流量平稳运行。但是此种方法需要特殊阀体结构，加工制作成本较高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，提供一种结构简单、无须改变现有技术电动两通调节阀体内部结构，通过空调系统和采暖系统支路或末端热交换设备温度的调节，控制电动两通调节阀的开度，即，当温度调节达到设定温度后，将此时通过电动两通调节阀的流量作为标准值，此后不断的检测通过电动两通调节阀的流量并与标准值进行比较，控制通过调节电动两通调节阀的开度，使其维持在流量标准值不变的一种电子式流量自平衡电动调节阀。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种电子式流量自平衡电动调节阀，该电子式流量自平衡电动调节阀包括：电动两通调节阀；流量计；压差传感器；流量控制器；温度控制器；温度传感器，流量计安装在电动两通调节阀入口端的系统管路上；电动两通调节阀的出口端接末端热交换设备；压差传感器的高压取压口接流量计的高压测管，压差传感器的低压取压口接流量计的低压测管；压差传感器的信号输出端接流量控制器的信号输入端，流量控制器的另一信号输入端接温度控制器的输出端，温度控制器的输入端接系统末端的温度传感器；流量控制器的信号输出端接控制电动两通调节阀内阀杆开闭的控制电路。

一种电子式流量自平衡电动调节阀，该电子式流量自平衡电动调节阀包括：电动两通调节阀；流量计；压差传感器；温度流量控制器；温度传感器，流量计安装在电动两通调节阀入口端的系统管路上；电动两通调节阀的出口端接末端热交换设备；压差传感器的高压取压口接流量计的高压测管，压差传感器的低压取压口接流量计的低压测管；压差传感器的信号输出端接温度流量控制器的信号输入端，温度流量控制器的另一信号输入端接系统末端的温度传感器；温度流量控制器的信号输出端接控制电动两通调节阀内阀杆开闭的控制电路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的电子式流量自平衡电动调节阀结构简单、易于制造，无须改造原有电动两通调节阀体内部结构，仅须在原有电动两通调节阀的基础上略加改动即可制成；能在系统压力波动引起流量变化时，维持流经该电动两通调节阀的流量不变，避免温度调节滞后现象的发生。

附图说明

图1是本实用新型的流量控制器为V型锥流量计结构连接示意图；

图2是本实用新型的流量控制器为阿牛巴流量计结构连接示意图；

图3是本实用新型的温度流量控制器为V型锥流量计结构连接示意图；

图4是本实用新型的温度流量控制器为阿牛巴流量计结构连接示意图；

图5是本实用新型流量控制器控制电动两通调节阀内部执行机构的结构连接框图；

图6是本实用新型温度流量控制器控制电动两通调节阀内部执行机构的结构连接框图。

<附图中主要序号说明>

1：电动两通调节阀        1a：阀杆            2a：流量控制器

2b：温度流量控制         3a：V型锥流量计     3b：阿牛巴流量计

4：压差传感器            5：系统管路         6：末端热交换设备

7：执行机构              7a：电机            7b：传动机构

8：锥体                  9：高压测管         10：低压测管

11：高压取压口           12：低压取压口      13、14：导线

15：温度传感             16a：信号输入端     16b：信号输入端

17、18、19：法兰         20：标准流量值信号  21：温度控制器

22`、22：输出控制信号    23：控制电路        24：检测杆

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进一步详述。

图1是本实用新型的流量控制器为V型锥流量计结构连接示意图；图2是本实用新型的流量控制器为阿牛巴流量计结构连接示意图；图5是本实用新型流量控制器控制电动两通调节阀内部执行机构的结构连接框图。

如图1、图2、图5所示，本实用新型提供一种电子式流量自平衡电动调节阀，该电子式流量自平衡电动调节阀包括：电动两通调节阀1；流量计3；压差传感器4；流量控制器2a；温度控制器21；温度传感器15，流量计3安装在电动两通调节阀1入口端的系统管路5上；电动两通调节阀1的出口端接末端热交换设备6；压差传感器4的高压取压口11接流量计3的高压测管9，压差传感器4的低压取压口12接流量计3的低压测管10；压差传感器4的信号输出端接流量控制器2a的信号输入端16b，流量控制器2a的另一信号输入端16a接温度控制器21的输出端，温度控制器21的输入端接系统末端的温度传感器15；流量控制器2a的信号输出端22接控制电动两通调节阀1内阀杆1a开闭的控制电路23。

如图1所示，所述流量计3是V型锥流量计3a，该V型锥流量计3a的入口端接系统管路5，其出口端接电动两通调节阀1的入口端，压差传感器4的高压取压口11接V型锥流量计3a的高压测管9，压差传感器4的低压取压口12接V型锥流量计3a的低压测管10。

上述V型锥流量计3a是市场上能购买到的一种检测流量的仪表，该V型锥流量计3a的结构通常是通过测取节流元件两侧压差以反映流量大小的差压式流量装置。所述节流元件是一个悬挂在管道中央的锥体8，高压测管9取自锥体8前端流体，低压测管10取自后锥体8中央，其高低间压差ΔP的平方根与流量成正比，其压阻损失小。V型锥流量计3a的入口端通过法兰17与系统管路5连接，其出口端与通过法兰19与电动两通调节阀1的入口端连接或直接铸造成一体，电动两通调节阀1的出口端与支路或末端热交换设备6通过法兰18连接。

上述压差传感器4的高压取压口11与V型锥流量计3a的高压测管9相连；压差传感器4的低压取压口12与V型锥流量计3a的低压测管10相连，压差传感器4检测V型锥流量计3a的压差信号并将其转换为电信号通过导线13与流量控制器2a(或者后面要说明流量温度控制器2b)的信号输入端16b相连。为节省空间可将流量控制器2a(或者后面要说明流量温度控制器2b)和电动两通调节阀1的执行机构7放在一个装置内，压差传感器4和V型锥流量计3a固定成一体。

如图2所示，所述流量计3是阿牛巴流量计3b，该阿牛巴流量计3b安装在系统管路5上，系统管路5接电动两通调节阀1的入口端；压差传感器4的高压取压口11接阿牛巴流量计3b的高压测管9，压差传感器4的低压取压口12接阿牛巴流量计3b的低压测管10。

上述阿牛巴流量计3b是市场上能购买到的一种检测流量的仪表，该阿牛巴流量计3b的结构是由检测杆24、总压测压孔25和静压测压孔26组成，它横穿管道内部与管轴垂直，在检测杆24迎流面上设有多个总压测压孔25，在其背面上有静压测压孔26，分别由高压测管9和低压测管10引出，根据总压与静压的差压值，计算流经管道的流量。该阿牛巴流量计3b可以通过焊接或管箍27连接在系统管路5上。

上述差传感器4的高压取压口11与阿牛巴流量计3b的高压测管9相连；压差传感器4的低压取压口12与阿牛巴流量计3b的低压测管10相连，压差传感器4检测阿牛巴流量计3b的压差信号并将其转换为电信号通过导线13与流量控制器2a(或者后面要说明流量温度控制器2b)的信号输入端16b相连。为节省空间可将流量控制器2a(或者后面要说明流量温度控制器2b)和电动两通调节阀1的执行机构7放在一个装置内，压差传感器4和阿牛巴流量计3b固定成一体。

如图5所示，所述控制电路23设置在电动两通调节阀1内的执行机构7中，该执行机构7包括：控制电路23、电机7a、传动机构7b、阀杆1a；该控制电路23连接电机7a，该电机7a连接传动机构7b，传动机构7b连接并驱动阀杆1a开闭。

下面对本实用新型的调节方法进行简要说明。

本实用新型的调节方法为双闭环控制调节方法，该双闭环控制调节方法按如下步骤进行：

①.从外部反馈控制回路获得标准流量值信号阶段：由温度控制器21与温度传感器15和电动两通调节阀1组成外部反馈控制回路，控制末端热交换设备6的温度，当温度调节到设定温度时，温度控制器21将此温度对应下的通过电动两通调节阀1的流量传送给流量控制器2a作为标准流量值信号20；

②.从内部反馈控制回路检测实时流量值阶段：由流量控制器2a、流量计3、压差传感器4、电动两通调节阀1组成一个内部反馈控制回路，流量控制器2a通过流量计3、压差传感器4不断检测通过电动两通调节阀1的流量值作为实时流量值；

③.标准流量值与实时流量值比较计算阶段：流量控制器2a将上述标准流量值信号20与实时流量值进行比较运算；

④.控制调整电动两通调节阀开度阶段：通过上述流量控制器2a比较运算后，输出控制信号22给电动两通调节阀1的控制电路23，电动两通调节阀1的控制电路23控制电动两通调节阀1的阀杆1a上下运动，改变电动两通调节阀1的开度，从而维持温度控制器21给定标准流量值不变。

上述流量控制器2a通过输入的压差传感器4的信号计算得到通过电动两通调节阀1的实时流量值并与温度控制器21进行温度调整后的标准流量值信号20比较，两者的差值在流量控制器2a中进行比例积分微分运算，输出控制信号22给电动两通调节阀1内的执行机构7的控制电路23的输入端，通过控制电路23使电机7a、传动机构7b动作，带动阀杆1a上下运动，改变电动两通调节阀1的开度，从而维持温度控制器21给定的流量值不变。因此，对于这种双闭环调节方法，温度控制器21的温度调节起主要作用，当温度调节平衡时，流量控制器2a进行流量调节起辅助作用，以保证电子式流量自平衡电动调节阀在温度调节时，消除压力、流量波动的影响。

本实用新型还提供如下另一个实施例。

图3是本实用新型的温度流量控制器为V型锥流量计结构连接示意图；图4是本实用新型的温度流量控制器为阿牛巴流量计结构连接示意图；图6是本实用新型温度流量控制器控制电动两通调节阀内部执行机构的结构连接框图。

如图3、图4、图6所示，本实用新型提供一种电子式流量自平衡电动调节阀，该电子式流量自平衡电动调节阀包括：电动两通调节阀1；流量计3；压差传感器4；温度流量控制器2b；温度传感器15，所述流量计3安装在电动两通调节阀1入口端的系统管路5上；电动两通调节阀1的出口端接末端热交换设备6；压差传感器4的高压取压口11接流量计3的高压测管9，压差传感器4的低压取压口12接流量计3的低压测管10；压差传感器4的信号输出端接温度流量控制器2b的信号输入端16b，温度流量控制器2b的另一信号输入端16a接系统末端的温度传感器15；温度流量控制器2b的信号输出端22`接控制电动两通调节阀1内阀杆1a开闭的控制电路23。

如图3所示，所述流量计3是V型锥流量计3a，V型锥流量计3a的入口端接系统管路5，其出口端接电动两通调节阀1的入口端，压差传感器4的高压取压口11接V型锥流量计3a的高压测管9，压差传感器4的低压取压口12接V型锥流量计3a的低压测管10。

如图4所示，所述流量计3是阿牛巴流量计3b，阿牛巴流量计3b安装在系统管路5上，系统管路5接电动两通调节阀1的入口端，压差传感器4的高压取压口11接阿牛巴流量计3b的高压测管9，压差传感器4的低压取压口12接阿牛巴流量计3b的低压测管10。

如图6所示，所述控制电路23设置在电动两通调节阀1内的执行机构7中，该执行机构7包括：控制电路23、电机7a、传动机构7b、阀杆1a；该控制电路23连接电机7a，电机7a连接传动机构7b，传动机构7b连接并驱动阀杆1a开闭。

在本实施例中，对与上一个实施相同结构的内容，在此简单或省略说明。

下面对本实用新型实施例的调节方法进行简要说明。

本实用新型实施例的调节方法为双闭环控制调节方法，该双闭环控制调节方法按如下步骤进行：

①.从外部反馈控制回路采集末端设备温度与设定温度值比较计算阶段：由温度流量控制器2b、温度传感器15和电动两通调节阀1组成外部反馈控制回路，温度流量控制器2b与温度传感器15相连采集末端热交换设备6的温度与温度流量控制器2b中设定的温度值进行比较、计算；

②.控制调整电动两通调节阀开度阶段：通过温度流量控制器2b比较计算后，输出控制信号22`给电动两通调节阀1的控制电路23，控制电路23控制电动两通调节阀1的阀杆1a上下运动，改变电动两通调节阀1的开度，维持温度流量控制器2b中设定的温度值不变；

③.确定标准流量值阶段：温度流量控制器2b对压差传感器4采集输入的信号通过计算，将维持设定的温度值不变时的电动两通调节阀1的流量值作为该设定温度下的标准流量值；

④.从内部反馈控制回路检测实时流量值阶段：由温度流量控制器2b、流量计3、压差传感器4、电动两通调节阀1组成一个内部反馈控制回路，温度流量控制器2b通过流量计3、压差传感器4不断检测通过电动两通调节阀1的流量值作为实时流量值；

⑤.标准流量值与实时流量值比较计算阶段：温度流量控制器2b不断采集压差传感器4的信号，计算得到通过电动两通调节阀1的实时流量值，根据标准流量值与实时流量值进行比较、计算；

⑥.调整电动两通调节阀开度阶段：通过温度流量控制器2b比较运算后，输出控制信号22`给电动两通调节阀1的控制电路23，控制电路23控制阀杆1a上下运动，改变电动两通调节阀1的开度，从而维持温度流量控制器2b给定的标准流量值不变。

如图3、图4所示，本实用新型实施例通过温度传感器15检测系统末端热交换设备6所要控制的温度，温度流量控制器2b通过导线14采集温度传感器15的温度信号并与在温度流量控制器2b中设定的温度值进行比较，存在偏差时则通过比例积分微分运算输出控制信号22`给电动两通调节阀1内的执行机构7的控制电路23的输入端，通过执行机构7的控制电路23使电机7a、传动机构7b动作，带动阀杆1a上下运动，改变电动两通调节阀1的开度，维持温度流量控制器2b中设定的温度值不变，从而使支路或末端热交换设备6达到要求的设定温度值。此时，温度流量控制器2b通过导线13采集压差传感器4的信号，计算得到此时通过电动两通调节阀1的流量值并将其作为该设定温度下的标准流量值，此后管路系统流量可能波动，使通过电动两通调节阀1的流量发生变化，温度流量控制器2b不断采集压差传感器4的信号，计算得到通过电动两通调节阀1的实时流量值，根据标准流量值与实时流量值进行比较，通过比例积分微分运算输出控制信号，改变电动两通调节阀1的开度，维持该设定温度下的标准流量值不变。因此对于这种双闭环调节方法，温度流量控制器2b的温度调节起主要作用，当温度调节平衡时，温度流量控制器2b进行流量调节起辅助作用，以保证电子式流量自平衡电动调节阀在温度调节时，消除压力、流量波动的影响。

Claims (8)

1.一种电子式流量自平衡电动调节阀，该电子式流量自平衡电动调节阀包括：电动两通调节阀(1)；流量计(3)；压差传感器(4)；流量控制器(2a)；温度控制器(21)；温度传感器(15)，其特征在于，流量计(3)安装在电动两通调节阀(1)入口端的系统管路(5)上；电动两通调节阀(1)的出口端接末端热交换设备(6)；压差传感器(4)的高压取压口(11)接流量计(3)的高压测管(9)，压差传感器(4)的低压取压口(12)接流量计(3)的低压测管(10)；压差传感器(4)的信号输出端接流量控制器(2a)的信号输入端(16b)，流量控制器(2a)的另一信号输入端(16a)接温度控制器(21)的输出端，温度控制器(21)的输入端接系统末端的温度传感器(15)；流量控制器(2a)的信号输出端(22)接控制电动两通调节阀(1)内阀杆(1a)开闭的控制电路(23)。

2.根据权利要求1所述电子式流量自平衡电动调节阀，其特征在于，所述流量计(3)是V型锥流量计(3a)，该V型锥流量计(3a)的入口端接系统管路(5)，其出口端接电动两通调节阀(1)的入口端，压差传感器(4)的高压取压口(11)接V型锥流量计(3a)的高压测管(9)，压差传感器(4)的低压取压口(12)接V型锥流量计(3a)的低压测管(10)。

3.根据权利要求1所述电子式流量自平衡电动调节阀，其特征在于，所述流量计(3)是阿牛巴流量计(3b)，该阿牛巴流量计(3b)安装在系统管路(5)上，系统管路(5)接电动两通调节阀(1)的入口端；压差传感器(4)的高压取压口(11)接阿牛巴流量计(3b)的高压测管(9)，压差传感器(4)的低压取压口(12)接阿牛巴流量计(3b)的低压测管(10)。

4.根据权利要求1所述电子式流量自平衡电动调节阀，其特征在于，所述控制电路(23)设置在电动两通调节阀(1)内的执行机构(7)中，该执行机构(7)包括：控制电路(23)、电机(7a)、传动机构(7b)、阀杆(1a)；该控制电路(23)连接电机(7a)，电机(7a)连接传动机构(7b)，传动机构(7b)连接并驱动阀杆(1a)开闭。

5.一种电子式流量自平衡电动调节阀，该电子式流量自平衡电动调节阀包括：电动两通调节阀(1)；流量计(3)；压差传感器(4)；温度流量控制器(2b)；温度传感器(15)，其特征在于，流量计(3)安装在电动两通调节阀(1)入口端的系统管路(5)上；电动两通调节阀(1)的出口端接末端热交换设备(6)；压差传感器(4)的高压取压口(11)接流量计(3)的高压测管(9)，压差传感器(4)的低压取压口(12)接流量计(3)的低压测管(10)；压差传感器(4)的信号输出端接温度流量控制器(2b)的信号输入端(16b)，温度流量控制器(2b)的另一信号输入端(16a)接系统末端的温度传感器(15)；温度流量控制器(2b)的信号输出端(22`)接控制电动两通调节阀(1)内阀杆(1a)开闭的控制电路(23)。

6.根据权利要求5所述电子式流量自平衡电动调节阀，其特征在于，所述流量计(3)是V型锥流量计(3a)，V型锥流量计(3a)的入口端接系统管路(5)，其出口端接电动两通调节阀(1)的入口端，压差传感器(4)的高压取压口(11)接V型锥流量计(3a)的高压测管(9)，压差传感器(4)的低压取压口(12)接V型锥流量计(3a)的低压测管(10)。

7.根据权利要求5所述电子式流量自平衡电动调节阀，其特征在于，所述流量计(3)是阿牛巴流量计(3b)，阿牛巴流量计(3b)安装在系统管路(5)上，系统管路(5)接电动两通调节阀(1)的入口端，压差传感器(4)的高压取压口(11)接阿牛巴流量计(3b)的高压测管(9)，压差传感器(4)的低压取压口(12)接阿牛巴流量计(3b)的低压测管(10)。

8.根据权利要求5所述电子式流量自平衡电动调节阀，其特征在于，所述控制电路(23)设置在电动两通调节阀(1)内的执行机构(7)中，该执行机构(7)包括：控制电路(23)、电机(7a)、传动机构(7b)、阀杆(1a)；该控制电路(23)连接电机(7a)，电机(7a)连接传动机构(7b)，传动机构(7b)连接并驱动阀杆(1a)开闭。

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