流量平衡閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種流量平衡閥，包括閥體和閥蓋，閥體和閥蓋形成容納腔，閥體設(shè)有閥座以及供流體流入的流體進口和供流體流出的流體出口，流量平衡閥還包括動態(tài)平衡組件，動態(tài)平衡組件具有設(shè)置于容納腔中的活塞，活塞的一端與閥座形成動平衡節(jié)流開口，動態(tài)平衡組件根據(jù)流量平衡閥的進出流體的壓差動態(tài)地驅(qū)動活塞以調(diào)節(jié)動平衡節(jié)流開口的大小。本實用新型能夠通過根據(jù)閥中壓差變化而動態(tài)地調(diào)節(jié)活塞位置以利用節(jié)流面積的變化來補償因壓差變化導(dǎo)致的不穩(wěn)定的流量，以保持流量基本上恒定。
【專利說明】流量平衡閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及閥門領(lǐng)域，尤其涉及一種用于控制流體流量平衡的流量平衡閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在流體輸送系統(tǒng)中，例如在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，水力失調(diào)是最常見的問題，由于水力失調(diào)導(dǎo)致系統(tǒng)流量分配不合理，某些區(qū)域流量過剩，某些區(qū)域流量不足，系統(tǒng)輸送冷熱量不合理，從而引起能源的浪費，在現(xiàn)有應(yīng)用環(huán)境中可以通過提高水泵揚程解決此類問題，但是仍會產(chǎn)生能源分配不均，并且也造成了很大的浪費。因此需要對系統(tǒng)流量進行靜態(tài)平衡。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用靜態(tài)平衡閥來預(yù)調(diào)節(jié)閥的位置以平衡系統(tǒng)流量。但是在實際的工作過程中，特別是在系統(tǒng)負荷波動較大的流量系統(tǒng)中，由于靜態(tài)平衡閥的進出口壓差的波動，其實際的工作流量特性曲線會偏離理想的流量特性曲線，使靜態(tài)平衡閥的調(diào)節(jié)性能變差，調(diào)節(jié)精度降低。
[0003]因此在實際系統(tǒng)中如果想要達到理想的平衡效果，還需要能抑制由于進出口壓差的波動造成的流量變化以維持穩(wěn)定流量的流量平衡閥。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種流量平衡閥，具有結(jié)構(gòu)簡單且能夠有效地維持流量穩(wěn)定的特點。
[0005]為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型的技術(shù)方案通過以下方式來實現(xiàn):
[0006]根據(jù)本實用新型的一個方面，一種流量平衡閥包括:
[0007]閥體和閥蓋，閥體和閥蓋形成容納腔，閥體設(shè)有閥座以及供流體流入的流體進口和供流體流出的流體出口，
[0008]流量平衡閥還包括動態(tài)平衡組件，動態(tài)平衡組件具有設(shè)置于容納腔中的活塞，活塞的一端與閥座形成動平衡節(jié)流開口，動態(tài)平衡組件根據(jù)流量平衡閥的進出流體之間的壓差動態(tài)地驅(qū)動活塞以調(diào)節(jié)動平衡節(jié)流開口的大小。
[0009]在第一種實施方式中，動態(tài)平衡組件可以設(shè)置成在流量平衡閥的進出流體之間的壓差增大時驅(qū)動活塞沿閥蓋軸向朝向閥座運動以減小動平衡節(jié)流開口和在流量平衡閥的進出流體之間的壓差減小時驅(qū)動活塞沿閥蓋軸向遠離閥座運動以增大動平衡節(jié)流開口。
[0010]在第二種實施方式中，動平衡節(jié)流開口的面積與壓差的乘積可以基本上為恒定值。
[0011 ] 在第三種實施方式中，動態(tài)平衡組件還可以包括抵靠活塞的彈簧和用于支撐彈簧的支架，支架與閥體相連，彈簧設(shè)置成在壓差減小時推動活塞沿閥蓋軸向遠離閥座運動以增大動平衡節(jié)流開口，在壓差增加時，彈簧受活塞推動而壓縮，以減小動平衡節(jié)流開口。
[0012]結(jié)合第三種實施方式，在第四種實施方式中，流量平衡閥還可以設(shè)有節(jié)流孔，活塞借助密封件與流量平衡閥的內(nèi)周壁密封并將容納腔分隔成第一子腔和第二子腔，第一子腔與節(jié)流孔流體連通，彈簧和支架位于第二子腔中，第一子腔的位置設(shè)置成第一子腔中的壓強沿閥蓋軸向在朝向閥座的方向上壓迫活塞。
[0013]結(jié)合第四種實施方式，在第五種實施方式中，流量平衡閥還可以包括閥桿，閥桿從活塞中穿過，閥桿設(shè)有導(dǎo)壓孔，導(dǎo)壓孔將第一子腔與節(jié)流孔流體連通，活塞以能夠相對滑移的方式與閥桿密封。
[0014]在第六種實施方式中，流量平衡閥還可以包括閥桿，閥座形成節(jié)流孔，在閥桿的朝向閥座的一端設(shè)有閥瓣，閥瓣能夠與閥座接合或分離以封閉或打開節(jié)流孔。
[0015]結(jié)合第六種實施方式，在第七種實施方式中，流量平衡閥還可以包括調(diào)節(jié)組件，調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)閥瓣與閥座之間的距離以控制流體的節(jié)流面積。
[0016]結(jié)合第七種實施方式，在第八種實施方式中，調(diào)節(jié)組件可以包括滑動螺母和閥桿支撐彈簧，滑動螺母抵靠閥桿或與閥蓋連接以帶動閥桿移動，閥桿支撐彈簧將閥桿支撐于閥蓋上。
[0017]結(jié)合第八種實施方式，在第九種實施方式中，調(diào)節(jié)組件還可以包括與滑動螺母相嚙合的調(diào)節(jié)環(huán)和裝配在滑動螺母上的位置指示器。
[0018]結(jié)合第六種實施方式，在第十種實施方式中，流量平衡閥還可以包括驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置用于驅(qū)動閥桿以控制節(jié)流孔的封閉或打開。
[0019]本實用新型的上述技術(shù)方案中的至少一個方面能夠通過根據(jù)閥中壓差變化而動態(tài)地調(diào)節(jié)活塞位置以利用節(jié)流面積的變化來補償壓差變化導(dǎo)致的不穩(wěn)定的流量。該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、成本低廉、使用壽命長。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是根據(jù)本實用新型的實施例的流量平衡閥的結(jié)構(gòu)示意圖；和
[0021]圖2示出根據(jù)本實用新型的具有測量接頭的流量平衡閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標(biāo)號表示相同或相似的部件。下述參照附圖對本實用新型實施方式的說明旨在對本實用新型的總體實用新型構(gòu)思進行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本實用新型的一種限制。
[0023]圖1示意性地示出根據(jù)本實用新型的實施例的流量平衡閥100。在一示例中，該流量平衡閥100可以包括閥體13和閥蓋7。閥體13和閥蓋7形成容納腔21。閥體13設(shè)有閥座12以及供流體流入的流體進口 131和供流體流出的流體出口 132。流量平衡閥100還包括動態(tài)平衡組件200,動態(tài)平衡組件200具有設(shè)置于容納腔21中的活塞8,活塞8的一端與閥座12形成動平衡節(jié)流開口 20。動態(tài)平衡組件200可以根據(jù)流量平衡閥100進出流體之間的壓差動態(tài)地驅(qū)動活塞8以調(diào)節(jié)動平衡節(jié)流開口 20的大小。如圖1所示，動平衡節(jié)流開口 20的大小由活塞8與閥座12之間的距離來決定。當(dāng)活塞8沿閥蓋7的軸向遠離閥座12移動時，動平衡節(jié)流開口 20將變大；當(dāng)活塞8沿閥蓋7的軸向朝向閥座12移動時，動平衡節(jié)流開口 20將變小。動平衡節(jié)流開口 20的面積亦即在該位置處流體的節(jié)流面積。
[0024]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，閥的流量與閥的壓差和節(jié)流面積均成正比關(guān)系。因此，為了使閥的流量保持基本恒定，當(dāng)流過閥的流體的壓差發(fā)生變化時，可以通過對動平衡節(jié)流開口 20的面積的調(diào)整來進行補償。在一示例中，動態(tài)平衡組件200可以設(shè)置成在流量平衡閥100中的壓差增大時驅(qū)動活塞8沿閥蓋7的軸向朝向閥座12運動以減小動平衡節(jié)流開口 20，而在流量平衡閥100的進出流體之間的壓差減小時驅(qū)動活塞8沿閥蓋7的軸向遠離閥座12運動以增大動平衡節(jié)流開口 20。
[0025]作為示例，為了保持閥的流量的基本恒定，動態(tài)平衡組件200可以通過控制活塞8的運動而使動平衡節(jié)流開口 20的面積與流量平衡閥100中的壓差的乘積基本上為恒定值。需要說明的是，根據(jù)本實用新型的上述實施例的流量平衡閥100，并不限于維持流量的絕對恒定，也不限于使動平衡節(jié)流開口 20的面積與流量平衡閥100的進出流體之間的壓差的乘積絕對為恒定值，只要能夠使動平衡節(jié)流開口 20的面積隨著壓差的變化而相應(yīng)地變化以起到補償壓差變化導(dǎo)致的流量變化的作用即可。在實際中，期望將閥的流量穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。
[0026]在一示例中，動態(tài)平衡組件200還可以包括抵靠活塞8的彈簧9和用于支撐彈簧9的支架10。支架10與閥體13相連，以提供對于彈簧9的穩(wěn)固的支撐。彈簧9能夠在流量平衡閥100中的壓差減小時推動活塞8沿閥蓋7的軸向遠離閥座12運動以增大動平衡節(jié)流開口 20。在壓差增加時，彈簧9受活塞8推動而壓縮，以減小動平衡節(jié)流開口 20。
[0027]在一示例中，流量平衡閥100還可以設(shè)有節(jié)流孔22。活塞8借助密封件6(例如密封圈)與容納腔21的內(nèi)周壁密封并將容納腔21分隔成第一子腔15和第二子腔16，第一子腔15與節(jié)流孔22流體連通。彈簧9和支架10位于第二子腔16中。第一子腔15的位置設(shè)置成使第一子腔15中的壓強沿閥蓋17的軸向在朝向閥座12的方向上壓迫活塞8。第一子腔15中的壓強反映了進入節(jié)流孔22的流體的壓強。進入節(jié)流孔22的流體的壓強的增大或減小會導(dǎo)致經(jīng)過閥的流體的壓差(或稱為閥的進出流體之間的壓差)的相應(yīng)的增大或減小。
[0028]如前所述，由于閥的流量與閥的進出流體之間的壓差成正比，所以，當(dāng)進入節(jié)流孔22的流體的壓強的增大而導(dǎo)致經(jīng)過閥的流體的壓差也增大時，如果不進行補償，則閥的流量也將隨之加大。而對于本流量平衡閥100而言，當(dāng)進入節(jié)流孔22的流體的壓強的增大時，第一子腔15中的壓強增大，活塞8受到第一子腔15中的流體壓強的壓迫而克服彈簧9的彈力沿閥蓋7的軸向朝向閥座12移動從而減小動平衡節(jié)流開口 20以降低節(jié)流面積，從而抑制了由于壓差增大而導(dǎo)致的流量的增長；反之，當(dāng)進入節(jié)流孔22的流體的壓強的減小時，第一子腔15中的壓強減小，活塞8受到第二子腔16中的彈簧9的壓迫而沿閥蓋7的軸向遠離閥座12移動從而增大動平衡節(jié)流開口 20以增加節(jié)流面積，從而抑制了由于壓差減小而導(dǎo)致的流量的減小。以這種方式，流量平衡閥100的流量得以基本保持恒定。在這里，第一子腔15用作動態(tài)平衡腔。
[0029]如上所述，根據(jù)本實用新型的動態(tài)平衡組件200采用了活塞式結(jié)構(gòu)，簡化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低了成本，延長了使用壽命，拓寬了應(yīng)用范圍。
[0030]具體地，作為示例，流量平衡閥100還可以包括閥桿4，閥桿4從活塞8中穿過，閥桿4設(shè)有導(dǎo)壓孔17，第一子腔15與節(jié)流孔22的流體連通由導(dǎo)壓孔17來實現(xiàn)。導(dǎo)壓孔17用于將進入節(jié)流孔22的流體的壓強傳遞至第一子腔15中?；钊?可以以能夠相對滑移的方式與閥桿4密封。
[0031]在一示例中，流量平衡閥100還可以包括閥桿4，節(jié)流孔22形成于閥座12中。在閥桿4的朝向閥座12的一端設(shè)有閥瓣11，閥瓣11能夠與閥座12接合或分離以封閉或打開節(jié)流孔22。通過閥瓣11與閥座12之間的距離可以控制在節(jié)流孔22處對流體的節(jié)流面積。
[0032]作為示例，閥瓣11的材料可以是金屬也可以是非金屬。例如:鋼、鐵、招、銅、塑料等。閥瓣11與閥座12之間的密封方式可以是硬密封也可以是軟密封。閥桿4與閥瓣11的連接方式可以是螺紋連接、螺栓連接、過盈連接、卡扣連接、銷連接、卡簧連接、鉚接、粘接、楔形連接等。
[0033]在一示例中，流量平衡閥100還可以包括調(diào)節(jié)組件300，用于調(diào)節(jié)閥瓣11與閥座12之間的距離以控制在節(jié)流孔22處對流體的節(jié)流面積。作為示例，調(diào)節(jié)組件300可以包括滑動螺母3和閥桿支撐彈簧5，滑動螺母3抵靠閥桿4或與閥蓋7連接以帶動閥桿4移動，閥桿支撐彈簧5將閥桿4支撐于閥蓋7上。操作者可以通過移動滑動螺母3來使閥桿4帶動閥瓣11朝向或遠離閥座12移動，從而調(diào)節(jié)閥瓣11與閥座12之間的間隙。這可以用來預(yù)先地設(shè)定流量平衡位置或根據(jù)預(yù)計的外部流體壓強的變化來人為地設(shè)定節(jié)流孔22處對流體的節(jié)流面積，以實現(xiàn)流量的靜態(tài)平衡。為了方便操作者的操作，調(diào)節(jié)組件300還可以包括與滑動螺母3相嚙合的調(diào)節(jié)環(huán)2和裝配在滑動螺母3上的位置指示器I。操作者可以通過調(diào)節(jié)環(huán)2來操作滑動螺母3。通過位置指示器I，操作者可以觀察到閥桿4的調(diào)節(jié)位置。
[0034]借助于調(diào)節(jié)組件300和動態(tài)平衡組件200的組合，可以實現(xiàn)兩級流量平衡系統(tǒng)。即，預(yù)計的確定的流體壓強的變化可以通過調(diào)節(jié)組件300的設(shè)定來補償以實現(xiàn)流量的靜態(tài)平衡，而流體壓強的不確定的波動，可以通過動態(tài)平衡組件200來進行動態(tài)補償，以實現(xiàn)流量的動態(tài)平衡。流量平衡閥100的流量可以由調(diào)節(jié)組件300預(yù)先進行設(shè)定。
[0035]在一示例中，流量平衡閥100還可以包括驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置可以(例如根據(jù)溫度)來驅(qū)動閥桿以控制節(jié)流孔22的封閉或打開。該驅(qū)動裝置可以是熱電或者電動驅(qū)動裝置，例如，可以通過驅(qū)動頭將推力傳輸?shù)酵茥U14上來控制流量平衡閥100的開啟和關(guān)閉。該驅(qū)動裝置還可以與室內(nèi)溫控器進行信號通訊，用戶通過溫控器設(shè)置室內(nèi)溫度，溫控器為驅(qū)動裝置輸入反饋信號，從而控制流量平衡閥100的開啟或關(guān)閉，例如，當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度，閥門關(guān)閉，當(dāng)室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時，閥門開啟。如此往復(fù)循環(huán)實現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。
[0036]在一示例中，流量平衡閥100還可以包括測壓接頭19，測壓接頭具有內(nèi)腔23，內(nèi)腔23與流量平衡閥100中的流體連通，內(nèi)腔23中設(shè)有用于密封流體的密封塞18，密封塞18具有能夠供測量插針插入的切口 24。密封塞18與測量接頭19的內(nèi)腔周壁形成密封副，通常情況下，密封塞18上的切口 24閉合以封閉閥體13內(nèi)的流體。當(dāng)需要測量壓強時，將測量插針插入密封塞18，使切口 24膨脹開，切口 24讓測量插針通過并抱緊測量插針，防止流體外泄，流體壓力通過測量插針而導(dǎo)入外部的測量設(shè)備。
[0037]為了測量流量平衡閥100的進出流體之間的壓差，流量平衡閥100可以包括至少兩個測壓接頭19，其中一個測壓接頭19位于流量平衡閥100的流體進口側(cè)(在圖1-2中是左側(cè))，另一個測壓接頭19位于流量平衡閥100的流體出口側(cè)(在圖1-2中是右側(cè))。通過兩個測壓接頭可以測量流量平衡閥100的進出流體之間的壓差。再結(jié)合閥的阻力就可以計算出經(jīng)過流量平衡閥100的流體的流量。
[0038]在上述示例中，測壓接頭19可以位于流量平衡閥100的上、下、前、后及兩端的任何方向與位置。
[0039]雖然結(jié)合附圖對本實用新型進行了說明，但是附圖中公開的實施例旨在對本實用新型優(yōu)選實施方式進行示例性說明，而不能理解為對本實用新型的一種限制。
[0040]雖然本實用新型總體構(gòu)思的一些實施例已被顯示和說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體實用新型構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對這些實施例做出改變，本實用新型的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種流量平衡閥，其特征在于，包括: 閥體和閥蓋，所述閥體和閥蓋形成容納腔，所述閥體設(shè)有閥座以及供流體流入的流體進口和供流體流出的流體出口， 所述流量平衡閥還包括動態(tài)平衡組件，所述動態(tài)平衡組件具有設(shè)置于所述容納腔中的活塞，所述活塞的一端與閥座形成動平衡節(jié)流開口，所述動態(tài)平衡組件根據(jù)所述流量平衡閥的進出流體之間的壓差動態(tài)地驅(qū)動活塞以調(diào)節(jié)所述動平衡節(jié)流開口的大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量平衡閥，其特征在于，所述動態(tài)平衡組件設(shè)置成在所述流量平衡閥的進出流體之間的壓差增大時驅(qū)動活塞沿閥蓋軸向朝向閥座運動以減小動平衡節(jié)流開口和在所述流量平衡閥的進出流體之間的壓差減小時驅(qū)動活塞沿閥蓋軸向遠離閥座運動以增大動平衡節(jié)流開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量平衡閥，其特征在于，所述動平衡節(jié)流開口的面積與所述壓差的乘積為恒定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量平衡閥，其特征在于，所述動態(tài)平衡組件還包括抵靠活塞的彈簧和用于支撐彈簧的支架，所述支架與閥體相連，所述彈簧設(shè)置成在所述壓差減小時推動活塞沿閥蓋軸向遠離閥座運動以增大動平衡節(jié)流開口，在所述壓差增加時，彈簧受活塞推動而壓縮，以減小動平衡節(jié)流開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流量平衡閥，其特征在于，所述流量平衡閥還設(shè)有節(jié)流孔，所述活塞借助密封件與所述流量平衡閥的內(nèi)周壁密封并將所述容納腔分隔成第一子腔和第二子腔，所述第一子腔與所述節(jié)流孔流體連通，所述彈簧和支架位于所述第二子腔中，所述第一子腔的位置設(shè)置成第一子腔中的壓強沿閥蓋軸向在朝向閥座的方向上壓迫活塞。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流量平衡閥，其特征在于，所述流量平衡閥還包括閥桿，所述閥桿從活塞中穿過，所述閥桿設(shè)有導(dǎo)壓孔，所述導(dǎo)壓孔將所述第一子腔與所述節(jié)流孔流體連通，所述活塞以能夠相對滑移的方式與閥桿密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的流量平衡閥，其特征在于，所述流量平衡閥還包括閥桿，所述閥座形成節(jié)流孔，在所述閥桿的朝向閥座的一端設(shè)有閥瓣，所述閥瓣能夠與閥座接合或分離以封閉或打開節(jié)流孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流量平衡閥，其特征在于，所述流量平衡閥還包括調(diào)節(jié)組件，所述調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)所述閥瓣與閥座之間的距離以控制流體的節(jié)流面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流量平衡閥，其特征在于，所述調(diào)節(jié)組件包括滑動螺母和閥桿支撐彈簧，所述滑動螺母抵靠閥桿或與閥蓋連接以帶動閥桿移動，所述閥桿支撐彈簧將閥桿支撐于閥蓋上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流量平衡閥，其特征在于，所述調(diào)節(jié)組件還包括與滑動螺母相嚙合的調(diào)節(jié)環(huán)和裝配在滑動螺母上的位置指示器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流量平衡閥，其特征在于，所述流量平衡閥還包括驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動閥桿以控制節(jié)流孔的封閉或打開。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的流量平衡閥，其特征在于，所述流量平衡閥還包括測壓接頭，所述測壓接頭具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔與流量平衡閥中的流體連通，所述內(nèi)腔中設(shè)有用于密封流體的密封塞，所述密封塞具有能夠供測量插針插入的切口。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流量平衡閥，其特征在于，所述流量平衡閥包括至少兩個所述測壓接頭，其中一個測壓接頭位于所述流量平衡閥的流體進口側(cè)，另一個測壓接頭位于所述流量平衡閥的流體出口側(cè)。
【文檔編號】F16K17/30GK204062070SQ201420357364
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】張博競, 蔡燕, 賈仙海 申請人:丹佛斯公司