CN104806796A - 一体式智能调压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体压力调节和流量控制装置，具体是一种适用于城镇燃气输配系统的调度和管理以及大型用气设备的一体式智能调压器。它包括阀体，阀体内设有阀口，阀口的上方和下方分别设有上阀头、下阀头，上阀头与第一阀杆一端连接，第一阀杆另一端与电控执行机构连接，下阀头与第二阀杆的一端连接，第二阀杆另一端与皮膜执行机构连接，围绕第二阀杆设有电磁离合器。本发明将电控和传统皮膜控制这两种类型集成为一体，同时因为上阀头、下阀头及相关部分合理分布，具有结构紧凑简单的优点。

Description

一体式智能调压器

技术领域

本发明涉及气体的压力调节和流量的（积算）以及流量的控制装置技术领域，具体是一种一体式智能调压器, 适用于城镇燃气输配系统的调度和管理以及大型用气设备的自动控制等等。

背景技术

燃气是国民经济和人们生活不可缺少的能源，不论是天然气、液化气、页岩气、煤制气主要通过城镇管网输送到用户。燃气的输送和电力输送相似——燃气也是高压输送，低压使用。一般来讲，我国城镇燃气管道设计分为七个压力级别。管网压力的调节粗略分成三级降压分别是：高压（4.0—2.5MPA）——次高压（1.6—0.4MPA） ；次高压（1.6—0.4MPA）——中压（0.4—0.01MPA） ；中压（0.4—0.01MPA）——低压（0—0.01MPA） 。

调压器就是自动调节气体出口压力并使其稳定在一定范围的降压设备。由此可见调压器是城镇燃气输配系统的关键设备。

现有技术：以前广泛采用的是传统的自力式调压器，它由皮膜、弹簧、指挥器等构成，是一种机械式半自动化的压力调节设备，技术相对比较落后。还有一种为无膜智能调压器，由控制单元、驱动机构、由驱动机构驱动的阀头、传感器等构成，比如授权公告号为CN 2408326Y的中国专利无膜智能调压器。

然而，不管是哪一种，均有一定的局限性，因此设计一种将两种类型集成为一体，提供一种一体式智能调压器，同时结构紧凑简单，是一个重要研究方向。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种将两种类型集成为一体，同时结构紧凑简单的一体式智能调压器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一体式智能调压器，它包括阀体，阀体内设有阀口，阀口的上方和下方分别设有上阀头、下阀头，上阀头与第一阀杆一端连接，第一阀杆另一端与电控执行机构连接，下阀头与第二阀杆的一端连接，第二阀杆另一端与皮膜执行机构连接，围绕第二阀杆设有电磁离合器；阀体的入口设有第一压力采样管，阀体的出口设有第二压力采样管和第三压力采样管，第一压力采样管、第二压力采样管分别与压力传感器连接，第三压力采样管与皮膜执行机构连接；电控执行机构、电磁离合器、压力传感器分别与控制单元电连接；控制单元与外接电源电连接，控制单元还与电池单元电连接；电控执行机构、第一阀杆、上阀头、阀口、下阀头、第二阀杆、皮膜执行机构自上而下依序分布。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明一般情况下上阀头起作用，上阀头由控制单元控制电控执行机构来调节上阀头和阀口之间的开度，控制的依据为设定值与压力传感器的信号相比，当外接电源断电时，电池单元实施供电，控制单元控制上阀头全开，同时释放电磁离合器，使第二阀杆释放，第二阀杆由皮膜执行机构控制，这样，就切换为皮膜执行机构控制下阀头开度，从而能够在电控和传统皮膜控制之间灵活切换，切换并不一定要外接电源断电情况下，也可以主动进行切换，按实际需要即可，因此，本发明将电控和传统皮膜控制这两种类型集成为一体，同时因为上阀头、下阀头及相关部分合理分布，所以结构紧凑简单；总之，本发明具有将两种类型集成为一体，同时结构紧凑简单的优点。

作为改进，控制单元、电池单元、电控执行机构均设于防爆控制器外壳内，防爆控制器外壳通过过渡支架安装在阀体上方，第一阀杆的一端穿过密闭的过渡支架的内腔与上阀头连接，这样，对电控部分元器件保护更好，工作更为可靠稳定，同时适用于大多数使用环境，不管是露天还是室内等等。

作为改进，防爆控制器外壳的侧面设有输入显示单元，输入显示单元与控制单元电连接，这样，工作人员能够通过输入显示单元对控制单元进行设定，显示也很直观，同时布局符合人体工程学设计。

作为改进，阀体和皮膜执行机构之间设有安装件，皮膜执行机构、安装件、阀体自下而上依序连接，皮膜执行机构和安装件围合成一用于安装电磁离合器的空腔，这样，方便直接采用原有皮膜执行机构，无需为了安装电磁离合器而对皮膜执行机构作出较大改变，从而降低生产难度和成本。

作为改进，电控执行机构设有位置计数器，这样，电控执行机构运行位置更为精确，从而控制上阀头开度更为精确。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1中A-A向剖视图；

图中：1、阀体，2、阀口，3、上阀头，4、下阀头，5、第一阀杆，6、第二阀杆，7、电磁离合器，8、第一压力采样管，9、第二压力采样管，10、第三压力采样管，11、压力传感器，12、控制单元，13、电池单元，14、电控执行机构，15、防爆控制器外壳，16、过渡支架，17、输入显示单元，18、安装件，19、位置计数器，20、吊耳，21、橡胶感应膜片，22、感应膜片托，23、感应平衡腔，24、调节弹簧，25、压力调节螺钉，26、智能切断器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容，因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

参见图1、图2，本实施例给出的一体式智能调压器，它包括阀体1，阀体1内设有阀口2，阀口2的上方和下方分别设有上阀头3、下阀头4，上阀头3与第一阀杆5一端连接，第一阀杆5另一端与电控执行机构14连接，下阀头4与第二阀杆6的一端连接，第二阀杆6另一端与皮膜执行机构连接，围绕第二阀杆6设有电磁离合器7；阀体1的入口设有第一压力采样管8，阀体1的出口设有第二压力采样管9和第三压力采样管10，第一压力采样管8、第二压力采样管9分别与压力传感器11连接，第三压力采样管10与皮膜执行机构连接；电控执行机构14、电磁离合器7、压力传感器11分别与控制单元12电连接；控制单元12与外接电源电连接，控制单元12还与电池单元13电连接；电控执行机构14、第一阀杆5、上阀头3、阀口2、下阀头4、第二阀杆6、皮膜执行机构自上而下依序分布。

控制单元12、电池单元13、电控执行机构14均设于防爆控制器外壳15内，防爆控制器外壳15通过过渡支架16安装在阀体1上方，第一阀杆5的一端穿过密闭的过渡支架16的内腔与上阀头3连接。

防爆控制器外壳15的侧面设有输入显示单元17，输入显示单元17与控制单元12电连接。

阀体1和皮膜执行机构之间设有安装件18，皮膜执行机构、安装件18、阀体1自下而上依序连接，皮膜执行机构和安装件18围合成一用于安装电磁离合器7的空腔。

电控执行机构14设有位置计数器19, 用于气体的流量积算。

吊耳20设于防爆控制器外壳15顶部；皮膜执行机构包括橡胶感应膜片21、感应膜片托22、感应平衡腔23、调节弹簧24、压力调节螺钉25，第三压力采样管10与感应平衡腔23连通；智能切断器26设于第一阀杆5另一端与电控执行机构14连接处。

压力传感器11为双路压力传感器。

电池单元13为内置可充电电池。

本发明的工作原理为：

①调压器的出口压力P2为被调参数，通过输入显示单元17的键盘设定数值。

②通电后，按下输入显示单元17上的ON/OFF按钮，控制单元12即计算机主板发出指令通过电控执行机构14使第一阀杆5上移，开启上阀头3，气体通过阀口2流出。

③此时压力传感器11通过第二压力采样管9感知气体压力值P2并进行放大同时进行A/D数字转换。

④当被调参数P2偏离设定的目标值时，计算机根据压力传感器11检测的偏差，进行PID运算，并按照运算结果发出指令（同上）调节上阀头3与阀口2的开度，使调压器出口的压力P2始终与设定的目标参数相一致。

⑤当出口压力发生异常升高并超出预期设定值时，计算机CPU和压力传感器11均可单独发出指令给智能切断器26即刻分离，迅速切断调压器。

⑥当遇有停电事故时，一体智能调压器的电池单元13提升上阀头3使其全开，之后激活电磁离合器7切换到传统的皮膜执行机构进行调压，实现不间断供气。（皮膜执行机构进行调压采用现有技术，这里不再赘述）

⑦控制单元12设有通讯串口，通讯串口与相关的服务器相连接，上位机（PC计算机）通过网络（或GPRS）与现场设备实现实时通讯，采集一体智能调压器的所有数据，并对其进行实时控制，实现物联网管理。

本文中所描述具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种一体式智能调压器，它包括阀体（1），阀体（1）内设有阀口（2），其特征在于，阀口（2）的上方和下方分别设有上阀头（3）、下阀头（4），上阀头（3）与第一阀杆（5）一端连接，第一阀杆（5）另一端与电控执行机构（14）连接，下阀头（4）与第二阀杆（6）的一端连接，第二阀杆（6）另一端与皮膜执行机构连接，围绕第二阀杆（6）设有电磁离合器（7）；阀体（1）的入口设有第一压力采样管（8），阀体（1）的出口设有第二压力采样管（9）和第三压力采样管（10），第一压力采样管（8）、第二压力采样管（9）分别与压力传感器（11）连接，第三压力采样管（10）与皮膜执行机构连接；电控执行机构（14）、电磁离合器（7）、压力传感器（11）分别与控制单元（12）电连接；控制单元（12）与外接电源电连接，控制单元（12）还与电池单元（13）电连接；电控执行机构（14）、第一阀杆（5）、上阀头（3）、阀口（2）、下阀头（4）、第二阀杆（6）、皮膜执行机构自上而下依序分布。

2.根据权利要求1所述的一体式智能调压器，其特征在于，控制单元（12）、电池单元（13）、电控执行机构（14）均设于防爆控制器外壳（15）内，防爆控制器外壳（15）通过过渡支架（16）安装在阀体（1）上方，第一阀杆（5）的一端穿过密闭的过渡支架（16）的内腔与上阀头（3）连接。

3.根据权利要求2所述的一体式智能调压器，其特征在于，防爆控制器外壳（15）的侧面设有输入显示单元（17），输入显示单元（17）与控制单元（12）电连接。

4.根据权利要求1所述的一体式智能调压器，其特征在于，阀体（1）和皮膜执行机构之间设有安装件（18），皮膜执行机构、安装件（18）、阀体（1）自下而上依序连接，皮膜执行机构和安装件（18）围合成一用于安装电磁离合器（7）的空腔。

5.根据权利要求1所述的一体式智能调压器，其特征在于，电控执行机构（14）设有位置计数器（19）。