[发明专利]大扭矩阀门扭矩监测系统

说明书

技术领域

本发明属于阀门扭矩监测领域，尤其是涉及一种大扭矩阀门扭矩监测系统。

背景技术

阀门的扭矩是指要使阀门开启或关闭动作所必须施加的作用力或扭矩。阀门动作过程中，由于管道内阀门两端介质压差的不同形成的对阀门的压力作用力，以及阀杆与填料、阀板与阀座和其他摩擦力，因此要动作阀门需要施加一定的动作扭矩。阀门在动作过程中，所需的开启或关闭扭矩是动态变化的。

为了监测阀门的动态扭矩变化，考核阀门的综合性能，同时可以在运行中对阀门进行保护，需要对阀门的动态扭矩进行实时的、准确的监测，并根据采集的扭矩数据和行程数据，对阀门在全行程的扭矩状况进行定量分析。这些数据将可以为设计和制造阀门提供有力的依据，同时可以实时监控阀门在实际运行中的扭矩变化，为阀门的预维护提供数据。

原有的检测方法是在大输出轴和被测阀门安装动态扭矩传感器，直接测量阀门动作过程中的扭矩，这种测量方法对于小扭矩阀门较为简单和实用，但是由于受动态扭矩传感器本身加工工艺和测量方法的限制，超过5万N.m的阀门的扭矩就无法通过此方法测量。因此这种测量方法有一定的局限性，使用范围有限。另外，现有的在线监测系统，大多为有线的监测方式，也无法实现阀门扭矩远程的实时动态监测。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能够对大扭矩阀门扭矩进行实时监测的系统，另一个目的是实现远程的实时动态监测，能在测试过程中得到阀门全行程扭矩连续变化的曲线函数，而且能够通过无线数据采集装置采集一段时间内的扭矩和行程变化数据。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种大扭矩阀门扭矩监测系统，包括数据采集监控装置，行程数据采集装置、扭矩数据采集装置和电机驱动模块，其特征在于：

在电机和大扭矩蜗轮蜗杆副之间依次增设了小扭矩蜗轮蜗杆副和扭矩放大机构；

其中小扭矩蜗轮蜗杆副的蜗杆轴和小输出轴上分别设置扭矩数据采集装置和行程数据采集装置，分别通过这两个装置将扭矩和行程信号输入给数据采集监控装置；

所述数据采集监控装置通过电机驱动模块实现对电机的实时控制。

进一步，所述扭矩放大机构包括小直齿轮组和由该小直齿轮组带动的大直齿轮组，其中小直齿轮组连接小扭矩蜗轮蜗杆副的小输出轴，大直齿轮组带动所述大扭矩蜗轮蜗杆副。

进一步，所述扭矩数据采集装置包括设置在小扭矩蜗轮蜗杆副的蜗杆轴上的扭矩传感器和与之相连接的扭矩数据采集模块，所述扭矩传感器的信号通过扭矩数据采集模块发送给数据采集监控装置。

进一步，所述行程数据采集装置包括设置在小扭矩蜗轮蜗杆副的小输出轴上的行程传感器和与之相连接的行程数据采集模块，所述行程传感器的信号通过行程数据采集模块发送给数据采集监控装置。

进一步，所述扭矩传感器是位移监测传感器。

进一步，所述行程传感器是绝对值编码器。

进一步，所述数据采集控制装置是一套无线数据采集监控装置，通过无线通讯方式与PC机或者笔记本电脑进行数据交换。

本发明具有的优点和有益效果是：由于采用上述技术方案，在电机和大扭矩蜗轮蜗杆副之间增设了小扭矩蜗轮蜗杆副和扭矩放大机构，将大扭矩的角行程阀门的扭矩值的变化线性传递到小扭矩蜗轮蜗杆副的蜗杆上，将该蜗杆的直线位移转化为电信号，输入给数据采集控制装置，通过线性转换，即可得到阀门运行的实际扭矩值。这样的方法实现了对大扭矩角行程阀门的扭矩的精确检测，填补了目前没有该装置的空白。

同时，利用无线数据采集控制装置，对采集的扭矩和行程数据进行实时分析，可对阀门在全行程过程中的扭矩变化进行全面定量了解。由于采用无线方式，不仅可以在检测过程中对阀门扭矩进行分析，为阀门的制造和设计提供数据；还可以为阀门使用现场提供远程在线实时的扭矩数据记录和分析，提供阀门运行中的预防性维护功能。

本发明具有数字化无线扭矩监测控制功能，运行安全稳定可靠，控制水平先进，功能完善，操作简便，可靠性强，抗干扰性高，为大扭矩角行程阀门的执行机构正确选配提供了数据依据，对影响阀门扭矩的相关因素进行分析研究，可为阀门运行扭矩的设计提供参考，为提高阀门产品质量和设计水平提供了解决思路。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图

图2是本发明的数据采集监控部分结构示意图

图中：

101、被测阀门，102、大输出轴，103、大扭矩蜗轮蜗杆副，104、电机；

201、大直齿轮组，202、小直齿轮组，203、小输出轴，204、小扭矩蜗轮蜗杆副；