本發明專利技術公開了一種差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組，由差壓式自力控制閥和止回閥兩部分組成，其中差壓式自力控制閥由閥體、導壓管、調壓螺栓、伸縮彈簧、密封材料、傳壓桿、閥瓣、感壓膜、三個測壓接口組成。利用流體的機械能守恒原理，依靠集熱管損壞引起的管路差壓變化來實現閥組的自動閉合，及時封閉支路，以避免水的大量泄漏和集熱系統的停工。本發明專利技術對真空管集熱器陣列的保護效果好，實施成本較低，使用方便，避免水資源的浪費，維持真空管集熱系統的穩定，在真空管太陽能集熱系統中推廣應用具有良好的經濟及社會效益。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于太陽能熱利用及閥門
，涉及一種壓差控制的真空管集熱器陣列集熱管損壞時自力式保護閥組，主要用于解決真空管集熱器在發生裂管和損壞時造成的大面積水泄漏和系統癱瘓等問題。
技術介紹
近年來，太陽能熱利用技術發展迅速，作為其核心部件的集熱器，無論技術還是工藝方面，也都取得長足的進步，其中，全玻璃真空管集熱器具有結構簡單、性能優良、生產工藝先進可靠等特點，因而得到了廣泛的應用。然而，全玻璃真空管集熱器的材質為玻璃，放置在室外被損壞的概率較大(如冰雹、悶曬、強壓等因素)，特別是集熱器陣列中，有眾多的集熱管，若無有效的管路保護措施，單一集熱管損壞將造成嚴重的水資源及熱量浪費，最終導致整個系統的癱瘓。目前，真空管集熱器陣列中的集熱器依然靠人工維護，若不能及時發現集熱管損壞，必然造成嚴重的資源浪費， 另外，更換損壞的集熱管還需停止整個系統的運行，由此造成的停工會影響人們正常的工作及生活，不利于太陽能熱利用系統的使用效果。
技術實現思路
為了解決真空管集熱器陣列中由于集熱管損壞造成的水資源、熱能資源浪費以及系統停工等問題，本專利技術的目的在于，提供一種差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組，當真空管集熱器陣列集熱器損壞時，能自動對集熱管路形成保護。為了實現上述任務，本專利技術采取如下的技術解決方案:一種差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組，其特征在于，由差壓式自力控制閥和止回閥兩部分組成；所述的差壓式自力控制閥安裝在真空管集熱器陣列各并聯支路的起始端，它包括閥體，該閥體有進水口和出水口，進水口和出水口之間由閥瓣連通，閥瓣上連接有傳壓桿，該傳壓桿設置在水流的垂直方向上，傳壓桿的一端連接在感壓膜上，另一端通過密封材料連接伸縮彈簧，在伸縮彈簧上方連接有調壓螺栓，所述的傳壓桿受感壓膜和拉伸彈簧的雙重壓力作用，帶動閥瓣處于開啟或閉合；在感壓膜上方的空腔上通過第二測壓接口連接至閥體之外，感壓膜下方的空腔通過導壓管與閥體上的進水口相連通，在導壓管上還設有第一測壓接口。所述的止回閥通過第三測壓接口安裝在真空管集熱器陣列各并聯支路的末端。本專利技術的差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組，帶來的技術效果是:1、解決真空管集熱器陣列中集熱器損壞時的流體大量泄露的問題采用本專利技術的差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組，當真空管集熱器陣列中某支路有集熱管損壞時，根據真空管集熱管損壞前后管路中水壓的變化，差壓式自力控制閥和截止閥組成的閥組自動閉合，及時控制流體泄露的問題，避免水資源和熱量的浪費。2、應用方便，操作性強該差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組的結構簡便，易于獲取和安裝。只需安裝在真空管集熱器陣列各支路上，無需外界動力及監控系統，便可保護集熱器陣列的穩定運行。3、提高真空管集熱陣列的穩定性當真空管集熱器陣列中某支路有集熱管損壞時，差壓式自力控制閥和截止閥組成的差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組，自動封閉該支路，從而形成保護，其他支路仍可繼續工作，檢修時也不用停止整個系統的運行，提高了系統的穩定性。附圖說明圖1是本專利技術的差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組在真空管集熱器陣列中的安裝示意圖； 圖2是差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組的結構圖；圖3是真空管集熱器陣列集熱支路的測壓原理圖；圖中的標號分別表示:1、閥體，2、導壓管，3、調壓螺栓，4、伸縮彈簧，5、密封材料，6、傳壓桿，7、閥瓣，8、感壓膜，9、測壓口，10、第一測壓口、11、第二測壓口。下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行進一步的詳細說明。具體實施例方式本專利技術的技術思路是，利用流體的機械能守恒原理，依靠集熱管損壞引起的管路的差壓變化來實現閥組的自動閉合，及時封閉支路，以避免水的大量泄漏和集熱系統的停工。當真空管集熱器陣列中有集熱管破損時，破損管中的水流直接同大氣相接，壓力也同大氣壓一致，破損集熱管處的水壓與其所在支路起始端的壓差增大，支路中的水流由此加速流出，管路中的壓力也發生變化。支路起始端由于水流加速而動壓增大，靜壓減小；支路末端水流變小，甚至出現倒流。在真空管集熱器陣列各并聯支路的起始端，安裝一個差壓式自力控制閥，該閥門的動作機構與管路的感壓裝置以及可調壓彈簧相連，動作機構具有可調的啟閉壓力值，當集熱器陣列完好時，動作機構受力平衡且閥瓣處于開啟位置，水流正常通過，當集熱管損壞時，動作機構的受力平衡被破壞，感壓裝置推動閥門動作機構至閉合位置，水流截止；在真空管集熱器陣列各并聯支路的末端安裝止回閥，該止回閥為單向流通閥，當干管中水向支路倒流時，止回閥自動閉合。參見圖1，在真空管集熱器陣列并聯支路的起始端和末端分別安裝差壓式自力控制閥02和止回閥01，止回閥01通過第三測壓接口 11安裝在真空管集熱器陣列各并聯支路的末端，不會妨礙集熱器整列的正常運行。圖1中標有三個位置，支管起始端O、第三測壓接口11、集熱管破損點K。支管中水流依靠水壓推動，當集熱管損壞時，破損點K處水流的壓力降至大氣壓力，O、K管段間壓差Λ P增大，該管段內水流加速流出，動能增大。根據“伯努利原理”，流體的機械能守恒，即:動能+重力勢能+靜壓勢能=常數，對于支管起始端O處，水流動能增加，位能不變，所以靜壓勢能減小。由于水流外泄，支管末端的第三測壓接口 11處的水流量變小，甚至造成倒流。圖2為差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組結構圖，由差壓式自力控制閥02 (圖左)和止回閥01 (圖右)兩部分組成。其中，差壓式自力控制閥02包括閥體1，該閥體I有進水口和出水口，進水口和出水口之間由閥瓣7連通，閥瓣7上連接有傳壓桿6，該傳壓桿6設置在水流的垂直方向上，傳壓桿6的一端連接在感壓膜8上，另一端通過密封材料5與伸縮彈簧4相連接，在伸縮彈簧4上方連接有調壓螺栓3，所述的傳壓桿6受感壓膜8和拉伸彈簧4的雙重壓力作用，帶動閥瓣7處于開啟或閉合；在感壓膜8上方的空腔上通過第二測壓接口 10連接至閥體I之外，感壓膜8下方的空腔通過導壓管2與閥體I上的進水口相連通，在導壓管2上還設有第一測壓接口 9。差壓式自力控制閥02安裝在集熱器陣列支路的起始端，差壓式自力控制閥02內的A、C處流體由導壓管2相連，兩處的全壓一致。B、D處流體的靜壓一致，C、D處流體之間設有感壓膜8。傳壓桿6上、下端分別接受到伸縮彈簧4、感壓膜8的壓力，還有自身重力與水流浮力的作用，其中重力和浮力保持不變，因而傳壓桿6受伸縮彈簧4、感壓膜8控制上下位移，從而帶動閥瓣7的位移，以達到啟閉閥門的目的。當支路上的集熱管均完好時，通過調壓螺栓3調節伸縮彈簧4的預壓縮量，使傳壓桿6受力平衡，且閥瓣7處于開啟位置。當支路上有集熱管損壞時，圖2中A、B處水流速度加快，則動壓增大，靜壓減小，全壓 不變，C處流體壓力與A處的全壓相同，因而保持不變，D處流體由于靜壓減小，對感壓膜8的壓力變小，傳壓桿6原來的受力平衡被打破，受到額外向上的力，傳壓桿會向上移動，當D處靜壓的減小量達到設定限值ε時，閥瓣隨傳壓桿上移到閉合位置。與此同時，支路末端的止回閥受到倒流的作用，自動閉合，支路與供回水干管間形成封閉狀態。當破損集熱管被更換后，檢修人員只需打開第一測壓口 9泄壓，此時感壓膜8對傳壓桿6向上的壓力大幅減小，傳壓桿6帶動閥瓣7向下移動，閥瓣7本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組，其特征在于，由差壓式自力控制閥（02）和止回閥（01）兩部分組成；所述的差壓式自力控制閥（02）安裝在真空管集熱器陣列各并聯支路的起始端，它包括閥體（1），該閥體（1）有進水口和出水口，進水口和出水口之間由閥瓣（7）連通，閥瓣（7）上連接有傳壓桿（6），該傳壓桿（6）設置在水流的垂直方向上，傳壓桿（6）的一端連接在感壓膜（8）上，另一端通過密封材料（5）與伸縮彈簧（4）相連接，在伸縮彈簧（4）上方連接有調壓螺栓（3），所述的傳壓桿（6）受感壓膜（8）和拉伸彈簧（4）的雙重壓力作用，帶動閥瓣（7）處于開啟或閉合；在感壓膜（8）上方的空腔上通過第二測壓接口（10）連接至閥體（1）之外，感壓膜（8）下方的空腔通過導壓管（2）與閥體（1）上的進水口相連通，在導壓管（2）上還設有第一測壓接口（9）。
【技術特征摘要】
1.一種差壓控制的真空管集熱器陣列自力式保護閥組，其特征在于，由差壓式自力控制閥(02)和止回閥(Ol)兩部分組成； 所述的差壓式自力控制閥(02)安裝在真空管集熱器陣列各并聯支路的起始端，它包括閥體(I )，該閥體(I)有進水口和出水口，進水口和出水口之間由閥瓣(7)連通，閥瓣(7)上連接有傳壓桿(6)，該傳壓桿(6)設置在水流的垂直方向上，傳壓桿(6)的一端連接在感壓膜(8)上，另一端通過密封材料(5)與伸縮彈簧(4)相連接，在伸縮彈簧(4)上方連接有調壓螺栓(3)，所述的傳壓桿(6)受感壓膜(8)和拉伸彈...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉艷峰，李洋，王登甲，劉加平，
申請(專利權)人：西安建筑科技大學，
類型：發明
國別省市：
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