CN2777418Y - 机械自力式定风量控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械自力式定风量控制阀，包括中空的箱体(1)，箱体(1)设有进风口(2)、出风口(5)，置于箱体(1)内腔的安装板(4)与箱体(1)密封相连，在安装板(4)上设置至少一个风量自动控制装置(3)。本实用新型的机械自力式定风量控制阀，采用了机械自力式原理对风量进行控制，整体控制精度高、结构简单、制造方便。

Description

机械自力式定风量控制阀

技术领域

本实用新型涉及一种阀门；更具体地说，本实用新型涉及一种用于空气系统的机械自力式定风量控制阀。

背景技术

在大量的空气系统中均涉及定风量控制阀的应用，如洁净空调系统的恒流量送风控制、大量工业生产线上工艺要求的定风量气流控制等等。对于流体管网而言，无论风系统还是水系统均需要涉及系统阻力的平衡，因此机械自力式定风量自动控制阀是解决流体管网流量平衡的最佳手段。

目前应用于大口径、高精度的空气流量的自控装置，普遍采用气体流量传感器、智能控制器与调节风阀等组成的一套复杂且昂贵的控制系统。国外已经有小口径的机械式定风量阀(或称定风量调节器、或称机械自力式风量控制阀)，它采用复杂的气囊式原理与凸轮机构组成，这种气囊式原理的定风量调节器有下列缺陷：口径和处理风量偏小，机构复杂、价格昂贵，且气囊易因疲劳而失控，导致使用寿命短；采用中线阀板进行风量调节，控制精度低，阀板后易形成涡流区，并受管道安装长度的影响；流经阀板后的气流因不均匀而直接影响实际使用的气流组织效果和风量控制精度。

目前公知的还没有发现大口径高精度机械自力式定风量控制阀。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种用于空气系统的大口径、高精度的机械自力式定风量控制阀。

本实用新型为达到以上目的，是通过这样的技术方案来实现的：提供一种机械自力式定风量控制阀，包括中空的箱体，箱体设有进风口、出风口，置于箱体内腔的安装板与箱体密封相连，在安装板上设置至少一个风量自动控制装置。

作为本实用新型的机械自力式定风量控制阀的一种改进：风量自动控制装置包括中空的阀体，阀体分别设有与进风口相通的进口、与出风口相通的出口，调节组件包括流线型的阀板和弹性定流量装置，阀板置于阀体内腔并与阀体活动连接，弹性定流量装置一端与阀体相连、另一端与阀板相连。

作为本实用新型的机械自力式定风量控制阀的进一步改进：风量自动控制装置的阀体内腔还设有限制阀板活动位置的导流挡杆和改善气流的导流薄板，此导流挡杆、导流薄板分别与阀体相连。

作为本实用新型的机械自力式定风量控制阀的进一步改进：风量自动控制装置的导流挡杆位于阀体内腔的中心位置，两套调节组件和两组导流薄板分别对称设置在导流挡杆的两侧。

作为本实用新型的机械自力式定风量控制阀的进一步改进：风量自动控制装置的每套调节组件还包括调整机构，此调整机构一端与阀体活动相连，另一端与阀板相接触。

作为本实用新型的机械自力式定风量控制阀的进一步改进：风量自动控制装置的阀体的外表面设置安装法兰。

作为本实用新型的机械自力式定风量控制阀的进一步改进：风量自动控制装置的活动式合叶的一端与阀体相连，另一端与阀板相连。

作为本实用新型的机械自力式定风量控制阀的进一步改进：风量自动控制装置的弹性定流量装置为高精度不锈钢弹簧。

本实用新型的机械自力式定风量控制阀，由于采用机械自力式原理，因此流量控制由经模数化的小流量高精度风量自动控制装置组合而成，流向尺寸小、适应范围广(方管、圆管及其它特殊截面形状的大口径风管均可使用)。且整体控制精度高、结构简单、制造方便、安装灵活、成本低廉。其中的风量自动控制装置，由于采用两组对开式流线型双阀板的对称结构，和两组对称的导流薄板，因此使得气流组织更合理，并可避免重力效应作用于双阀板时对低压空气的风量控制精度的影响，且使用寿命更长，运行更可靠。

附图说明

图1是本实用新型的机械自力式定风量控制阀的结构剖视示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1中的风量自动控制装置3的结构剖视示意图。

具体实施方式

参照上述附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

图1～图3结合给出了一种机械自力式定风量控制阀，包括中空的箱体1，箱体1设有进风口2、出风口5，置于箱体1内腔的安装板4与箱体1的内壁密封相连，在安装板4上均匀设置多个均匀分布的风量自动控制装置3(图1、图2仅仅表示为设置四个均匀分布的风量自动控制装置3的特殊情况)。每个风量自动控制装置3其实都是一个机械自力式空气流量自动平衡阀，它包括中空的阀体301，阀体301分别设有进口308和出口306，进口308与进风口2相通，出口306与出风口5相通。在阀体301内腔的中心位置处固定设置导流挡杆309。位于阀体301内腔的两组导流薄板310分别对称设置在导流挡杆309的两侧，并与阀体301相连，导流薄板310起改善气流流向、导流的作用。两套调节组件位于阀体301内腔、且分别对称设置在导流挡杆309的两侧，每套调节组件包括流线型的阀板302、活动式合叶303、弹簧304和调整机构307；此弹簧304为不锈钢高精度弯曲弹簧，调整机构307为可调节的螺母组件307，阀板302为轻质的阀板302。在阀体301的内壁固定设置活动式合叶303，阀板302与活动式合叶303的活动端相连接，以此实现阀板302与阀体301活动连接。将弹簧304初始变形后，一端与阀体301内壁相连、另一端压着阀板302。可调节的螺母组件307固定在阀体301的内壁；可调节的螺母组件307的活动端与阀板302相接触，目的是为了可改变阀板302的初始位置；且弹簧304与可调节的螺母组件307的活动端分立于阀板302的两侧。导流挡杆309的作用是为了限制阀板302的最终活动位置。在阀体301的外表面设置安装法兰305。

实际制作时，首先在安装板4上挖出与阀体301相吻合的通孔(保证阀体301与安装板4密封相连)，然后将阀体301置于此通孔内，整个风量自动控制装置3通过安装法兰305，被固定设置在安装板4上。

本实用新型解决其技术问题所采用的工艺原理是：

根据定风量控制阀的设计总风量，灵活选择风量自动控制装置3的准则模数和对应个数。例如：我们的流量小模数选择号100m³/h、200m³/h、500m³/h，为了设计一个1000m³/h的定风量控制阀，我们可以选择1×100m³/h+2×200m³/h+1×500m³/h的模式，此时需要风量自动控制装置3共四个，它们的外形尺寸完全一样(只是流量模数不同)，将它们均匀安装在安装板4上即可；当然也可以选择2×500m³/h的模式(需要风量自动控制装置3共二个)、或者可以选择10×100m³/h的模式(需要风量自动控制装置3共十个)。具体可以根据出风口5的安装尺寸的需要进行灵活自由组合。

风量自动控制装置3是一个机械自力式空气流量自动平衡阀，它的工艺原理是：弹簧304给阀板302一个预压力矩M₁，通过调整机构307使阀板302停留在初始位置，这一初始位置可以利用调整机构307来预先设定调整。当气流流经控制阀时，阀板302两侧产生压降ΔP，压降ΔP使气流对阀板302产生一个与弹簧304给阀板302相反方向的力矩M₂。气流对阀板302作用增强时，压降ΔP也随之增大，M₂也增大。当M₂大于M₁时，阀板302向关闭方向动作(即向位于中间处的导流挡杆309靠拢)，弹簧304给阀板302力矩也增大至M₃，最后达到力矩的平衡，使阀板302停留在一个新的位置，此时M₂＝M₃。由于阀板302向关闭方向动作，控制阀的通流面积A减少，使控制阀的阻力系数ζ加大。

如果用阀板302与阀体301的侧面所夹角度θ来表示阀板302的位置，M₃表达成θ的函数：

M₃＝M₃(θ)

M₂也可以表达成θ与ΔP的函数：

M₂＝M₂(θ，ΔP)

当力矩平衡时：

M₃＝M₂

这样ΔP也就是关于θ的函数：

ΔP＝ΔP(θ)

无量纲阻力系数ζ也可以表达成θ的函数：ζ＝ζ(θ)

通流面积A也可以表达成θ的函数：A＝A(θ)

假设空气密度ρ，由流体力学方程可得流经控制阀的风量Q：

$Q=A\×\sqrt{\frac{2\mathrm{\ΔP}}{\mathrm{\ρ\ζ}}}=A\left(\mathrm{\θ}\right)\text{\×}\sqrt{\frac{2\·\mathrm{\ΔP}\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\ρ}\·\mathrm{\ζ}\left(\mathrm{\θ}\right)}}=\mathrm{const}$

利用这种高精度非线性不锈钢弯曲弹簧来建立合理的数学模拟关系，使每天风量自动控制装置的处理风量Q最后成为与θ无关的常数，实现高精度的流量控制。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形，例如阀体301可通过焊接的方式与安装板4相连。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 (8)

1、一种机械自力式定风量控制阀，其特征是：包括中空的箱体(1)，所述箱体(1)设有进风口(2)、出风口(5)，置于所述箱体(1)内腔的安装板(4)与所述箱体(1)密封相连，在所述安装板(4)上设置至少一个风量自动控制装置(3)。

2、根据权利要求1所述的机械自力式定风量控制阀，其特征是：所述风量自动控制装置(3)包括中空的阀体(301)，所述阀体(301)分别设有与进风口(2)相通的进口(308)、与出风口(5)相通的出口(306)，调节组件包括流线型的阀板(302)和弹性定流量装置(304)，所述阀板(302)置于阀体(301)内腔并与阀体(301)活动连接，所述弹性定流量装置(304)一端与所述阀体(301)相连、另一端与所述阀板(302)相连。

3、根据权利要求2所述的机械自力式定风量控制阀，其特征是：所述阀体(301)内腔还设有限制阀板(302)活动位置的导流挡杆(309)、改善气流的导流薄板(310)；所述导流挡杆(309)、导流薄板(310)分别与阀体(301)相连。

4、根据权利要求3所述的机械自力式定风量控制阀，其特征是：所述导流挡杆(309)位于阀体(301)内腔的中心位置，两套调节组件分别对称设置在导流挡杆(309)的两侧，两组导流薄板(310)分别对称设置在导流挡杆(309)的两侧。

5、根据权利要求4所述的机械自力式定风量控制阀，其特征是：所述每套调节组件还包括与阀体(301)活动连接的调整机构(307)，所述调整机构(307)的另一端与阀板(302)相接触。

6、根据权利要求5所述的机械自力式定风量控制阀，其特征是：所述阀体(301)的外表面设置安装法兰(305)。

7、根据权利要求6所述的机械自力式定风量控制阀，其特征是：活动式合叶(303)的一端与所述阀体(301)相连，另一端与阀板(302)相连。

8、根据权利要求7所述的机械自力式定风量控制阀，其特征是：所述弹性定流量装置(304)为不锈钢高精度弹簧。

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