專利名稱：電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動調(diào)節(jié)閥，具體是一種電子式動態(tài)平衡電動調(diào) 節(jié)閥，使調(diào)節(jié)閥水流量變化只受標(biāo)準輸入控制信號(如標(biāo)準溫度輸入控制 信號)影響而不受水系統(tǒng)壓力波動影響。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平要求和節(jié)能意識的不斷提高，變流量系統(tǒng)在暖通空 調(diào)工程中占據(jù)越來越重要的位置。傳統(tǒng)的變流量系統(tǒng)存在著普遍的水力失 調(diào)現(xiàn)象， 一方面，有些末端設(shè)備的流量偏大，而另一些末端設(shè)備的流量偏 小，末端設(shè)備之間的流量分配不合理，存在靜態(tài)水力失調(diào)；另一方面，各 個末端設(shè)備電動閥門的調(diào)節(jié)會導(dǎo)致系統(tǒng)壓力波動，從而對其它末端設(shè)備的 流量產(chǎn)生影響，末端設(shè)備之間的流量調(diào)節(jié)會互相干擾，存在動態(tài)水力失調(diào)。 為了使暖通空調(diào)工程高效、穩(wěn)定、舒適、節(jié)能，就必須釆取一定的措施及 采用相應(yīng)的水力平衡設(shè)備來消除這種水力失調(diào)現(xiàn)象。
傳統(tǒng)的電動調(diào)節(jié)閥可以根據(jù)溫度控制器的標(biāo)準控制信號來調(diào)節(jié)末端 設(shè)備的流量，但當(dāng)多臺末端設(shè)備并聯(lián)時，各個末端設(shè)備的調(diào)節(jié)都會導(dǎo)致系 統(tǒng)壓力波動，從而對其它末端設(shè)備的流量產(chǎn)生干擾，它并不能消弱或屏蔽 由于這種干擾而導(dǎo)致的動態(tài)水力失調(diào)。
目前使用的自力式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥是將機械膜片式壓差平衡閥 與電動調(diào)節(jié)閥一體化的簡單組合。它雖然在一定程度上能夠削弱或屏蔽由 于末端設(shè)備之間的流量調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的動態(tài)水力失調(diào)，但由于壓差平衡部分
中的機械式承壓膜片及彈簧結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件多、而且這種閥需要將電動 調(diào)節(jié)閥芯進出口的壓力通過內(nèi)部小孔或外部毛細管引到承壓膜片的二端，
因此該閥流量控制精度較低、需要較高的啟動壓力(一般最小為0.3Bar) 才能正常工作、體積較大且價格非常昂貴。當(dāng)這種閥應(yīng)用到暖通空調(diào)工程 中，其對水質(zhì)要求非常高，只要取壓的內(nèi)部小孔或毛細管內(nèi)任何一點被堵 塞，則其動態(tài)平衡功能就失去作用，而且這種動態(tài)平衡功能的喪失很難在 現(xiàn)場被發(fā)現(xiàn)、檢測和維修。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有動態(tài)平衡 功能(流量變化只受標(biāo)準輸入控制信號影響而不受系統(tǒng)壓力波動影響)、 高精度、檢測和維修方便且對水質(zhì)要求不高的電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥。
本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)其目的 一種電子式動態(tài)平衡電動 調(diào)節(jié)閥，包括調(diào)節(jié)閥和位于調(diào)節(jié)閥上部的電動執(zhí)行器；調(diào)節(jié)閥的一端設(shè)有 壓差傳感器，該壓差傳感器通過取壓管一和取壓管二與一壓差變送器相連 接；在電動執(zhí)行器內(nèi)設(shè)有一流量控制驅(qū)動裝置，該流量控制驅(qū)動裝置的輸 入端分別與壓差變送器輸出的標(biāo)準壓差測量信號和其它上級標(biāo)準控制器 輸出的標(biāo)準輸入信號相連接，流量控制驅(qū)動裝置的輸出端與電動執(zhí)行器相 連。
所述的流量控制驅(qū)動裝置由流量控制器和標(biāo)準控制驅(qū)動器組成，流量 控制器輸出端輸出的標(biāo)準主控制信號與標(biāo)準控制驅(qū)動器的輸入端連接。 所述的壓差傳感器采用皮托管式，由靜壓引壓管遵、靜壓感受孔、全
壓感受孔和全壓引壓管道組成；靜壓引壓管道與取壓管二相連通，全壓引 壓管道與取壓管一相連通；全壓感受孔軸線方向與調(diào)節(jié)閥管道軸線方向一 致，靜壓感受孔軸線方向與調(diào)節(jié)閥管道軸線方向垂直。
所述的壓差傳感器也可以采用孔板裝置，孔板進口壓力與取壓管一相 連，孔板出口壓力與取壓管二相連。
由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型所提供的電子式動態(tài)平衡電動調(diào) 節(jié)閥的有益效果在于本裝置調(diào)節(jié)控制方式新穎簡單、制造成本較低、調(diào) 節(jié)閥結(jié)構(gòu)要求簡單、流通阻力小，通過上級控制器及流量控制器對調(diào)節(jié)閥 進行串級雙回路主輔控制，從而大幅度地提高電動調(diào)節(jié)閥的整體性能，大 大地提升調(diào)節(jié)閥的調(diào)控品質(zhì)，流量控制精度高，抗干擾能力強，調(diào)節(jié)穩(wěn)定 性非常好，同時簡化了水系統(tǒng)的水力平衡調(diào)試工作，真正地實現(xiàn)了集電動 調(diào)節(jié)功能與動態(tài)流量平衡功能于一體的高精度、電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié) 閥；而且本實用新型對水質(zhì)要求不高，特別適合目前國內(nèi)暖通空調(diào)水系統(tǒng) 的水質(zhì)現(xiàn)狀。

以下通過實施例及其附圖對本實用新型電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥 作進一步描述。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型中調(diào)節(jié)閥取壓部分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型的工作原理和流程圖。
圖4為本實用新型中皮托管式壓差傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).調(diào)節(jié)閥，2.壓差變送器，3.流量控制器，4.標(biāo)準控制驅(qū)動器，5.電動執(zhí)行器，6.取壓管一，7.取壓管二， 8.壓差傳感器，9.靜壓引壓 管道，10.靜壓感受孔，11.全壓感受孔，12.全壓引壓管道。
具體實施方式

圖1和圖2是一種電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥實施例的結(jié)構(gòu)，包括由 調(diào)節(jié)閥1和用于實現(xiàn)電動調(diào)節(jié)功能的電動執(zhí)行器5。在調(diào)節(jié)閥1的入口處 設(shè)有壓差傳感器8，該壓差傳感器8也可設(shè)于調(diào)節(jié)閥1的出口處；壓差變 送器2通過取壓管一 6和取壓管二 7分別與壓差傳感器8連接；在電動執(zhí) 行器5內(nèi)裝設(shè)有流量控制驅(qū)動裝置，該流量控制驅(qū)動裝置的輸入端分別與 壓差變送器2輸出的標(biāo)準壓差測量信號和其它上級標(biāo)準控制器輸出的標(biāo)準 輸入信號相連接，流量控制驅(qū)動裝置的輸出端與電動執(zhí)行器5相連接。本 實施例中的流量控制驅(qū)動裝置由流量控制器3和標(biāo)準控制驅(qū)動器4組成。
參看圖3所示的工作原理和流程，取壓管一 6和取壓管二 7將來自于 壓差傳感裝置8的高、低水壓力傳送到壓差變送器2的壓力輸入端；壓差 變送器2輸出的標(biāo)準壓差測量信號和其它上級標(biāo)準控制器輸出的標(biāo)準輸入 信號分別與流量控制驅(qū)動裝置中流量控制器3的輸入端相連接；流量控制 器3的輸出端輸出的標(biāo)準主控制信號與標(biāo)準控制驅(qū)動器4的輸入端連接； 標(biāo)準控制驅(qū)動器4的輸出端與電動執(zhí)行器5連接。流量控制器3采用PI 流量控制器，也可以采用PID流量控制器。
來自于外部控制器的標(biāo)準輸入信號(對于空調(diào)系統(tǒng)來說，主要是標(biāo)準 溫度控制信號)作為流量控制器3的輸入信號設(shè)定值，并在流量控制器3 內(nèi)與來自調(diào)節(jié)閥1入口處的壓差傳感器8測量的壓力經(jīng)壓差變送器2輸出 的標(biāo)準壓差測量信號進行比較，經(jīng)過PID (比例積分微^0的標(biāo)準控制算
法，輸出標(biāo)準主控制信號到電動執(zhí)行器標(biāo)準控制驅(qū)動器4，對調(diào)節(jié)閥的開 度和水流量進行調(diào)節(jié)。流量控制器的標(biāo)準控制算法也可采用PI(比例積分) 的標(biāo)準控制算法或其它標(biāo)準控制算法。標(biāo)準輸入信號來自于其它上級標(biāo)準 控制器(如標(biāo)準溫度控制器、DDC或調(diào)節(jié)計等)的標(biāo)準控制信號輸出端。 本實用新型中壓差變送器2可以裝設(shè)于電動執(zhí)行器5的殼體外側(cè)(如 圖1所示)，也可以裝設(shè)于電動執(zhí)行器5的殼體內(nèi)；流量控制器3可以裝 設(shè)于電動執(zhí)行器5的殼體內(nèi)(如圖1所示)，也可以裝設(shè)于電動執(zhí)行器5 的殼體外部。
圖4是本實用新型中壓差傳感器8的一個實施例，其結(jié)構(gòu)采用皮托管 式測壓管裝置，壓差傳感器8位于調(diào)節(jié)閥入口處，其取壓由靜壓引壓管道 9、靜壓感受孔IO (外管一周有多個靜壓感受孔)、全壓感受孔ll和全壓 引壓管道12組成；靜壓引壓管道9與取壓管二7相連，全壓引壓管道12 與取壓管一 6相連；全壓感受孔11軸線方向應(yīng)與調(diào)節(jié)閥管道軸線方向一 致，靜壓感受孔10軸線方向應(yīng)與調(diào)節(jié)閥管道軸線方向垂直。
本實用新型中的壓差傳感器8也可采用其它的測壓裝置，如孔板測壓 裝置，孔板安裝在調(diào)節(jié)閥的入口處也可安裝在調(diào)節(jié)閥的出口處，孔板進口 壓力與取壓管一6相連，孔板出口壓力與取壓管二7相連。
本實用新型所提供的具有動態(tài)平衡功能的高精度電子式動態(tài)平衡電 動調(diào)節(jié)閥的基本工作原理如下
由壓差傳感裝置8采集的壓差信號通過壓差變送器2轉(zhuǎn)變成標(biāo)準壓差 測量信號輸送到流量控制器3的輸入端，作為輸入測囊信號。流量控制器 3以外部控制器輸出的標(biāo)準輸入信號為設(shè)定值，以來自于壓差變送器2的
標(biāo)準壓差測量信號為測量值
(1) 當(dāng)外部上級控制器輸出的標(biāo)準輸入信號維持不變時，即設(shè)定值不 變時，表示標(biāo)準輸入信號控制的調(diào)節(jié)參數(shù)值已處于平衡狀態(tài)，這時調(diào)節(jié)閥 的流量也就是保持這種平衡狀態(tài)所需要的流量。這時，不管系統(tǒng)壓力在一 定范圍內(nèi)如何變化，通過電子式流量控制器的調(diào)節(jié)作用，能始終將調(diào)節(jié)閥 的流量維持在標(biāo)準輸入信號控制參數(shù)達到平衡狀態(tài)所需的流量值，這就是 電子式流量控制動態(tài)平衡功能的基本工作原理。
(2) 當(dāng)外部上級控制器輸出的標(biāo)準輸入信號變化時，表示標(biāo)準輸入信 號控制的調(diào)節(jié)參數(shù)還沒有達到平衡狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥的流量還沒有達到平衡狀 態(tài)所需的流量，這時流量控制器3的輸入信號設(shè)定值改變，通過標(biāo)準控制
算法，流量控制器3的輸出標(biāo)準主控制信號也隨之改變，調(diào)節(jié)閥的開度和
流量改變。直到調(diào)節(jié)閥的實際流量等于達到平衡狀態(tài)所需的流量時為止。 這時，標(biāo)準輸入信號控制參數(shù)達到平衡狀態(tài)，標(biāo)準輸入信號維持不變，電 子式流量控制重新進入(l)所述的控制模式。
由于以上所采用的零部件、控制過程及算法均為高精度的和嚴密的， 因此本實用新型所述的流量控制驅(qū)動裝置才能實現(xiàn)高精度和高穩(wěn)定性的 動態(tài)流量自動平衡功能。當(dāng)將該電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥安裝在暖通空 調(diào)水系統(tǒng)管路中，在系統(tǒng)運行時，就能既實現(xiàn)電動調(diào)節(jié)功能，又實現(xiàn)動態(tài) 流量平衡功能。
權(quán)利要求1、一種電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，其特征在于包括調(diào)節(jié)閥(1)和位于調(diào)節(jié)閥(1)上部的電動執(zhí)行器(5)；調(diào)節(jié)閥(1)的一端設(shè)有壓差傳感器(8)，該壓差傳感器(8)通過取壓管一(6)和取壓管二(7)與一壓差變送器(2)相連接；在電動執(zhí)行器(5)內(nèi)設(shè)有一流量控制驅(qū)動裝置，該流量控制驅(qū)動裝置的輸入端分別與壓差變送器(2)輸出的標(biāo)準壓差測量信號和其它上級標(biāo)準控制器輸出的標(biāo)準輸入信號相連接，流量控制驅(qū)動裝置的輸出端與電動執(zhí)行器(5)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，其特征在于所述的流量控制驅(qū)動裝置由流量控制器(3)和標(biāo)準控制驅(qū)動器(4)組成， 流量控制器(3)輸出端輸出的標(biāo)準主控制信號與標(biāo)準控制驅(qū)動器(4)的 輸入端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，其特征 在于，所述的壓差傳感器(8)采用皮托管式，由靜壓引壓管道(9)、靜 壓感受孔(10)、全壓感受孔(11)和全壓引壓管道(12)組成；靜壓引 壓管道(9)與取壓管二 (7)相連通，全壓引壓管道(12)與取壓管一 (6) 相連通；全壓感受孔(11)軸線方向與調(diào)節(jié)閥管道軸線方向一致，靜壓感 受孔(10)軸線方向與調(diào)節(jié)閥管道軸線方向垂直。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，其特征 在于，所述的壓差傳感器(8)采用孔板裝置，孔板進口壓力與取壓管一(6)相連，孔板出口壓力與取壓管二 (7)相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，其特征 在于，所述的壓差變送器(2)裝設(shè)于電動執(zhí)行器(5)的殼體外側(cè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，其特征 在于，所述的壓差變送器(2)裝設(shè)于電動執(zhí)行器(5)的殼體內(nèi)部。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，其特征 在于，所述的壓差傳感器(8)設(shè)在調(diào)節(jié)閥的出口處或入口處。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，其特征在于， 所述的流量控制器(3)設(shè)在電動執(zhí)行器(5)的內(nèi)部。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，其特征在于， 所述的流量控制器(3)設(shè)在電動執(zhí)行器(5)的外部。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，其特征在于， 所述的流量控制器(3)采用PID流量控制器或者PI流量控制器。
專利摘要本實用新型公開了一種電子式動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，包括調(diào)節(jié)閥和位于調(diào)節(jié)閥上部的電動執(zhí)行器，調(diào)節(jié)閥的一端設(shè)有壓差傳感器，通過取壓管一和取壓管二與一壓差變送器相連接；在電動執(zhí)行器內(nèi)設(shè)有一流量控制驅(qū)動裝置，該流量控制驅(qū)動裝置的輸入端分別與壓差變送器輸出的標(biāo)準壓差測量信號和其它上級標(biāo)準控制器輸出的標(biāo)準輸入信號相連接，流量控制驅(qū)動裝置的輸出端與電動執(zhí)行器相連。流量控制驅(qū)動裝置由流量控制器和標(biāo)準控制驅(qū)動器組成。本實用新型調(diào)節(jié)控制方式新穎簡單、制造成本較低、調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)要求簡單、流通阻力小，大幅度地提高了電動調(diào)節(jié)閥的性能，流量控制精度高、抗干擾能力強、調(diào)試及維修簡便。
文檔編號G05D7/06GK201014015SQ20072010398
公開日2008年1月30日 申請日期2007年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者王曉松 申請人:王曉松