CN209100649U - 基于温度的流量阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种基于温度的流量阀，包含一本体、一阀体、一温度感应模组及一驱动模组。其中，该阀体可转动地容置于该本体的输入端和输出端之间且定义有一通道，并通过配置以选择性地调整该输入端与输出端之间的连通。该阀体具有一对压力平衡孔及多个封衬，该对压力平衡孔自该阀体的一表面延伸，用于降低该阀体所承受的压力，而多个封衬夹持于该本体与该阀体之间，用于降低该本体与该阀体的摩擦力。

Description

基于温度的流量阀

技术领域

本实用新型关于一种基于温度的流量阀，尤其是一种依据温度控制流量的流量阀。

背景技术

空调系统大致上主要包含窗型冷气机、分离式冷气机及中央空调系统，其中窗型机及分离式冷气机都是单一机系统，中央空调系统则主要由冰水机、空调箱、盘管风机及输送管线所组成。中央空调系统是利用冰水或热水来达到环境条件调整的目的，包括温度、湿度及对流的调制，以满足室内舒适或工作需求。图1例示一典型的中央空调系统100的方块示意图，该中央空调系统100包含冰水主机110、配置于热负载 120的一或多个盘管风机或称送风盘管130及冷却水塔140。冰水主机110具有通过一压缩机连接的一冷凝器及一蒸发器，所述冷凝器流通耦接至冷却水塔140负责热量的散除，而所述蒸发器连通耦接至热负载120负责吸收热量，压缩机则负责压缩冷媒达到冷凝器与蒸发器热交换的目的。

一或多个流量阀可连接于冰水主机110与送风盘管130之间的管线，用以控制冰水的流量，达到温度控制的目的。传统盘管风机或送风盘管的控制方式多以冰水或热水的流量来维持室内的设定温度，所述流量大多以三通电磁阀或两通电磁阀来控制。举例而言，当屋内温度达到设定温度时，两通阀立刻关闭，三通电磁阀则将冰水或热水直接由进水端旁路至回水端，以达到调整室内温度的效果。然而，这些方式大量消耗冰水和热水，还产生相当的噪音及水锤的问题。

因此，为了克服传统三通电磁阀的高使用成本以及两通阀的噪音和水锤，有必要发展一种能改善上述问题的流量控制阀，尤其是能够更精细地控制流量并具备可顺畅运作的机构。

实用新型内容

本实用新型涉及一种中央空调系统，包含：一冰水主机，提供循环冰水；一热负载，与该冰水主机流通连接以接收所述冰水；一流量阀，连通耦接于该冰水主机及该热负载之间以调整该冰水主机及该热负载之间的冰水流量；及一整合电路，通讯连接至该驱动模组及该温度感应模组以搜集关于该阀体的温度资讯并据以产生驱动。

本实用新型目的在于提供该基于温度的流量阀，包含：

一本体，该本体定义具有相互连通的一输入端与一输出端的一流道；

一阀体，该阀体能转动地容置于该流道中的输入端和输出端之间，且该阀体定义有一通道，并且该阀体通过配置能调整该输入端与输出端之间的连通，该阀体具有一对压力平衡孔及多个封衬，一对压力平衡孔自该阀体的一表面延伸，该压力平衡孔能降低该阀体所承受的压力，多个封衬夹持于该本体与该阀体之间，封衬能降低该本体与该阀体之间的摩擦力；

一温度感应模组，所述温度感应模组通过配置能侦测所述本体的温度；

一驱动模组，改驱动模组通过一啮合连接件耦接至该阀体，且该驱动模组能驱动该阀体转动；及

一整合电路，所述整合电路通讯连接至所述温度感应模组，所述整合电路能搜集所述阀体的温度资讯并驱动所述驱动模组驱动所述阀体转动。

在一具体实施例中，该啮合连接件具有耦接该驱动模组与阀体的一啮合界面，通过所述啮合界面，该啮合连接件与该阀体连接且可同步转动。

在一具体实施例中，所述啮合界面为一十字结构。

在一具体实施例中，基于温度的流量阀更包含：一温度感应模组，该温度感应模组通过配置能读取关于该本体的温度资讯。

在一具体实施例中，该整合电路包含一温度控制模组，该温度控制模组能设定冰水的温度。

在一具体实施例中，该整合电路进一步通讯耦接至一温度控制器，该温度控制器用于调整一流体供应源的温度。

本实用新型另一目的在于提供一种基于温度的流量阀，包含一阀体，该阀体具有一通道，其中，该阀体上具有一对压力平衡孔。

在一具体实施例中，该基于温度的流量阀进一步包含一本体，该阀体设于该本体内，且本体与阀体间设有一空隙。

在一具体实施例中，一对所述压力平衡孔与所述通道连通。

本实用新型相对于现有技术可具有以下优点，包含：

可代替目前较昂贵的比例式三通电磁阀，达到省水和省电的目的；可降低冰/热水管路系统及控制阀的成本；可解决一般两通阀断续控制的噪音及水锤问题；无段控制的温度控制，使得室内温度变化较为稳定。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1显示一中央空调系统的方块示意图。

图2显示本实用新型基于温度的流量阀的方块示意图。

图3显示本实用新型基于温度的流量阀的一实施例。

图4显示本实用新型基于温度的流量阀的一爆炸图。

图5显示本实用新型基于温度的流量阀的一局部剖面。

图6显示本实用新型基于温度的流量阀的阀体的一剖面。

图7显示本实用新型基于温度的流量阀的阀体的另一实施例。

图8显示本实用新型基于温度的流量阀的阀体的压力平衡孔应用至一蝶型阀的实施例。

图9显示本实用新型基于温度的流量阀的整合电路的一方块示意图。

图10A显示本实用新型基于温度的流量阀的的进水量测试例。

图10B显示现有二通阀的进水量测试例。

图11A显示本实用新型基于温度的流量阀的室内温度与进出水温差的测试例。

图11B显示现有二通阀的室内温度与进出水温差的测试例。

附图标号说明：

100中央空调系统 322转轴

110冰水主机 342啮合界面

120热负载 3421第二啮合界面

130送风盘管 3422第三啮合界面

140冷却水塔 350本体

200流量阀 351输入端

210本体 352输出端

211流道 353流道

220驱动模组 354阀体

230连接件 370温度感应模组

250整合电路 500封衬

260温度感应模组 600压力平衡孔

270温度控制模组 700空隙

271继电器 800压力平衡孔

272变压器 900整合电路

300流量阀 910处理单元

310壳体 920温度感应电路

311输入开口 930控制电路

312输出开口 940温度感应模组

313上壳体 950驱动模组

314下壳体 1010进水量

316凹槽 1030进水总量

317固定界面 1120回水温度

320驱动模组 1140进水回水温差

321固定界面 1110室内温度

1020回水量 1130进水温度

具体实施方式

在以下多个示例具体实施例的详细叙述中，对随附的各附图进行参考，各附图形成本实用新型的一部分。且是以范例说明的方式显示，通过该范例可实作各所叙述的具体实施例。提供足够的细节以使该领域技术人员能够实作各所述具体实施例，而要了解到在不背离其精神或范围下，也可以使用其他具体实施例，并可以进行其他改变。此外，虽然可以如此，但对于“一具体实施例”的参照并不需要属于该相同或单数的具体实施例。因此，以下详细叙述并不具有限制的想法，而该详细叙述具体实施例的保护范围仅由本申请权利要求的保护范围所定义。

在整体说明书与权利要求书中，除非在上下文中另外明确说明，否则以下用词具有与此明确相关联的意义。当在此使用时，除非另外明确说明，否则该用词“或”为一种包含的“或”用法，并与该用词“及/或”等价。除非在上下文中另外明确说明，否则该用词“根据”并非排他，并允许根据于并未叙述的多数其他因子。此外，在整体申请书中，“一”、“一个”与“该”的意义包含多个的参照。“在…中”的意义包含“在…中”与“在…上”。

以下简短提供各创新主题的简要总结，以提供对某些形态的一基本了解。并不预期此简短叙述作为一完整的概述。不预期此简短叙述用于辨识主要或关键元件，或用于描绘或是限缩该范围。其目的只是以简要形式呈现某些概念，以作为稍后呈现的该更详细叙述的序曲。

图2为本实用新型基于温度的流量阀的方块示意图，其显示本实用新型的流量阀(即基于温度的流量阀的简称)200包含一本体210、一驱动模组220及一连接件230。作为一电子控制流量阀，本实用新型基于温度的流量阀还进一步包含一整合电路250 及一温度感应模组260。

本体210定义具有相互连通的一输入端与一输出端的一流道211并适于与管路的连接以接收和传递流体(气体或液体)。各种本体的外观可被涵盖，并不限于图示所显示的形态。本体210还具有一阀体(图中未示)，其以可动的方式(如往复移动或旋转)容置于本体210的流道211。所述阀体通常具有一特定形状，其配合所述可动方式及本实用新型提供的平衡手段可无段地调整流道211输入端与输出端之间的连通状态。

驱动模组220机械耦接至本体210中的阀体。具体而言，驱动模组220通过一连接件230机械耦接至阀体。借此，驱动模组220可同步驱动阀体相对于本体210 移动，达到流量阀200的启闭目的。各种类型的驱动模组220可被涵盖，例如伺服马达或步进马达。在一实施例中，驱动模组220配置成提供旋转驱动，配合一可旋转连接件或传动轴而使阀体旋转。在一实施例中，所述连接件230可包含一啮合连接手段，使驱动模组220与所述阀体能够同步动作。

整合电路250通过配置与温度感应模组260通讯连接，以接收所述温度感应讯号并分别进行处理和分析。整合电路250包含专用于处理温度感应讯号的电路。相关技术领域人员应了解，更多或更少的必要电子元件可实施于该整合电路250中，以实现所述讯号处理。在一实施例中，温度感应模组260通过适当配置以基于本体210的温度产生温度感应讯号。在其他实施例中，温度感应模组260可基于其他一或多个位置的温度产生温度感应讯号。再者，整合电路250更与一温度控制模组270通讯连接。如图示，整合电路250可通过一继电器271及一变压器272通讯连接至温度控制模组 270，其通过配置以产生一控制讯号并通过整合电路250输出至驱动模组220以指示一动作指令，借此无段控制该流量阀200的启闭。尽管未绘示，温度控制模组270 还可通过适当的调整而作为整合电路250的一部分。整合电路250可以是远端服务器的全部或一部分，并通过网络与所述模组通讯连接。

本文所述无段是指阀体移动的位置并非具有明显的节点，阀体的移动接近像是连续的变化。因此，本实用新型流动阀并非仅提供一关闭状态和一开启状态，本实用新型流动阀具有更多的开启选择，流量的控制更为弹性。

图3显示本实用新型基于温度的流量阀的一实施例。在连接管线之前，流量阀 300的外观包含一壳体310及一驱动模组320。如图示，壳体310是沿着三轴延伸的一六面体。壳体310具有一输入开口311及一输出开口312，其可分别通过已知的手段连接至空调系统的管线。图示的输入开口311/输出开口312是沿着x方向配置。在其他实施例中，壳体310的输入开口311/输出开口312及/或驱动模组320可为不同的相对位置。壳体310定义有一容置空间，其可提供有适当的限位机构使图2所示的元件可稳固地安装于其中。

如图4所示为图3显示的基于温度的流量阀(即流量阀300)的一爆炸视图。可看到该流量阀300还包含、一啮合界面342及一本体350。为简洁的目的，流量阀的部分构件并未显示，特此叙明。

壳体310可拆解为一上壳体313和一下壳体314，其内表面可以形成有多个对应的限位结构，如用于牢固本体350的相应凹槽。下壳体314的内表面形成有接收本体350的一凹槽316。下壳体314的前端面形成有一对固定界面317。凹槽316沿着x 方向延伸且配置成本体350可融入的形状。

驱动模组320具有对应于所述固定界面317的另一对固定界面321，使驱动模组320能牢固至下壳体314上且以一转轴322耦接啮合界面342。转轴322与啮合界面 342之间的其他连接元件省略描述以达简洁的目的。本实施例的驱动模组320提供一旋转驱动。

啮合界面342配置于驱动模组320与本体350之间。较佳地，所述啮合界面342 为一啮合连接件。啮合界面342包含耦接驱动模组320的一第一啮合界面省略未显示、一第二啮合界面3421及一第三啮合界面3422，其彼此相互配合而同步转动。第二啮合界面3421为由一纵向杆和一横向杆交叠而成的一十字结构。第一啮合界面配置成能够接收第二啮合界面3421横向杆的图形，而第三啮合界面3422则配置成能够接收纵向杆的图形。据此，通过所述啮合界面342使整个连接件同步旋转。

本体350定义具有相互连通的一输入端351与一输出端352的一流道353。一阀体354可转动地容置于该流道353中的输入端351和输出端352之间且定义一通道(未标示符号)。阀体354通过配置以沿着xz平面转动借此无段调整输入端351与输出端 352之间的连通。阀体354与所述第三啮合界面3422固定连接。因此，所述旋转驱动一并同步阀体354，使阀体354的通道与流道353形成一夹角，当两者大致上呈垂直则为阀关闭。相关技术领域人员应了解，该阀体354可为一球状阀体或蝶形阀体，不限于图示的形态。一温度感应模组370可提供于凹槽316中的一适当位置以读取本体350的温度数值。

较佳地，为了确保阀体354的顺畅转动，本实用新型采取一机构手段及一压力平衡手段。图5显示本实用新型基于温度的流量阀的一局部剖面，具体为本体350及阀体354的剖面图。可看见，本实用新型提供有两个封衬500夹持于本体350及阀体 354之间以降低两者之间的摩擦力。所述封衬500可为大致上与y-z平面平行的一环体，并接触于阀体354的两端边缘。较佳地，所述封衬500是由聚合物所组成，如铁氟龙。如图所示，本体350的内表面形成适当的结构以放置所述封衬500和阀体354。如此，在长时间的操作下，避免阀体354磨损过快也确保转动顺畅。此外图6显示基于温度的流量阀的阀体的一剖面，具体为所述阀体354的剖面图。可看到，该阀体 354为一球状阀且其自表面向内延伸有一对压力平衡孔600，其可在阀体354中延伸一长度或者延伸至通道353，使阀体354与通道353连通。所述压力平衡孔600可保有少量气体，在阀体354转动过程，压力平衡孔600能施予一压力于本体350及阀体 354之间，使转动更为顺畅，解决了因为输入端351和输出端352的压力差而产生的机械阻碍。相对地，驱动模组320的输出负担也可以降低。简而言之，有压力平衡孔的情况下，流量阀的关闭并非能完全关闭，也就是说阀体354的两端仍保持微量的连通。参阅图7，在本实用新型的另一实施例中，阀体354与本体350之间可形成一狭小空隙700。此空隙700也有平衡压力的作用(也就是说，确保阀体354的两端仍有些许的连通)，使阀体354可顺利地转动。参阅图8，其他类型的阀体如一蝶型阀可采用本实用新型提供的压力平衡孔，如图所示一对压力平衡孔800可设置在蝶型阀门 (即阀体的翅膀部位)。

一整合电路(未显示)可通讯连接至所述驱动模组320及温度感应模组370以接收、处理及输出各种关于该流量阀的讯号及指令，达到智能控制的要求。据此，采用本实用新型流量阀的空调系统能够有效率地分配流量，节省无意义的能量消耗。

图9显示本实用新型基于温度的流量阀的整合电路的一方块示意图。整合电路900包含一或多个处理单元910、一或多个温度感应电路920及一或多个控制电路 930。如箭头所示，整合电路900执行一中央空调控制方法。整合电路900的温度感应电路920接收一温度感应讯号，该温度感应讯号指示关于循环冰水的一温度落差资讯。整合电路900可从一温度感应模组940接收所述温度感应讯号，其可基于在温度感应模组因温度落差所发生的电压变化而产生。因此，温度感应讯号包含温度落差的资讯，其可由处理单元910分析并辨识出温度落差的数值。

处理单元910基于所述温度落差资讯令控制电路930输出一控制讯号以控制所述流量阀，如前述控制驱动模组的转动。处理单元910判断该温度落差资讯是否超出一预设范围以决定是否输出该驱动讯号。此外，处理单元910判断该温度落差资讯是否超出一预设范围以决定是否重复接收一温度感应讯号。所述预设范围可通过如前述的温度控制模组270决定。例如，温度控制模组270可具有使用者输入界面，其允许使用者输入所述预定范围并储存在整合电路900。举例而言，使用者可输入预设范围为一希望温度的正负三度。

若温度感应讯号指示当前温度落差大于所述预设范围(箭头“是”)，则处理单元910令控制电路930输出一驱动讯号至流量阀的驱动模组950。所述驱动讯号指示驱动模组所需运动的范围，如转动的一角度范围。若感应讯号指示当前温度落差小于所述预设范围(箭头“否”)，则处理单元910令温度感应电路920持续接收来自温度感应模组940的温度感应讯号以持续地监测循环水温。

图10A显示本实用新型基于温度的流量阀的进水流量测试例。图10B显示现有二通阀的进水流量测试例。其中，第一虚线代表进水量，第二虚线代表回水量，斜线面积代表进水总量。返参图1，本测试例所述进水量1010是根据从冰水主机110至一送风盘管130之间的流量测量所获得，所述回水量1020根据由从一送风盘管130 至冰水主机110之间的流量测量所获得，所述进水总量1030是根据一送风盘管130 的进水侧和回水侧的流量落差所获得。所述流量差异的测量可利用已知的手段，如超音波流量计分别在所述进水侧和回水侧的监控。此外，横轴代表一时间轴，纵轴为水流量的单位。在同等运转环境温度比较下，现有二通阀累积相对较多的进水量，显然本实用新型基于温度的流量阀具备省水效果。

图11A显示本实用新型基于温度的流量阀的室内温度与进出水温差的测试例。图11B显示现有二通阀的室内温度与进出水温差的测试例。其中第一虚线代表室内温度1110，第二虚线代表回水温度1120，第三虚线代表进水温度1130，斜线面积代表进水回水温差1140。此外，横轴代表一时间轴，纵轴为温度单位。在同等运转环境温度下，现有二通阀的进出水温差约在两度，而本实用新型流量阀的进水回水温差约七度。此温差的提高是重要的，也就是说在本实用新型基于温度的流量阀的控制之下，单位流量在送风盘管130所能吸收的热量是比现有二通阀还要多的，也就是冰水能从热负载120带走更多的热。此外，现有二通阀在测量时间后端的室内温度是相对不稳定的。显然，本实用新型基于温度的流量阀的表现比现有二通阀更为理想。

综上所述，本实用新型相对于现有技术可具有以下优点，包含可代替目前较昂贵的比例式三通电磁阀，达到省水和省电的目的；可降低冰/热水管路系统及控制阀的成本；可解决一般两通阀断续控制的噪音及水锤问题；无段控制的温度控制，使得室内温度变化较为稳定。

据此，上述描述支持执行各具体动作的手段的组合、支持执行各具体动作的多数的组合，以及支持执行各具体动作的程式指令方式。也将可了解，该流程图描绘中的每一区块以及该流程图描绘中区块的组合可由模组实作，像是以特殊目的硬件为基础的系统，该系统执行各具体动作步骤，或是特殊目的硬体与电脑指令的组合。

以上内容提供叙述具体实施例的组合的制造与使用的完整描述。因为在不背离此叙述精神与范围下可以产生许多具体实施例，因此这些具体实施例将存在于本实用新型的保护范围中。

Claims (8)

1.一种基于温度的流量阀，其特征在于，所述基于温度的流量阀包含：

一本体，所述本体定义具有相互连通的一输入端与一输出端的一流道；

一阀体，所述阀体能转动地容置于所述流道中的所述输入端和所述输出端之间，且该阀体定义有一通道，并且所述阀体通过配置能调整所述输入端与所述输出端之间的连通，所述阀体具有一对压力平衡孔及多个封衬，一对所述压力平衡孔自所述阀体的一表面延伸，所述压力平衡孔能降低所述阀体所承受的压力，多个所述封衬夹持于所述本体与所述阀体之间，所述封衬能降低所述本体与所述阀体之间的摩擦力；

一温度感应模组，所述温度感应模组通过配置能侦测所述本体的温度；

一驱动模组，所述驱动模组通过一啮合连接件耦接至所述阀体，且所述驱动模组能驱动所述阀体转动；及

一整合电路，所述整合电路通讯连接至所述温度感应模组，所述整合电路能搜集所述阀体的温度资讯并驱动所述驱动模组驱动所述阀体转动。

2.根据权利要求1所述的基于温度的流量阀，其特征在于，所述啮合连接件具有耦接所述驱动模组与所述阀体的一啮合界面，通过所述啮合界面，所述啮合连接件与所述阀体连接且能同步转动。

3.根据权利要求2所述的基于温度的流量阀，其特征在于，所述啮合界面为一十字结构。

4.根据权利要求1所述的基于温度的流量阀，其特征在于，所述基于温度的流量阀更包含：一温度感应模组，所述温度感应模组通过配置能读取关于所述本体的温度资讯。

5.根据权利要求1所述的基于温度的流量阀，其特征在于，所述整合电路包含一温度控制模组，所述温度控制模组能设定冰水的温度。

6.一种基于温度的流量阀，包含一阀体，所述阀体具有一通道，其特征在于，所述阀体上具有一对压力平衡孔。

7.根据权利要求6所述的基于温度的流量阀，其特征在于，所述基于温度的流量阀进一步包含一本体，所述阀体设于所述本体内，且所述本体与所述阀体间设有一空隙。

8.根据权利要求6所述的基于温度的流量阀，其特征在于，一对所述压力平衡孔与所述通道连通。