CN220706447U - 一种双开风力平衡调控装置 - Google Patents

Abstract

一种双开风力平衡调控装置，涉及风力调节技术领域，其包括用于连接在管道中的管体以及设置于管体的阀体，所述阀体内设置有形成阀门的上阀板和下阀板，所述阀体连接有用于驱动上阀板和下阀板进行同步反向运动的双开执行机构，所述双开执行机构包括电机以及传动连接于电机的双向丝杆，所述双向丝杆对称设置有相反的螺纹部且对应的螺纹部分别连接有上螺母和下螺母，所述上阀板与上螺母固定连接、下阀板与下螺母固定连接，所述电机能够驱动双向丝杆转动，进而带动所述上阀板和下阀板同步反向运动以实现阀门的启闭和阀门开度大小的调节。本实用新型可以对目标位置的风压或风量进行自动调节和精准控制，以确保系统风压稳定。

Description

一种双开风力平衡调控装置

技术领域

本实用新型涉及风力调节技术领域，尤其指一种双开风力平衡调控装置。

背景技术

卷烟制造企业的烟丝加工、烟丝输送、烟支卷制成型及接咀等工艺均离不开工业通风和风力调节技术，其中卷烟机集中工艺风力与风力送丝系统在风力调节技术方面显得尤为重要，卷烟机工艺风力负压大小及是否波动将直接影响烟支的质量，其中风压平衡设备是确保卷烟机在卷烟过程中稳定运行的关键设备；风力送丝系统烟丝输送速度的大小及波动将会对烟丝造碎、水分散失以及烟丝损耗产生较大的影响，风量平衡设备则是确保烟丝输送过程速度稳定的关键。

目前，国内卷烟厂卷烟机风压平衡设备大多数采用锥体阀芯与锥面配合的间隙大小来调节风压大小，这种结构一方面多次改变流体方向，另一方面大幅增加流体与管壁接触面积，因此这类设备及时在全开时的阻力也很大（500-800Pa），压力损失大就会增加能耗，需要改进；而风力送丝系统风量平衡设备大多数采用蝶阀调节，系统根据流量计检测的风速结果，由控制器控制蝶阀的开度，来改变管道的通流截面积大小，从而达到调节风量（风速）的目的。实践证明蝶阀开度与风量变化之间的特性并不好，线性度差，只有当开度在35%-55%之间时，对风量调节才具有较好的特性，在其它开度区间调节对风量变化的影响要么太慢要么太快，不能快速消除风速扰动，稳定与控制带来很大的难度，这也是目前送丝系统风速波动偏大且难以稳定控制的重要原因。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双开风力平衡调控装置，以对管道内部风量实现快速且稳定的调节。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种双开风力平衡调控装置，包括用于连接在管道中的管体以及设置于管体的阀体，所述阀体内设置有形成阀门的上阀板和下阀板，所述阀体连接有用于驱动上阀板和下阀板进行同步反向运动的双开执行机构，所述双开执行机构包括电机以及传动连接于电机的双向丝杆，所述双向丝杆对称设置有相反的螺纹部且对应的螺纹部分别连接有上螺母和下螺母，所述上阀板与上螺母固定连接、下阀板与下螺母固定连接，所述电机能够驱动双向丝杆转动，进而带动所述上阀板和下阀板同步反向运动以实现阀门的启闭和阀门开度大小的调节。

优选地，所述上阀板和下阀板彼此远离至极限位置时可使阀门全开，所述阀门全开时的流通截面积与管体的截面积一致。

更优选地，所述上阀板和下阀板与阀体之间的间隙均采用密封结构进行密封。

更优选地，所述管体包括分别设置在阀体前后两侧的两节圆管，每个圆管与阀体之间还连接有锥形过渡管，所述锥形过渡管的截面积由阀体朝向对应一侧圆管的方向呈逐渐收小状。

更优选地，所述圆管远离阀体的一端连接有法兰。

更优选地，所述两节圆管中的其中一个圆管设置有用于检测风量的传感器，另一个圆管安装有控制器，所述控制器与传感器、电机连接。

更优选地，所述双开风力平衡调控装置设置在一个箱体内，并且所述圆管远离阀体的一端从箱体内往外伸出。

与现有技术相比，本实用新型通过设置形成阀门的上阀板和下阀板，并利用双开执行机构驱动上阀板和下阀板同步反向运动，能够使得上阀板和下阀板产生的位移变化与阀体的流通截面积变化呈对应的线性关系，进而快速地改变管道内的风压或流速（流量），并达到稳定控制风力（风压或风速）的目的。

附图说明

图1为本实用新型中的双开风力平衡调控装置的轴测图；

图2为本实用新型中的双开风力平衡调控装置的主视图；

图3为本实用新型中的双开风力平衡调控装置的俯视图；

图4为本实用新型中的双开风力平衡调控装置的端面左视图其中上阀板与下阀板采用了局部剖视示意）。

图中：

1——控制器 2——传感器 3——电机

4——双向丝杆 5——门形阀体 6——锥形过渡管

7——圆管 8——箱体 9——上阀板

10——下阀板 11——法兰。

实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

需要提前说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

如图1至图3所示，双开风力平衡调控装置，包括用于连接在管道中的管体以及设置于管体的阀体5，阀体5内设置有形成阀门的上阀板9和下阀板10，阀体5连接有用于驱动上阀板9和下阀板10进行同步反向运动的双开执行机构，双开执行机构包括电机3以及传动连接于电机3的双向丝杆4，双向丝杆4对称设置有相反的螺纹部且对应的螺纹部分别连接有上螺母和下螺母，上阀板9与上螺母固定连接、下阀板10与下螺母固定连接，电机3能够驱动双向丝杆4转动，进而带动所述上阀板9和下阀板10同步反向运动以实现阀门的启闭和阀门开度大小的调节。

在上述结构中，上阀板9和下阀板10彼此远离至极限位置时可使阀门全开，而阀门全开时的流通截面积与管体的截面积一致。这样设计的优势在于：当阀体5处于全开状态时，气流经过圆管7、锥形过渡管6、阀体5的压力损失很小，经测试，在风速17m/s时的阻力约为59Pa。而上阀板9与下阀板10同步反向运动的设计优势在于：一方面可实现阀门的快速调节，另一方可确保阀腔的通流截面始终处于阀体5的中间位置，上下对称使得流体更顺畅，阻力更小。其中，上阀板9和下阀板10与阀体5之间的间隙均采用密封结构进行密封，例如可以采用O型密封圈，围绕阀板四周从而使其与阀体内壁之间的间隙形成密封。在现有密封技术中，O型密封圈往往应用于轴类圆周的密封或接口的端面密封，此处，把O型密封圈应用于阀板与阀体的间隙密封，可在实际应用中取得较为理想的密封效果。

对于管体的具体结构来说，在本实施例中，管体包括分别设置在阀体5前后两侧的两节圆管7，每个圆管7与阀体5之间还连接有锥形过渡管6，锥形过渡管6的截面积由阀体5朝向对应一侧圆管7的方向呈逐渐收小状。另外，圆管7远离阀体5的一端连接有法兰11，以便于和外部管道系统进行连接。

在本实施例中驱动上阀板9与下阀板10相对运动的方式选择的是双向丝杆4驱动的形式，但实际上实现的方式还有很多种，而本实施例采用的方式优先选择伺服电机，正反牙滚珠丝杆传动副，并利用同步带传动连接诶伺服电机与双向丝杆作为传动方案，其结构紧凑，轻巧，可适应不同空间的安装场景，值得一提的是巧妙地使用了正反牙滚珠丝杆（双向丝杆4），带动上、下阀板同时做反向运动，使阀门开启、关闭速度比传统阀门做单向运动提升了1倍，调节时间更短，响应更快。

在本实施例中，为了便于进行控制，具体来说，在两节圆管7中的其中一个圆管7设置有用于检测风量的传感器2，另一个圆管7上则安装有控制器1，控制器1与传感器2、电机3连接，构成一个完整的风力平衡闭环控制回路，当然，控制器1也可以直接与安装在卷烟机送丝管上的丝管流量计连接。其中，控制器1还包括CPU、I/O模块、伺服驱动器、通信模块以及人机接口模块连接，伺服驱动器及电机3连接，传感器2将压力或压差信号传递给I/O模块。需要说明的是，本领域技术人员应该知道，这种控制器1实际上是市面上常见且易购置得到的控制器，其控制各部件运行所需的程序均是基于现有技术来实现的，这对于电学领域的普通技术人员来说不存在任何技术障碍，由于具体的控制程序并不是本申请的发明点，因此不对其进行赘述。

另外，出于对该双开风力平衡调控装置的保护，可将其设置在一个箱体8内，只需要使圆管7远离阀体5的一端从箱体8内往外伸出即可，以便于和管道系统进行连接。

上述实施方式提供的双开风力平衡调控装置的工作原理是：将该装置安装在卷烟机送丝管道中，传感器2将检测到的压力或流量反馈给控制器1，控制器1根据实测压力值与预设压力值做比较，如果出现偏差，则输出控制信号给双开执行机构，驱动双开执行机构开始工作，使得上阀板9和下阀板10进行相对运动以调节阀门开度，经过反复调节，从而使压力或流量稳定在预设值范围。由PID闭环控制原理可知，当风压P或风速出现波动时，（P-P₀=△P）（V-V₀=△V），控制器1会将偏差值进行运算放大，输出控制信号给驱动机构，控制驱动机构驱动门形阀体5中的上阀板9、下阀板10动作，以改变门形阀体5内的通流截面积，从而改变管道内的风压或流速（流量），最终达到稳定风力（风压或风速）的控制目的。

在上述工作过程当中，双开执行机构驱动双向丝杆4转动，可使得上螺母和下螺母朝着相反的方向移动，进而带动上阀板9和下阀板10产生相对移动，那么当上阀板9与下阀板10彼此靠近时，阀腔流通截面积逐渐变小，直至完全闭合以关闭阀门，当上阀板9与下阀板10彼此远离时，阀腔流通截面积逐渐变大，直至完全开启。显然，在该双开风力平衡调控装置中，阀体5、上阀板9、下阀板10组成了一个活动的矩形阀腔，由于上阀板9与下阀板10做同步直线运动，所以上下阀板产生的位移变化与门形阀体5的通流截面积变化成对应的线性关系。

该装置的工作原理形同电梯的双开门，具有快速响应的能力；双开门的同向或反向调节的驱动是由一台电机配合双开执行机构来实现的，这样的门形阀在阀体全开时阻力小，可以减小系统压力损失。在具体使用时，无论阀门开度大小为多少，均可以确保流体在阀体5中间位置通过，使流体更加流畅；其使用范围广，在工业通风系统风力调节技术领域，可以对目标位置的风压或风量进行自动调节和精准控制，如在卷烟行业既可以对卷烟机工艺风力的风压进行自动调节，确保卷烟机的风压稳定，也可以对卷烟机风力送丝的风量（风速）进行自动调节，确保烟丝输送速度稳定在预设值范围。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双开风力平衡调控装置，包括用于连接在管道中的管体以及设置于管体的阀体（5），其特征在于：所述阀体（5）内设置有形成阀门的上阀板（9）和下阀板（10），所述阀体（5）连接有用于驱动上阀板（9）和下阀板（10）进行同步反向运动的双开执行机构，所述双开执行机构包括电机（3）以及传动连接于电机（3）的双向丝杆（4），所述双向丝杆（4）对称设置有相反的螺纹部且对应的螺纹部分别连接有上螺母和下螺母，所述上阀板（9）与上螺母固定连接、下阀板（10）与下螺母固定连接，所述电机（3）能够驱动双向丝杆（4）转动，进而带动所述上阀板（9）和下阀板（10）同步反向运动以实现阀门的启闭和阀门开度大小的调节。

2.根据权利要求1所述的双开风力平衡调控装置，其特征在于：所述上阀板（9）和下阀板（10）彼此远离至极限位置时可使阀门全开，所述阀门全开时的流通截面积与管体的截面积一致。

3.根据权利要求2所述的双开风力平衡调控装置，其特征在于：所述上阀板（9）和下阀板（10）与阀体（5）之间的间隙均采用密封结构进行密封。

4.根据权利要求3所述的双开风力平衡调控装置，其特征在于：所述管体包括分别设置在阀体（5）前后两侧的两节圆管（7），每个圆管（7）与阀体（5）之间还连接有锥形过渡管（6），所述锥形过渡管（6）的截面积由阀体（5）朝向对应一侧圆管（7）的方向呈逐渐收小状。

5.根据权利要求4所述的双开风力平衡调控装置，其特征在于：所述圆管（7）远离阀体（5）的一端连接有法兰（11）。

6.根据权利要求5所述的双开风力平衡调控装置，其特征在于：所述两节圆管（7）中的其中一个圆管（7）设置有用于检测风量的传感器（2），另一个圆管（7）安装有控制器（1），所述控制器（1）与传感器（2）、电机（3）连接。

7.根据权利要求6所述的双开风力平衡调控装置，其特征在于：所述双开风力平衡调控装置设置在一个箱体（8）内，并且所述圆管（7）远离阀体（5）的一端从箱体（8）内往外伸出。