專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡電動(dòng)風(fēng)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種閥門(mén)。更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種具有機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡功能的、可應(yīng)用于空調(diào)變風(fēng)量系統(tǒng)中變風(fēng)量箱控制的電動(dòng)風(fēng)閥。
背景技術(shù)：
空調(diào)變風(fēng)量系統(tǒng)(即VAV)是通過(guò)改變系統(tǒng)送風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)和控制區(qū)域熱濕舒適性的一種空調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)中的小區(qū)域(如房間)溫度的控制一般直接調(diào)節(jié)變風(fēng)量箱(VAV Box)的控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。
空調(diào)VAV系統(tǒng)由于空氣品質(zhì)好、能耗低、初始投資小、區(qū)域控制靈活、設(shè)備管理方便、維護(hù)費(fèi)用低、系統(tǒng)擴(kuò)展容易等優(yōu)點(diǎn)在我國(guó)將大量應(yīng)用。目前VAV Box的風(fēng)量控制普遍采用節(jié)流型電動(dòng)風(fēng)閥，即通過(guò)帶溫度傳感器的一體化室內(nèi)型智能數(shù)字控制器來(lái)控制普通電動(dòng)風(fēng)閥的閥板開(kāi)度，調(diào)節(jié)一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)量；而空調(diào)機(jī)組的總送風(fēng)量應(yīng)根據(jù)送風(fēng)管內(nèi)的總風(fēng)量或總送風(fēng)壓力進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，并與VAV Box控制房間溫度相匹配。
VAV空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)易受干擾、高度非線性、高度不確定性的隨機(jī)系統(tǒng)，因此空調(diào)VAV系統(tǒng)控制的不同學(xué)派也一直采用各種不同的工程方案在實(shí)施VAV Box的控制，但總體都是圍繞著變靜壓變溫度法控制的思想，即由各VAV Box要求的房間風(fēng)量計(jì)算出系統(tǒng)要求的總風(fēng)量進(jìn)行前饋控制；同時(shí)根據(jù)各VAV Box的閥位開(kāi)度判斷系統(tǒng)送風(fēng)靜壓是否滿(mǎn)足，由此進(jìn)行反饋控制，這里的關(guān)鍵要點(diǎn)是如何測(cè)量與控制VAV Box的風(fēng)量。
目前比較普遍使用的節(jié)流型VAV Box的風(fēng)量一般是通過(guò)特定的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定，利用皮托管測(cè)量孔板兩端微小壓差計(jì)算得到，該計(jì)算方法在理論上完全正確可行，但是每一個(gè)VAV Box在工廠標(biāo)定值均是理想流動(dòng)狀態(tài)下的標(biāo)定結(jié)果，且這種量程只有100Pa左右的高精度微小壓差傳感器價(jià)格昂貴，可靠性差、過(guò)量程易損壞。實(shí)際空氣管網(wǎng)受到的不確定影響因素太多并導(dǎo)致VAV Box流量測(cè)量誤差的明顯增大。
目前常用VAV Box的控制閥與風(fēng)管壓力是相關(guān)型的，而不平衡的流體管網(wǎng)風(fēng)系統(tǒng)容易導(dǎo)致嚴(yán)重的控制振蕩現(xiàn)象，浪費(fèi)了能耗、提高了噪聲。采用一種機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡功能的電動(dòng)風(fēng)閥是解決管網(wǎng)流量平衡的最佳手段，也是節(jié)流型VAV Box風(fēng)量控制的簡(jiǎn)單化解決方法。
目前公知的還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)將電動(dòng)調(diào)節(jié)與自動(dòng)空氣流量平衡功能合為一體的電動(dòng)風(fēng)閥。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡電動(dòng)風(fēng)閥。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供了一種機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡電動(dòng)風(fēng)閥，包括控制閥閥體1，其特征在于，在閥體末端設(shè)置有一個(gè)電動(dòng)中線閥板8，與一個(gè)電動(dòng)執(zhí)行器9相連；閥體內(nèi)部還具有以下對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)兩側(cè)各有一塊輕質(zhì)閥板6通過(guò)安裝合頁(yè)4安裝于控制閥閥體1上；各有一根彎曲彈簧2安裝于控制閥閥體1上，并在初始變形后壓在輕質(zhì)閥板6一面上；各有一個(gè)固定在控制閥閥體1上的調(diào)整機(jī)構(gòu)5頂住輕質(zhì)閥板6的另一面，可以改變輕質(zhì)閥板6的初始位置；控制閥閥體1中部設(shè)置有一個(gè)限制輕質(zhì)閥板6終點(diǎn)位置的擋桿7。
本實(shí)用新型所述控制閥閥體1的出口處還設(shè)置有若干改善氣流組織的導(dǎo)流板3。
本實(shí)用新型所述電動(dòng)中線閥板8是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸10與電動(dòng)執(zhí)行器9相連的，電動(dòng)中線閥板8可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)。
本實(shí)用新型所述電動(dòng)執(zhí)行器9是角行程電動(dòng)執(zhí)行器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型中的電動(dòng)風(fēng)閥實(shí)現(xiàn)VAV Box的開(kāi)啟和關(guān)閉，當(dāng)風(fēng)閥打開(kāi)時(shí)，空氣流量是機(jī)械自力式自動(dòng)恒定的，不受VAV系統(tǒng)管網(wǎng)壓力波動(dòng)的影響。空氣流量自動(dòng)恒定裝置采用高精度不銹鋼非線性彎曲彈簧為主要工作元件，使用壽命長(zhǎng)，而且采用對(duì)開(kāi)式雙閥板，并配專(zhuān)門(mén)的導(dǎo)流葉，氣流組織效果好，控制精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。
當(dāng)電動(dòng)風(fēng)閥打開(kāi)時(shí)，流經(jīng)電動(dòng)風(fēng)閥的空氣流量保持自動(dòng)恒定，只要統(tǒng)計(jì)出對(duì)應(yīng)VAV Box的個(gè)數(shù)，就能快速計(jì)算出VAV系統(tǒng)的總風(fēng)量，這同時(shí)也是一種簡(jiǎn)單有效的VAV系統(tǒng)控制策略。


圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的閥門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中閥門(mén)A-A向剖面部分結(jié)構(gòu)示意圖。
1控制閥閥體，2彎曲彈簧，3導(dǎo)流板，4安裝合頁(yè)，5調(diào)整機(jī)構(gòu)，6輕質(zhì)閥板，7擋桿，8電動(dòng)中線閥板，9電動(dòng)執(zhí)行器，10轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
具體實(shí)施方式
參考附圖1至2，下面將對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例1提供了一種機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡電動(dòng)風(fēng)閥，包括控制閥閥體1，閥體內(nèi)部具有以下對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)兩側(cè)各有一塊輕質(zhì)閥板6通過(guò)安裝合頁(yè)4安裝于控制閥閥體1上；各有一根彎曲彈簧2安裝于控制閥閥體1上，并在初始變形后壓在輕質(zhì)閥板6一面上；各有一個(gè)固定在控制閥閥體1上的調(diào)整機(jī)構(gòu)5頂住輕質(zhì)閥板6的另一面，可以改變輕質(zhì)閥板6的初始位置；控制閥閥體1中部設(shè)置有一個(gè)限制輕質(zhì)閥板6終點(diǎn)位置的擋桿7；控制閥閥體1的出口處還設(shè)置有若干調(diào)整氣流流動(dòng)狀態(tài)的導(dǎo)流板3。
在閥體末端設(shè)置有一個(gè)電動(dòng)中線閥板8，與一個(gè)電動(dòng)執(zhí)行器9相連。電動(dòng)中線閥板8是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸10與電動(dòng)執(zhí)行器9相連的，電動(dòng)中線閥板8可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)。所述電動(dòng)執(zhí)行器9是角行程電動(dòng)執(zhí)行器。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的工藝原理是當(dāng)接收控制信號(hào)后，角行程電動(dòng)執(zhí)行器9將電動(dòng)中線閥板8打開(kāi)，此時(shí)電動(dòng)中線閥板8平行與來(lái)流方向。彎曲彈簧2給輕質(zhì)閥板6一個(gè)預(yù)壓力矩M1，通過(guò)調(diào)整機(jī)構(gòu)5使輕質(zhì)閥板6停留在初始位置，這一初始位置可以利用調(diào)整機(jī)構(gòu)5來(lái)預(yù)先設(shè)定調(diào)整。當(dāng)氣流流經(jīng)控制閥時(shí)，輕質(zhì)閥板6兩側(cè)產(chǎn)生壓降ΔP，壓降ΔP使氣流對(duì)輕質(zhì)閥板6產(chǎn)生一個(gè)與彎曲彈簧2給輕質(zhì)閥板6相反方向的力矩M2。氣流對(duì)輕質(zhì)閥板6作用增強(qiáng)時(shí)，壓降ΔP也隨之增大，M2也增大。當(dāng)M2大于M1時(shí)，輕質(zhì)閥板6向關(guān)閉方向動(dòng)作，彎曲彈簧2給輕質(zhì)閥板6力矩也增大至M3，最后達(dá)到力矩的平衡，使閥板停留在一個(gè)新的位置，此時(shí)M2＝M3。由于輕質(zhì)閥板6向關(guān)閉方向動(dòng)作，控制閥的通流面積A減少，使控制閥的阻力系數(shù)ζ加大。
如果用輕質(zhì)閥板6與電動(dòng)風(fēng)閥閥體1的側(cè)面所夾角度θ來(lái)表示輕質(zhì)閥板6的位置，M3表達(dá)成θ的函數(shù)M3＝M3(θ)M2也可以表達(dá)成θ與ΔP的函數(shù)M2＝M2(θ，ΔP)當(dāng)力矩平衡時(shí)M3＝M2這樣ΔP也就是關(guān)于θ的函數(shù)ΔP＝ΔP(θ)無(wú)量綱阻力系數(shù)ζ也可以表達(dá)成θ的函數(shù)ζ＝ζ(θ)通流面積A也可以表達(dá)成θ的函數(shù)A＝A(θ)假設(shè)空氣密度ρ，由流體力學(xué)方程可得流經(jīng)控制閥的風(fēng)量QQ=A×2ΔPρ·ζ=A(θ)×2ΔP(θ)ρ·ζ(θ)=const]]>本實(shí)用新型就是利用非線性彎曲彈簧來(lái)建立合理的模擬關(guān)系，使風(fēng)量Q最后成為與θ無(wú)關(guān)的常數(shù)。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡電動(dòng)風(fēng)閥，包括控制閥閥體(1)，其特征在于，在閥體末端設(shè)置有一個(gè)電動(dòng)中線閥板(8)，與一個(gè)電動(dòng)執(zhí)行器(9)相連；閥體內(nèi)部還具有以下對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)兩側(cè)各有一塊輕質(zhì)閥板(6)通過(guò)安裝合頁(yè)(4)安裝于控制閥閥體(1)上；各有一根彎曲彈簧(2)安裝于控制閥閥體(1)上，并在初始變形后壓緊在輕質(zhì)閥板(6)一面上；各有一個(gè)固定在控制閥閥體(1)上的調(diào)整機(jī)構(gòu)(5)頂住輕質(zhì)閥板(6)的另一面，可以改變輕質(zhì)閥板(6)的初始位置；控制閥閥體(1)中部設(shè)置有一個(gè)限制輕質(zhì)閥板(6)終點(diǎn)位置的擋桿(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡電動(dòng)風(fēng)閥，其特征在于，所述控制閥閥體(1)的出口處還設(shè)置有若干改善氣流組織的導(dǎo)流板(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡電動(dòng)風(fēng)閥，其特征在于，所述電動(dòng)中線閥板8是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)與電動(dòng)執(zhí)行器(9)相連的，電動(dòng)中線閥板(8)可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡電動(dòng)風(fēng)閥，其特征在于，所述電動(dòng)執(zhí)行器(9)是角行程電動(dòng)執(zhí)行器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種閥門(mén)，旨在提供一種具有機(jī)械自力式空氣流量自動(dòng)平衡功能的電動(dòng)風(fēng)閥。本實(shí)用新型自動(dòng)控制閥包括控制閥閥體1，其特征在于，在閥體末端設(shè)置有一個(gè)電動(dòng)中線閥板8，與一個(gè)電動(dòng)執(zhí)行器9相連；閥體內(nèi)部?jī)蓚?cè)各有一塊輕質(zhì)閥板6通過(guò)安裝合頁(yè)4安裝于控制閥閥體1上；各有一根彎曲彈簧2安裝于控制閥閥體1上，并在初始變形后壓在輕質(zhì)閥板6一面上；各有一個(gè)固定在控制閥閥體1上的調(diào)整機(jī)構(gòu)5頂住輕質(zhì)閥板6的另一面，控制閥閥體1中部設(shè)置有一個(gè)限制輕質(zhì)閥板6終點(diǎn)位置的擋桿7。本實(shí)用新型中的電動(dòng)風(fēng)閥實(shí)現(xiàn)VAV Box的開(kāi)啟和關(guān)閉，不受VAV系統(tǒng)管網(wǎng)壓力波動(dòng)的影響，使用壽命長(zhǎng)，氣流組織效果好，控制精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。
文檔編號(hào)F24F13/10GK2777417SQ20052010029
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月25日
發(fā)明者沈新榮, 楊毅, 陸冰, 李江莉, 李增珍 申請(qǐng)人:沈新榮