CN111188816B - 一种基于文丘里效应的分流阀流量分配方法及分流阀构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分流阀流量分配方法，开关阀闭合时，干管的流体通过阀本体的进液段之后，绝大部分流体从阀本体的渐缩段进入阀本体的出液段，除绝大部分流体之外的少量流体从循环支管进入出液段；开关阀打开时，干管的流体通过进液段之后，大部分流体从渐缩段进入出液段，除大部分流体之外的其他流体进入循环支管，处于出液段的部分流体也进入循环支管，处于出液段的部分流体和其他流体汇集后进入管网的支管，与此同时，大部分流体中除部分流体之外的剩余流体从阀本体的出液段进入管网的干管。本发明还公开了基于上述流量分配方法的分流阀构造。本发明的阀本体能保证循环支管的水始终为循环状态，确保了管网的支管水质和水温。

Description

一种基于文丘里效应的分流阀流量分配方法及分流阀构造

技术领域

本发明涉及分流阀领域，尤其涉及一种基于文丘里效应的分流阀流量分配方法及分流阀构造。

背景技术

流量分配阀是一种直观简便的流量控制装置，在管网中应用流量分配阀可将流体引导到多个流路。

例如专利号为201420445719.1的实用新型专利，公开了一种流量分配阀，包括2路以上并列设置的分流阀机构，每个分流阀机构与进油P口连接，分流阀机构包括从进油P口依次连接的第一阻尼孔和补偿阀，补偿阀的负载输出口并联有依次连接的梭阀和第二阻尼孔，梭阀连接至补偿阀的控制口和测试接口，第二阻尼孔连接至补偿阀的负载输出口。

该专利虽然能够实现流量分配，但是结构复杂。基于此，有必要提供一种结构简单、造价成本低的分流阀构造。

发明内容

本发明提供了一种基于文丘里效应的分流阀流量分配方法及分流阀构造，基于文丘里原理，流体在经过文丘里的缩径管段前后会形成压力差，本发明利用压力差在渐缩段前后接出循环支管，此循环支管便会产生循环流量，进而实现流体的分配。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种基于文丘里效应的分流阀流量分配方法，包括：

分流阀安装在管网的干管上，管网的支管进液口与分流阀连接的循环支管连通，管网的支管上安装有开关阀；

开关阀闭合时，干管的流体通过阀本体的进液段之后，绝大部分流体从阀本体的渐缩段进入阀本体的出液段，除绝大部分流体之外的少量流体从循环支管进入阀本体的出液段，使得少量流体和绝大部分流体汇集后一并通过出液段进入管网的干管；

开关阀打开时，干管的流体通过阀本体的进液段之后，大部分流体从阀本体的渐缩段进入阀本体的出液段，除大部分流体之外的其他流体进入循环支管，处于出液段的部分流体也进入循环支管，处于出液段的部分流体和所述其他流体汇集后进入管网的支管，与此同时，大部分流体中除部分流体之外的剩余流体从阀本体的出液段进入管网的干管。

作为本发明的进一步改进，阀本体的渐缩段与循环支管并联设置。

作为本发明的进一步改进，开关阀闭合时，所述绝大部分流体为95±2%的干管流体，所述少量流体为5±2%的干管流体，所述绝大部分流体与所述少量流体为100%的干管流体；

开关阀打开时，所述大部分流体为95%～80%的干管流体，所述其他流体为5%～20%的干管流体，所述部分流体为5%～20%的干管流体，所述剩余流体为90%～60%的干管流体，管网的支管内流体为10%～40%的干管流体。

一种基于文丘里效应的分流阀构造，包括阀本体，该阀本体由进液段、渐缩段和出液段组成，所述渐缩段的管径自进液段向出液段逐渐减小；

所述出液段由变速段和稳定段组成，所述变速段为流体在出液段流速变化的区域，所述流体通过渐缩段时流速增大，已增大流速的流体通过出液段时流速先变小再趋于稳定；

所述进液段的周壁上设有第一分流口，所述变速段的周壁上设有第二分流口，所述第一分流口和第二分流口通过循环支管连通，所述进液段与变速段之间具有压力差，该压力差使得进液段的少量流体通过循环支管进入出液段；

循环支管还与管网的支管连通，管网的支管上设有开关阀。

作为本发明的进一步改进，所述第一分流口靠近进液段的端部设置，该端部为进液段上与渐缩段连接的端部；

所述第一分流口和第二分流口等径，且第一分流口和第二分流口的直径均小于阀本体的进液段的内径和出液段的内径。所述第一分流口靠近渐缩段设置。

作为本发明的进一步改进，所述开关阀闭合时，进液段的少量流体通过循环支管进入出液段；

所述开关阀打开时，进液段的部分流体和出液段的部分流体汇聚后流至支管。

作为本发明的进一步改进，所述渐缩段由第一直径段、锥形段和第二直径段组成，锥形段的入液口与第一直径段的出液口顺接，锥形段的出液口与第二直径段的入液口顺接；

所述进液段与第一直径段顺接，所述第二直径段与出液段连接；

流体依次流过第一直径段、锥形段、第二直径段之后进入出液段；

所述第二直径段的内径小于第一直径段的内径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于本发明的阀本体能保证循环支管的水始终有循环流量，确保了管网的支管水质和水温。

2、本发明的分流阀可应用在热水系统和直饮水管网系统中，保证了循环支管水不滞留。

3、本发明的分流阀安装于循环管路的大环管接每个支环管的接口上，不仅能保证支环管内水的循环，还可以替代专用回水干管，同样能达到高标准的用水需求，同时设计变得简单、灵活。

4、本发明的阀本体安装在管网的干管上，干管内的流体依序通过进液段、渐缩段和出液段，流体通过渐缩段时流速增大，已增大流速的流体从渐缩段的末端喷出后，流体通过出液段时流速逐渐变小再趋于稳定，流体在出液段流速变化的区域为变速段，本发明在变速段和进液段接入循环支管，利用第一分流口与第二分流口之间的压力差产生循环支管的循环流量，从而避免循环支管内流体滞留，具有结构简单的优点。

附图说明

图1为开关阀闭合时流量分配示意图；

图2为开关阀打开时流量分配示意图；

图3为分流阀的结构示意图；

图4为渐缩段的结构示意图；

图5为开关阀闭合时分流阀的水流状态示意图；

图6为开关阀打开时分流阀的水流状态示意图。

图中，100、进液段；200、渐缩段；210、第一直径段；220、锥形段；230、第二直径段；300、出液段；400、第一分流口；500、第二分流口；600、开关阀；700、支管；800、循环支管；900、干管。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

实施方式一：

本实施方式公开了一种基于文丘里效应的分流阀流量分配方法，分流阀安装在管网的干管上，管网的支管进液口与分流阀连接的循环支管连通，管网的支管上安装有开关阀；如图1所示，开关阀闭合时，干管的流体通过阀本体的进液段之后，绝大部分流体从阀本体的渐缩段进入阀本体的出液段，除绝大部分流体之外的少量流体从循环支管进入阀本体的出液段，使得少量流体和绝大部分流体汇集后一并通过出液段进入管网的干管；如图2所示，开关阀打开时，干管的流体通过阀本体的进液段之后，大部分流体从阀本体的渐缩段进入阀本体的出液段，除大部分流体之外的其他流体进入循环支管，处于出液段的部分流体也进入循环支管，处于出液段的部分流体和所述其他流体汇集后进入管网的支管，与此同时，大部分流体中除部分流体之外的剩余流体从阀本体的出液段进入管网的干管。

阀本体的渐缩段与循环支管并联设置。如图1所示，开关阀闭合时，上述绝大部分流体为95±2%的干管流体，上述少量流体为5±2%的干管流体，上述绝大部分流体与上述少量流体为100%的干管流体。如图2所示，开关阀打开时，上述大部分流体为95%～80%的干管流体，上述其他流体为5%～20%的干管流体，上述部分流体为5%～20%的干管流体，上述剩余流体为90%～60%的干管流体，管网的支管内流体为10%～40%的干管流体。

由于本实施方式的阀本体能保证循环支管的水始终为循环状态，确保了管网的支管水质和水温。本实施方式的分流阀可应用在热水系统和直饮水管网系统中，保证了循环支管水不滞留。

实施方式二：

文丘里管使用文丘里效应，文丘里效应表现在受限流动在通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，流体的流速与过流断面成反比。由伯努利定律（流动速度增加，流体的静压将减小；反之，流动速度减小，流体的静压将增加）可知流速的增大伴随流体压力的降低，通俗地讲，这种效应是指在高速流动的流体附近会产生低压，从而产生吸附作用。

本实施方式的分流阀构造采用文丘里效应，利用压力差在缩径管段前后接出循环支管800，此循环支管800便会产生循环流量，进而实现流体的分配。

在实施方式一公开方案的基础上，如图3所示，本实施方式的一种分流阀构造，包括阀本体，该阀本体由进液段100、渐缩段200和出液段300组成，渐缩段200的管径自进液段100向出液段300逐渐减小；出液段300由变速段和稳定段组成，变速段为流体在出液段300流速变化的区域，流体通过渐缩段200时流速增大，已增大流速的流体通过出液段300时流速先变小再趋于稳定；进液段100的周壁上设有第一分流口400，变速段的周壁上设有第二分流口500，第一分流口400和第二分流口500通过循环支管800连通，进液段100与变速段之间具有压力差，该压力差使得进液段100的少量流体通过循环支管800进入出液段300。

本实施方式的阀本体安装在管网的干管上，管网干管内的流体依序通过进液段100、渐缩段200和出液段300，流体通过渐缩段200时流速增大，已增大流速的流体从渐缩段200的末端喷出后，流体通过出液段300时流速逐渐变小再趋于稳定，流体在出液段300流速变化的区域称为变速段，本实施方式在变速段和进液段100接入循环支管800，循环支管800内实时流动有循环流量，从而避免循环支管800内流体滞留。

实施方式三：

在实施方式一公开方案的基础上，本实施方式提供了一种分流阀构造，如图3所示，包括阀本体，该阀本体由进液段100、渐缩段200和出液段300组成，渐缩段200的管径自进液段100向出液段300逐渐减小；出液段300由变速段和稳定段组成，变速段为流体在出液段300流速变化的区域，流体通过渐缩段200时流速增大，已增大流速的流体通过出液段300时流速先变小再趋于稳定；进液段100的周壁上设有第一分流口400，变速段的周壁上设有第二分流口500，第一分流口400和第二分流口500通过循环支管800连通，进液段100与变速段之间具有压力差，该压力差使得进液段100的少量流体通过循环支管800进入出液段300。如图3所示，第一分流口400靠近进液段100的端部设置，该端部为进液段100上与渐缩段200连接的端部；第一分流口400和第二分流口500等径，且第一分流口400和第二分流口500的直径均小于阀本体的进液段100内径和出液段300内径。

如图5和图6所示，循环支管800还与支管700连通，支管700上设有开关阀600。如图5所示，开关阀600闭合时，进液段100的少量流体通过循环支管800进入出液段300；如图6所示，开关阀600打开时，进液段100的部分流体和出液段300的部分流体汇聚后流至支管700。具体地，开关阀600打开时循环支管800的流量大于开关阀600关闭时循环支管800的流量。

实施方式四：

在实施方式一公开方案的基础上，本实施方式提供了一种分流阀构造，如图3所示，包括阀本体，该阀本体由进液段100、渐缩段200和出液段300组成，渐缩段200的管径自进液段100向出液段300逐渐减小；出液段300由变速段和稳定段组成，变速段为流体在出液段300流速变化的区域，流体通过渐缩段200时流速增大，已增大流速的流体通过出液段300时流速先变小再趋于稳定；进液段100的周壁上设有第一分流口400，变速段的周壁上设有第二分流口500，第一分流口400和第二分流口500通过循环支管800连通，进液段100与变速段之间具有压力差，该压力差使得进液段100的少量流体通过循环支管800进入出液段300。如图3所示，第一分流口400靠近进液段100的端部设置，该端部为进液段100上与渐缩段200连接的端部；第一分流口400和第二分流口500等径，且第一分流口400和第二分流口500的直径均小于阀本体的进液段100内径和出液段300内径。

如图4所示，渐缩段200由第一直径段210、锥形段220和第二直径段230组成，锥形段220的入液口与第一直径段210的出液口顺接，锥形段220的出液口与第二直径段230的入液口顺接；进液段100与第一直径段210顺接，第二直径段230与出液段300连接；流体依次流过第一直径段210、锥形段220、第二直径段230之后进入出液段300；第二直径段230的内径小于第一直径段210的内径。

如图4所示，进液段100的内径大于第一直径段210的内径，出液段300的内径远大于第二直径段230的内径。第二直径段230伸入出液段300，渐缩段200与出液段300连接。如图4所示，部分第一直径段210、锥形段220和第二直径段230均伸入出液段300，并且出液段300与第一直径段210连接。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种基于文丘里效应的分流阀构造，其特征在于，包括阀本体，该阀本体由进液段（100）、渐缩段（200）和出液段（300）组成，所述渐缩段（200）的管径自进液段（100）向出液段（300）逐渐减小；

所述出液段（300）由变速段和稳定段组成，所述变速段为流体在出液段（300）流速变化的区域，所述流体通过渐缩段（200）时流速增大，已增大流速的流体通过出液段（300）时流速先变小再趋于稳定；

所述进液段（100）的周壁上设有第一分流口（400），所述变速段的周壁上设有第二分流口（500），所述第一分流口（400）和第二分流口（500）通过循环支管（800）连通，所述进液段（100）与变速段之间具有压力差，该压力差使得进液段（100）的少量流体通过循环支管（800）进入出液段（300）；

循环支管（800）还与管网的支管（700）连通，管网的支管（700）上设有开关阀（600）。

2.根据权利要求1所述的分流阀构造，其特征在于，所述第一分流口（400）和第二分流口（500）等径，且第一分流口（400）和第二分流口（500）的直径均小于阀本体的进液段（100）内径和出液段（300）内径。

3.根据权利要求1所述的分流阀构造，其特征在于，所述开关阀（600）闭合时，进液段（100）的少量流体通过循环支管（800）进入出液段（300）；

所述开关阀（600）打开时，进液段（100）的部分流体和出液段（300）的部分流体汇聚后流至支管（700）。

4.根据权利要求1所述的分流阀构造，其特征在于，所述渐缩段（200）由第一直径段（210）、锥形段（220）和第二直径段（230）组成，锥形段（220）的入液口与第一直径段（210）的出液口顺接，锥形段（220）的出液口与第二直径段（230）的入液口顺接；

所述进液段（100）与第一直径段（210）顺接，所述第二直径段（230）与出液段（300）连接；

流体依次流过第一直径段（210）、锥形段（220）、第二直径段（230）之后进入出液段（300）；

所述第二直径段（230）的内径小于第一直径段（210）的内径。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的基于文丘里效应的分流阀构造的流量分配方法，其特征在于，包括：

分流阀安装在管网的干管（900）上，管网的支管（700）进液口与分流阀连接的循环支管（800）连通，管网的支管（700）上安装有开关阀（600）；

开关阀（600）闭合时，干管（900）的流体通过阀本体的进液段（100）之后，绝大部分流体从阀本体的渐缩段（200）进入阀本体的出液段（300），除绝大部分流体之外的少量流体从循环支管（800）进入阀本体的出液段（300），使得少量流体和绝大部分流体汇集后一并通过出液段（300）再次进入管网的干管；

开关阀（600）打开时，干管（900）的流体通过阀本体的进液段（100）之后，大部分流体从阀本体的渐缩段（200）进入阀本体的出液段（300），除大部分流体之外的其他流体进入循环支管（800），处于出液段（300）的部分流体也进入循环支管（800），处于出液段（300）的部分流体和所述其他流体汇集后进入管网的支管（700），与此同时，大部分流体中除部分流体之外的剩余流体从阀本体的出液段（300）再次进入管网的干管；

所述绝大部分流体为95±2%的干管（900）流体，所述少量流体为5±2%的干管（900）流体，所述绝大部分流体与所述少量流体为100%的干管（900）流体；

所述大部分流体为95%～80%的干管（900）流体，所述其他流体为5%～20%的干管（900）流体，所述部分流体为5%～20%的干管（900）流体，所述剩余流体为90%～60%的干管（900）流体，管网的支管（700）内流体为10%～40%的干管（900）流体。

6.根据权利要求5所述的流量分配方法，其特征在于，阀本体的渐缩段（200）与循环支管（800）并联设置。

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