[发明专利]改进的平衡控制阀

说明书

技术领域

本发明涉及液体循环系统中常用的控制阀和平衡阀，其作用是监测并调节流体的流速，并确保流体相对稳定地流过系统。本发明提供一种结合了新颖的平衡装置设计的控制阀，当装入该改进的阀后，液体循环系统具有更好的性能。

背景技术

在流体网络中，常常需要从源头分送流体到一个或多个消费（负载）点。为了根据不同的需求来提供正确的流量，通常需要使用一个或多个控制阀。这些控制阀响应控制信号，在系统中产生可变的节流，来为每个负载提供合适的流量。例如，控制信号可以由恒温器提供，阀通过改变流经热交换器的热或冷流体的流量来作出响应。如果这些控制阀选择的最大开度大于应用所需的最大数量，则必须一直控制该阀以闭合多余的开度。由于控制阀需要从开放状态到闭合状态反复变化而不是固定在适当的位置，这种余量闭合会导致控制的不稳定。相反，如果选择的阀具有过小的最大开度，就需要额外的泵送能量才能满足系统中所产生的不必要压降。这个问题由于控制阀通常只能用固定的级差调节而变得更加复杂，这迫使用户选择一种或另一种错误类型的级差。

这些系统通常还在不同的终端有不同的剩余压力值。普通控制阀不提供读取流体流速的装置，也不能手动调节其最大开度，这将导致普通控制阀中的流体不能正确地流动。虽然在理论上可以计算剩余压力值，但是在实际中往往由于计算的复杂性而不能计算或由于结构的多样性而不能准确计算。这个问题经常通过安装平衡阀来解决，平衡阀提供了经校准的可调节的节流和用于测量流速的装置。然后在整个系统中应用平衡压力机来调整这些平衡阀，使得在最大流量条件下所有终端没有多余地接收到正确流体流。

当前技术的局限在于平衡阀产生的节流没有计入控制阀中，从而使得控制阀的一部分行程被浪费掉了。

某些现有的设备在单一单元中结合了控制阀和平衡阀的功能，以使该该组合的单元具有更好的性能。通过单一设备达到的控制和平衡功能，可以提供与给定的终端的具体状况相适应的改进的控制性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种包括集成了平衡组件的控制阀，它克服了现有技术中出现的问题。

根据本发明，提供了一种适于在液体循环系统中使用的组合的平衡控制阀，该阀包括腔室，该腔室内设有阀塞、阀座、调节装置和监测装置，该调节装置用于调节阀塞和阀座的间隙，监测装置用于监测流经该间隙的流体的流动速率，该阀的特征在于，调节装置包括运动转换装置，该运动转换装置可由致动器进行操作以限制阀塞的运动，从而对于致动器位置的给定变化，提供了阀的流导的有利变化，且致动器的增量可以进行校准，该增量对应流导的增量变化。

校准的刻度在任何特定设置中提供可知的节流，利用该刻度可限制控制阀的最大开度，以实现平衡回路所需的调整。平衡回路所需要的流量数值通过读取跨阀节流的压力差来获得。在本发明的一个实际实施例中，调节装置包括具有从腔室外部可见的刻度的校准装置，并且该调节装置可用于调节阀塞和阀座的最大可能间隙，该间隙的增量对应于刻度上提供的读数。在平衡过程之后，致动器响应于外部控制信号，可以改变阀的流导到关闭和设定的最大值之间的任何适当的值。

在优选的实施例中，校准装置合宜地从腔室中以连杆的形式露出，连杆具有沿其长度方向的直线刻度，连杆的直线运动被传递到阀座和阀塞中的一者或两者，从而调整阀座和阀塞的间隙，该间隙的调节量对应根据直线刻度的连杆移动的距离。

在一个选择中，连杆是由可用于限制其移动的带螺纹的套筒环绕，该套筒的螺纹与相对腔室固定的互补的螺纹结构啮合，并可通过旋转套筒来获得该螺纹结构的直线运动。任选地，该套筒不可转动，套筒与相对于壳体可平移地安装的螺母接合。在另一选择中，可围绕所述转动构件的圆周设置刻度，该刻度可以是上述的直线刻度之外的刻度（例如允许微调）或作为唯一的刻度。

理想的是，阀塞和阀座被配置为与系统中的预设的流体流动的方向轴向对齐。在轴向结构中，流体沿单一轴线从阀流入和流出，并且阀具有沿着该轴线移动的阀塞。与要求流体方向过度改变的几何结构相比，这种几何结构减少了紊流从而具有更小的噪声。与其它的结构相比，这种结构还使得阀更加紧凑。

在一个优选的实施例中，校准的连杆延伸到腔室中并包括带齿的齿条部，该齿条部啮合小齿轮，该小齿轮被固定在凸轮机构的凸轮板上，该凸轮板与小齿轮一起旋转以实现凸轮从动件的移动，该凸轮机构用于调整阀塞与阀座的间隙。凸轮从动件合宜地固定在轴上，阀座或阀塞被安装固定在该轴上。当凸轮从动件随着凸轮板中提供的引导运动时，该轴发生轴向移动，从而调节阀塞与阀座的间隙。