CN109883493A - 一种阀门流量标定装置及其标定方法 - Google Patents

Abstract

一种阀门流量标定装置及其标定方法，包括依次通过一条管道连接成一条闭合环路的水箱、水泵、流量检测装置、预调装置，预调装置包括流量调节阀和电动执行器，流量调节阀的两端分别与水箱和流量检测装置固定连接在闭合环路内，电动执行器固定在流量调节阀上，用于控制流量调节阀内阀门的开度；阀门流量标定装置包括控制台，水泵、流量检测装置和电动执行器分别与控制台电连接，控制台控制水泵的开关，控制台通过电动执行器来控制流量调节阀内阀门的开度，流量检测装置用以检测闭合环路内关于流量的参数，并将检测到的数据传递至控制台，从而确定阀门的开度和流量之间的定量关系。

Description

一种阀门流量标定装置及其标定方法

技术领域

本发明涉及阀门参数的调整领域，尤其涉及一种阀门流量标定装置及其标定方法。

背景技术

众所周知，在冬季，北方地区的天气较冷，主要的取暖手段就是集中供暖。集中供暖中采用流量调节阀控制每栋楼的热量分配，流量调节阀为用于控制流体的流量的控制部件，使得每栋楼的热量得到合理的控制。

集中供暖针对阀门开度需要精确的控制并且及时操控，以实现流量的精确控制，现有技术中，通常采用电动执行器控制流量调节阀的开度，调整流量调节阀内流量的大小。但阀门开度的大小和流量之间的关系目前无法确定，仅能通过经验来判断，并没有一个可靠的方式确定两者之间的关系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提供一种阀门流量标定装置，计算出流量调节阀内阀门的开度大小和对应通过的流量之间的定量关系，方便后续集中供暖时的使用。

本发明通过以下技术手段来实现：

一种阀门流量标定装置，用于检测当固定在流量调节阀上的电动执行器控制所述流量调节阀内部阀门的开度时，通过所述流量调节阀内的水的流量，从而确定两者之间的定量关系并记录到特定存储设备，方便用户现场使用，所述阀门流量标定装置包括依次通过一条管道连接成一条闭合环路的水箱、水泵、流量检测装置、预调装置，所述预调装置包括流量调节阀和电动执行器，所述流量调节阀的两端分别与所述水箱和所述流量检测装置固定连接在闭合环路内，所述电动执行器固定在所述流量调节阀上，用于控制所述流量调节阀内所述阀门的开度；

所述流量调节阀包括与所述阀门固定连接的控制杆，所述电动执行器包括控制器、与所述控制杆固定连接的驱动轴、与所述驱动轴固定连接的电机、以及与所述驱动轴固定连接的光栅定位装置，所述电机与所述控制器电连接，所述控制器通过所述电机驱动所述驱动轴转动，所述电动执行器通过所述光栅定位装置精确的控制所述阀门的开度；

所述阀门流量标定装置包括控制台，所述水泵、所述流量检测装置和所述控制器分别与所述控制台电连接，所述控制台控制所述水泵的开关，所述控制台通过所述控制器来控制所述阀门的开度，所述流量检测装置用以检测闭合环路内液体的流量参数，并将检测到的数据实时传递至所述控制台，从而确定所述阀门的开度和流量之间的定量关系。

进一步，所述流量检测装置内包括多条管径不同的管道，每条管道上均设有不同精度和流程的流量计和不同型号的气动阀门。

进一步，所述流量检测装置内包括两条管径不同的管道、第一流量计和第二流量计，所述第一流量计的精度小于所述第二流量计的精度，所述第一流量计设置在所述流量检测装置内管径较小的管道上，所述第二流量计设置在所述流量检测装置内管径较大的管道上，所述第一流量计和所述第二流量计分别与所述控制台电连接。

进一步，所述流量检测装置内的两条管径不同的管道上分别设有第一气动阀门和第二气动阀门，所述第一气动阀门的型号小于所述第二气动阀门，所述第一气动阀门设置在所述流量检测装置内管径较小的管道上，所述第二气动阀门设置在所述流量检测装置内管径较大的管道上，所述第一气动阀门和所述第二气动阀门分别与所述控制台电连接。

进一步，所述阀门流量标定装置包括用于稳定所述阀门流量标定装置内运行压力的稳压罐，所述稳压罐的两端分别与所述水泵和所述流量检测装置固定连接在闭合环路内。

进一步，所述阀门流量标定装置包括若干个第一气动阀门，若干个所述第一气动阀门分别固定在所述水箱、所述水泵、所述流量检测装置、所述预调装置连接成的闭合环路内，用于控制闭合环路内水流的通过与否。

进一步，所述预调装置包括锁紧装置，所述锁紧装置包括固定连接的活塞和伸缩部，所述活塞为气动控制的双向活动结构，所述锁紧装置通过所述活塞带动所述伸缩部运动，从而将所述流量调节阀固定连接在闭合环路内。

一种阀门流量标定装置的标定方法，采用如上所述的阀门流量标定装置进行操作，包括以下步骤：

S1：用锁紧装置将流量调节阀固定在阀门流量标定装置中；

S2：打开全部的第三气动阀门；

S3：打开第一气动阀门关闭第二气动阀门，或关闭第一气动阀门打开第二气动阀门，或打开第一气动阀门和第二气动阀门；

S4：在操作台上输入指令，启动水泵；

S5：在操作台上输入指令，控制电动执行器内光栅定位装置旋转的角度，从而控制流量调节阀内阀门的开度；

S6：观察第一流量计和第二流量计反馈到控制台的流量数据，待数据稳定后，保存电动执行器内光栅定位装置旋转角度的数据和所测得的流量数据；

S7：重复步骤S和步骤S，调整电动执行器内光栅定位装置旋转的角度，将电动执行器内光栅定位装置旋转角度的数据和对应所测得的流量数据全部储存；

S8：完成数据储存后，关闭水泵，关闭第一气动阀门、第二气动阀门和第三气动阀门；

S9：将流量调节阀从阀门流量标定装置中取出，完成流量调节阀阀门参数的预调。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：

本发明提供的一种阀门流量标定装置，可计算出电动执行器内光栅定位装置转动的角度、流量调节阀内阀门的开度、实际通过流量调节阀的流量三者之间的定量关系，并将这种定量关系储存到特定存储设备，实际使用时，只需确定光栅定位装置转动的角度，即可确定实际通过流量调节阀的流量，以便在集中供暖时，精确掌控流量调节阀内流量的大小，避免热量能源的过多损失。

附图说明

图1为本发明的阀门流量标定装置的整体结构示意图；

图2为图1中所示的B部放大图；

图3为本发明的流量调节阀和电动执行器的组合状态示意图；

图4为本发明的流量调节阀和电动执行器的组合状态剖视图；

图5为图4中所示的A部放大图；

图6为本发明的阀门流量标定装置的结构框图。

图中标号：

1水箱，2水泵，3稳压罐；

4流量检测装置，41第一流量计，42第二流量计；

5预调装置，51流量调节阀，511控制部，5111容置腔，5112阀门，5113控制杆，52电动执行器，521驱动轴，5211联轴器，522光栅定位装置，5221光栅盘，5222发光元件，5223光敏元件，53锁紧装置，531活塞，532伸缩部，533开关；

6气动阀门，61第一气动阀门，62第二气动阀门，63第三气动阀门；

7气泵，8控制台。

具体实施方式

以下，基于优选的实施方式并参照附图对本发明进行进一步说明。

此外，为了方便理解，放大(厚)或者缩小(薄)了图纸上的各种构件，但这种做法不是为了限制本发明的保护范围。

单数形式的词汇也包括复数含义，反之亦然。

本说明书上的词汇是为了说明本发明的实施例而使用的，但不是试图要限制本发明。

为了区分不同的单元，本说明书上用了第一、第二等词汇，但这些不会受到制造的顺序限制，在发明的详细说明书与权利要求书上，其名称可能会不同。

本发明提供一种阀门流量标定装置，模拟集中供暖时，水流的循环过程，其包括水箱1、水泵2、稳压罐3、流量检测装置4、预调装置5、控制台8，水箱1、水泵2、稳压罐3、流量检测装置4、预调装置5依次通过一条管道连接成一条闭合的环路，预调装置5包括流量调节阀51、电动执行器52和锁紧装置53，流量调节阀51与电动执行器52固定连接，电动执行器52控制流量调节阀51内阀门5112的开度，流量调节阀51通过锁紧装置53的固定，连接在阀门流量标定装置的闭合环路中，流量调节阀51的两端分别与水箱1和流量检测装置4通过管道相互连接。

具体的，锁紧装置53包括活塞531、伸缩部532、开关533，活塞531与伸缩部532固定连接，活塞531为气动控制的双向活动结构，转动开关533可改变进入活塞531中的气体的方向，使得活塞531可双向移动，从而带动伸缩部532移动。当流量调节阀51连接在阀门流量标定装置的闭合环路中时，转动开关533，使得活塞531带动伸缩部532向流量调节阀51移动，最终流量调节阀51的一端与伸缩部532相接触，从而连接在阀门流量标定装置的闭合环路中。

电动执行器52通过以下结构控制流量调节阀51内阀门5112的开度：

流量调节阀51包括控制部511，控制部511内部设有容纳阀门5112的容置腔5111、以及控制杆5113，优选的，阀门5112与控制杆5113为一体连接。

电动执行器52包括设置在主控板上的控制器、与控制杆5113固定连接的驱动轴521、以及用于控制阀门5112开度的光栅定位装置522，驱动轴521通过联轴器5211与控制杆5113固定连接并同步转动，电动执行器52内设有与驱动轴521固定连接的电机，电机与控制器电连接，使得控制器可控制电机，从而驱动驱动轴521的转动，光栅定位装置522与驱动轴521固定连接，可与驱动轴521同步转动，精确计算驱动轴521的转动，从而控制阀门5112的开度。

光栅定位装置522包括光栅盘5221、发光元件5222、光敏元件5223，光栅盘5221沿径向安装在驱动轴521上，与驱动轴521相互垂直连接，可随驱动轴521同步转动，并且光栅盘5221设有若干等分的格槽，发光元件5222和光敏元件5223分别设在光栅盘5221的上下两侧，且两者相对于光栅盘5221对称设置，发光元件5222与光栅盘5221平行设置，并且发光元件5222发出的光能垂直穿过光栅盘5221的格槽，光敏元件5223在光栅盘5221的另一侧能接收到发光元件5222所发出的光，发光元件5222和光敏元件5223均与电动执行器52的控制器电连接，当光栅盘5221随着驱动轴521转动时，发光元件5222发出的光会被光栅盘5221的格槽所阻断，光敏元件5223将接收到不连续的光信号，光敏元件5223将接收到的光信号转化为电信号发射给控制器，使得控制器可精确的掌握格槽的行程，而光栅盘5221与驱动轴521固定连接且同步转动，驱动轴521通过控制杆5113与阀门5112固定连接且同步转动，因而控制器可精确的掌握控制阀门5112的开度。应当指出的是，本发明中对光栅盘5221设置的格槽个数不做限制，根据实际使用时所需控制阀门5112的精度，可更换光栅盘5221的格槽个数，在本实施例中，优选的，光栅盘5221设有200个等分的格槽，旋转一个格槽的度数为1.8度，由此来精确控制阀门5112的开度。

如上所述，电动执行器52可通过光栅定位装置522精确的控制流量调节阀51内阀门5112的开度。

流量检测装置4用以检测本发明中阀门流量标定装置内的流量参数，为提高流量检测装置4的检测精度，流量检测装置4可设置多条管径不同的管道，优选的，流量检测装置4设有两条管径不同的管道，这两种管道的管径均小于闭合环路管道的管径；流量检测装置4包括第一流量计41和第二流量计42，两者的精度不同，优选的，第一流量计41的精度高于第二流量计42的精度，并且，第一流量计41设置在流量检测装置4内管径较小的管道上，第二流量计42设置在流量检测装置4内管径较大的管道上。应当指出的是，本发明对流量检测装置4内管道设置的数量及流量计的数量、精度和量程不做限制，凡是在流量检测装置4内设置多条管径不同的管道、并在各个管道上设置精度和量程不同的流量计的结构设计，达到流量检测装置4检测阀门流量标定装置内的流量参数的目的，均在本发明权利要求的保护范围内。

阀门流量标定装置包括若干个不同型号的气动阀门6，安装在阀门流量标定装置的闭合环路内，用以控制闭合环路内水流的通过与否，优选的，不同型号的气动阀门6种类为三种，每种气动阀门6的个数不限，三种气动阀门的型号从小到大依次为第一气动阀门61、第二气动阀门62和第三气动阀门63，其中，优选的，第一气动阀门61为一个，并且第一气动阀门61与第一流量计41之间通过管道相连接，两者共同设置在流量检测装置4内管径较小的管道上，第二气动阀门62为一个，并且第二气动阀门62与第二流量计42之间通过管道相连接，两者共同设置在流量检测装置4内管径较大的管道上，第三气动阀门63为三个，设置在闭合环路所在的最大的管道上，具体的，第三气动阀门63分别设置在水泵2和稳压罐3之间、稳压罐3和流量检测装置4之间、流量检测装置4和预调装置5之间。

阀门流量标定装置包括气泵7，第一气动阀门61、第二气动阀门62、第三气动阀门63分别与气泵7相连接，气泵7提供气源并分别控制第一气动阀门61、第二气动阀门62、第三气动阀门63的开关；活塞531的两端均与气泵7固定连接，开关533用以控制进入活塞531内气体的方向，可使活塞531双向移动，当需固定流量调节阀51时，将流量调节阀51的一端与闭合管道连接，此时，转动开关533，活塞531带动伸缩部532向流量调节阀51处移动，伸缩部532与流量调节阀51的一端相接触，最后将流量调节阀51夹紧在闭合环路上。

阀门流量标定装置包括控制台8，水泵2与控制台8电连接，通过操作控制台8可控制水泵2的转速，从而控制阀门流量标定装置内水流的速度和管道的压力；第一流量计41、第二流量计42分别与控制台8电连接，两者将所测到的关于水流速度的数据实时传递至控制台8，实现控制台8对水流速度的实时监控；电动执行器52内的控制器与控制台8电连接，操作控制台8将参数数据传输至电动执行器52，调整电动执行器52内部光栅定位装置522旋转的角度，从而控制流量调节阀51内阀门5112的开度，同时，电动执行器52也将光栅定位装置522旋转后的信号反馈至控制台8，实现控制台8对阀门5112的实时监控；第一气动阀门61、第二气动阀门62、第三气动阀门63分别与控制台8电连接，控制台8通过高低电平的开关信号，实现对三种阀门的开关控制。

下面对本发明中阀门流量标定装置的使用步骤及工作原理进行进一步的说明。

先将预调装置5固定在阀门流量标定装置中，具体的，将流量调节阀51通过锁紧装置53固定在在阀门流量标定装置的闭合环路中，保持流量调节阀51与阀门流量标定装置整体的紧密结合。

水箱1中储满了集中供暖所需的水，保证整个阀门流量标定装置中运行时水量充足，水箱1中的水经过管道流入水泵2，水泵2给水加压，流入稳压罐3，稳压罐3用于稳定整个阀门流量标定装置内水的运行压力，水从稳压罐3出来，进入流量检测装置4内的两个不同管径的管道中，第一流量计41和第二流量计42分别测量所在管道内水的流量大小，并将数据实时传输至控制台8，水从流量检测装置4内的两个管道出来后合并成一条管道，继续流入流量调节阀51内，流量调节阀51上设置的电动执行器52可控制流量调节阀51内阀门5112开度的大小，从而控制通过流量调节阀51内的水的流量，水经过流量调节阀51后流入水箱1中，完成阀门流量标定装置内水的闭合环路循环过程。

第一气动阀门61和第二气动阀门62可控制流量检测装置4内两个管道的开关，采用上述方法测量在阀门流量标定装置内水的流量时，流量检测装置4内的两个管道可以择一使用，也可同时使用。

择一使用时，打开第一气动阀门61或第二气动阀门62中的一个，关闭另一个气动阀门，则与之对应的第一流量计41或第二流量计42上所测的流量数据既为阀门流量标定装置内水的流量参数。例如，打开第一气动阀门61，关闭第二气动阀门62，则阀门流量标定装置内的水只能从第一流量计41所在的管道流过，此时，第一流量计41上所测的流量数据即为阀门流量标定装置内水的流量参数，第一流量计41将所测到的参数传递至控制台8。

同时使用时，打开第一气动阀门61和第二气动阀门62，阀门流量标定装置内的水从流量监测装置4的两条管道内通过，此时，阀门流量标定装置内水的流量参数由第一流量计41和第二流量计42相加所得，第一流量计41和第二流量计42将所测到的参数传递至控制台8。

由上所述，通过电动执行器52控制流量调节阀51内阀门5112的开度，从而控制通过流量调节阀51内的水的流量，进一步控制阀门流量标定装置内水的流量，同时，通过第一流量计41和第二流量计42检测阀门流量标定装置内水的流量，并将检测到的数据实时传输至控制台8，确定流量调节阀51内阀门5112的开度和流量之间的关系，进而确定电动执行器52内光栅定位装置522旋转的角度与流量之间的关系，最后将所得到的数据储存到特定存储设备，，以便后续使用。

本发明还提供一种阀门流量标定装置的标定方法，采用如上所述的阀门流量标定装置进行操作，包括以下步骤：

S1：用锁紧装置53将流量调节阀51固定在阀门流量标定装置中；

S2：打开全部的第三气动阀门63；

S3：打开第一气动阀门61关闭第二气动阀门62，或关闭第一气动阀门61打开第二气动阀门62，或打开第一气动阀门61和第二气动阀门62；

S4：在操作台8上输入指令，启动水泵2；

S5：在操作台8上输入指令，控制电动执行器52内光栅定位装置522旋转的角度，从而控制流量调节阀51内阀门5112的开度；

S6：观察第一流量计41和第二流量计42反馈到控制台8的流量数据，待数据稳定后，保存电动执行器52内光栅定位装置522旋转角度的数据和所测得的流量数据；

S7：重复步骤S5和步骤S6，调整电动执行器52内光栅定位装置522旋转的角度，将电动执行器52内光栅定位装置522旋转角度的数据和对应所测得的流量数据全部储存；

S8：完成数据储存后，关闭水泵2，关闭第一气动阀门61、第二气动阀门62和第三气动阀门63；

S9：将流量调节阀51从阀门流量标定装置中取出，完成流量调节阀51阀门参数的预调。

以上对本发明的具体实施方式进行了详细介绍，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰和改进，这些修饰和改进也都属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种阀门流量标定装置，用于检测当固定在流量调节阀(51)上的电动执行器(52)控制所述流量调节阀(51)内部阀门(5112)的开度时，通过所述流量调节阀(51)内的水的流量，从而确定两者之间的定量关系并记录到特定存储设备，方便用户现场使用，其特征在于：

所述阀门流量标定装置包括依次通过一条管道连接成一条闭合环路的水箱(1)、水泵(2)、流量检测装置(4)、预调装置(5)，所述预调装置(5)包括流量调节阀(51)和电动执行器(52)，所述流量调节阀(51)的两端分别与所述水箱(1)和所述流量检测装置(4)固定连接在闭合环路内，所述电动执行器(52)固定在所述流量调节阀(51)上，用于控制所述流量调节阀(51)内所述阀门(5112)的开度；

所述流量调节阀(51)包括与所述阀门(5112)固定连接的控制杆(5113)，所述电动执行器(52)包括控制器、与所述控制杆(5113)固定连接的驱动轴(521)、与所述驱动轴(521)固定连接的电机、以及与所述驱动轴(521)固定连接的光栅定位装置(522)，所述电机与所述控制器电连接，所述控制器通过所述电机驱动所述驱动轴(521)转动，所述电动执行器(52)通过所述光栅定位装置(522)精确的控制所述阀门(5112)的开度；

所述阀门流量标定装置包括控制台(8)，所述水泵(2)、所述流量检测装置(4)和所述控制器分别与所述控制台(8)电连接，所述控制台(8)控制所述水泵(2)的开关，所述控制台(8)通过所述控制器来控制所述阀门(5112)的开度，所述流量检测装置(4)用以检测闭合环路内液体的流量参数，并将检测到的数据实时传递至所述控制台(8)，从而确定所述阀门(5112)的开度和流量之间的定量关系。

2.如权利要求1所述的一种阀门流量标定装置，其特征在于，所述流量检测装置(4)内包括多条管径不同的管道，每条管道上均设有不同精度和量程的流量计和不同型号的气动阀门。

3.如权利要求2所述的一种阀门流量标定装置，其特征在于，所述流量检测装置(4)内包括两条管径不同的管道、第一流量计(41)和第二流量计(42)，所述第一流量计(41)的精度小于所述第二流量计(42)的精度，所述第一流量计(41)设置在所述流量检测装置(4)内管径较小的管道上，所述第二流量计(42)设置在所述流量检测装置(4)内管径较大的管道上，所述第一流量计(41)和所述第二流量计(42)分别与所述控制台(8)电连接。

4.如权利要求3所述的一种阀门流量标定装置，其特征在于，所述流量检测装置(4)内的两条管径不同的管道上分别设有第一气动阀门(61)和第二气动阀门(62)，所述第一气动阀门(61)的型号小于所述第二气动阀门(62)，所述第一气动阀门(61)设置在所述流量检测装置(4)内管径较小的管道上，所述第二气动阀门(62)设置在所述流量检测装置(4)内管径较大的管道上，所述第一气动阀门(61)和所述第二气动阀门(62)分别与所述控制台(8)电连接。

5.如权利要求1所述的一种阀门流量标定装置，其特征在于，所述阀门流量标定装置包括用于稳定所述阀门流量标定装置内运行压力的稳压罐(3)，所述稳压罐(3)的两端分别与所述水泵(2)和所述流量检测装置(4)固定连接在闭合环路内。

6.如权利要求1所述的一种阀门流量标定装置，其特征在于，所述阀门流量标定装置包括若干个第一气动阀门(61)，若干个所述第一气动阀门(61)分别固定在所述水箱(1)、所述水泵(2)、所述流量检测装置(4)、所述预调装置(5)连接成的闭合环路内，用于控制闭合环路内水流的通过与否。

7.如权利要求1所述的一种阀门流量标定装置，其特征在于，所述预调装置(5)包括锁紧装置(53)，所述锁紧装置(53)包括固定连接的活塞(531)和伸缩部(532)，所述活塞(531)为气动控制的双向活动结构，所述锁紧装置(53)通过所述活塞(531)带动所述伸缩部(532)运动，从而将所述流量调节阀(51)固定连接在闭合环路内。

8.一种阀门流量标定装置的标定方法，采用权利要求1～7任一项所述的阀门流量标定装置进行操作，其特征在于，包括以下步骤：

S1：用锁紧装置(53)将流量调节阀(51)固定在阀门流量标定装置中；

S2：打开全部的第三气动阀门(63)；

S3：打开第一气动阀门(61)关闭第二气动阀门(62)，或关闭第一气动阀门(61)打开第二气动阀门(62)，或打开第一气动阀门(61)和第二气动阀门(62)；

S4：在操作台(8)上输入指令，启动水泵(2)；

S5：在操作台(8)上输入指令，控制电动执行器(52)内光栅定位装置(522)旋转的角度，从而控制流量调节阀(51)内阀门(5112)的开度；

S6：观察第一流量计(41)和第二流量计(42)反馈到控制台(8)的流量数据，待数据稳定后，保存电动执行器(52)内光栅定位装置(522)旋转角度的数据和所测得的流量数据；

S7：重复步骤S5和步骤S6，调整电动执行器(52)内光栅定位装置(522)旋转的角度，将电动执行器(52)内光栅定位装置(522)旋转角度的数据和对应所测得的流量数据全部储存；

S8：完成数据储存后，关闭水泵(2)，关闭第一气动阀门(61)、第二气动阀门(62)和第三气动阀门(63)；

S9：将流量调节阀(51)从阀门流量标定装置中取出，完成流量调节阀(51)阀门参数的预调。