CN216692170U - 一种多功能带密封型智能文丘里风阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能带密封型智能文丘里风阀，包括：阀体、阀芯、密封圈、直线执行机构、电源模块、储能模块、控制模块、压差传感器、温湿度传感器，阀体的内壁有一段内径渐变的缩管部，阀芯与缩管部之间形成有间隙；密封圈，沿周向安装于阀芯的外圈，当阀芯移动至所述缩管部的最小内径处时，密封圈完全填充间隙；直线执行机构与所述阀芯通过连杆连接带动阀芯移动，调节阀芯与阀体缩管部间隙，储能模块当断电时能控制直线执行机构控制阀芯开至最大或最小位置，能通过RS485或以太网接收信号来控制阀芯，以及读取压差、温湿度传感器信号，同时能测量阀体内气体流过S、L型皮托管的压差值，并可通过单片机计算流量，亦可根据流量控制阀芯。

Description

一种多功能带密封型智能文丘里风阀

技术领域

本实用新型涉及流体阀技术领域，特别涉及文丘里风阀。

背景技术

传统的文丘里风阀的阀芯与阀体之间存在间隙，间隙根据制造工艺一般在1至3mm，在一些特殊使用场景中需要关闭状态时，往往需要文丘里风阀能够达到密封状态，为了满足密封要求，通常会在文丘里风阀上另加一个密封阀，导致安装尺寸加长、增加施工难度、同时也增加成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种多功能带密封型文丘里风阀，并在原基础上增加压差传感器用于测量所述阀体内部的气体流过S、L型皮托管的实时压差值，并可通过压差值单片机计算实时流量，及通过风量值实时调节所述阀芯的位置，满足所设定流量，以实现精确而稳定的风量和流量控制，克服因弹簧疲劳引起误差，相比原来的弹簧自动调节模式的精度得以提高，因原来的风量和流量靠弹簧自动调节，由于弹簧的特性曲线很难做得准确，而且由于弹簧使用时间存在疫劳问题，增加误差，增加温湿度传感器用于测量阀门内部气体温度、相对湿度，增加储能模块为系统断电后还能使文丘里风阀调节到最大或最小风量位置。

本实用新型采用的技术方案：

1、根据本实用新型的一些实施例，所述安装槽21凸出于阀芯2的表面，所述密封圈3的横截面呈半圆形，所述密封圈3插装在所述安装槽21内。

2、根据本实用新型的一些实施例，所述安装槽21凸出于所述阀芯2的表面，所述密封圈3的内侧伸入所述阀芯2的内部并被所述安装槽21的侧壁边沿止挡，所述密封圈3的外侧的横截面呈圆形，所述密封圈3通过紧固件与所述安装槽21紧固连接。

3、根据本实用新型的一些实施例，所述安装槽21凹陷于所述阀芯2的表面，所述密封圈3的内侧伸入所述阀芯2的内部并被所述安装槽21的侧壁边沿止挡，所述密封圈3的外侧的横截面呈半圆形。

4、根据本实用新型的一些实施例，所述阀芯2内贯穿设置有沿前后方向延伸的中心杆6，所述中心杆6上安装有活塞7，所述活塞7与所述阀芯2之间设置有弹性元件8，所述阀体1上安装有用于驱动所述中心杆6沿前后方向移动的直线执行机构91，所述阀体1的内壁上安装有支撑架12，所述支撑架的中心位置处设置有支撑轴套13，所述中心杆6滑动穿设于所述支撑轴套13内。

5、根据本实用新型的一些实施例，所述驱动单元包括直线执行机构91和连接杆92，所述连接杆92转动轴连接所述阀体1侧壁，所述连接杆92的一端铰接到所述中心杆6，另一端铰接到所述直线执行机构91的活动输出杆。

6、根据本实用新型的一些实施例，所述压差传感器4安装于所述阀体1的内部，所述压差传感器4用于测量所述阀体1内部的气体流过S、L型皮托管的实时压差值，并可通过压差值单片机计算实时流量，及通过风量值实时调节所述阀芯2的位置，满足所设定流量。

7、根据本实用新型的一些实施例，所述温湿度传感器5安装于所述阀体1的内部，所述温湿度传感器5用于测量所述阀体内部的实时温度及相对湿度。

8、根据本实用新型的一些实施例，还包括电源模块14、储能模块10和控制模块11，所述储能模块10在电源模块14通电时能通过内部储能元件保存电能，并同时给控制模块11供电，所述控制模块11根据控制信号驱动直线执行机构91运行，当电源模块14断电时，内部储能模块10所储存的电能可供给控制模块11运行，并根据控制模块11的设置驱动直线执行机构91运行，把所述阀芯2移动到所述缩管部101的最大或最小位置，实现断电把文丘里风阀开至最大风量或最小风量位置，以保障使用要求。

9、根据本实用新型的一些实施例，包括控制模块11的功能，所述控制模块11具备RS485和以太网通讯功能，支持modbusRTU\TCP协议，具备模拟信号、开关信号输入输出功能，通过RS485或以太网通讯功能至少能获取所述压差传感器4、温湿度传感器5、阀芯2、直线执行机构91设备的运行参数，参数包含并不仅限于：温度、相对湿度、皮托管压差、气体流过所述阀体1的流量、所述直线执行机构91的位置、所述阀芯2的位置、文丘里阀门运行状态的信息，以及文丘里风阀的设定参数。

本实用新型至少具有如下有益效果：本文丘里风阀在阀芯2的外圈安装密封圈3，当阀芯2移动至阀体1的缩管部101的最小内径处时，密封圈3完全填充间隙，从而能够达到密封的状态，满足多种使用场景以及关闭状态，而且没有额外增加整体尺寸，当阀芯2移动至打开位置时，又能够调节本文丘里风阀风量，不影响其它场景的使用。本文丘里风阀在阀体1上安装压差传感器4能够测量阀体1内部的气体流过S、L型皮托管的实时压差值，并可通过单片机计算实时流量，及通过流量实时控制所述阀芯2的位置，满足所设定流量，以实现精确而稳定的风量和流量控制，克服因弹簧疲劳引起误差，相比原来的弹簧自动调节模式的精度得以提高，因原来的风量和流量靠弹性元件8自动调节，由于弹簧的特性曲线很难做得准确，而且由于弹簧使用时间存在疫劳问题，导致的误差。本文丘里风阀增加温湿度传感器5用于测量阀门内部气体温度、相对湿度，满足需要测量风管内温湿度的场景。本文丘里风阀增加储能模块10为系统提供断电后提供电能，从而驱动直线执行机构91使文丘里风阀调节到最大或最小风量位置。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型第一实施例及阀体、阀芯、温湿度传感器、压差传感器、电源模块、储能模块、控制模块、直线执行机构的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本实用新型第二实施例的局部结构示意图；

图4为本实用新型第三实施例的局部结构示意图；

图5为本实用新型中温湿度传感器的结构示意图。

附图标记：阀体1、缩管部101、阀芯2、安装槽21、密封圈3、压差传感器4、温湿度传感器5、外壳51、PCB板52、探头53、过滤网54、入气口55、出气口56、中心杆6、活塞7、弹性元件8、驱动单元9、直线执行机构91、连接杆92、储能模块10、控制模块11、支撑架12、支撑轴套13、电源模块14。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如前、后、内、外等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图5，本实用新型公开多功能带密封型文丘里风阀，包括阀体1、阀芯2、密封圈3、压差传感器4、温湿度传感器5、直线执行机构91、电源模块14、储能模块10、控制模块11。

其中，如图1所示，阀体1沿前后方向延伸，阀体1的内壁具有一段内径渐变的缩管部101，缩管部101的内径由最小内径处分别向前后两端逐渐扩大，阀芯2安装于阀体1的内部并可相对缩管部101沿前后方向移动，阀芯2与缩管部101之间形成有间隙。

密封圈3沿周向安装于阀芯2的外圈，与阀芯2的中心重合。当阀芯2移动至缩管部101的最小内径处时，密封圈3完全填充间隙，使间隙不让气流通过，从而能够达到密封的状态，满足多种使用场景的关闭状态，而且没有额外增加整体尺寸，当阀芯2移动至其它位置时，又能够调节阀芯2与缩管部101的间隙，不影响其它场景的使用。

参照图2、图3和图4，在本实用新型的一些实施例中，阀芯2的外圈沿周向设置有安装槽21，安装槽21的开口朝向为阀芯2的径向，密封圈3安装于安装槽21内。

参照图2，在第一实施例中，安装槽21凸出于阀芯2的表面，密封圈3的横截面大致呈半圆形并插装在安装槽21内。

参照图3，在第二实施例中，安装槽21凸出于阀芯2的表面，密封圈3的内侧伸入阀芯2的内部并被安装槽21的侧壁边沿止挡，密封圈3的外侧的横截面大致呈圆形，密封圈3还通过紧固件与安装槽21紧固连接。

参照图4，在第三实施例中，安装槽21凹陷于阀芯2的表面，密封圈3的内侧伸入阀芯2的内部并被安装槽21的侧壁边沿止挡，密封圈3的外侧的横截面大致呈半圆形。

在本实用新型的一些实施例中，阀芯2内贯穿设置有沿前后方向延伸的中心杆6，中心杆6上安装有活塞7，活塞7与阀芯2之间设置有弹性元件8，弹性元件8具体可以是弹簧，跟据当时阀体1内气体流量大小和作用于阀芯2前后两端的压差使弹性元件8产生压缩变化，如图1所示，图1中的箭头方向表示风向，当风量和作用于阀芯2前后的压力大时，弹性元件8被压缩，阀芯2位移往缩管部101运动使阀芯2与缩管部101之间的间隙变小，减小过风面积，从而来维持流过阀体的风量；当风量和作用于阀芯前后的压力小时，弹性元件8被拉伸，阀芯2位移往缩管部101运动使阀芯2与缩管部101之间的间隙变大，增大过风面积，从而来维持流过阀体的风量。阀体1上安装有用于驱动中心杆6沿前后方向移动的直线执行机构91，直线执行机构91通过驱动中心杆6沿前后方向移动，便可以调节阀芯2的前后位置，从而调节阀芯2与阀体1的缩管部101之间的间隙大小，进而精准控制阀体1内的风量。

如图1所示，驱动单元9具体包括直线执行机构91和连接杆92，连接杆92轴心固定在阀体1上，连接杆92的一端铰接中心杆6，另一端铰接直线执行机构91的输出端，当直线执行机构91驱动连接杆92杠杆动作时，就能够带动中心杆6前后移动。

在本实用新型的一些实施例中，本文丘里风阀还包括储能模块10、控制模块11和电源模块14，电源模块14、储能模块10、控制模块11和直线执行机构91依次连接，电源模块14可以通过电源线外接电源，电源模块14通电时，给储能模块10储蓄电能，同时给控制模块11供电，控制模块11再驱动直线执行机构91，当电源模块14断电时，储能模块10所储存的电能提供给控制模块11供电，使切断电源后控制模块11能够控制直线执行机构91动作到所设定断电后的位置。

为了保持中心杆6处于阀体1内部的中心位置，阀体1的内壁在阀芯2的前后两端均安装有支撑架12，支撑架12的中心位置处设置有支撑轴套13，中心杆6滑动穿设于两个支撑轴套13内，从而保障中心杆6的直线滑动。

在本实用新型的一些实施例中，阀体1的内部安装有压差传感器4，压差传感器4与控制模块11相连，控制模块11设有压差传感器放大电路和单片机，压差传感器4检测的信号经放大后通过单片机可以运算出压力大小、流量大小，并根据当前流量实时调节直线执行机构91，直线执行机构91再带动阀芯，控制阀芯2与阀体1的缩管部101的间隙，以实现精确而稳定的风量和流量控制，克服因弹簧疲劳引起误差。相比原来的弹簧自动调节模式的精度高很多，因为原来的风量和流量靠弹簧自动调节，由于弹簧的特性曲线很难做得准确，而且由于弹簧使用时间存在疫劳问题，导致的误差，既而弹簧实现最优化，弹簧调节实现快速响应，传感器检测调节实现精准风量和流量的目的。

参照图5，阀体1的内部安装有温湿度传感器5，温湿度传感器5包括外壳51、入气口55和出气口56，外壳51内设有PCB板52，PCB板52上贴有探头53，探头53外罩设有过滤网54，实现对探头53的保护，探头53具体为温湿度探头，气流从入气口55进入，经过过滤网54并经过探头53，探头53能够检测阀体1内的温度和相对湿度，气流再由出气口56流出，探头53与控制模块11连接，控制模块11的单片机可以读取探头53上的参数。

本文丘里风阀在不增加体积及长度的情况下，增加密封功能。另外在原有基础上增加了S、L型皮托管，利用皮托管作为压差源连接微压差传感器4并通过放大电路放大处理，同时控制模块11根据计算风量大小及流量大小来控制阀芯2与缩管部101之间的间隙，从而达到精确而稳定的风量控制。这种独特的空气流量控制阀，获得了更佳的流畅性和更精确的控制性。同时又在文丘里风阀增加了温度、相对湿度、流量及压力检测，可以实时通过RS485或以太网检测风量、流量、压差、温度、相对湿度及开启度等重要参数，实现数字化气流控制。另外又改进密封功能，适用于高风险环境控制系统，实现多功能选择关闭或全部打开。本实用新型同时自带储能模块10，在外部供电断电的情况下通过储能模块10实现风阀密封关闭或者全打开，方便在不同高风险环境控制，实现多功能选择。

本实用新型的控制模块11具备RS485和以太网通讯功能，控制模块11至少提供压差、风量大小、温度、湿度、直线执行机构运行状态的信息可通过所述RS485和以太网通讯，可通过触摸屏、上位机、云服务器读写控制模块11的信息，提供的RS-485和以太网通讯功能方便系统组网。

文丘里风阀发展如今远远达不到现代要求，本实用新型在传统的文丘里空气流量控制阀的基础上，结合了先进的直接数字控制系统，从而将传统文丘里阀芯2对风量的控制，发展延伸成为一个风量、流量、压力、温度、相对湿度、洁净度和空气质量的控制平台，更加提升了各类高等科研、医疗和医药制造通风环境的安全性和精确性。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种多功能带密封型智能文丘里风阀，其特征在于：包括阀体(1)、阀芯(2)、密封圈(3)、直线执行机构(91)、电源模块(14)、储能模块(10)、控制模块(11)、压差传感器(4)和温湿度传感器(5)，

所述阀体(1)包含支撑轴套(13)、支撑架(12)、缩管部(101)，

所述阀芯(2)包含弹性元件(8)、活塞(7)、密封圈(3)，

所述缩管部(101)与所述阀芯(2)之间形成有间隙，所述阀芯的外圈沿周向设置有安装槽，所述安装槽的开口朝向为所述阀芯的径向，所述密封圈安装于所述安装槽内，当所述阀芯移动至所述缩管部的最小内径处时，所述密封圈完全填充所述间隙，

所述直线执行机构(91)与所述阀芯(2)通过中心杆(6)和连接杆(92)及驱动单元(9)连接，通过所述支撑轴套(13)和支撑架(12)安装在阀体(1)内，

所述电源模块(14)、储能模块(10)、控制模块(11)安装于阀体(1)上的控制箱内，并与安装在所述阀体(1)上的压差传感器(4)、温湿度传感器(5)、直线执行机构(91)通过电缆相连。

2.根据权利要求1所述的一种多功能带密封型智能文丘里风阀，其特征在于：所述阀体(1)沿前后方向延伸，所述阀体(1)的内壁具有一段内径渐变的缩管部(101)，所述阀芯(2)安装于所述阀体(1)的内部并可相对所述缩管部(101)沿前后方向移动，所述阀芯(2)与所述缩管部(101)之间形成有间隙，所述阀芯(2)的外圈沿周向设置有安装槽(21)，所述安装槽(21)的开口朝向为所述阀芯(2)的径向，所述密封圈(3)安装于所述安装槽(21)内，当所述阀芯(2)移动至所述缩管部(101)的最小内径处时，所述密封圈(3)完全填充所述阀体(1)的内壁和所述阀芯(2)之间的间隙。

3.根据权利要求1或2所述的一种多功能带密封型智能文丘里风阀，其特征在于：所述的密封圈(3)安装与所述安装槽(21)凸出于阀芯的表面，所述密封圈(3)的横截面呈半圆形，所述密封圈插装在所述阀芯(2)的安装槽(21)内。

4.根据权利要求1或2所述的一种多功能带密封型智能文丘里风阀，其特征在于：所述的密封圈(3)安装与所述安装槽(21)凸出于阀芯的表面，所述密封圈(3)的内侧伸入所述阀芯(2)的内部并被所述安装槽(21)的侧壁边沿止挡，所述密封圈(3)的外侧的横截面呈圆形，所述密封圈(3)通过紧固件与所述安装槽(21)紧固连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种多功能带密封型智能文丘里风阀，其特征在于：所述安装槽(21)凹陷于所述阀芯(2)的表面，所述密封圈(3)的内侧伸入所述阀芯(2)的内部并被所述安装槽(21)的侧壁边沿止挡，所述密封圈(3)的外侧的横截面呈半圆形。

6.根据权利要求1或2所述的一种多功能带密封型智能文丘里风阀，其特征在于：所述阀芯(2)内贯穿设置有沿前后方向延伸的中心杆(6)，所述中心杆(6)上安装有活塞(7)，所述活塞(7)与所述阀芯(2)之间设置有弹性元件(8)，所述阀体(1)上安装有用于驱动所述中心杆(6)沿前后方向移动的直线执行机构(91)，所述阀体的内壁上安装有支撑架(12)，所述支撑架(12)的中心位置处设置有支撑轴套(13)，所述中心杆(6)滑动穿设于所述支撑轴套(13)内。

7.根据权利要求1或2所述的一种多功能带密封型智能文丘里风阀，其特征在于：所述压差传感器(4)安装于所述阀体(1)的内部，所述压差传感器(4)用于测量所述阀体(1)内部的气体沿气流方向流过的实时压差值，并通过控制模块(11)内部单片机实时计算当前流量，控制模块(11)通过流量控制直线执行机构(91)实时控制阀芯(2)与所述阀体(1)的缩管部(101)的位置。

8.根据权利要求1或2所述的一种多功能带密封型智能文丘里风阀，其特征在于：所述温湿度传感器(5)安装于所述阀体(1)的内部，所述温湿度传感器(5)用于测量所述阀体(1)内部的温度和相对湿度，并通过控制模块(11)内部单片机实时采集，即可通过控制模块(11)内部的RS485和以太网通讯单元通讯至外部控制单元。

9.根据权利要求1或2所述的一种多功能带密封型智能文丘里风阀，其特征在于：所述储能模块(10)在电源模块(14)通电时能通过内部储能元件保存电能，并同时给控制模块(11)供电，当电源模块(14)断电时，内部储能模块(10)所储存的电能可供给控制模块(11)运行，并根据控制模块(11)的设置把所述阀芯(2)移动到所述缩管部(101)的最大或最小位置，实现断电把文丘里风阀开至最大风量或最小风量位置，以保障使用要求。

10.根据权利要求1或2所述的一种多功能带密封型智能文丘里风阀，其特征在于：所述控制模块(11)具备RS485和以太网通讯功能，支持modbusRTU\TCP协议，具备模拟信号、开关信号输入输出功能，通过RS485或以太网通讯功能至少能获取所述压差传感器(4)、温湿度传感器(5)、阀芯(2)、直线执行机构(91)设备的运行参数，参数包含并不仅限于：温度、相对湿度、皮托管压差、气体流过所述阀体(1)的流量、所述直线执行机构(91)的位置、所述阀芯(2)的位置、文丘里阀门运行状态的信息。

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