CN220622773U - 一种基于压力控制的智能型风量调节阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于压力风量测量控制技术领域，提供了一种基于压力控制的智能型风量调节阀，包括阀体、管嘴及执行器。阀体一端内设置有与圆形通道相匹配的阀片；管嘴为两端渐扩形圆筒，贴合在阀体的另一端的内壁上；执行器与阀片及外部的控制器通信连接。管嘴的外壁上第一套环与第二年套环，管嘴、第一套环、第二年套环及阀体的内壁合围形成内层空腔，管嘴、第一套环及阀体的内壁形成外层空腔。管嘴向外的端部的边缘周围具有多个豁口，豁口与阀体的内壁组成多个气孔，第一套环与第二年套环之间的管嘴上开有一圈气孔，控制器根据受控环境的压力及外层空腔与内层空腔的压差计算得到阀片的开度，执行器接收阀片的开度信号然后控制阀片转动。
Description
技术领域
本实用新型属于压力风量测量控制技术领域，具体涉及一种基于压力控制的智能型风量调节阀。
背景技术
在工业生产中，为满足室内空气压力的要求，需要自动调节风量大小以适应不同工况。风量调节阀是工业厂房和民用建筑中必不可少的中央空调末端配件，用于通风、空气调节和空气净化工程。通常安装在空调和通风系统的管道中，用于调节支管的风量，也可用于混合调节新风和回风。
在变风量系统中，需要对通过变风量末端装置的风量进行检查和控制以便根据需要实时调节风量调节阀的阀片开度。流量传感器是用来测量流量的设备。通过流量传感器可以了解气流的流动规律，并通过计算得到空气的体积流量，然后通过执行器控制风量调节阀的阀片开度，从而实现对送风量的有效控制，以满足所需的空气压力要求。但该装置需要从被测位置引出气管，连接至控制箱内的元器件，进行风量调节阀的阀体内的流量测定，且该气管的稳定性会影响流量的测定精度。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于压力控制的智能型风量调节阀，控制器根据受控环境的压力及外层空腔与内层空腔的压差计算得到阀门的开度，通过控制阀片的开度来满足压力控制的要求。
本实用新型提供了一种基于压力控制的智能型风量调节阀，具有这样的特征，包括：阀体，具有由内壁合围而成的圆形通道，一端内设置有与圆形通道相匹配的阀片；管嘴，为两端渐扩形圆筒，贴合在阀体的另一端的内壁上；执行器，与阀片及外部的控制器通信连接；其中，管嘴的外壁上设有与阀体的内壁紧密贴合的第一套环与第二年套环，使得管嘴、第一套环、第二年套环及阀体的内壁合围形成内层空腔，管嘴、第一套环及阀体的内壁形成外层空腔，管嘴向外的端部的边缘周围具有多个豁口，且管嘴向外的端部的边缘其余部分与阀体的内壁紧密贴合，使得多个豁口与阀体的内壁组成多个气孔，第一套环与第二年套环之间的管嘴上开有一圈气孔，控制器根据受控环境的压力及外层空腔与内层空腔的压差计算得到阀片的开度，执行器接收阀片的开度信号然后控制阀片转动。
在本实用新型提供的基于压力控制的智能型风量调节阀中，还可以具有这样的特征：其中，阀片通过阀杆安装在阀体内，阀杆通过轴承安装在阀体上。
在本实用新型提供的基于压力控制的智能型风量调节阀中，还可以具有这样的特征：其中，阀杆与执行器固定连接，执行器用于驱使阀杆转动从而带动阀片转动。
在本实用新型提供的基于压力控制的智能型风量调节阀中，还可以具有这样的特征：其中，阀杆为两根，阀杆位于阀体内的长度小于阀片的半径，两根阀杆的轴线重合且与阀片的直径重合。
在本实用新型提供的基于压力控制的智能型风量调节阀中，还可以具有这样的特征：其中，外层空腔与内层空腔分别通过气嘴与压差传感器连通。
在本实用新型提供的基于压力控制的智能型风量调节阀中，还可以具有这样的特征：其中，气嘴通过气管与压差传感器连通，阀体上设有用于卡合气管的气管卡扣。
在本实用新型提供的基于压力控制的智能型风量调节阀中，还可以具有这样的特征：其中，执行器可拆卸地安装在安装支架上，安装支架可拆卸地安装在阀体上。
在本实用新型提供的基于压力控制的智能型风量调节阀中，还可以具有这样的特征：其中，阀体的两端各设有法兰，阀体与法兰一体成型。
在本实用新型提供的基于压力控制的智能型风量调节阀中，还可以具有这样的特征：其中，控制箱设置在阀体的顶部，控制箱的顶盖具有倾斜面，其内设置有压差传感器及控制器。
在本实用新型提供的基于压力控制的智能型风量调节阀中，还可以具有这样的特征：其中，阀体由高分子材料制成。
实用新型的作用与效果
本实用新型提供的基于压力控制的智能型风量调节阀，包括阀体、管嘴与执行器。由于管嘴为两端渐扩形圆筒，管嘴上的第一套环、第二年套环及阀体的内壁合围形成内层空腔，管嘴、第一套环及阀体的内壁形成外层空腔，而管嘴向外的端部的边缘周围具有多个豁口，且管嘴向外的端部的边缘其余部分与阀体的内壁紧密贴合，多个所述豁口与所述阀体的内壁组成多个气孔，并且第一套环与第二年套环之间的管嘴上开有一圈气孔，当外层空腔与内层空腔分别与压差传感器连通后，控制器可以根据受控环境的压力及外层空腔与内层空腔的压差计算得到阀片的开度，而执行器接收阀片的开度信号从而控制阀片转动，实现智能化风量控制。
附图说明
图1是本实用新型的实施例中的风量调节阀的结构示意图；
图2是图1的部分放大示意图；
图3是本实用新型的实施例中的风量调节阀的另一角度的结构示意图；
图4是本实用新型的实施例中的管嘴的结构示意图；
图5是本实用新型的实施例中的阀体的结构示意图；
图6是本实用新型的实施例中的气嘴的结构示意图；
图7是本实用新型的实施例中的气嘴的另一角度的结构示意图；
图8是本实用新型的实施例中的执行器安装支架与阀体连接示意图；
图9是本实用新型的实施例中的阀片的结构示意图；
图10是本实用新型的实施例中的阀片的开度为0时的示意图。附图标记说明：控制箱200、风量调节阀100、阀体10、管嘴20、阀片30、阀杆40、执行器50、安装支架60、法兰70、豁口21、第一套环22、第二年套环23、气孔24、阀体通孔11、安装板12、丝孔13、安装盲孔31、轴承41、气嘴81、气管82、气管卡扣83、气管连接部件84。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本实用新型一种基于压力控制的智能型风量调节阀作具体阐述。
<实施例>
本实施例对基于压力控制的智能型风量调节阀(以下简称风量调节阀)100的结构做详细介绍。
图1是本实用新型的实施例中的风量调节阀的结构示意图；图2是图1的部分放大示意图；图3是本实用新型的实施例中的风量调节阀的另一角度的结构示意图；图4是本实用新型的实施例中的管嘴的结构示意图。
如图1～4所示，风量调节阀100用于安装在空调或通风系统的风管上调节向受控环境的送风量以满足室内受控环境的压力要求，风量调节阀100的顶部安装有对受控环境进行监控的控制箱200。
风量调节阀100包括阀体10、管嘴20、气嘴81、气管82、气管卡扣83、阀片30、阀杆40、执行器50、安装支架60、法兰70。
阀体10由高分子材料制成，整体呈圆筒状，具有由内壁合围而成的圆形通道，一端的内壁上贴合有管嘴20，另一端内设置有与圆形通道相匹配的阀片30。
管嘴20由高分子材料制成，为两端渐扩形圆筒，向外的端部的边缘周围均布有多个豁口21，同时边缘其余部分与阀体10的内壁紧密贴合，使得多个豁口21与阀体10的内壁组成多个气孔。
管嘴20外壁上套设有两个相同的套环，分别为第一套环22与第二年套环23。第一套环22与第二年套环23分别与阀体10的内壁紧密贴合，二者之间的管嘴上开有一圈气孔24。
第一套环22、第二年套环23、位于第一套环22和第二年套环23之间的阀体10的内壁以及位于第一套环22和第二年套环23之间的管嘴20合围形成内层空腔。同样的，管嘴20向外的端部和第一套环22之间的部分、第一套环22及位于第一套环22和管嘴20向外的端部之间的阀体10的内壁形成外层空腔。
外层空腔和内层空腔所在位置处的阀体10上均开有一个阀体通孔11，一个阀体通孔11上安装一个气嘴81，两个气嘴81的固定连接在一起。每个气嘴81通过一根气管82与安装在控制箱200内的压差传感器连通。气嘴81的进气侧与腔体连通，出气侧经气管连接部件84通过气管连接至控制箱200内的压差传感器。为了区分两个气嘴81连通的腔体，与外层空腔连通的气嘴81上标记“+”号，与内层空腔连通的气嘴81上标记“—”号。阀体10的外壁上还套设有两个安装板12，将阀体10分为前、中、后三个部分。阀体10前部的侧面设置有两个气管卡扣83。两根气管82分别卡合在一个气管卡扣83上，然后分别穿过第一个安装板12上的两个通孔向上接入控制箱200内的压差传感器。
图5是本实用新型的实施例中的阀体的结构示意图；图6是本实用新型的实施例中的气嘴的结构示意图；图7是本实用新型的实施例中的气嘴的另一角度的结构示意图；图8是本实用新型的实施例中的执行器安装支架与阀体连接示意图；图9是本实用新型的实施例中的阀片的结构示意图；图10是本实用新型的实施例中的阀片的开度为0时的示意图。
如图5～10所示，两个安装板12之间的阀体10上开有丝孔13，控制箱200通过安装孔13及两个安装板12可拆卸地安装在阀体10中部的顶部。控制箱形状已不再是传统的长方体，而是采用了顶盖具有倾斜面的多面体形状。这样的设计使得控制箱200在狭小的空间内打开进行安装调试或检修更加便利。控制箱200内除了设有压差传感器，还设置有PID控制器。PID控制器分别与压差传感器、受控环境中的压力传感器以及执行器50通信连接。
阀体中部的侧面设有四个丝孔13，用于固定安装支架60，安装支架60上再用螺丝固定安装执行器50，执行器50受控于控制箱200内的PID控制器。
阀片30通过阀杆40安装在阀体10内的一端处。阀片30的形状大小与阀体10的圆形通道相匹配。阀杆40通过轴承41转动安装在阀体10上。在本实施例中，阀杆40为两根直线型的阀杆，通过轴承41转动安装于阀体10上，一端延伸到阀体外部，另一端插入阀片30上的安装盲孔31内。阀杆40位于阀体10内的长度小于阀片30的半径，两根阀杆40的轴线重合且与阀片30的直径重合，即两根阀杆40分别沿阀片30的直径方向固定在阀片的两端。执行器50和其中一根阀杆40连接，驱使阀杆转动从而带动阀片转动。当阀片30转动至其径向与阀体10的轴向垂直时开度为0，当阀片30转动至其径向与阀体10的轴向重合时开度为100。执行器品牌：BELIMO，型号LM24A-SR，扭矩4Nm、电压24V。
阀体10的两端还各设有一个与阀体10相同材料制成的法兰70，且阀体10与法兰70一体成型。目前一般在安装风量调节阀时，需要现场制作法兰或采用卡箍连接，现场加工操作繁琐且密封性不佳。本实施例中的阀体10与法兰70一体成型，风量调节阀自带法兰，无需现场制作法兰或卡箍连接，气密性更好。
本实施例中的风量调节阀100安装在风管上时，风从管嘴20所在的一端吹向阀片30所在的一端。压差传感器分别与外层空腔与内层空腔连通，当风经过风量调节阀100时，风从豁口21与阀体10的内壁组成多个气孔进入外层空腔，测得的是沿轴向迎来的风的压力，而风从管嘴中部的气孔进入内层空腔，因此测得的是径向的压力，这样外层空腔与内层空腔的压差由压差传感器测得，也就是得到了轴向的风的压力与径向的风的压力差值。管嘴、气嘴、气管及控制箱内的压差传感器组成了流量测试装置，根据毕托管原理测量阀体内的流量。
PID控制器接收受控环境的压力传感器测得的环境压力以及压差传感器测得的外层空腔与内层空腔的压差，然后根据受控环境的压力及外层空腔与内层空腔的压差计算得到阀片30的开度，执行器接收阀片30的开度信号然后控制阀片转动，通过控制阀片的开度来满足压力控制的要求。
另外，在安装受控环境的压力传感器时，应该将其安装在远离风口附近且没有明显气流波动的位置，以降低其对受控环境压力测量的影响。传感器连接至控制箱200，通过反馈环境压力的信号由控制器控制执行器的工作，从而改变阀片开度的大小，引起风量的变化，以控制受控环境的压力。
实施例的作用与效果
本实施例提供的基于压力控制的智能型风量调节阀，包括阀体、管嘴与执行器。由于管嘴为两端渐扩形圆筒，管嘴上的第一套环、第二年套环及阀体的内壁合围形成内层空腔，管嘴、第一套环及阀体的内壁形成外层空腔，而管嘴向外的端部的边缘周围具有多个豁口，且管嘴向外的端部的边缘其余部分与阀体的内壁紧密贴合，多个所述豁口与所述阀体的内壁组成多个气孔，并且第一套环与第二年套环之间的管嘴上开有一圈气孔，当外层空腔与内层空腔分别与压差传感器连通后，控制器可以根据受控环境的压力及外层空腔与内层空腔的压差计算得到阀片的开度，而执行器接收阀片的开度信号从而控制阀片转动，实现智能化风量控制。
执行器安装支架的设计可以适配多种类型的执行器，使得安装方便快捷，解决了目前执行器通常固定在风阀的阀体上，不利于执行器的拆卸和检修，不能根据现场需要进行更换的问题。并且考虑到阀体上气管的安装问题，故在阀体上设置卡扣，这使得气管走向更加整齐和牢固，所以流量测量更加稳定可靠。
法兰的设计安装，使得现场无需制作法兰或采用卡箍连接，这样风阀的密闭性会好。而控制箱形状的设计则有利于在狭小的空间内进行调试和检修。
由于控制箱内部装有电子元器件，出现问题时通常需要先检修控制箱。但由于风阀安装位置空间狭小，不利于安装在阀体上的控制箱进行检修和调试，因此将控制箱设计成多面体形状，这样的设计使得在狭小的空间内打开并进行安装调试和检修更加便利。
另外，阀体顶部开通孔及侧面卡扣、阀体中部丝孔、顶部丝孔的设置，以及阀杆、执行器的安装方式，均旨在提高组装和维护的便利性。
上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于压力控制的智能型风量调节阀，其特征在于，包括：
阀体，具有由内壁合围而成的圆形通道，一端内设置有与所述圆形通道相匹配的阀片；
管嘴，为两端渐扩形圆筒，贴合在所述阀体的另一端的内壁上；
执行器，与所述阀片及外部的控制器通信连接；
其中，所述管嘴的外壁上设有与所述阀体的内壁紧密贴合的第一套环与第二年套环，使得所述管嘴、所述第一套环、所述第二年套环及所述阀体的内壁合围形成内层空腔，所述管嘴、所述第一套环及所述阀体的内壁形成外层空腔，
所述管嘴向外的端部的边缘周围具有多个豁口，且所述管嘴向外的端部的边缘其余部分与所述阀体的内壁紧密贴合，使得多个所述豁口与所述阀体的内壁组成多个气孔，所述第一套环与所述第二年套环之间的所述管嘴上开有一圈气孔，
所述控制器根据受控环境的压力及所述外层空腔与所述内层空腔的压差计算得到所述阀片的开度，所述执行器接收所述阀片的开度信号然后控制所述阀片转动。
2.根据权利要求1所述的基于压力控制的智能型风量调节阀，其特征在于：
其中，所述阀片通过阀杆安装在所述阀体内，所述阀杆通过轴承安装在所述阀体上。
3.根据权利要求2所述的基于压力控制的智能型风量调节阀，其特征在于：
其中，所述阀杆与所述执行器固定连接，所述执行器用于驱使所述阀杆转动从而带动所述阀片转动。
4.根据权利要求2所述的基于压力控制的智能型风量调节阀，其特征在于：
其中，所述阀杆为两根，所述阀杆位于所述阀体内的长度小于所述阀片的半径，两根所述阀杆的轴线重合且与所述阀片的直径重合。
5.根据权利要求1所述的基于压力控制的智能型风量调节阀，其特征在于：
其中，所述外层空腔与所述内层空腔分别通过气嘴与压差传感器连通。
6.根据权利要求5所述的基于压力控制的智能型风量调节阀，其特征在于：
其中，所述气嘴通过气管与所述压差传感器连通，所述阀体上设有用于卡合所述气管的气管卡扣。
7.根据权利要求1所述的基于压力控制的智能型风量调节阀，其特征在于：
其中，所述执行器可拆卸地安装在安装支架上，所述安装支架可拆卸地安装在所述阀体上。
8.根据权利要求1所述的基于压力控制的智能型风量调节阀，其特征在于：
其中，所述阀体的两端各设有法兰，所述阀体与所述法兰一体成型。
9.根据权利要求1所述的基于压力控制的智能型风量调节阀，其特征在于：
其中，控制箱设置在所述阀体的顶部，所述控制箱的顶盖具有倾斜面，其内设置有压差传感器及所述控制器。
10.根据权利要求1所述的基于压力控制的智能型风量调节阀，其特征在于：
其中，所述阀体由高分子材料制成。
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