[发明专利]一种智能阀门

说明书

本发明为智能阀门，属于流体机械领域，具体涉及介质为水的管道内起到通断和调节的各式阀门。该智能阀门由基阀(包括阀芯、阀体、传动结构等)、压差传感器和控制器构成。本发明，通过在传统阀门已有的阀位反馈基础上，通过增加一个压差传感器，得到阀门两端压差信息，通过已经测定全行程动态阻力基阀的特性，测量计算得到阀门状态参数压差、导纳、阀门流量及管网水力状态信息。在此基础上，通过设定合理的压差、流量和开度值，使得阀门调节到相应的状态。本智能阀门可以实现阀门自主感知识别、自主计算、自主控制、自主适应、自主通讯，实现阀门应用智能化。

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，具体涉及一种智能阀门。

背景技术

以暖通空调为代表的水介质管道系统中，存在着两类阀门，一类为通断类阀门，该类阀门在暖通空调系统接通或切断全局或局部流量的作用；另一类为调节类阀门 ，该类阀门对暖通空调水系统管网水力平衡发挥重要作用，是系统流量调节、能量调节的关键执行器。但实际应用存在如下问题：(1)阀门缺乏动态调节模型描述运行过程中阀门的流量-压差-开度关系，即阀门调节过程，阀门阀位与被阀门流量、阀门压差关系不明，使得实际运行调节控制不准确，反复调节，设备老化；且由于管道系统相互作用，系统水力稳定性差；(2)现有阀门智能化多数集中于阀门定位器信号控制反馈的数字化与网络化，缺乏应用层面智能化，无法感知阀门周围环境，依据环境调节自身状态。

综上，在各类水系统中，阀门对系统运行调节具有重要作用，但如何有效的解决上述问题，如何从应用层面做到阀门智能化，对管网运行调节具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能阀门 ，实现阀门自主感知识别、自主计算、自主控制、自主适应、自主通讯及应用智能化。

本发明提供了如下的技术方案：

一种智能阀门，包括：

基阀 ，设有全行程的动态阻力特性，为传统意义上的具有某种阀芯结构的管网节 流元件；

压差传感器，连接于所述基阀两端，用于测得所述基阀两端压差；

控制器，分别连接所述基阀和所述压差传感器，用于测量计算阀门状态参数，并通 过设定压差、流量和开度值，使得所述基阀调节到相应的状态。

优选的 ，所述全行程的动态阻力特性为全行程下的阀门开度阻抗函数、阀门开度导纳函数、阀门开度流阻系数函数及阀门开度流量系数函数。

优选的 ，所述控制器设有阀门全行程的动态阻力特性函数，通过已经测定全行程动态阻力所述基阀的特性，计算得到阀门实时阻抗、导纳及阀门流量，在此基础上，通过设定压差、流量和开度值，使得所述基阀调节到相应的状态。

优选的 ，所述阀门状态参数为阀门开度、阀门压差、阀门流量、管网状态信息和阀权度，所述控制器计算得到阀门实时阻抗、导纳、阀门流量及管网状态。

优选的 ，所述基阀的相应状态为依据设定的阀位、流量和压差完成所述基阀自身的阀位控制和动作。

优选的，所述基阀为通断阀或调节阀，所述基阀的阀芯为闸阀、球阀或蝶阀中的一种。优选的 ，所述控制器为单片机、直接控制器、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵 列或微型机等控制器中的一种。

优选的 ，所述压差传感器与所述基阀两端设有压差测量管，所述压差传感器通过所述压差测量管分别连接于所述基阀的低位压力接入点和高位压力接入点。