用于布置在空调技术设备的流动通道中的阀 |
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| 申请号 | CN201310211983.9 | 申请日 | 2013-05-31 | 公开(公告)号 | CN103453277B | 公开(公告)日 | 2017-08-18 |
| 申请人 | 特洛克斯有限责任公司; | 发明人 | M.萨德科夫斯基; H.席克斯; | ||||
| 摘要 | 用于布置在 空调 技术设备的流动通道中的 阀 。本 发明 涉及一种用于布置在空调技术设备的流动通道中的阀，其中所述阀具有两个阀面并且能够围绕转动轴旋转地支承，并且其中为了确定气态的、在所述流动通道中流动的介质的体积流量，设有具有至少两个测量 位置 的装置。为了给出一种例如用于体积流量调节器的阀，所述阀即使在非常小的体积流量的情况下也能够确定高的差压并且进而能实现足够的调节 精度 ，所述阀在其两个阀面上分别具有至少一个空腔，其中每个空腔都设有至少一个空隙、优选设有多个按照穿孔的类型构造的空隙，并且其中一个所述测量位置与一个所述空腔连接并且另一个所述测量位置与另一个所述空腔连接。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于布置在空调技术设备的流动通道（1）中的阀（2），其中所述阀（2）具有两个阀面并且能够围绕转动轴（3）旋转地支承，并且其中为了确定气态的、在所述流动通道中流动的介质的体积流量，设有具有至少两个测量位置的装置，其特征在于，所述阀（2）在其两个阀面上分别具有至少一个空腔（4、5），其中每个空腔（4、5）都设有至少一个空隙（6），并且其中，其中一个所述测量位置与其中一个所述空腔（4或5）连接并且另一个所述测量位置与另一个所述空腔（5或4）连接，其中每个空腔（4、5）设有多个按照穿孔的类型构造的空隙（6）。 |
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| 说明书全文 | 用于布置在空调技术设备的流动通道中的阀技术领域[0001] 本发明涉及一种用于布置在空调技术设备的流动通道中的阀，其中所述阀具有两个阀面并且能够围绕转动轴旋转地支承，并且其中为了确定气态的、在流动通道中流动的介质的体积流量，设有具有至少两个测量位置的装置。 背景技术[0002] 相应的阀例如在体积流量调节器中使用，所述体积流量调节器例如机械自动化地工作或者其具有由发送机、驱动器和调节装置组成的调节技术单元。体积流量在此通常通过单独的拦截元件确定。在所述拦截元件上量取静态的、动态的或全部的压力差，所述压力差应该具有相对于体积流量的尽可能好的比例。然而通常存在的问题在于，在体积流量较小时产生按百分比计算的高测量精度。这首先是由于，在拦截部件上的Vmax和Vmin之间存在大差压跨度并且测量装置的精度通常由最大值来确定。 发明内容[0003] 本发明的任务在于，提出一种例如用于体积流量调节器的阀，所述阀即使在体积流量非常小时也能确定高的差压（Differenzdruck）并且因此能实现足够的调节精度。 [0004] 所述任务由此解决，所述阀在其两个阀面上分别具有至少一个空腔，其中每个空腔具有至少一个空隙、优选具有多个按照穿孔的类型构造的空隙，并且其中，其中一个测量位置与其中一个空腔连接，并且其中另一个测量位置与其中另一个空腔连接。 [0005] 两个空腔能够具有相同的流量。但也完全可能的是，其中一个阀面的空腔大于其中另一个阀面的空腔。 [0006] 计算差压的平均值能够根据阀的角度位置在流动通道的整个横截面上进行。根据阀的角度位置，存在相应的差压。基于根据本发明的构造方案，即使在大节流位置并且进而即使在低的通道速度下也会在阀上测量到高的信号，所述信号可良好地用于发送机。基于根据本发明的构造方案，即使在小节流位置也就是在高的通道速度下也产生良好的有效压力信号。 [0007] 每个测量位置通常都通过压力管路与发送机连接。发送机与调节装置和驱动器连接。 [0008] 流动通道的横截面能够任意地构造。其例如能够是圆形的或有角的。根据（多个）空隙的布置，在空腔的整个表面上或者仅在部分表面上进行压力采集。所述表面例如能够开孔、开缝或穿孔地构造。优选所述空隙均匀地分布在每个空腔的整个表面上。 [0009] 如果空隙在空腔的整个表面上延伸，则在调节运行中通过用于差压采集的大的表面产生良好的对于不利的流入比例的不敏感性。避免了额外的压力损失、例如由在现有技术中使用的拦截部件所引起的额外的压力损失。 [0010] 因此，根据本发明的阀不仅适用于流动通道中的非常低的空气速度而且也适用于流动通道中的高的空气速度。这也适合于具有不利的流入条件的情况。 [0011] 所述阀能够在其关闭位置中具有环绕的空隙或者构造为相对于流动通道密封地关闭。如果在所述关闭位置中期望实现相对于流动通道的完全密封，则所述阀能够在边缘区域中具有环绕的密封部。 [0012] 当将所述阀应用在体积流量调节器中时，所述阀在其关闭位置中通常相对于流动通道的中心轴线成大约70°角。在这种情况下，在流动通道为圆形时所述阀具有大约椭圆形的形状。 [0013] 优选的是，所述阀在关闭位置中相对于流动通道的中心轴线成90°角。 [0014] 在开启位置中所述阀或者平行于流动方向对准。或者也可以考虑这种构造方案，其中，所述阀在其开启位置中相对于流动通道的中心轴线倾斜地对准。在这种情况下，所述阀在开启位置中并不平行于流动方向对准。 [0015] 在所述阀处于关闭位置时处于流入侧的空腔中的至少一个空隙能够布置在当所述阀处于开启位置中时流入侧的空腔的形成流入侧的端面的区域中。在所述阀处于关闭位置时处于流出侧的空腔的至少一个空隙也能够布置在当阀处于开启位置中时流出侧的空腔的形成流出侧的端面的区域中。 [0016] 在此提出，在所述阀处于关闭位置时处于流入侧的空腔中的所有空隙布置在所述空腔的、在所述阀处于开启位置时形成流入侧的端面的区域的部分区域中，所述部分区域基于流动通道的横截面沿流动方向来看位于在所述阀处于开启位置时空腔的轮廓曲线的最高点之前。流动通道的横截面在此垂直于流动方向对准。 [0017] 此外提出，在所述阀处于关闭位置时处于流出侧的空腔中的所有空隙布置在所述空腔的、在阀处于开启位置时形成流出侧的端面的区域的部分区域中，所述部分区域基于流动通道的横截面沿流动方向来看位于在所述阀处于开启位置时空腔的轮廓曲线的最低点之后。 [0018] 至少一个空腔能够在所述阀的整个宽度和/或整个长度上延伸。 [0019] 所述空腔能够，优选在边缘侧，直接地或间接地通过壁部段相互连接。 [0020] 在此，所述空腔能够具有共同的、特别是通过所述阀形成的分隔壁。所述分隔壁实现了两个空腔彼此之间的空气密封的分隔。 [0021] 每个测量位置能够与发送机连接，特别是所有测量位置能够与共同的发送机连接。发送机是测量变换器，其使得一个或多个输入参量根据固定的关系变换为输出参量。例如所述发送机将在相应的空腔中出现的压力信号变换为电压信号。 [0022] 如果每个测量位置与自己的发送机连接，则确定了存在于相关的空腔中的压力与在流动通道外的大气压力之间的差压。如果所述两个空腔的测量位置与一个共同的发送机连接，则确定了存在于所述两个空腔中的压力之间的差压。 [0023] 所述发送机能够布置在所述阀的区域中、特别是在所述阀上或中。 [0024] 提出所述发送机与调节装置连接。 [0025] 当然可能的是，所述调节装置也布置在所述阀的区域中、特别是在所述阀上或中。 [0026] 一种特别紧凑的实施方式的特征在于，驱动器也布置在所述阀的区域中、特别是在所述阀上或中。在这种构造方案中，仅必须将供电装置从外部引导到驱动器。 [0027] 所述转动轴能够构造为空心轴。 [0028] 在一种构造方案中，所述空心轴能够构造用于实现至少一个压力管路或者自身形成压力管路。例如可以考虑的是，所述空心轴在中心具有分隔片，所述空心轴的两个端部相对密封地分隔。通过所述空心轴的一个端部能够将其中一个空腔的压力信号传输给处于流动通道外的发送机，并且通过其中另一个端部能够将其中另一个空腔的压力信号传输给处于流动通道外的发送机。 [0029] 当然，空心轴也能够构造用于引导穿过至少一个电流导路或者自身形成电流导路。恰好后一个实施方式提出，发送机和/或驱动器处于所述阀上。如果仅是发送机处于阀上，则所述发送机能够通过由转动轴引导的电压供给装置与所述调节装置和/或所述驱动器连接。 [0030] 为了根据阀的角度位置确定体积流量，能够设置与调节装置连接的测角器。 [0031] 至少一个空隙能够构造成圆形或构造为缝隙。空腔的表面则开孔、开缝或穿孔地构造。 [0032] 两个空腔能够构造得镜像对称。 [0033] 至少一个空腔的高度能够沿所述空腔的长度和/或所述空腔的宽度构造为恒定的。 [0034] 在所述阀处于关闭位置时流入侧的空腔的表面曲线能够在所述阀处于开启位置时沿流动方向来看首先具有相应于凸出的曲率的曲线并且随后具有相应于凹进的曲率的曲线，其中优选地，从凸出的曲率到凹进的曲率的过渡部处于转动轴的区域中。 [0035] 在所述阀处于关闭位置时流出侧的空腔的表面曲线能够在所述阀处于开启位置时沿流动方向来看首先具有相应于凹进的曲率的曲线并且随后具有相应于凸出的曲率的曲线，其中优选地，从凹进的曲率到凸出的曲率的过渡部处于转动轴的区域中。 [0036] 当然也可能的是，至少一个空腔的高度沿所述空腔的长度和/或所述空腔的宽度从阀的中心向相应的边缘减小。所述减小能够连续地或也不连续地进行。因此例如能够实现所述阀的透镜形的横截面。 [0037] 所述转动轴能够支承在流动通道中心。 [0039] 提出，在至少一个空腔的区域中，优选地在流入侧的空腔的区域中，布置有至少一个传感器、特别是构造为空气质量探测器的传感器和/或温度传感器。所述传感器能够布置在所述空腔中或者也能够布置在所述空腔的表面上。 [0040] 在此提出，沿流动方向来看在至少一个在所述阀处于关闭位置时处于流入侧的空腔中的空隙后方，布置有特别是构造为类似壁的流动障碍。所述流动障碍能够例如构造为相对于阀的表面凸出的壁部段，所述壁部段平行于转动轴延伸。在所述流动障碍前方，流动的介质被拦截。由此获得了更大的拦截压力并且进而获得了更高的有效压力信号的结果。通过所述构造方案，所述空隙能够独立于流入侧的空腔的表面曲线任意地布置在流入侧的空腔中。即使在其中所述阀平行于流动方向对准的开启位置中，也能够基于流动障碍实现有效压力采集。此外，所述阀能够以更小的厚度构造，从而减小流动阻力。 [0041] 出于流动技术和声学的原因提出，至少一个流动障碍的宽度沿流动方向来看减小并且/或者至少一个流动障碍的高度沿流动方向来看减小。 [0042] 此外有利的是，沿流动方向来看在至少一个在所述阀处于关闭位置时处于流出侧的空腔中的空隙前方，布置有特别是构造为类似壁的流动障碍。所述流动障碍例如能够构造为相对于阀的表面凸出的壁部段，所述壁部段平行于转动轴延伸。通过所述流动障碍产生更大的负压，从而以这种方式获得更高的有效压力信号。所述空隙能够独立于流出侧的空腔的表面曲线任意地设置在流出侧的空腔中。即使在其中所述阀平行于流动方向的开启位置中，也能够基于流动障碍实现有效压力采集。此外，所述阀能够以更小的厚度构造，从而减小流动阻力。 [0043] 出于流动技术和声学的原因提出，至少一个流动障碍的宽度沿流动方向来看增大并且/或者至少一个流动障碍的高度沿流动方向来看增大。 [0045] 下面对本发明的在附图中示出的实施例进行说明。附图中： [0046] 图1示出根据本发明的阀的第一实施例的侧视图， [0047] 图2示出根据本发明的阀的第二实施例的侧视图， [0048] 图3示出根据本发明的阀的第三实施例的侧视图， [0049] 图4示出穿过根据本发明的阀的第四实施例的截面图， [0050] 图5示出穿过根据本发明的阀的第五实施例的截面图， [0051] 图6示出穿过根据本发明的阀的第六实施例的截面图， [0052] 图7示出穿过根据本发明的阀的第七实施例的截面图， [0053] 图8示出穿过根据本发明的阀的第八实施例的截面图， [0054] 图9示出穿过根据本发明的阀的第九实施例的纵截面图， [0055] 图10示出穿过根据本发明的阀的第十实施例的截面图， [0056] 图11示出穿过根据本发明的阀的第十一实施例的截面图， [0057] 图12示出穿过根据本发明的阀的第十二实施例的截面图， [0058] 图13示出穿过根据本发明的阀的第十三实施例的截面图， [0059] 图14示出具有温度传感器的根据图13的对象， [0060] 图15示出具有空气质量传感器的根据图13的对象， [0061] 图16示出穿过根据本发明的阀的第十四实施例的截面图， [0062] 图17示出根据图16的对象的从下方看的视图，并且 [0063] 图18示出根据图16的对象的从上方看的视图。 [0064] 在所有附图中，相同的或相同类型的部件使用一致的附图标记。 具体实施方式[0065] 在图中示出了流动通道，其中，在根据图1和2的实施例中有一个阀2并且在根据图3的实施例中有两个阀2布置在流动通道1中。每个阀2能够围绕转动轴3旋转地支承。 [0066] 每个阀2在其两个阀面上分别具有空腔4、5。每个空腔4、5的表面设有多个按照穿孔构造的空隙6。每个空腔4、5在相应的阀2的整个宽度上和整个长度上延伸。 [0067] 在所示出的实施例中，每个阀2的空腔4、5间接地通过环绕的壁部段7相互连接，所述壁部段由阀2中断。每个空腔4、5借助于环绕的密封部8相对于阀2密封。阀2的空腔4、5因此具有共同的、由阀2形成的分隔壁。 [0068] 额外地，设有一种用于确定在流动通道1中流动的介质的体积流量的装置，所述装置在所示出的实施例中具有两个测量位置。其中一个测量位置在其中一个空腔4中，并且其中另一个测量位置在其中另一个空腔5中。 [0069] 在根据图1和2的实施例中，每个转动轴3都构造为空心轴。每个测量位置通过压力管路9、10与发送机11连接。 [0070] 在根据图1的实施例中，发送机11布置在流动通道1外部。在所示出的实施例中，发送机11也包括调节装置。发送机11和所述调节装置与未示出的驱动器连接。在根据图1的实施例中，压力管路9、10通过转动轴3向外引导到发送机11。 [0071] 在图2中示出一个实施例，其中发送机11和所述调节装置布置在阀2上。与发送机11和所述调节装置连接的驱动器12布置在流动通道1外部。通过电流导路13、14将发送机11和所述调节装置与驱动器12连接。在根据图2的实施例中，电流导路13、14通过转动轴3向外引导。 [0072] 在根据图3的实施例中，在流动通道1中布置有两个阀2，其中在两个阀2之间设有一个分隔壁15。流动通道1在所示出的实施例中具有四角形的流动横截面。发送机11、调节装置和驱动器12相对于每个阀2为了简明未示出。 [0073] 如果气态的介质沿箭头16的方向流动，则在阀2的流入侧的空腔4中产生超压，并且在流出侧的空腔5中产生负压。在发送机11中确定在流入侧的和流出侧的空腔4、5之间的压力差并且将其转换为电压信号。根据所存储的特性曲线，能够为所述电压信号配置流动速度（实际值）。如果测量的实际值与存储的额定值有偏差，则将相应的调节信号发送到驱动器12处，从而改变阀2的角度位置。 [0074] 在图4中示出了镜像对称地构造的阀2，其中所述两个空腔4、5的高度从阀2的中心向流入侧的边缘并且向流出侧的边缘减小。 [0075] 如从图4中可知，在阀2处于关闭位置时处于流入侧的空腔4中的所有空隙6布置在空腔4的、在阀2处于开启位置时形成流入侧的端面的区域的部分区域中，所述部分区域基于流动通道1的横截面沿流动方向16来看位于在阀2处于开启位置时空腔4的轮廓曲线的最高点P之前。 [0076] 就位于在阀2的关闭位置中流出侧的空腔5中的空隙6而言，其布置在空腔5的、在阀2处于开启位置时形成流出侧的端面的区域的部分区域中，所述部分区域基于流动通道1的横截面沿流动方向16来看位于在阀2处于开启位置时空腔5的轮廓曲线的最低点T之后。 [0077] 在图5和6中分别示出一个实施例，其中在所述两个空腔4、5中分别设置仅一个空隙6。就在阀2处于关闭位置时处于流入侧的空腔4中的空隙6而言，其位于空腔4的、在阀2处于开启位置时形成流入侧的端面的区域中。 [0078] 空腔5的空隙6指向相反的方向。因此，在阀处于关闭位置时处于流出侧的空腔5中的空隙6位于空腔5的、在阀2处于开启位置时形成流出侧的端面的区域中。 [0079] 在图5中，相应的空隙6形成了完整的、流入侧或者流出侧的端面。在图6中，每个空隙6构造得小于相应的、流入侧的或者流出侧的端面。 [0080] 在图7中示出了一个实施例，所述每个空腔4、5具有仅一个空隙6。流入侧的空腔4的空隙6设置在阀2处于开启位置时形成流入侧的端面的区域中。流出侧的空腔5的空隙6布置在阀2处于开启位置时形成流出侧的端面的区域中。 [0081] 根据图8的实施例与根据图4的阀2的不同之处在于，在根据图4的阀2中，每个空腔4、5在阀2的整个长度上延伸，而在图8中，每个空腔4、5仅在一个部分区域上延伸。此外，在根据图8的实施例中将驱动器12直接集成到阀2中。 [0082] 在图9中示出了穿过具有集成的驱动器12的根据本发明的阀2的截面图。阀2在所示出的实施例中由两半组成，其中每半具有一个分隔壁。在两半都安装的状态中，两个分隔壁接触，其中所述两个分隔壁在其之间形成了用于实现转动轴3的空隙17。转动轴3防旋转地相对于未示出的流动通道1布置。在转动轴3上安装有齿轮18，所述齿轮与和驱动器12连接的小齿轮19共同起作用。 [0083] 例如在图4、7和8中示出的阀2在开启位置中平行于流动方向16布置，而图10至12示出的阀2在开启位置中相对于流动方向16倾斜地对准、也就是说在开启位置中未平行于流动方向16对准。 [0084] 出于这个原因，在根据图10和12的实施例中，空隙6能够在整个空腔4上延伸，因为空腔4的轮廓曲线的最高点P在阀2处于开启位置时处于流出侧的端面的区域中。 [0085] 在根据图10的实施例中，空腔5的空隙6也布置在空腔5的整个表面上，因为空腔5的轮廓曲线的最低点T在阀2处于开启位置时处于流入侧的端面的区域中。 [0086] 在根据图12的实施例中，在流出侧的空腔5中仅设有一个空隙12。 [0087] 在图11中示出一个实施例，其中在阀2处于关闭位置时的流入侧的空腔4的表面曲线在阀2处于开启位置时沿流动方向16来看首先具有相应于凸出的曲率的曲线并且随后具有相应于凹进的曲率的曲线，其中从凸出的曲率到凹进的曲率的过渡部20处于转动轴3的区域中。 [0088] 就流出侧的空腔5而言，在阀2处于关闭位置时的流出侧的空腔5的表面曲线在阀2处于开启位置时沿流动方向16来看首先具有相应于凹进的曲率的曲线并且随后具有相应于凸出的曲率的曲线，其中从凹进的曲率到凸出的曲率的过渡部21处于转动轴3的区域中。 [0089] 在图13至15中还示出了另一个实施例。就图14而言，在流入侧的空腔4中设有温度传感器22。所述温度传感器22当然也能够布置在流出侧的空腔5中或者布置在空腔4、5的表面之一上。所述位置以虚线示出。 [0090] 在图15中示出一个实施例，其中在空腔4的表面上布置有空气质量探测器23。其也能够，如以虚线示出地，布置在空腔4中。 [0091] 在图16至18中，示出了镜像对称地构造的阀2的另一个实施例。两个空腔4、5的高度分别从阀2的中心向流入侧的边缘并且向流出侧的边缘减小。 [0092] 如从图16中可知，不仅在流入侧的空腔4中，而且也在流出侧的空腔5中设有多个空隙6。在所示出的开启位置中，阀2平行于流动方向16对准。 [0093] 在流入侧的空腔4中的空隙6一方面处于部分区域中，所述部分区域基于在开启位置中的流动通道1的横截面沿流动方向16来看位于空腔4的轮廓曲线的最高点P之前。但另一方面，也有在流入侧的空腔4中的空隙6处于部分区域中，所述部分区域基于在开启位置中的流动通道1的横截面沿流动方向16来看位于在阀2处于开启位置时空腔4的轮廓曲线的最高点P之后。 [0094] 同样对于在阀2的关闭位置中处于流出侧的空腔5中的空隙2也是适用的。因此，空隙6一方面处于空腔5的部分区域中，所述部分区域基于在开启位置中的流动通道1的横截面沿流动方向16来看处于在阀2处于开启位置时空腔5的轮廓曲线的最低点T之后。但另一方面，也有空隙2处于空腔5的部分区域中，所述部分区域基于在开启位置中的流动通道1的横截面沿流动方向16来看位于在阀2处于开启位置时空腔5的轮廓曲线的最低点T之前。 [0095] 如从图16和18中可知，沿流动方向16来看在每个在阀2处于关闭位置时处于流入侧的空腔4中的空隙2后方布置有流动障碍24。在每个流动障碍24的区域中，拦截了流动的空气。如在图18中所示，不仅每个流动障碍24的宽度沿流动方向16来看减小，而且每个流动障碍24的高度沿流动方向16来看也减小。因此，每个流动障碍24具有沿流动方向16来看逐渐变尖的楔子的形状。 [0096] 在处于流出侧的空腔5的区域中的空隙6中，沿流动方向来看在每个空隙6前方布置有一个流动障碍25。如在图17中所示，不仅每个流动障碍25的宽度沿流动方向16来看增大，而且每个流动障碍25的高度沿流动方向16来看也增大。因此，每个流动障碍25具有反向于流动方向16来看逐渐变尖的楔子的形状。 [0097] 在所示出的实施例中，流动障碍24、25具有垂直于流动方向16来看与配属于每个流动障碍24或者25的空隙6的宽度相比更大的宽度。 [0098] 基于根据图16至18的结构，例如与根据图4的实施例相比能实现明显更扁平的阀2。此外，空隙6能够基于流动障碍24或者25任意地布置。阀2能够在其开启位置中平行于流动方向16对准。在所述开启位置中也能够基于流动障碍24或者25实现有效压力采集。 |
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