本發(fā)明涉及一種管路流體阻力調(diào)節(jié)裝置，特別是一種管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

在工業(yè)管路控制領(lǐng)域中，為了保持管路中的介質(zhì)始終流通，現(xiàn)有的管路調(diào)節(jié)裝置系統(tǒng)中通常使用的調(diào)節(jié)閥有普通電動閥門和機械恒流閥兩種。

現(xiàn)有管路電動閥門的調(diào)節(jié)裝置系統(tǒng)由電動調(diào)節(jié)閥、控制箱和變送器組成。變送器采集信號，將信號反饋到控制箱，控制箱中的PLC驅(qū)動電動閥門進行開度調(diào)節(jié)。

現(xiàn)有管路采用電動閥門的調(diào)節(jié)裝置系統(tǒng)有如下缺點：

1、系統(tǒng)由多個獨立的設(shè)備組成，由不同的廠家負責(zé)生產(chǎn)。每一個構(gòu)件均承擔(dān)不同的功能，組裝工序繁瑣，通過機械連接等方式完成連接。調(diào)節(jié)閥、控制箱、變送器和管路之間易出現(xiàn)不匹配的問題。如果哪個部件產(chǎn)生問題，就需要對零件進行拆卸和修理，檢修效率慢，檢修成本高；

2、此系統(tǒng)不具備判斷運算和自動跟隨能量調(diào)節(jié)的能力，需要專門的工程師花費大量的時間和精力根據(jù)現(xiàn)場要求定制軟件，無形之中增加了人工成本。

3、在一些對流量調(diào)節(jié)要求很高卻又不能關(guān)斷的工業(yè)管路控制領(lǐng)域中，此系統(tǒng)中的閥瓣由于為全封閉設(shè)計，操作人員在實行關(guān)斷操作時易產(chǎn)生誤操作而導(dǎo)致完全關(guān)斷，從而發(fā)生事故。

而現(xiàn)有管路采用機械恒流閥的調(diào)節(jié)裝置系統(tǒng)除上述電動閥門存在的缺點外，還存在如下問題：

1、系統(tǒng)機械化結(jié)構(gòu)強，被動接受調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度和范圍差以及故障率極高；

2、機械恒流閥的操作復(fù)雜，對操作人員的技術(shù)要求高，并且由于現(xiàn)有的機械恒流閥的閥瓣一般采用全封閉的設(shè)計，操作人員易產(chǎn)生誤操作導(dǎo)致閥門關(guān)死；

3、機械恒流閥在調(diào)節(jié)流量的過程中需損耗管道阻力，帶來循環(huán)能耗的增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在解決現(xiàn)有的管路調(diào)節(jié)裝置，系統(tǒng)設(shè)備各自獨立，易出現(xiàn)不匹配，調(diào)節(jié)閥關(guān)斷易導(dǎo)致事故發(fā)生，不具備判斷運算和自動跟隨能量調(diào)節(jié)的能力的問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置，包括閥瓣和能夠控制閥瓣的執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)連接閥瓣使之能夠控制閥瓣，所述閥瓣上設(shè)有至少一個α角度的導(dǎo)流槽。

α角度的開度不少于1°，不超過36°。由于閥瓣本身的作用即在于能夠?qū)α髁窟M行控制，故肯定要對其中流體等進行阻擋作用，故α角度必須為一上限值，此處36°也僅為一優(yōu)選方式，而本申請的作用即為防止管路完全關(guān)斷導(dǎo)致事故，故此處采用1°也僅為優(yōu)選，需根據(jù)具體情況改進。

管路上還設(shè)有用于固定閥瓣的卡口。

作為優(yōu)化，所述導(dǎo)流槽有兩個，且對稱設(shè)置于閥瓣上。

此處的對稱設(shè)計更優(yōu)選的可采用對稱所采用的平面與水平面平行，由于流體等介質(zhì)永遠是平行于水平面，采用此種對稱方式能夠保證壓差平衡。

作為優(yōu)化，還包括變送器，變送器與執(zhí)行機構(gòu)的控制單元連接。

作為優(yōu)化，所述閥瓣上還設(shè)有用于控制導(dǎo)流槽開合度的扇形擋板，扇形擋板與執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動單元連接。

扇形擋板的存在即在于可以在出廠前根據(jù)施工環(huán)境可以確定是否需要安裝上去，同時，α角度的上限值或者下限值固定，然后通過扇形擋板的存在能夠針對不同的工作環(huán)境做出應(yīng)對。

作為優(yōu)化，所述閥瓣和執(zhí)行機構(gòu)一體化成型。

采用一體化成型保證了施工的方便性。

所述執(zhí)行機構(gòu)包括驅(qū)動單元和控制單元。

作為優(yōu)化，所述執(zhí)行機構(gòu)的控制單元為單片機。

此處的單片機可采用8位、16位或32位單片機芯片，能夠?qū)唵蔚奈锢磉\動做出控制，成本低，但是效果達到預(yù)期值。

作為優(yōu)化，所述導(dǎo)流槽為扇形并且與扇形擋板位于同一圓心。

作為優(yōu)化，所述變送器包括溫度探頭和壓力探頭。

此處采用溫度探頭和壓力探頭即為能夠?qū)α黧w的溫差和壓差進行實時跟蹤。

作為優(yōu)化，所述扇形擋板的圓心角小于導(dǎo)流槽的圓心角，使得扇形擋板無法完全擋住導(dǎo)流槽。

工作原理：當(dāng)執(zhí)行單元控制閥瓣關(guān)閉，根據(jù)閥瓣α角度，可以算出通量與阻力，例如管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置達到最小開度，當(dāng)α角度為36°，閥瓣與介質(zhì)流向成90°時，即閥瓣關(guān)閉，電動調(diào)節(jié)一體化閥的最小開度為20％，阻力為80％；當(dāng)執(zhí)行單元控制閥瓣完全開啟，即閥瓣與介質(zhì)的流向平行，管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置達到最大開度100％，阻力為0％。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比：

1、管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置中執(zhí)行機構(gòu)和閥瓣的一體化設(shè)計的設(shè)計極大地優(yōu)化了線路結(jié)構(gòu)，安裝實施易于實現(xiàn)，解決了設(shè)備間不匹配的問題；需要說明的是，本申請中也可將變送器整合進執(zhí)行機構(gòu)和閥瓣，達到一體化的目的；

2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，方便系統(tǒng)維護和故障檢測，并且由于閥瓣的導(dǎo)流槽的存在，使得閥瓣的使用材料相對于一般閥門的生產(chǎn)材料更少，生產(chǎn)成本降低；

3、系統(tǒng)有控制單元，利用裝在管路上的溫度探頭和壓力探頭采集管路內(nèi)部介質(zhì)的壓力、溫度信號，通過單片機或者其他具有運算能力的計算機結(jié)構(gòu)的運算并輸出控制信號，控制阻力調(diào)節(jié)裝置、調(diào)節(jié)管路阻力實現(xiàn)動態(tài)恒流量、恒壓力控制，也可根據(jù)管路內(nèi)介質(zhì)的溫度變化實現(xiàn)自動能量跟蹤控制等功能，更加智能化；

4、安全級別高，在閥瓣上開有α角度的導(dǎo)流槽，不僅能彌補損耗，更好地滿足管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置的開度與管道阻力值成反比的線性特性，也能避免由于誤操作使得電動閥門完全關(guān)斷而發(fā)生事故的現(xiàn)象，事故發(fā)生的減少能夠幫助我們達到節(jié)約售后成本的效果。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明的機構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明增加變送器后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明在閥瓣上安裝了擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式作詳細闡述：

實施例1

一種管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置，包括閥瓣1和能夠控制閥瓣1的執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)連接閥瓣1使之能夠控制閥瓣1，執(zhí)行機構(gòu)包括驅(qū)動單元2和控制單元3，所述閥瓣1上設(shè)有至少一個α角度的導(dǎo)流槽4。

α角度的開度不少于1°，不超過36°。由于閥瓣1本身的作用即在于能夠?qū)α髁窟M行控制，故肯定要對其中流體等進行阻擋作用，故α角度必須為一上限值，此處36°也僅為一優(yōu)選方式，而本申請的作用即為防止管路完全關(guān)斷導(dǎo)致事故，故此處采用1°也僅為優(yōu)選，需根據(jù)具體情況改進。

管路上還設(shè)有用于固定閥瓣1的卡口(未圖示)。

所述導(dǎo)流槽4有兩個，且對稱設(shè)置于閥瓣1上。此處的對稱設(shè)計更優(yōu)選的可采用對稱所采用的平面與水平面平行，由于流體等介質(zhì)永遠是平行于水平面，采用此種對稱方式能夠保證壓差平衡。

還包括變送器，變送器與執(zhí)行機構(gòu)的控制單元3連接。

所述閥瓣1和執(zhí)行機構(gòu)一體化成型。采用一體化成型保證了施工的方便性。

所述執(zhí)行機構(gòu)的控制單元3為單片機。此處的單片機可采用8位、16位或32位單片機，例如89C51單片機芯片，能夠?qū)唵蔚奈锢磉\動做出控制，成本低，但是效果達到預(yù)期值。

所述導(dǎo)流槽4為扇形并且與扇形擋板5位于同一圓心。

所述變送器包括溫度探頭6和壓力探頭7。此處采用溫度探頭和壓力探頭即為能夠?qū)α黧w的溫差和壓差進行實時跟蹤。

壓差＝出水口的壓力探頭采集到的壓力信號-進水口的壓力探頭采集到的壓力信號。

溫差＝出水口的溫度探頭采集到的溫度信號-進水口的溫度探頭采集到的溫度信號。

故由上述的兩個公式可以看出至少需要兩個溫度探頭和兩個壓力探頭，分別對進水口和出水口的溫度和壓力進行偵測。

當(dāng)執(zhí)行單元控制閥瓣1關(guān)閉，根據(jù)閥瓣α角度，可以算出通量與阻力。

例如管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置達到最小開度，當(dāng)α角度為36°，閥瓣1與介質(zhì)流向成90°時，即閥瓣1關(guān)閉，管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置的最小開度為20％，阻力為80％；當(dāng)執(zhí)行單元控制閥瓣完1全開啟，即閥瓣1與介質(zhì)的流向平行，管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置達到最大開度100％，阻力為0％。

實施例2

一種管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置，包括閥瓣1和能夠控制閥瓣1的執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)連接閥瓣1使之能夠控制閥瓣1，執(zhí)行機構(gòu)包括驅(qū)動單元2和控制單元3，所述閥瓣1上設(shè)有至少一個α角度的導(dǎo)流槽4。

α角度的開度不少于1°，不超過36°。由于閥瓣1本身的作用即在于能夠?qū)α髁窟M行控制，故肯定要對其中流體等進行阻擋作用，故α角度必須為一上限值，此處36°也僅為一優(yōu)選方式，而本申請的作用即為防止管路完全關(guān)斷導(dǎo)致事故，故此處采用1°也僅為優(yōu)選，需根據(jù)具體情況改進。

所述導(dǎo)流槽4有兩個，且對稱設(shè)置于閥瓣1上。此處的對稱設(shè)計更優(yōu)選的可采用對稱所采用的平面與水平面平行，由于流體等介質(zhì)永遠是平行于水平面，采用此種對稱方式能夠保證壓差平衡。

還包括變送器，變送器與執(zhí)行機構(gòu)的控制單元連接。

所述閥瓣1上還設(shè)有用于控制導(dǎo)流槽4開合度的扇形擋板5，扇形擋板5與執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動單元2連接。扇形擋板5的存在即在于可以在出廠前根據(jù)施工環(huán)境可以確定是否需要安裝上去，同時，即α角度的上限值或者下限值固定，然后通過扇形擋板5的存在能夠針對不同的工作環(huán)境做出應(yīng)對。

所述閥瓣1和執(zhí)行機構(gòu)一體化成型。采用一體化成型保證了施工的方便性。

所述執(zhí)行機構(gòu)的控制單元3為單片機。此處的單片機可采用8位、16位、32位單片機，例如89C51單片機芯片，能夠?qū)唵蔚奈锢磉\動做出控制，成本低，但是效果達到預(yù)期值。

所述導(dǎo)流槽4為扇形并且與扇形擋板5位于同一圓心。

所述變送器包括溫度探頭6和壓力探頭7。此處采用溫度探頭6和壓力探頭7即為能夠?qū)α黧w的溫差和壓差進行實時跟蹤。

壓差＝出水口的壓力探頭采集到的壓力信號-進水口的壓力探頭采集到的壓力信號。

溫差＝出水口的溫度探頭采集到的溫度信號-進水口的溫度探頭采集到的溫度信號。

故由上述的兩個公式可以看出至少需要兩個溫度探頭6和兩個壓力探頭7，分別對進水口和出水口的溫度和壓力進行偵測。

所述扇形擋板5的圓心角小于導(dǎo)流槽的圓心角，使得扇形擋板5無法完全擋住導(dǎo)流槽4。

實施例2與實施例1工作原理的區(qū)別在于：在出廠階段即可根據(jù)所需使用的工作環(huán)境對閥瓣是否添加擋板進行操作，其次在具體工作過程中，如果關(guān)斷的流量仍然超過或者低于目標(biāo)值，可以調(diào)節(jié)擋板使得其達到目標(biāo)值的目的。

對比例

現(xiàn)有管路電動閥門的調(diào)節(jié)裝置系統(tǒng)由電動調(diào)節(jié)閥、控制箱和變送器組成。變送器采集信號，將信號反饋到控制箱，控制箱中的PLC驅(qū)動電動閥門進行開度調(diào)節(jié)。

實施例與對比例的區(qū)別在于：

1、實施例為一體化成型，模塊化設(shè)計，安裝方便，不需要再對進行機械連接的各個部件進行單獨安裝；

2、實施例增加了導(dǎo)流槽的設(shè)計，解決了在一些對流量調(diào)節(jié)要求很高卻又不能關(guān)斷的工業(yè)管路控制領(lǐng)域中，防止系統(tǒng)中的閥瓣由于為全封閉設(shè)計，導(dǎo)致工作人員因誤操作使得閥瓣關(guān)死，從而導(dǎo)致管路堵死引起事故的問題；

3、實施例在導(dǎo)流槽上增加了扇形擋板的設(shè)計，扇形擋板5的存在即在于可以在出廠前根據(jù)施工環(huán)境可以確定是否需要安裝上去，同時，即α角度的上限值或者下限值固定，然后通過扇形擋板5的存在能夠針對不同的工作環(huán)境做出應(yīng)對。

實施例3

即工作原理的具體實施：

1、動態(tài)恒壓力控制功能的具體操作方法：在控制單元3輸入出水壓力設(shè)定值。出水口的壓力探頭7采集壓力信號并反饋給控制單元3，由控制單元3進行判斷。如果出水口的壓力探頭7采集到的壓力信號大于出水壓力設(shè)定值，則控制單元3發(fā)出操作指令，增大閥瓣1與介質(zhì)的垂直平面面積，減小開度，從而增大阻力，以致出水口的壓力探頭7采集到的壓力信號等于輸入出水壓力的設(shè)定值。如果出水口的壓力探頭7采集到的壓力信號小于出水壓力設(shè)定值，則操作相反。

2、動態(tài)恒流量控制功能的具體操作方法：在控制單元3輸入壓差設(shè)定值。

出水口的壓力探頭7和進水口的壓力探頭7采集壓力信號并反饋給控制單元3，由控制單元3進行減法運算和判斷。如果控制單元3計算的實際壓差大于壓差設(shè)定值，則控制單元3發(fā)出操作指令，增大閥瓣1與介質(zhì)的垂直平面面積，減小開度，從而增大負荷，以致控制單元3計算的實際壓差等于壓差設(shè)定值。如果控制單元3計算的實際壓差小于壓差設(shè)定值，則操作相反。

3、自動能量跟蹤控制功能的具體操作方法：在控制單元3輸入溫差設(shè)定值。

出水口的溫度探頭6和進水口的溫度探頭6采集溫度信號并反饋給管路阻力動態(tài)自動式調(diào)節(jié)裝置的控制單元3，由控制單元3進行減法運算和判斷。當(dāng)壓差不變時，如果控制單元3計算的實際溫差大于溫差設(shè)定值，則負荷變高，控制單元3發(fā)出操作指令，減小閥瓣1與介質(zhì)的垂直平面面積，增大開度，從而降低負荷，以致控制單元3計算的實際溫差差等于溫差設(shè)定值。如果控制單元3計算的實際溫差小于溫差設(shè)定值，則操作相反。