CN106439136A - 一种基于可控液体流量的记忆式恒流管及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于可控液体流量的记忆式恒流管及实现方法，该记忆式恒流管包括液体进口端管体与液体出口端管体通过螺纹连接构成可控液体流量的记忆式恒流管本体，其特征在于，所述本体内设有圆球形空腔，所述圆球形空腔中设有圆球形弹性液体流道圈，所述圆球形弹性液体流道圈内设有可形变金属圆球，所述可形变金属圆球内设有热敏装置；所述热敏装置受热敏温度压力控制器设定的温度压力条件的控制而产生温度变化，使可形变金属圆球随热敏装置的温度变化而产生球体体积的膨胀或收缩，同时使圆球形弹性液体流道圈的流道容积被等比例的压缩或回扩；从而实现对液体流量的恒定控制；所述可形变金属圆球的材质为形状记忆合金。
Description
技术领域
本发明属于液体流量控制技术领域，具体涉及一种基于可控液体流量的记忆式恒流管及实现方法。
背景技术
现有公知的可控液体流量的恒流阀是利用液体流道的截面随着液体压力的变化呈现反比例变化的原理来实现对液体流量恒定控制的。但恒流阀的结构组成中大多使用了弹簧装置来改变液体流道的截面，因弹簧装置长期浸泡在液体中使用会受到腐蚀，其受压力后自主形变的性能常常达不到预定的设计效果，直接影响到恒流阀的控制精度。
中国专利申请200910153019.9公开了一种“恒流阀”，它包括阀体，阀盖,密封件，恒流阀芯，恒流弹簧及活动密封件，恒流阀芯设于阀体内腔中，恒流弹簧套在恒流阀芯上，且一端顶着阀盖，另一端顶着恒流阀芯底座，恒流阀芯底座的外侧与阀体内腔侧壁活动配合,恒流阀芯底座下部中间内凹,将阀体内腔分为受压腔及恒流控制腔，恒流阀芯设有纵向水流通道及侧向水流通道。虽然该恒流阀在水流管道进水压力变化时具有自动调节管道流量恒定等优点，但还存在恒流阀芯和恒流弹簧易受腐蚀而直接影响阀门控制精度的不足。
中国专利申请201210372202.X公开了一种“流量控制阀”，PCV阀具有壳体、阀芯和弹簧，它能够提高阀芯的工作稳定性、并具有使计量面的形状能够被测量的阀芯。中国专利申请201510516363.5公开了一种“恒流出水嘴”，恒流出水嘴，由螺丝、泄压弹簧、调节阀组成、恒流阀座、泄压阀座、泄压阀等组成，通过调节阀的调节及自控能力达到恒流的目的，不受水压的影响；通过调整调节环调整调节弹簧的预应力起到按需调节出水量的目的，并在出水过程中利用设在恒流阀座上的气孔将外界的空气与水混合，产生柔和的水流。这些阀门方案虽可按需调节出水量，但还存在阀门结构复杂、关键部件的弹簧易受腐蚀，直接影响阀门的控制精度。
综上所述，如何克服现有技术所存在的不足已成为当今液体流量控制技术领域中亟待解决的重点难题之一。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种基于可控液体流量的记忆式恒流管及实现方法，本发明运用全程形状记忆合金的可形变金属圆球来实时控制液体流道容积的变化，从而实现对流入和流出的液体流量的恒定控制。
根据本发明提出的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，包括液体进口端管体与液体出口端管体通过螺纹连接构成可控液体流量的记忆式恒流管本体，所述液体进口端管体的进口端设有液体进口压力传感器、液体出口端管体出口端设有液体出口压力传感器；其特征在于，所述可控液体流量的记忆式恒流管本体内设有圆球形流道空腔，所述圆球形流道空腔中设有圆球形弹性液体流道圈，所述圆球形弹性液体流道圈内设有可形变金属圆球，所述可形变金属圆球内设有热敏装置；所述热敏装置、液体进口压力传感器、液体出口压力传感器分别与设置在记忆式恒流管本体外壳上的热敏温度压力控制器信号连接；所述热敏装置受热敏温度压力控制器设定的温度压力条件的控制而产生温度变化，使可形变金属圆球随热敏装置的温度变化而产生球体体积的膨胀或回缩，同时使圆球形弹性液体流道圈的流道容积被等比例的压缩或回扩；所述可形变金属圆球的材质为形状记忆合金。
本发明的实现原理是：利用形状记忆合金具有热胀冷缩的特点，本发明开创性地提出了一种基于可控液体流量的记忆式恒流管。本发明的形状记忆合金的可形变金属圆球，能够在热敏温度压力控制器设定温度的控制下随着热敏装置的温度变化而同步产生对应的温度变化，随即自身的球体体积产生膨胀或回缩，同时使设在圆球形流道空腔内的圆球形弹性液体流道圈的流道容积被等比例的压缩或回扩，液体流量随着圆球形弹性液体流道圈的流道容积的实时变化而发生对应的变化，因所述流道容积的实时变化抵消了流入液体的实时压力变化量的变化，从而使得流入液体进口管体和流出液体出口管体的液体流量恒定不变。同时圆球形弹性液体流道圈还起到定位可形变金属圆球的作用，使得本发明的结构简单可靠，实用性好。
本发明与现有技术相比其显著优点在于：
第一，具有首创性。本发明利用可形变金属圆球的球体体积产生膨胀或回缩的特性，巧妙地将其等比例的压缩或回扩圆球形弹性液体流道圈的流道容积，用于抵消流入液体实时压力变化量的变化，从而使流入和流出记忆式恒流管的液体流量恒定不变，较好的克服了传统的弹簧装置的不足。
第二，具有智能性。本发明利用热敏温度压力控制器，智能分析流入记忆式恒流管本体的实时压力变化状况，实时控制热敏装置的温度变化，即热敏装置既有接受变频加温、又有接受流入液体自然降温的特点，使可形变金属圆球实时产生体积变化，巧妙地等比例的压缩或回扩圆球形弹性液体流道圈的流道容积，进而实现液体恒流，智能控制下的液体恒流计量的准确性明显提高，较好的克服了传统的液体恒流装置非智能控制的不足。
第三，具有可靠性。提出的基于可控液体流量的记忆式恒流管的结构简单可靠,装配方便、抗腐蚀性强、运行可靠性高，广泛适用于各种需要液体流量恒流控制的场合使用，特别适用于生活饮用水处理设备使用。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管的装配结构剖视示意图。
图2为本发明提出的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管中的圆球形流道空腔的结构剖视示意图。
图3为本发明提出的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管中的圆球形弹性液体流道圈的结构剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
结合图1、图2和图3，本发明提出的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，包括液体进口端管体(1)与液体出口端管体(3)通过螺纹连接构成可控液体流量的记忆式恒流管本体，所述液体进口端管体(1)的进口端设有液体进口压力传感器(7)、液体出口端管体(3)出口端设有液体出口压力传感器(8)；其特征在于，所述可控液体流量的记忆式恒流管本体内设有圆球形空腔(4)，所述圆球形空腔(4)中设有圆球形弹性液体流道圈(9)，所述圆球形弹性液体流道圈(9)内设有可形变金属圆球(2)，所述可形变金属圆球(2)内设有热敏装置(5)；所述热敏装置(5)、液体进口压力传感器(7)、液体出口压力传感器(8)分别与设置在液体流量恒定控制管本体外壳上的热敏温度压力控制器(6)信号连接；所述热敏装置(5)受热敏温度压力控制器(6)设定的温度压力条件的控制而产生温度变化，使可形变金属圆球(2)随热敏装置(5)的温度变化而产生球体体积的膨胀或回缩，同时使圆球形弹性液体流道圈(9)的流道容积被等比例的压缩或回扩，所述可形变金属圆球(2)的材质为形状记忆合金。
本发明提出的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管的进一步优选方案是：
所述圆球形弹性液体流道圈(9)的材质为分子筛弹性硅橡胶或多孔泡沫塑料。
所述圆球形弹性液体流道圈(9)的外径等于圆球形空腔(4)的直径，圆球形弹性液体流道圈(9)的内径等于可形变金属圆球(2)的外径。
所述可形变金属圆球(2)膨胀后的最大外径等于圆球形弹性液体流道圈(9)被压缩后的最大内径。
所述可形变金属圆球(2)膨胀后的最大外径为可形变金属圆球(2)膨胀前的外径的1.3倍。
所述可形变金属圆球(2)的材质为全程形状记忆合金。
所述热敏装置(5)包括接收变频电磁波信号的温升介质。
所述热敏温度压力控制器(6)包括液体进口压力信号检测电路单元、液体出口压力信号检测电路单元、液体压力变化量换算为热敏变频信号控制电路单元分别与CPU处理器信号连接并设置在控制装配箱内。
所述液体进口管体(1)或液体出口管体(3)的材质均为铝合金、铜合金、不锈钢、尼龙、工程塑料或工程橡胶。
具体实施例以本发明的实现方法为例。根据本发明提出的一种基于记忆式的液体流量恒定控制管的实现方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤1，将基于可控液体流量的记忆式恒流管接入至需要液体流量恒定的管道上，使液体通过设有液体进口压力传感器(7)的液体进口端管体(1)进入可控液体流量的记忆式恒流管本体中的圆球形弹性液体流道圈(9)，从设有液体出口压力传感器(8)的液体出口端管体(3)流出；
步骤2，热敏温度压力控制器(6)接通电源即启动运行，热敏温度压力控制器(6)以采集液体出口压力传感器(8)的液体出口压力为基准压力信号，以采集液体进口压力传感器(7)的液体进口压力为动态压力信号，将所述动态压力与基准压力比较后得到的实时压力变化量换算为使热敏装置(5)温度变化的热敏变频电磁波信号并发送给热敏装置(5)；
步骤3，热敏装置(5)受热敏温度压力控制器(6)设定的热敏条件的信号控制而产生温度变化，即热敏装置既可接受变频信号后加热至设定温度，又可被记忆式恒流管流入液体传导而降温至设定温度，使可形变金属圆球(2)随热敏装置(5)的温度变化而产生球体体积的膨胀或回缩，同时使圆球形弹性液体流道圈(9)的流道容积被等比例的压缩或回扩；
步骤4，由圆球形弹性液体流道圈(9)的流道容积被等比例的压缩或回扩，使得液体流量能够抵消步骤2所述实时压力变化量的变化，进而使流入液体进口管体(1)和流出液体出口管体(3)的液体流量恒定不变。
本发明的具体实施方式中凡未涉到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技术加以实施。
本发明经反复试验验证，取得了满意的试用效果。
以上具体实施方式及实施例是对本发明提出的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管及实现方法技术思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，包括液体进口端管体(1)与液体出口端管体(3)通过螺纹(10)连接构成可控液体流量的记忆式恒流管本体，所述液体进口端管体(1)的进口端设有液体进口压力传感器(7)、液体出口端管体(3)出口端设有液体出口压力传感器(8)；其特征在于，所述可控液体流量的记忆式恒流管本体内设有圆球形流道空腔(4)，所述圆球形流道空腔(4)中设有圆球形弹性液体流道圈(9)，所述圆球形弹性液体流道圈(9)内设有可形变金属圆球(2)，所述可形变金属圆球(2)内设有热敏装置(5)；所述热敏装置(5)、液体进口压力传感器(7)、液体出口压力传感器(8)分别与设置在记忆式恒流管本体外壳上的热敏温度压力控制器(6)信号连接；所述热敏装置(5)受热敏温度压力控制器(6)设定的温度压力条件的控制而产生温度变化，使可形变金属圆球(2)随热敏装置(5)的温度变化而产生球体体积的膨胀或回缩，同时使圆球形弹性液体流道圈(9)的流道容积被等比例的压缩或回扩；所述可形变金属圆球(2)的材质为形状记忆合金。
2.根据权利要求1所述的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，其特征在于，所述圆球形弹性液体流道圈(9)的材质为多孔硅橡胶或多孔聚氨酯薄膜。
3.根据权利要求2所述的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，其特征在于，所述圆球形弹性液体流道圈(9)的外径等于圆球形流道空腔(4)的直径，圆球形弹性液体流道圈(9)的内径等于可形变金属圆球(2)的外径。
4.根据权利要求3所述的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，其特征在于，所述可形变金属圆球(2)膨胀后的最大外径等于圆球形弹性液体流道圈(9)被压缩后的最大内径。
5.根据权利要求4所述的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，其特征在于，所述可形变金属圆球(2)膨胀后的最大外径为可形变金属圆球(2)膨胀前外径的1.3倍。
6.根据权利要求5所述的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，其特征在于，可形变金属圆球(2)的材质为全程形状记忆合金。
7.根据权利要求6所述的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，其特征在于，热敏装置(5)包括电磁加热的温升介质。
8.根据权利要求7所述的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，其特征在于，热敏温度压力控制器(6)包括液体进口压力信号检测电路单元、液体出口压力信号检测电路单元、液体压力变化量换算为热敏变频信号控制电路单元分别与CPU处理器信号连接并设置在控制装配箱内。
9.根据权利要求8所述的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管，其特征在于，液体进口管体(1)或液体出口管体(3)的材质相同，均为不锈钢、铝合金、铜合金或工程塑料。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种基于可控液体流量的记忆式恒流管的实现方法，包括如下具体步骤：
步骤1，将基于可控液体流量的记忆式恒流管接入至需要液体流量恒定的管道上，使液体通过设有液体进口压力传感器(7)的液体进口端管体(1)进入可控液体流量的记忆式恒流管本体中的圆球形弹性液体流道圈(9)，从设有液体出口压力传感器(8)的液体出口端管体(3)流出；
步骤2，热敏温度压力控制器(6)接通电源即启动运行，热敏温度压力控制器(6)以采集液体出口压力传感器(8)的液体出口压力为基准压力信号，以采集液体进口压力传感器(7)的液体进口压力为动态压力信号，将所述动态压力与基准压力比较后得到的实时压力变化量换算为使热敏装置(5)温度变化的热敏变频电磁波信号并发送给热敏装置(5)；
步骤3，热敏装置(5)受热敏温度压力控制器(6)设定的热敏条件的信号控制而产生温度变化，即热敏装置既可接受变频信号后加热至设定温度，又可被记忆式恒流管流入液体传导而降温至设定温度，使可形变金属圆球(2)随热敏装置(5)的温度变化而产生球体体积的膨胀或回缩，同时使圆球形弹性液体流道圈(9)的流道容积被等比例的压缩或回扩；
步骤4，由圆球形弹性液体流道圈(9)的流道容积被等比例的压缩或回扩，使得液体流量能够抵消步骤2所述实时压力变化量的变化，进而使流入液体进口管体(1)和流出液体出口管体(3)的液体流量恒定不变。
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