一种无泄漏空调流量调节阀的制作方法

本发明涉及中央空调系统调节阀，特别是一种无泄漏空调流量调节阀。

背景技术：

能源紧缺，碳排放污染已经是制约我国经济快速发展的主要障碍。2011年批准的《“十二五”规划纲要》中再次强调了建筑能耗的重要性，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列成为我国能源消耗中的三个“耗能大户”，建筑节能已经成为我国建设资源节约型、环境友好型社会和发展循环经济的重要内容。随着我国经济的高速发展，建筑能耗在社会总能耗的比例越来越大，建筑能耗占社会总能耗比例已由2007年的24.5％增加到2012年的32％。而中央空调系统的耗电量占大型公共建筑总耗电量50％～60％。

中央空调系统设备包括制冷机、房间终端空调器、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔，其中水泵系统能耗占空调系统总能耗的20％～25％，而水泵系统又关系到整个中央空调的冷热媒的冷热交换。因此，如何改善中央空调水泵系统合理运行，不仅是空调系统水泵系统降耗的重要环节，还是热负荷节能的关键。在暖通空调工程中，变流量水系统因其本身优良的调节特性与高效的节能效果得到越来越多的应用。一些先进的中央空调系统，为了合理的匹配水流量与热负荷运行，变流量模式运行，一是可以提高系统的调节性能，更好地满足空调环境的舒适性要求；二是空调系统所提供的冷(热)量与建筑的冷(热)负荷实现动态匹配，减少不必要的冷热损失；三是通过流量调节，降低冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的输送能耗，达到节能的效果。据估算，中央空调系统以变流量模式的运行费用要比定流量模式节省30％以上，有的还可达到50％。

但是，变流量模式运行对系统的水力平衡问题提出了很高的要求，特别是系统的动态水力平衡问题。当某一支路的末端用户对其室内温度控制进行流量调整，管路内的流量随之发生相应变化，这种改变势必会影响到其它支路中流量，使系统中动态水力平衡失调，不仅影响系统的制冷(供热)效果，还会因各环节水泵的压力忽高忽低，水泵的压力忽高忽低，不仅影响制冷机效率，严重时还会损坏制冷系统的换热设备。水力失调的存在，导致空调系统的运行效果大打折扣，同时造成整个空调系统的运行能耗大幅度增加，达不到采用变流量系统实现节能的初 衷，甚至带来管路密封被破坏造成漏水等问题。

针对系统中存在的水力失调现象，必须采用相应的措施，对进行平衡调节，尽量减少水力失调的程度，才能保证中央空调水泵系统管网的安全运行。

对变流量系统带来的动态失调问题，采用传统的调节阀已无法实现整个系统的平衡，这是因为现有现有的调节阀有的采用电磁阀、有的采用角行程调节阀，电磁阀的工作是以全开或全关模式，这种全开或全关模式其流量总是以最大开启和完全断流模式，最大开启和完全断流模式，必然导致中央空调水泵系统管网水力失调，有些系统采用电动调节阀，但是以角行程开启模式的电动阀，其流量仍然不能实现线性流量调节，因为此类球阀的开启角度与流量难于实现线性变量。在中央空调系统中配置终端房间空调器的调节阀数量多，分支庞杂，由于现有的调节阀固有的阻力忽高忽低特征，各支路之间的流量与水压难于耦合至均衡的影响，使得各支路流量形成无规则波动，各支路流量形成无规则波动引起工况的不断变化，始终使调节阀处于来回振荡之中。中央空调系统的泵和风机与管路阻力出现一些列的紊乱，这种紊乱的运行模式不但不能节能还会带来额外的能量损失，现有的中央空调系统水力不平衡带来的问题十分突出。

在现有电动调节阀中，也有采用直行程调节阀，采用直行程开启应用减速电机开启可以达到流量线性变量，能满足避免各环节水泵的压力忽高忽低，但是，现有直行程调节阀存在阀杆摩檫密封易失效带来漏水问题，阀杆摩檫密封易失效，主要是因为，摩檫密封件总是处于受到系统内水渗透置摩檫间隙，这些在泵送的压力水渗透至摩檫密封接触面，水中各种杂质成为微颗粒摩檫剂，这些微颗粒摩檫剂对密封件形成磨损，久而久之的磨损引起密封失效，许多中央空调系统的调节阀漏水事实证明现有摩檫密封结构阀门密封失效带来漏水，已经成了中央空调系统一大问题，调节阀漏水是中央空调系统突出缺陷，调节阀漏水不仅会导致污染室内装修设施，有时还会引起严重的因漏水引发电路短路造成火灾事故。

技术实现要素：

本发明针对现有中央空调系统水系统的调节阀存在水泵的压力忽高忽低，密封失效带来漏水等问题，提出一种无泄漏空调流量调节阀，工作压力可以随流量的线性调节避免忽高忽低，通过无摩檫密封，克服漏水问题。依靠调节阀独特的内部结构，以直行程在锥形孔流道调节流道的通过截面积，能稳定维持流量的线性调节，从而维持管网对应的各支路的流量避免忽大忽小。通过流量的可线性调 节，最大程度的满足中央空调管网中的水力平衡，既达到节能目的又能使整个空调系统的运行安全。

实现发明的技术方案

一种无泄漏空调流量调节阀，主要由阀体、锥形阀芯、轴向蠕变补偿管、柱式弹簧、弹簧管套、螺纹杆伸缩器、密封压板、带法兰缓冲箱、探针、“O”型密封圈、低压直流电机、密封罩、下端口法兰板、锁紧螺栓、紧固密封螺栓、密封圈、锁紧密封螺钉组成。

所述的阀体，包括下端口法兰、上端口法兰、锥孔、进水管接口、出水管接口。上端口法兰安装轴向蠕变补偿管，由带法兰缓冲箱的底端法兰压紧安装。使带法兰缓冲箱的底端法兰与轴向蠕变补偿管之间形成静密封。

所述的锥孔的大径相向进水管接口，锥孔的小径相向出水管接口。空调系统的冷冻水或热水从锥孔的大径进入，然后从锥孔的小径流出，这样有助于改善压力平稳。

所述的锥形阀芯，包括锥顶圆柱端、锥底圆柱段、锥段，锥段置阀体的锥孔，锥顶圆柱端与螺纹杆伸缩器的内螺纹直线伸缩套底端法兰连接安装。

所述的锥底圆柱段套入柱式弹簧，安装于阀体的下端口法兰板的弹簧管套内。柱式弹簧能起到锥形阀芯上行复位的推力作用，减轻锥形阀芯上行复位时拉动锥形阀芯上行的动力负荷。

所述的阀体的下端口法兰板之间安装密封圈，由锁紧螺栓锁紧密封。

所述的轴向蠕变补偿管，包括内径向圆角、外径向圆角、大端法兰沿长边、小端底板，由内径向圆角、外径向圆角通过连接环段相连组成轴向长度变量蠕变补偿，大端法兰沿长边与阀体上端口法兰连接，小端底板与内螺纹直线伸缩套的底段法兰连接，由密封压板紧贴，锁紧密封螺钉锁紧密封。蠕变补偿管采用蠕变特性好的聚偏氟乙烯、三元乙丙橡胶、聚氨酯橡胶高分子材料制造，蠕变补偿管伸长蠕变是以内径向圆角、外径向圆角通过连接环段形成夹角角度变量实现，为了避免蠕变补偿管伸长状态因拉伸引起疲劳，需减轻蠕变补偿管伸长引起内径向圆角外角压缩效应，还需减轻内径向圆角内角压缩效应，与此同时需要减轻外径向圆角的外角压缩，内角拉伸效应，蠕变补偿管伸长补偿时，内径向圆角、外径向圆角通过连接环段形成夹角角度变量限于≤25°。

所述的螺纹杆伸缩器，包括外螺纹推拉杆、内螺纹直线伸缩套；

所述的内螺纹直线伸缩套，包括内螺纹段、底段法兰。

所述的包括外螺纹推拉杆，包括外螺纹段，电机连接孔。

所述的外螺纹推拉杆的外螺纹段，安装于内螺纹直线伸缩套的内螺纹段，外螺纹推拉杆的电机连接孔安装直流低压电机的轴。

所述的内螺纹直线伸缩套的底段法兰与轴向蠕变补偿管的小端底板紧贴安装。由内螺纹直线伸缩套的底端法兰与密封压板夹紧轴向蠕变补偿管的小端底板，通过锁紧密封螺钉达到静密封。

所述的带法兰缓冲箱，包括底端法兰、电机轴安装孔、密封圈安装槽、螺纹杆伸缩器安装孔、紧固密封螺栓安装孔、探针。直流低压电机的轴穿过电机轴安装孔与外螺纹推拉杆的电机连接孔连接安装，当直流低压电机工作时，直流低压电机的轴带动外螺纹推拉杆旋转，外螺纹推拉杆旋转，内螺纹直线伸缩套即做直线伸缩运动，内螺纹直线伸缩套即做直线伸缩运动，即拉或推轴向蠕变补偿管伸长或缩短。

所述的探针，为双导线探针，探针的导电触端与带法兰缓冲箱的底端法兰的箱内面贴近，带法兰缓冲箱箱内处于干燥状态，即探针双导线探针处于开路状态，带法兰缓冲箱箱内一旦进入微量的水，即可淹没探针的导电触端，探针双导线探针立即导通。

所述的低压直流电机的电机轴通过带法兰缓冲箱的电机轴安装孔安装于密封罩内，由带法兰缓冲箱的上端径向螺纹端固定密封罩的内螺纹固定段，密封罩内径向凸沿压紧带法兰缓冲箱的密封圈安装槽的“O”型密封圈。

中央空调制冷或制热系统的冷冻水或热水从阀体的进水管接口进入，经锥孔大径进入从轴向蠕变补偿管的径向外侧，从出水管接口进入中央空调的末端风机盘管空调器进行热交换，锥孔安装的锥形阀芯受低压直流电机控制，低压直流电机顺时针旋转，驱动螺纹杆伸缩器伸长运动，锥形阀芯下行，锥形阀芯下行，将通过锥孔的流量减小甚至关闭。低压直流电机逆时针旋转，驱动螺纹杆伸缩器缩短运动，锥形阀芯上行，锥形阀芯上行，将通过锥孔开启，使流量增大。轴向蠕变补偿管在满足锥形阀芯上行或下行的轴向长度变量，还起到隔离冷冻水或热水进入带法兰缓冲箱继而进入安装低压直流电机的密封罩内，造成损坏低压直流电机。轴向蠕变补偿管经过长时间使用材料疲劳，一旦出现损坏，隔离冷冻水或热水进入带法兰缓冲箱失效，冷冻水或热水进入带法兰缓冲箱即由探针探测，由于 探针的导电触端与带法兰缓冲箱的底端法兰的箱内面贴近，带法兰缓冲箱箱内一旦进入微量水，即可淹没探针的导电触端，探针双导线探针立即导通。探针导通，继电器线圈由开路转为闭路，触点常闭转为开路，低压直流电机即处于非带电状态，触点由常开转为常闭，蜂鸣器处于报警状态。

即使冷冻水或热水进入带法兰缓冲箱继而进入密封罩内，此时虽然低压直流电机被淹没，低压直流电机的供电触点常闭已经转为开路，低压直流电机已处于未带电状态，由于密封罩内径向凸沿压紧带法兰缓冲箱的密封圈安装槽的“O”型密封圈，密封罩处于密封状态，轴向蠕变补偿管材料疲劳，出现损坏，冷冻水或热水也被密封在密封罩内，对阀体外保持无泄漏。

本发明起到的积极效果

本发明无泄漏空调流量调节阀通过直行程在锥形孔流道调节流道通量，达到流量的线性调节，从而避免中央空调水系统管网流量忽大忽小，通过无摩檫密封克服克服阀门密封失效带来漏水等问题，无泄漏空调流量调节阀能改善现有中央空调系统水系统压力忽高忽低，既达到节能目的又能使整个空调系统的运行安全。

附图说明

图1是本发明无泄漏空调流量调节阀结构示意图；

图中，1阀体、2锥形阀芯、3轴向蠕变补偿管、4柱式弹簧、5弹簧管套、6螺纹杆伸缩器、7密封压板、8带法兰缓冲箱、9探针、10“O”型密封圈、11低压直流电机、12密封罩、13下端口法兰板、14锁紧螺栓、15紧固密封螺栓、16密封圈、17锁紧密封螺钉。

图2是本发明无泄漏空调流量调节阀关闭状态示意图；

图中，2锥形阀芯、1-3锥孔。

图3是本发明无泄漏空调流量调节阀的阀体结构视图；

图中，1-1下端口法兰、1-2上端口法兰、1-3锥孔、1-4进水管接口、1-5出水管接口。

图4是轴向蠕变补偿管结构视图；

图中，3-1内径向圆角、3-2外径向圆角、3-3大端法兰沿长边、3-4小端底板、3-5连接环段。

图5是轴向蠕变补偿管伸长结构示意图；

图中，a-max最大伸长状态圆角变形角度。

图6是螺纹杆伸缩器结构示意图；

图中，6-1外螺纹推拉杆、6-2内螺纹直线伸缩套。

图7是内螺纹直线伸缩套结构示意图；

图中，6-2a内螺纹段、6-2b底段法兰。

图8是外螺纹推拉杆结构示意图；

图中，6-1c外螺纹段、6-1d电机连接孔。

图9是带法兰缓冲箱结构视图；

图中，8-1底端法兰、8-2电机轴安装孔、8-3密封圈安装槽、8-4螺纹杆伸缩器安装孔、8-5紧固密封螺栓安装孔、8-6径向螺纹段、9探针。

图10是锥形阀芯结构示意图；

图中，2-1锥顶圆柱端、2-2锥底圆柱段、2-3锥段。

图11是密封罩结构示意图；

图中，内径向凸沿12-1、内螺纹固定段12-2。

图12是本发明无泄漏空调流量调节阀电路原理图；

图中，K继电器开关触点、KM继电器线圈、11低压直流电机、9探针、HA蜂鸣器。

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明

如图1所示，无泄漏空调流量调节阀，主要由阀体1、锥形阀芯2、轴向蠕变补偿管3、柱式弹簧4、弹簧管套5、螺纹杆伸缩器6、密封压板7、带法兰缓冲箱8、探针9、“O”型密封圈10、低压直流电机11、密封罩12、下端口法兰板13、锁紧螺栓14、紧固密封螺栓15、密封圈16、锁紧密封螺钉17组成。

所述的阀体1，包括下端口法兰1-1、上端口法兰1-2、锥孔1-3、进水管接口1-4、出水管接口1-5。上端口法兰1-2安装轴向蠕变补偿管3，由带法兰缓冲箱8的底端法兰8-1压紧安装。

所述的锥孔1-3的大径相向进水管接口1-4，锥孔1-3的小径相向出水管接口1-5。

所述的锥形阀芯2，包括锥顶圆柱端2-1、锥底圆柱段2-2、锥段2-3，锥段2-3置阀体1的锥孔1-3内，锥顶圆柱端2-1与螺纹杆伸缩器6的内螺纹直线伸缩套6-2的底段法兰6-2b连接安装。

所述的锥底圆柱段2-2套入柱式弹簧4，安装于阀体1的下端口法兰板13的弹簧管套5内。

所述的所述的阀体1的下端口法兰板13之间安装密封圈16，由锁紧螺栓14锁紧密封。

所述的轴向蠕变补偿管3，包括内径向圆角3-1、外径向圆角3-2、大端法兰沿长边3-3、小端底板3-4，连接环段3-5，由内径向圆角3-1、外径向圆角3-2通过连接环段3-5相连组成轴向长度变量蠕变补偿，大端法兰沿长边3-3与阀体1上端口法兰1-2连接，小端底板3-4与内螺纹直线伸缩套6-2的底段法兰6-2b连接，由密封压板7紧贴，锁紧密封螺钉17锁紧密封。蠕变补偿管3伸长蠕变是以内径向圆角3-1、外径向圆角3-2通过连接环段3-5形成夹角角度变量实现，为了避免蠕变补偿管3伸长状态因拉伸引起疲劳，需减轻蠕变补偿管3伸长引起内径向圆角3-1外角压缩效应，还需减轻内径向圆角3-1内角压缩效应，与此同时需要减轻外径向圆角3-2的外角压缩，内角拉伸效应，如图5所示，蠕变补偿管3伸长补偿时，内径向圆角3-1、外径向圆角3-2通过连接环段3-5形成夹角角度变量限于≤25°。

所述的螺纹杆伸缩器6，包括外螺纹推拉杆6-1、内螺纹直线伸缩套6-2；

所述的内螺纹直线伸缩套6-2，包括内螺纹段6-2a、底段法兰6-2b。

所述的外螺纹推拉杆6-1、包括外螺纹段6-1c，电机连接孔6-1d。

所述的外螺纹推拉杆6-1的外螺纹段6-1c，安装于内螺纹直线伸缩套6-2的内螺纹段6-2a，外螺纹推拉杆6-1的电机连接孔6-1d，安装直流低压电机11的轴。

所述的内螺纹直线伸缩套6-2的底段法兰6-2b与轴向蠕变补偿管3的小端底板3-4紧贴安装。

所述的带法兰缓冲箱8，包括底端法兰8-1、电机轴安装孔8-2、密封圈安装槽8-3、螺纹杆伸缩器安装孔8-4、紧固密封螺栓安装孔8-5、探针9。直流低压电机11的轴穿过电机轴安装孔8-2与外螺纹推拉杆6-1的电机连接孔6-1d连接安装，当直流低压电机11工作时，直流低压电机11的轴带动外螺纹推拉杆6-1旋转，外螺纹推拉杆6-1旋转，内螺纹直线伸缩套6-2即做直线伸缩运动，内螺纹直线伸缩套6-2即做直线伸缩运动，即拉或推轴向蠕变补偿管3伸长或缩短。

所述的探针9，为双导线探针，探针9的导电触端与带法兰缓冲箱8的底端法兰8-1的箱内面贴近，带法兰缓冲箱8箱内处于干燥状态，即探针9双导线探针处于开路状态，带法兰缓冲箱8箱内一旦进入微量的水，即可淹没探针9的导电触端，探针9双导线探针立即导通。

所述的低压直流电机11的电机轴通过带法兰缓冲箱8的电机轴安装孔8-2安装于密封罩12内，由带法兰缓冲箱8的上端径向螺纹端8-6固定密封罩12的内螺纹固定段12-2，密封罩12内径向凸沿12-1压紧带法兰缓冲箱8的密封圈安装槽8-3的“O”型密封圈10。

如图1所示，中央空调制冷或制热系统的冷冻水或热水从阀体1的进水管接口1-4进入，经锥孔1-3大径进入从轴向蠕变补偿管3的径向外侧，从出水管接口1-5进入中央空调的末端风机盘管空调器进行热交换，锥孔1-3安装的锥形阀芯2受低压直流电机11控制，低压直流电机11顺时针旋转，驱动螺纹杆伸缩器6伸长运动，锥形阀芯2下行，锥形阀芯2下行，将通过锥孔1-3的流量减小甚至关闭。低压直流电机11逆时针旋转，驱动螺纹杆伸缩器6缩短运动，锥形阀芯2上行，锥形阀芯2上行，将通过锥孔1-3开启，使流量增大。轴向蠕变补偿管3在满足锥形阀芯2上行或下行的轴向长度变量，还起到隔离冷冻水或热水进入带法兰缓冲箱8继而进入安装低压直流电机11的密封罩12内，造成损坏低压直流电机11。轴向蠕变补偿管3经过长时间使用材料疲劳，一旦出现损坏，隔离冷冻水或热水进入带法兰缓冲箱8失效，冷冻水或热水进入带法兰缓冲箱8即由探针9探测，由于探针的导电触端与带法兰缓冲箱8的底端法兰8-1的箱内面贴近，带法兰缓冲箱8箱内一旦进入微量水，即可淹没探针9的导电触端，探针9双导线探针立即导通。

如图12所示，探针9导通，继电器线圈KM由开路转为闭路，触点K1常闭转为开路，低压直流电机11即处于非带电状态，触点K2由常开转为常闭，蜂鸣器HA处于报警状态。

即使冷冻水或热水进入带法兰缓冲箱8继而进入密封罩12内，此时虽然低压直流电机11被淹没，低压直流电机11的供电触点K1常闭已经转为开路，低压直流电机11已处于未带电状态，由于密封罩12内径向凸沿12-1压紧带法兰缓冲箱8的密封圈安装槽8-3的“O”型密封圈10，密封罩12处于密封状态，轴向蠕变补偿管3材料疲劳，出现损坏，冷冻水或热水也被密封在密封罩12内， 对阀体1外保持无泄漏。