[发明专利]一种用于流体识别和控制的阀门

说明书

本发明提供一种用于流体识别和控制的阀门，该阀门通过在阀体介质进口处设有用于识别流体状态的传感器，传感器将接收到的信号发送至控制器，控制器控制执行机构实现流道的开启或关闭；本发明将流体识别和开关控制两种功能相结合，使得阀门具有准确识别流体状态和快速控制开关的功能；本发明在阀体出口处设有第一介质出口和第二介质出口，传感器识别流体状态后通过控制器控制执行机构使得流体中的液体和气体分别流向不同的介质出口，实现气体和液体的快速分离，消除或降低段塞流对管线和设备的冲击；减少了管线断开和所需线缆数量，解决了老设备、老工艺的改造，经常受到接口位置和线缆容量限制的技术问题。

技术领域

本发明属于控制系统，具体地涉及一种用于流体识别和控制的阀门。

背景技术

在工业自动化生产中，经常需要对管道中流动的介质加以识别并进行控制，特别是开关控制。比如天然气压缩机入口，本应该连续输入气体，当有液体进入时，应及时关断，否则液体的不可压缩性会对机器造成损坏；燃煤锅炉加热盘管或某些化学反应器中，应充满连续流动的液体，当有气体串入时，会对加热盘管或反应设备造成损坏，甚至发生灾难。

另外，气、液段塞流存在于许多生产实际和常用设备的管道中，需要快速分离并消除。例如海上或陆上油田长输管线，由于高程差的存在，很容易产生气、液段塞流，由此产生强烈振动对生产安全造成威胁；空调冷媒管或锅炉换热盘管中也容易产生段塞，造成设备工作效率的降低。对这些有害的气、液段塞需要加以识别并消除。常规的消除方法是采用具有一定容积和分离功能的容器，如气-液分离罐，进行气、液分离后再分别用管线输送。而管道中的气、液段塞流已经完成气和液的分离，形成一种气柱和液柱间隔流动的状态。我们只需要对管道中流动的气塞和液塞进行识别并快速切换开关，让气、液段塞分别流向不同的管道分支，从而达到气、液快速分离的目的，消除或降低段塞流对管线和设备的冲击。

因此在许多生产关键环节中，需要对管道中的介质变化进行识别，并执行相应的控制方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于流体识别和控制的阀门，该阀门将流体介质识别和控制两种功能相结合，成为智能装置；该智能装置不仅能快速识别管道流体的状态，而且能将气体和液体快速分离，简化自动控制系统设计的复杂度；对于老设备、老工艺的改造，经常受到接口位置和线缆容量的限制，本发明的阀门可减少管线断开和所需的线缆数量。

具体技术方案如下：

一种用于流体识别和控制的阀门，包括

阀体，一端设有介质进口，另一端设有介质出口；所述阀体内包括与所述介质进、出口相连通的最短流道，垂直设置在所述流道流动方向上且穿过所述流道的凹槽，以及设置在所述凹槽内且与所述流道配合作用的柱塞；

执行机构，包括用于连接所述柱塞并带动所述柱塞在所述凹槽内上下往复运动使得所述柱塞和所述流道配合作用实现所述流道开启或关闭的连杆；

传感器，设置在所述介质进口处的且用于识别所述介质进口处流体的状态；

控制器，接收所述传感器发送的流体状态的信号并根据所述信号控制所述执行机构，使得所述流道开启或关闭。

优选地，所述柱塞上设有通孔，所述通孔将所述柱塞分成实心部和通孔部；所述通孔部的通孔的方向与所述流道流动方向一致；所述柱塞的实心部位于所述流道内部阻止所述液体或气体的通过，所述通孔部位于所述流道内部或所述柱塞脱离所述流道内部实现所述液体或气体的快速通过。

优选地，所述介质出口包括用于控制气体通过的第一介质出口和用于控制液体通过的第二介质出口；所述流道包括与所述第一介质出口相连通的第一流道，以及与所述第二介质出口相连通的第二流道；所述柱塞的实心部位于所述第一流道或第二流道内部实现第一流道或第二流道快速关闭，所述通孔部位于所述第一流道或第二流道内部实现第一流道或第二流道的快速开启。