[发明专利]一种流体自助力阀控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及阀体控制领域，具体是指一种利用流体自身能量所产生的助力对阀体进行开关或调节控制的流体自助力阀控制装置及其控制方法。

背景技术

阀体作为一个成熟的产品已经广泛用于空气、燃气、液体等流体控制领域，现有的各种阀控制装置中，其执行运动所需的能量均是来自外界能源。现有技术中应用较多的主要有下述几种方式：(1)操作者采用手动方式开关或调节阀门；(2)通过电能开关或调节阀门；(3)通过气动或液动执行元件开关或调节阀门；这些控制方式，都有一个共同的缺陷就是在执行运动过程中需要消耗较多的能量。在能量供给比较欠缺的领域，如野外长输管线，水下运输管道，上述控制方式均有一定的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种流体自助力阀控制装置，它结构简单，安装方便，最重要的是可以减少对阀体电能的损耗，起到节能的目的。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种流体自助力阀的控制方法，其采用流体自助力阀控制装置，利用流体自身能量所产生的助力对阀体进行开关或调节控制，不仅操作方便，而且减少对阀体电能的损耗，可延长阀体使用寿命。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种流体自助力阀控制装置，包括安装于主管线上的阀体，为了能够利用流体自身能量所产生的助力对阀体进行开关和控制，在所述的主管线上还安装有开关或调节阀体的助力装置；进一步助力装置依次由采用助力管线连接的入口压力传感器、第一电磁阀组、助力机构、第二电磁阀组及出口压力传感器组成；助力管线两端分别为助力流体入口及助力流体出口，助力装置通过助力流体入口及助力流体出口安装于主管线内并位于阀体的两侧。

助力机构通过阀杆控制阀体，具体方式为：在所述的助力机构上还连接有阀杆，所述的助力装置通过阀杆开关或调节阀体。

为了更加精确的控制阀体，所述的助力机构主要由叶轮、减速组及电机组成，减速组分别与叶轮、电机和阀杆连接；叶轮、减速组及电机外还裹覆有一层金属外壳。

进一步的，所述的第一电磁阀组由电磁阀A与电磁阀D构成，第二电磁阀组由电磁阀B与电磁阀C构成，电磁阀A及电磁阀C正向安装，电磁阀B及电磁阀D反向安装；电磁阀A与电磁阀B串联，电磁阀C与电磁阀D串联，两组串联后的电磁阀再并联，而助力机构则串联于电磁阀A与电磁阀C之间、并且串联于电磁阀B与电磁阀D之间，构成H桥结构。

所述的阀体采用蝶阀、球阀、锥形阀、平板阀或闸板阀。

所述的电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C和电磁阀D均采用自保持电磁阀。

一种流体自助力阀的控制方法，包括以下步骤：

(a)入口压力传感器、出口压力传感器实时采集阀体两侧压力，判断阀体两侧压力属于正向压差、反向压差或无压差，并利用压差确定由电机驱动阀体或切换第一电磁阀组及第二电磁阀组处于正压差下/反压差下的助力操作；

(b)流体通过开启的电磁阀由助力管线进入到助力机构后驱动阀杆旋转或上下移动，从而开关或调节阀体。

所述的步骤(a)进一步分为以下三种情况：

(a1)入口压力传感器数据与出口压力传感器数据相等，表示无压差，主管线内无流体流动，启动电机进行开关或调节阀体；

(a2)入口压力传感器数据大于出口压力传感器数据，表示阀体两端存在正向压差，切换第一电磁阀组及第二电磁阀组处于正压差下的助力操作，电机辅助协同动作；

(a3)入口压力传感器数据小于出口压力传感器数据，表示阀体两端存在反向压差，切换第一电磁阀组及第二电磁阀组处于反压差下的助力操作，电机辅助协同动作。

所述的(a2)方式下切换第一电磁阀组及第二电磁阀组处于正压差下的助力操作是：

(a2.1)打开电磁阀A和电磁阀C、关闭电磁阀B和电磁阀D，使阀体执行关闭或减小开度调节；

(a2.2)打开电磁阀D和电磁阀B、关闭电磁阀A和电磁阀C，使阀体执行打开或增大开度调节；

所述的(a3)方式下切换第一电磁阀组及第二电磁阀组处于反压差下的助力操作是：

(a3.1)打开电磁阀D和电磁阀B、关闭电磁阀A和电磁阀C，使阀体执行关闭或减小开度调节；

(a3.2)打开电磁阀A和电磁阀C、关闭电磁阀B和电磁阀D，使阀体执行打开或增大开度调节。

所述的步骤(b)中助力机构驱动阀杆的方式为流体通过开启的电磁阀由助力管线进入到助力机构后推动叶轮旋转，叶轮旋转的能量经减速组减速后驱动阀杆旋转或上下移动。