[发明专利]一种数控无串漏多通阀

说明书

一种数控无串漏多通阀，它适用于液体多路采集或分配中，如油田石油开采计量站等。

在油田开采中，需要对油井的生产参数进行测量、计量，如产油量、含水量、产气量等的参数。但是，由于计量站所用设备较多，不可能每一口油井配备一个计量站，而是多口油井共用一个计量站，这就需要把各口被测油井的输出通过管道送到计量站，用多通阀使计量站在不同时间与不同的油井选通，对其进行计量。由于现在的多通阀在使用一段时间后，阀芯定位精确度降低，使得多通阀产生串漏，大大影响了油井的计量精度。串漏的原因主要是阀芯与入液口定位不准造成的。这一串漏问题导致现有计量站又改回用阀组控制的形式，增加了体积和操作工作量。

本发明的目的是发明一种数控无串漏多通阀，它使用数控操作，定位准确，无串漏现象，操作方便。

本发明如附图1所示，它有壳体1、阀芯2、数个油井进液口3、计量出口4、汇总出口5，其特征在于：在阀芯2轴上固定有定位码盘6，在壳体1对应于定位码盘6位置处装有位置传感器7，在壳体1外与阀芯2连有数控减速伺服单元8，有输入端与位置传感器7相连、输出端与数控减速伺服单元8相连的可编程控制器9。

在本发明中，使用数控减速伺服单元8带动阀芯2动作。阀芯2和壳体1的结构与普通多通阀结构一样，也是通过不同阀芯的转角位置把各进液口3的进液分别导向计量出口4和汇总出口5（一般是只有一个进液口导入计量出口4，其它的都导入汇总出口5）。本发明在阀芯2上还固定有定位码盘6，在壳体1对于定位码盘6位置处装有位置传感器7，它可以接受定位码盘6的转角信号。由于位置传感器7的输出接于可编程控制器9的输入端，当接收到位置传感器7的定位信号时，控制数控减速伺服单元8停止，从而实现精确定位。数控减速伺服单元8在可编程控制器9的控制下，可以实现带动阀芯2正反向旋转一定角度。

本发明由于使用数控减速伺服单元带动阀芯转动，在阀芯上装有定位码盘和与之相对应的位置传感器，由定位码盘和位置传感器确定阀芯的转角位置，再通过可编程控制器对其进行监控，可以防止普通多通阀由于阀芯位置与指示器之间使用一段时间后的漂移误差而产生的串漏，位置控制准确。同时，由于使用可编程控制器进行控制，可以作为数控计量站的一部分，无需人的干预。

本发明中，数控减速伺服单元8可以是如专利申请号为CN91103795的“一种数控差动减速电动伺服单元”，该伺服单元中的标准工业控制介面和中央控制计算机可以由本发明中的可编程控制器替代。本发明也可以使用专利申请号为CN91104884的“一种小型模块化数控执行动力单元”做数控减速伺服单元8，结构简单。本发明的数控减速伺服单元8还可以使用由数控电动机与普通减速器结合的结构，数控电动机可以使用如专利号为CN89213615的“一种全电控大功率执行装置”，减速器可以使用普通蜗轮蜗杆减速器、差动减速器或是谐波减速器。

在本发明中，定位码盘6和位置传感器7可以使用非接触式的，以提高可靠性。位置传感器7可以使用发光元件与光敏元件的组合，在定位码盘6外缘相对位置处固定有相应的反光体。当阀芯2和定位码盘6一起转动到定位角度，使阀芯2上的计量出口槽对准某一个进液口时，光敏元件接收到发光元件发出的光线，输出信号给可编程控制器9，作为控制数控减速伺服单元8运动的输入量。定位码盘6上的反光体可以是嵌入的，也可以是在定位码盘6外缘涂有反光材料或对特定部位进行抛光。在本发明中，位置传感器7也可以使用磁性霍尔元件，在定位码盘6外缘相对位置处固定有相应的磁体，使用霍尔元件做磁性开关，与光敏元件一样，由可编程控制器9接收。在本发明中，位置传感器7还可以是一对红外发光元件和红外光敏元件，可以防止可见光引起的误操作。

本发明的位置传感器可以有多个，不仅可以检测到定位码盘6及阀芯2是否到位，还可以得到阀位信息，如可以在定位码盘轴向设置两排定位反光体或磁体，在壳体上相应设置两个位置传感器，其中一排定位反光体或磁体只在阀芯对应1号进液口时才有，可以通过对应的位置传感器输出的有无判断是否是定位于1号进液口。其它进液口编号通过可编程控制器计数确定。本发明还可以通过设置多于两个位置传感器，如三个、四个、五个以至更多个，相应设置三排、四排、五排以至更多排反光体或磁体。反光体或磁体对应于阀芯选通进液口的号数进行编码，通过各位置传感器检测信号的有无来得到选通进液口号的信息。本发明也可以把多个位置传感器安排在径向，定位码盘上的反光体或磁体只有一排，每一个对应的阀芯定位处有多个反光体或磁体与位置传感器对应，通过反光体或磁体的有无编码，得到阀芯对应进液口编号的信息。