TWI448651B - Throttling device - Google Patents

Description

節流裝置

本發明係提供一種節流裝置，尤指可利用因流體輸送之上游速度(或動壓力)改變方式自動調整控制下游側流量大小之節流裝置，並達到設定之整體下游側的流量穩定、同時解決控制作動時間延遲現象及獨立平衡流體壓力而具有節能之效用者。

按，現今都會區中高樓大廈的林立，而在炎炎夏日中常會因室外陽光照射，使室內形成悶熱的空間，加上地球環境變遷所造成之溫室效應日漸提高，導致整個空間中的溫度亦迅速攀升，所以不論是在大型公共建設、辦公室場所、廠房或無塵室內等，大部分皆會使用到空調送風系統，並利用輸送機械將冷能經由管路輸送至各區域之節流裝置依需求流量分配入需求區域來進行降溫使用。

然而，一般流體流量調節主要是以管路上之節流閥為由習用驅動電動機透過感應器傳輸指令來進行流量調節操作、控制流體通過流量，當流量需要降低時，則使其風門或節流閥之開度減少；反之亦然，當流量的需要相對提高時，即可增加風門或節流閥之開度，此種方式雖然可行達到精確定位開啟或閉合以供調整流量的大小，但因驅動電動機需要額外提供電力負載，以致使能源的大量浪費且省電、節能效果亦相當有限，實不符合經濟成本上之考量，同時也會因必須先由節流閥感測管路內之流體壓力，再傳輸壓力訊號至運算邏輯控制器，再由機械介面使電動機能夠進行驅動風門，一連串電子與機械介面運作造成節流裝置之作動時間與實際需求產生延遲、無法作即時性的響應，從而降低整體使用上之機能與效果。

是以，若能設計出一種可利用調整流體速度變化為介質的機械運作方式即時來自動調整流量大小之節流裝置，藉此摒棄習用電力驅動之能源浪費、同時避免風門作動時間延遲所產生之問題與缺失者，即為有待從事於此行業者所亟欲研究改善之方向所在。

故，發明人有鑑於習用電力驅動所產生之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方的評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷試作與修改，始設計出此種自調恆壓式之節流裝置發明專利誕生。

本發明之主要目的乃在於節流阻尼設備所具之殼體二側處為分別設有流體進入口及流體排出口，並於殼體內部設有流量阻尼調整模組，而活塞驅動裝置所具之中空密閉容器內部則設有至少一個活塞，且活塞分隔形成之第一氣室與第二氣室分別接設有連接至殼體位於流體進入口處之第一壓力導管及連接至外部管路系統支管處之第二壓力導管，即可由活塞連桿所接設之外部驅動部帶動於流量阻尼調整模組進行開啟或閉合狀態自動調整流體通過的相對流量大小，並達到設定之整體下游側的流量穩定、同時解決控制作動時間延遲現象及獨立平衡流體壓力而具有節能之效用者。

本發明之次要目的乃在於當活塞驅動裝置之活塞位於容器內部活動位移時，可由活塞連桿所接設之外部驅動部帶動節流阻尼設備之驅動軸承模組呈一角度旋動，並連動於流量阻尼調整模組之阻尼器固定連桿，使阻尼器後柵板位於阻尼器前柵板上作相對滑動位移，即可調整流體通過阻尼器前柵板與阻尼器後柵板上之複數柵板孔口呈現上、下開啟或閉合造成孔口大小變化狀態的相對流量大小。

本發明之另一目的乃在於活塞驅動裝置之活塞為由彈性材質一體成型，並於活塞上、下形成有間隔排列且呈波浪狀之受壓面，以此結構設計，可加強整體結構強度，並可依實際需求改變受壓面波浪狀結構的數量與間距大小，藉此調整活塞膨脹或壓縮位移時之彈性變形能力。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三、四圖所示，係分別為本發明之立體外觀圖、立體分解圖、側視剖面圖及較佳實施例活塞之立體外觀圖，由圖中可清楚看出，本發明為包括有節流阻尼設備1及活塞驅動裝置2，其中：

該節流阻尼設備1為具有殼體11，並於殼體11一側處設有流體進入口12，且相對於流體進入口12另側處設有可供流體導出之流體排出口13，而殼體11內部則設有流量阻尼調整模組14，其流量阻尼調整模組14具有呈彎弧狀且可相互滑動位移之阻尼器前柵板141及阻尼器後柵板142，並於阻尼器前柵板141與阻尼器後柵板142表面上皆設有複數柵板孔口1411、1421，且阻尼器後柵板142後側板面處接設有至少一個阻尼器固定連桿1422及阻尼器固定連桿1422端部所樞接有結合於殼體11側邊處之驅動軸承模組15，另於殼體11上位於流體進入口12處則設有壓力導管轉接頭111。

該活塞驅動裝置2為具有一中空密閉之容器21，並於容器21內部設有至少一個可由彈性材質所一體成型製成之活塞22，而容器21內部則由活塞22分隔形成有第一氣室211及第二氣室212，且第一氣室211與第二氣室212分別接設有可與壓力導管轉接頭111相連接之第一壓力導管2111及連接至外部管路系統支管處之第二壓力導管2121；另，活塞22為呈一圓盤狀，其活塞22上、下形成有間隔排列且呈波浪狀之受壓面220，以此結構設計，可加強活塞22整體結構強度，以有效防止彈性變形時產生之結構破壞，並可依實際需求改變受壓面220波浪狀結構數量與間距大小，藉此調整活塞22膨脹或壓縮位移時之彈性變形能力。

再者，活塞22中央處為接設有活塞連桿221，並於活塞連桿221端部接設有可連接至驅動軸承模組15帶動其呈一預定角度旋動之外部驅動部23，而外部驅動部23可利用連動機構231、推桿、齒輪、渦輪、齒條、鏈條或其它等效結構設計方式實施，然而，若是以連桿機構231為說明時，其連桿機構231具有連接至驅動軸承模組15上之配重平衡基部2311，並於配重平衡基部2311一側處設有可與活塞連桿221相連接之傳動曲臂2312，且配重平衡基部2311相對於傳動曲臂2312之另側處設有可進行微調之配重平衡器2313，此配重平衡器2313可如壓力調節閥方式限制或平衡流體導入容器21內部最大壓力範圍，即利用配重平衡器2313不同重量或調整力矩大小，使連動機構231可以驅動軸承模組15為支點利用槓桿原理帶動活塞連桿221而連動於活塞22活動位移(當第一氣室211內部的壓力減低時)，同時使流量阻尼調整模組14進行開啟或閉合狀態的相對返回動作。

本發明流量阻尼調整模組14之阻尼器前柵板141與阻尼器後柵板142為呈一彎弧狀設計，並利用阻尼器後柵板142所接設之阻尼器固定連桿1422帶動，而於阻尼 器前柵板141上作相對滑動抵持位移動作，即可調整流體通過於阻尼器前柵板141與阻尼器後柵板142上之複數柵板孔口1411、1421處，並呈現上、下開啟或閉合所造成其孔口大小變化的相對流量大小，同時藉由活塞驅動裝置2應用施予力矩原理來控制流量阻尼調整模組14調整其流體通過的相對流量大小，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明專利範圍內，合予陳明。

請同時參閱第二、四、五、六圖所示，係分別為本發明之立體分解圖、較佳實施例活塞之立體外觀圖、使用時之狀態示意圖及使用後之狀態示意圖，由圖中可清楚看出，當本發明於使用時，係先將外部管路系統所具之支管處輸出的流體流速或壓力變化為由節流阻尼設備1一側處之流體進入口12導入，並使流體可經由壓力導管轉接頭111上接設之第一壓力導管2111輸送至密閉具活塞效應之活塞驅動裝置2的容器21內，而活塞22則由第一氣室211朝第二氣室212方向逐漸的膨脹或壓縮位移，直到第二氣室212內之流體壓力經由第二壓力導管2121導入至外部管路系統所具之支管處，進而提供第一氣室211與第二氣室212達到壓力平衡為止。

當活塞驅動裝置2之活塞22位於容器21內部活動位移時，可由活塞連桿221所接設之外部驅動部23來帶動節流阻尼設備1上之驅動軸承模組15呈一預定角度旋動，並連動於驅動軸承模組15所樞接之流量阻尼調整模組14的阻尼器固定連桿1422，而使阻尼器後柵板142位於阻尼器前柵板141上作相對滑動抵持位移動作，即可調整流體通過阻尼器前柵板141與阻尼器後柵板142表面上之複數柵板孔口1411、1421呈現上、下開啟或閉合所造成孔口大小變化狀態的相對流量大小後，使節流阻尼設備1下游流體排出口13處輸送行程可保持在額定的壓力範圍且流量相當平均，藉此提供流量阻尼調整模組14將流體導入各個區域流體輸送過程壓力平穩、順暢，亦可輔助進行需求端恆定流量的動作，同時使流體通過於阻尼器前柵板141與阻尼器後柵板142而導入使用端時即可保持恆定之流量及其壓力，不易因外部管路系統前端流量影響而變化、若無此設備設置時所造成流量之過大或不及，以致於空調送風系統運轉時產生過度浪費負荷能量，進而可增進整體系統使用效率，並達到自動調整其流體之流量及獨立平衡使用端流體壓力、節能之效用。

是以，本發明為針對節流阻尼設備1可將流體輸送至活塞驅動裝置2，並使活塞22壓縮位移直到壓力平衡為止，再由活塞連桿221所接設之外部驅動部23帶動驅動軸承模組15，並連動於流量阻尼調整模組14進行開啟或閉合狀態，即可自主性利用調整流體速度方式依配重平衡器2313之力矩設定來自動調整流體的相對流量大小需求，亦不需透過任何電氣、機械動力裝置，更能有效防止能源浪費及可同步作即時性響應於流量阻尼調整模組14作動時間完全無習用控制系統動作延遲產生之問題與缺失。

上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本發明之節流裝置於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，實符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼　審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若　鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

1．．．節流阻尼設備

11．．．殼體

111．．．壓力導管轉接頭

12．．．流體進入口

13．．．流體排出口

14．．．流量阻尼調整模組

141．．．阻尼器前柵板

1411．．．柵板孔口

142．．．阻尼器後柵板

1421．．．柵板孔口

1422．．．阻尼器固定連桿

15．．．驅動軸承模組

2．．．活塞驅動裝置

21．．．容器

211．．．第一氣室

2111．．．第一壓力導管

212．．．第二氣室

2121．．．第二壓力導管

22．．．活塞

220．．．受壓面

221．．．活塞連桿

23．．．外部驅動部

231．．．連動機構

2311．．．配重平衡基部

2312．．．傳動曲臂

2313．．．配重平衡器

第一圖　係為本發明之立體外觀圖。

第二圖　係為本發明之立體分解圖。

第三圖　係為本發明之側視剖面圖。

第四圖　係為本發明較佳實施例活塞之立體外觀圖。

第五圖　係為本發明較佳實施例使用時之狀態示意圖。

第六圖　係為本發明較佳實施例使用後之狀態示意圖。

1．．．節流阻尼設備

11．．．殼體

111．．．壓力導管轉接頭

12．．．流體進入口

13．．．流體排出口

14．．．流量阻尼調整模組

141．．．阻尼器前柵板

1411．．．柵板孔口

142．．．阻尼器後柵板

1421．．．柵板孔口

1422．．．阻尼器固定連桿

15．．．驅動軸承模組

2．．．活塞驅動裝置

21．．．容器

2111．．．第一壓力導管

2121．．．第二壓力導管

221．．．活塞連桿

23．．．外部驅動部

231．．．連動機構

2311．．．配重平衡基部

2312．．．傳動曲臂

2313．．．配重平衡器

Claims (6)

1. 一種節流裝置，係包括有節流阻尼設備及活塞驅動裝置，其中：該節流阻尼設備所具之殼體一側處為設有流體進入口，並於流體進入口另側處設有流體排出口，而殼體內部則設有流量阻尼調整模組，並於流量阻尼調整模組具有呈彎弧狀且可相互滑動位移之阻尼器前柵板及阻尼器後柵板；該活塞驅動裝置為具有中空密閉之容器，並於容器內部設有至少一個活塞，而容器內部則由活塞分隔形成有第一氣室及第二氣室，且第一氣室與第二氣室分別接設有連接至殼體位於流體進入口處之第一壓力導管及連接至外部管路系統支管處之第二壓力導管，另於活塞上接設有活塞連桿及活塞連桿所接設可帶動於流量阻尼調整模組進行調整流體通過的相對流量大小之外部驅動部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之節流裝置，其中該節流阻尼設備之殼體上位於流體進入口處為設有可供活塞驅動裝置的第一壓力導管連接之壓力導管轉接頭。
3. 如申請專利範圍第1項所述之節流裝置，其中該節流阻尼設備位於流量阻尼調整模組之阻尼器前柵板與阻尼器後柵板表面上設有複數柵板孔口。
4. 如申請專利範圍第1項所述之節流裝置，其中該節流阻尼設備位於流量阻尼調整模組之阻尼器後柵板後側板面處接設有 至少一個阻尼器固定連桿及阻尼器固定連桿端部所樞接有結合於殼體側邊處之驅動軸承模組，且驅動軸承模組可供活塞驅動裝置之外部驅動部連接呈一預定角度旋動。
5. 如申請專利範圍第4項所述之節流裝置，其中該外部驅動部為利用連動機構所具之配重平衡基部連接至驅動軸承模組，而配重平衡基部一側處設有可與活塞上的活塞連桿相連接之傳動曲臂，且配重平衡基部相對於傳動曲臂之另側處設有可以驅動軸承模組為支點帶動活塞連桿而連動於活塞進行微調流體導入容器內部壓力範圍之配重平衡器。
6. 如申請專利範圍第1項所述之節流裝置，其中該活塞驅動裝置之活塞為由彈性材質所一體成型製成，並於活塞上、下形成有間隔排列且呈波浪狀之受壓面。