CN205841917U - 智慧静态平衡阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及阀门，旨在提供一种智慧静态平衡阀。包括中空的阀体和位于阀体两端的法兰，阀芯结构位于阀体内，手动调节部件通过阀杆与阀芯结构相接；一个流量平衡仪通过引压管接至设在阀芯结构两侧阀体上的引压孔；流量平衡仪包括压力信号检测器、压差信号检测器、温度信号检测器、A/D转换电路、处理器模块、无线通讯模块和电池。该产品结构工艺简单、工作压差起始工作值小、通流能力大、控制精度高、使用寿命长、制造成本低、整体性价比高，适合小批量多品种生产。可广泛应用于中央空调、集中供热、水处理中心等各种流体流动的定流量控制应用场合。具备优于线性的流量特性，能配合智能手机等控制器设备即时获取流量数据，精准控制调节动作。

Description

智慧静态平衡阀

技术领域

本实用新型涉及一种阀门，具体涉及一种智慧静态平衡阀。

背景技术

在中央空调、集中供热、或水处理中心的水系统管网中，为了解决水力失调问题需要大量应用各种功能的平衡阀，如定流量结点必须采用流量平衡阀。

高精度动态流量平衡阀的应用对于水系统提高能源的综合利用率、降低设备运行的流体噪声具有十分重要的经验效益和社会效益。目前大量应用的各种动态流量平衡阀主要有以下几种：

(1)利用流量控制阀芯与弹簧压缩组合原理。将壁面开设通流孔的阀芯与高精度弹性装置(弹簧)组装而成的模数化自动流量装置，通过模数组合形成的装配式自动流量平衡阀；

(2)利用机械自力式压差平衡控制器原理。当动态流量平衡阀的两端压差DP＝P1-P3随机变化时，利用压差平衡控制器通过改变DP2＝P 2-P3的差值确保DP1＝P1－P2自动恒定，从而实现恒流量控制。或者通过改变DP1＝P1-P2的差值确保DP2＝P2－P3自动恒定，从而实现定流量的控制。

(3)将机电一体化高级智能控制技术替换传统的机械自力式控制原理，利用智能控制器通过调节模拟量电动调节蝶阀的开度来控制内置孔板两端压差的高精度自动恒定的电子式智能动态流量平衡阀产品。

上述几种流量平衡阀虽然已成为目前市场的主导产品(包括各种各样的变形品种)，但还是存在以下不足之处：(1)并非所有场合都需要实现高精度的自动流量控制，在很多调控频率交底的使用场合如采用自动控制阀门，将大大提升使用成本；(2)使用寿命偏短，特别是机械压差平衡控制器中的薄膜膜片容易疲劳损坏；(3)灵活性与适应性差，对于流量可设定型的平衡阀工作压差起始点偏高，这也是浪费能耗；(4)阀芯机械加工制造复杂、不适合小批量多品种的生产。

基于上述不足，采用传统的手动阀门似乎能够适于成本低和无需频繁调节的应用场景。但是，传统的手动阀门又存在调节不到位导致水力失调的问题。同时，阀门的调节将导致流量发生变化，不能定量精准调节的话将无法从根本上解决水力失调问题。

因此，提供一种成本低廉且能精准控制流量的流量平衡阀，显得尤为必要。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于流量控制的智慧静态平衡阀。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供了一种智慧静态平衡阀，包括中空的阀体和位于阀体两端的法兰，阀芯结构位于阀体内，手动调节部件通过阀杆与阀芯结构相接；在阀芯结构两侧的阀体上各设一个引压孔，一个流量平衡仪通过两根引压管分别接至所述引压孔；

所述流量平衡仪包括：压力信号检测器、压差信号检测器、温度信号检测器、A/D转换电路、处理器模块、无线通讯模块和电池；压力信号检测器的检测端与低压侧的引压孔连通，压差信号检测器的检测端分别与高压侧和低压侧的引压孔连通；温度信号检测器的检测端分别与高压侧和低压侧的引压孔连通，并通过针阀实现切换；A/D转换电路分别与压力信号检测器、压差信号检测器和温度信号检测器的信号输出端相连，处理器模块分别与A/D转换电路和无线通讯模块相连；电池在处理器模块控制下为各部件供电。

作为一种改进，所述A/D转换电路、处理器模块、无线通讯模块和电池安装于电路板模块上。

作为一种改进，还包括内置了无线通讯模块的控制器设备，控制器设备能通过无线通讯模块与一个或多个智慧静态平衡阀实现连接。

作为一种改进，所述控制器设备能够通过wifi或移动数据通信方式连接互联网，是智能手机、平板电脑、笔记本电脑或可移动式操作手柄中的任意一种。

作为一种改进，所述阀芯结构是下述任意一种阀门的阀芯结构：套筒阀、蝶阀、座阀或球阀。

作为一种改进，所述手动调节部件是手轮。

作为一种改进，所述手轮是能显示开度的数字手轮，其表面设有数字显示窗口；该手轮具有开度锁定机构。

作为一种改进，所述的智慧静态平衡阀还具有下述特征中的任意一种或几种：

所述处理器模块与存储芯片相连；或

所述无线通讯模块是蓝牙模块或wifi模块；或

所述电池是可充电电池、干电池或纽扣电池。

进一步地，本实用新型还提供了基于所述智慧静态平衡阀的流量控制系统，包括基于云端的服务器，服务器通过互联网与所述控制器设备实现数据交换。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

1、产品结构工艺简单、工作压差起始工作值小、通流能力大、控制精度高、使用寿命长、制造成本低、整体性价比高，适合小批量多品种生产。

2、可广泛应用于中央空调、集中供热、水处理中心等各种流体流动的定流量控制应用场合。

3、产品具备优于线性的流量特性，能即时获取流量数据，精准控制调节动作。

4、产品具备精确的开度指示和开度锁定功能。

5、产品具备暗升降及内外密封结构，无外漏，关闭后无内漏，可代替关断阀。

6、配合能加载APP软件的智能手机等控制器设备，使用者可通过内置的软件获得经计算的开度值，根据提示的开度直接进行手动阀门的调节，无需在调节过程中观察调节效果。由于该计算数据是统筹考虑了整个管网的阀门控制之间的影响关系，其精准度是单一调节个别阀门所不能实现的。甚至还可以通过智能的控制器设备将有关数据上传至服务器，通过大数据采集和分析的方法获取更为匹配的控制模式，为水力流量控制带来了全新的模式。

附图说明

图1是本实用新型实施例中智慧静态平衡阀局部剖视结构示意与装配图。

图2是流量平衡仪内部的机械结构示意图。

图3是流量平衡仪内部电路板连接示意图。

图例中符号：1阀体、2阀芯结构、3阀杆、4手轮、5法兰、6引压管、7引压孔、8密封垫、9螺栓、10管道、11流量平衡仪、12控制器、13高压侧的引压管接口、14低压侧的引压管接口、15针阀、16压力信号检测器、17压差信号检测器、18温度信号检测器、19电路板模块、20A/D转换电路、21处理器模块、22无线通讯模块、23电池。

具体实施方式

参考附图1，下面将对本实用新型进行详细描述。

图1中给出了一种智慧静态平衡阀。该智慧静态平衡阀通过法兰连接的方式装在管道10中间的，包括中空的阀体1和位于阀体两端的法兰5，阀芯结构2位于阀体1内，手动调节部件(手轮4)通过阀杆3与阀芯结构2相接；在阀体1侧壁(图1中为上部的侧壁)的两端各设一个引压孔7，一个流量平衡仪11通过两根引压管6分别接至所述引压孔7。

阀芯结构2是下述任意一种阀门的阀芯结构：套筒阀、蝶阀、座阀或球阀，从流量调节精准度考虑，座阀是最佳的选择。手轮4采用能显示当前阀门开度的数字手轮，其表面设有数字显示窗口。通过对阀门开度进行锁定，防止误操作导致流量发生变化。

流量平衡仪11内部的机械结构示意如图2所示。具体包括：压力信号检测器16、压差信号检测器17、温度信号检测器18、A/D转换电路20、处理器模块21、无线通讯模块22和电池23；压力信号检测器16的检测端通过引压管6与阀体1上位于低压侧的引压孔7连通，压差信号检测器17的检测端(两侧)分别与高压侧和低压侧的引压孔7连通；温度信号检测器18的检测端分别与高压侧和低压侧的引压孔7连通，并通过针阀15实现切换(通过旋转取下或装上针阀15，温度信号检测器18能够检测通过引压管6流入的水的平均水温)；A/D转换电路20分别与压力信号检测器16、压差信号检测器17和温度信号检测器18的信号输出端相连，处理器模块21分别与A/D转换电路20和无线通讯模块22相连；电池23在处理器模块21控制下为各部件供电。A/D转换电路20、处理器模块21、无线通讯模块22和电池23安装于电路板模块上。

作为可选项，处理器模块21还可以与存储芯片相连；无线通讯模块22是蓝牙模块或wifi模块；电池23是可充电电池、干电池或纽扣电池。

作为一种提升的配置，该智慧静态平衡阀还包括内置了无线通讯模块的控制器设备，控制器设备能通过无线通讯模块与一个或多个智慧静态平衡阀实现连接。控制器设备能够通过wifi或移动数据通信方式连接互联网，是智能手机、平板电脑、笔记本电脑或可移动式操作手柄中的任意一种。与其相配合地形成了基于智慧静态平衡阀的流量控制系统，该系统包括基于云端的服务器，服务器通过互联网与所述控制器设备实现数据交换。

基于能加载APP软件的智能手机等控制器设备的配合使用，操作人员可通过内置的软件获得当前流量、压力、压差和温度数据，并根据内置计算模块对某个阀门调控所需的开度值进行计算。根据提示的开度直接进行手动阀门的调节，从而无需在调节过程中观察调节效果。由于该计算数据是统筹考虑了整个管网的阀门控制之间的影响关系，其精准度是单一调节个别阀门所不能实现的。甚至还可以通过智能的控制器设备将有关数据上传至服务器，通过大数据采集和分析的方法获取更为匹配的控制模式，为水力流量控制带来了全新的模式。

便于巡场工作人员通过携带智能手机等控制器设备随时可以观测到流量数据。

智慧静态平衡阀能实现的功能：

温压测量：测量单个参数，回水介质温度、入口压力、出口压力，入口和出口压差；

单阀调试：对阀门进行调试，测量压差、输入开度后获得流量；或者在控制器设备上输入目标流量，软件给出合理开度值。

系统调试：对一个支路内多个阀门进行系统性的调试，合理给出每个阀门的开度值，保证该支路系统的水力平衡；

系统设定：参数设定，如蓝牙配对、设备号设置等。

智慧静态平衡阀能的使用方法示例：

一、单阀调试：

模式1：给出开度计算流量

流量平衡仪检测阀门出口和入口的压差，手动在智能手机的APP调试软件上输入阀门的口径和阀位读数，APP调试软件自动算出流经静态平衡阀的流量，现场根据流量值调节阀门开度。

模式2：给出目标流量计算阀门开度

在APP调试软件中输入目标流量，根据APP调试软件指示步骤操作，最后APP调试软件会给出阀门开度值，按照该开度值阀门实际阀位值，就可以保证获得目标流量值。

二、系统调试：

对一个小区进行调试时，根据水力平衡基本原理我们知道当一个阀门调整的时候必然会影响到另一个阀门的流量值，这样必然会发生一个阀门需要多次调试，当系统平衡阀数量较多时，整个系统平衡调试会变得十分困难。

系统调试就是将一个系统内的多个阀门通过软件提示操作后给出各个阀门的推荐开度，保证系统达到平衡。无需多次调整阀门，提高调试效率，保证调试效果。

在智能手机的APP调试软件上建立小区，在小区下建立各个楼栋或者支路并命名；

对各个楼栋或者支路，按照APP调试软件提示操作阀门；

APP调试软件给出各个阀门的推荐开度，将阀门按照推荐开度调整，保证系统的平衡；

保存数据，将各个小区、楼栋、支路的平衡阀流量、压力、温度等数据保存下来，或者上传至服务器，用于后面查找记录，或获取大数据分析统计信息。

显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种智慧静态平衡阀，包括中空的阀体和位于阀体两端的法兰，阀芯结构位于阀体内，手动调节部件通过阀杆与阀芯结构相接；其特征在于，在阀芯结构两侧的阀体上各设一个引压孔，一个流量平衡仪通过两根引压管分别接至所述引压孔；

所述流量平衡仪包括：压力信号检测器、压差信号检测器、温度信号检测器、A/D转换电路、处理器模块、无线通讯模块和电池；压力信号检测器的检测端与低压侧的引压孔连通，压差信号检测器的检测端分别与高压侧和低压侧的引压孔连通；温度信号检测器的检测端分别与高压侧和低压侧的引压孔连通，并通过针阀实现切换；A/D转换电路分别与压力信号检测器、压差信号检测器和温度信号检测器的信号输出端相连，处理器模块分别与A/D转换电路和无线通讯模块相连；电池在处理器模块控制下为各部件供电。

2.根据权利要求1所述的智慧静态平衡阀，其特征在于，所述A/D转换电路、处理器模块、无线通讯模块和电池安装于电路板模块上。

3.根据权利要求1所述的智慧静态平衡阀，其特征在于，还包括内置了无线通讯模块的控制器设备，控制器设备能通过无线通讯模块与一个或多个智慧静态平衡阀实现连接。

4.根据权利要求3所述的智慧静态平衡阀，其特征在于，所述控制器设备能够通过wifi或移动数据通信方式连接互联网，是智能手机、平板电脑、笔记本电脑或可移动式操作手柄中的任意一种。

5.根据权利要求1至4任意一项中所述的智慧静态平衡阀，其特征在于，所述阀芯结构是下述任意一种阀门的阀芯结构：套筒阀、蝶阀、座阀或球阀。

6.根据权利要求1所述的流量测控平衡阀，其特征在于，所述手动调节部件是手轮。

7.根据权利要求5所述的流量测控平衡阀，其特征在于，所述手轮是能显示开度的数字手轮，其表面设有数字显示窗口；该手轮具有开度锁定机构。

8.根据权利要求1至4任意一项中所述的智慧静态平衡阀，其特征在于，还具有下述特征中的任意一种或几种：

所述处理器模块与存储芯片相连；或

所述无线通讯模块是蓝牙模块或wifi模块；或

所述电池是可充电电池、干电池或纽扣电池。

9.一种基于权利要求4所述智慧静态平衡阀的流量控制系统，其特征在于，还包括基于云端的服务器，服务器通过互联网与所述控制器设备实现数据交换。