一种在变风量排风自控系统中使用的机械调节风阀技术方案

一种在变风量排风自控系统中使用的机械调节风阀，属于化学实验室变风量排风自控技术领域。采用了滑轮以及滑轮组连接方式将阀片、重锤、排风柜操作窗配重块相连接组合，实现了阀片与排风柜操作窗联动的目标。通过本实用新型专利技术的实施，解决了风阀的开度与排风柜操作窗的开度保持实时一致的技术问题。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种在变风量排风自控系统中使用的机械调节风阀
本专利技术属于化学实验室变风量排风自动控制

技术介绍
化学实验室或者类似的场合，由于工作时会有各种“挥发性有害气体”出现，所以需要使用排风系统(包括排风柜/排风管以及排风机等一系列设备的组合)，将化学实验工作中产生的有害气体及时排除，以确保工作环境的安全。由于冬、夏季的自然气温与人体适宜气温之间的差异缘故，以及社会经济条件发展的原因，化学实验室或者类似的场合越来越多地需要采用空调，来满足人们对舒适度和工作效率的要求。在空调的环境里，开展有污染气体产生的化学实验，将出现环境安全性要求与节能或者舒适度之间的相互矛盾问题：如果没有排风设备或者排风不充分，会出现工作环境的空气污染问题；而如果采用由普通排风机组成的排风系统，就会因为排风机几乎固定的大流量排风缘故，致使空调能耗急剧上升到无法承受的地步，并且空调目标仍然难以实现！针对这样的空气污染和空调能耗/舒适度两难问题，人们通过各种尝试，最终选择了“变风量排风控制技术”的方案，实现了在“保障安全”的基础上，最大限度地减少排风量，以达到减少空调能耗、提高舒适度的目的。在实施变风量排风控制技术的过程中，通常需要采用“风量调节阀门”(简称风阀)。这个风阀的工作目标是：通过阀门的调节动作，最终可以确保排风流量与排风柜的操作面开度保持线性对应的关系，并且排风柜的操作面平均面风速在一个给定的安全范围内。现有的变风量排风控制技术中，最常用的风量调节阀门的工作方式都是电动的，包括电动文丘里阀和电动碟阀：电动文丘里阀，是通过同时控制阀体两端的压差和阀门开口截面积的方式，实现流量调节目标。这种流量调节方式在变风量排风控制技术中的控制逻辑是：利用在线传感器，采集排风柜的操作面窗户开度信息，通过预先设定的计算关系，由电动执行器决定文丘里阀芯的定位，再利用阀门两端的压差量信息，通过弹簧装置实现阀体的精细定位，从而达到控制流量的目的。-->电动蝶阀，是通过定位电机，调节蝶阀片的开度，达到调节流量的目的。这种流量调节方式在变风量排风控制技术中的控制逻辑是：利用在线传感器，采集排风柜的操作面窗户开度信息，同时利用在线传感器采集流量信息，通过流量控制目标的计算结果，指挥电动蝶阀动作，实现流量“闭环”控制目标。无论是电动文丘里阀还是电动蝶阀，在变风量控制系统中，其最基本的控制目标就是需要监控排风柜的操作面窗户的开度，并最终通过调节阀门的阀体位置以及调节系统排风量来实现流量控制的目标。尽管这些现有的风阀工作方式能够实现气体流量的控制目标，但是仍然存在各自的不足：其一是响应灵敏度问题，其二是造价问题。文丘里阀有良好的响应灵敏度(通常可以高达1秒以内)，但是造价比较高，难以为我国大多数用户所接受；电动蝶阀的造价略低于文丘里阀，但是响应灵敏度不如文丘里阀(通常只能够保持在3秒左右)。而响应灵敏度(小于1秒)是保障污染气体不外溢的必要前提，也是化学实验室安全的重要保障基础。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述的响应灵敏度和造价双重要求，提供一种实验室变风量排风控制系统中所用的风量调节阀门，该阀门结构的有益效果是响应灵敏度优于电动文丘里阀，造价远低于电动碟阀；且风阀的开口截面积百分数与排风柜窗户的开启百分数保持实时一致的连动。本技术所采用的技术方案是：1.如说明书附图1、附图2、附图3所示，在排风柜(A)的顶部，排风口(J)的部位，安装一个闸阀形式的风阀，采用非电动的“机械滑轮以及滑轮组连接”方式，将闸阀的阀片(C)与排风柜窗户(B)或者配重块(M)之间建立机械连动。2.如说明书附图1所示，平面的阀片(C)，夹在两个有槽轨道(O)中滑行；轨道(O)设置在排风柜(A)顶部的排风口(J)的两侧。阀片(C)在轨道(O)中滑行到达一个尽头的时候，正好完全覆盖排风柜顶部的排风开口(J)，实现拦截气流的目的；滑行到达另外一个尽头的时候，正好完全打开排风柜顶部的排风开口(J)，实现不拦截气流的目的。3.如说明书附图1、附图3所示，配重块(M)，通过连接绳索连接排风柜的窗户-->(B)，然后悬挂在滑轮(K)上，达到重力平衡，使得排风柜的窗户(B)可以轻易地被移动并在任意位置停顿。4.如说明书附图1、附图3所示，本技术所述的“机械滑轮以及滑轮组连接方式”就是将风阀的阀片(C)，通过连接绳索滑轮/滑轮组，一端与上述的排风柜窗户(B)或者配重块(M)相连接，另外一端与阀片(C)自身的配重块(N)连接，通过滑轮(K、L)改变绳索走向。这样的机械连接方式，将使得排风柜的窗户(B)与风阀阀片(C)构成机械连动。只要排风柜的窗户发生位移，配重块(M)必定立即跟随发生位移；由于阀片(C)通过绳线与之相连，所以也必定立即跟随发生位移。这就构成了排风柜窗户(B)与阀片(C)的机械连动。附图说明图1是本技术所述的风阀与排风柜相互结合/连接方式的俯视图。B为排风柜操作面窗户结构示意图；C为排风柜顶部安装的，用于控制排风流量的闸阀阀片结构示意图；J为排风柜顶部的排风开口结构示意图；K为排风柜窗户(B)与配重块(M/N)的悬挂滑轮结构示意图；L为风阀阀片(C)工作时使用的悬挂和转向滑轮结构示意图；N为风阀阀片(C)工作时使用的配重块结构示意图；O为风阀阀片(C)工作时使用的有槽滑轨结构示意图；P为风阀阀片(C)工作时使用的滑轮组往复绳索结构示意图。图2是本技术所述的风阀与排风柜相互结合/连接方式的主图。A为化学实验室常用的排风柜结构示意图；B为排风柜操作面窗户结构示意图；C为排风柜顶部安装的，用于控制排风流量的闸阀阀片结构示意图；J为排风柜顶部的排风开口结构示意图；图3是本技术所述的风阀与排风柜相互结合/连接方式的侧视图。A为化学实验室常用的排风柜结构示意图；B为排风柜操作面窗户结构示意图；K为排风柜窗户(B)与配重块(M/N)的悬挂滑轮结构示意图；-->M为排风柜窗户(B)所使用的配重块结构示意图；N为风阀阀片(C)工作时使用的配重块结构示意图；具体实施方式1排风柜操作面(B)的开口横宽为1.8M，垂直开高为0.8M，如说明书附图所示连接排风柜窗户(B)与配重块(M)，以及连接阀片(C)与配重块(M/N)；风阀阀片(C)的最大位移量选择0.2M。风阀阀片的滑轮组所采用的往复绳索(P)数量选择为4。本实施例构成了“风阀开口截面积变化率与排风柜窗户的位移量变化率保持一致”的控制目标；并且响应灵敏度为＜0.3秒。具体实施方式2排风柜操作面(B)的开口横宽为1.1M，垂直开高为0.9M，如说明书附图所示连接排风柜窗户(B)与配重块(M)，以及连接阀片(C)与配重块(M/N)；风阀阀片(C)的最大位移量选择0.3M。风阀阀片的滑轮组所采用的往复绳索(P)数量选择为3。本实施例构成了“风阀开口截面积变化率与排风柜窗户的位移量变化率保持一致”的控制目标；并且响应灵敏度为＜0.3秒，造价远低于电动碟阀。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在变风量排风自控系统中使用的机械调节风阀，其构造特征是：该风阀是一个闸阀结构，采用滑轮组以及滑轮绳线的连接方式，将闸阀片（Ｃ）分别与排风柜操作窗的配重平衡块（Ｍ）以及另外一个重锤（Ｎ）相连，排风柜操作窗的配重快与重锤，通过滑轮组以及滑轮的绳线，在闸阀片上的作用方向相反。

【技术特征摘要】
1.一种在变风量排风自控系统中使用的机械调节风阀，其构造特征是：该风阀是一个闸阀结构，采用滑轮组以及滑轮绳线的连接方式，将闸阀片(C)分别与排风柜操作窗的配重平衡块(M)以及另外一个重锤(N)相连，排风柜操作窗的配重快与重锤，通过滑轮组以及滑轮的绳线，在闸阀片上的作用方向相反。2.根据权利要求1所述的机械调节风阀，其构造特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔黄宽，
申请(专利权)人：孔黄宽，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]