CN109404605A - 柔性监控智能调压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性监控智能调压器，包括调压器阀体、膜盘基座及执行器基座，调压器阀体上端通过膜盘基座与膜盘壳体连接,膜盘壳体设有上膜盘、下膜盘、橡胶膜片及大托盘；调压器阀体的下端通过执行器基座与执行器壳体连接；执行器基座设有主阀头、主阀轴，主阀头与主阀轴的上端连接，主阀轴的底部连接直线驱动器总成；执行器壳体外部安装压力变送器，压力变送器内部安装有RTU及接线端子和压力传感器，压力传感器分别与进口信号管和出口信号管连接。本发明采用人工智能控制技术调节气体的压力，可实现物联网、实现远程数据采集和控制控制；将传统的膜盘技术与智能技术融为一体，形成备份和监控的关系，提升燃气输配系统的安全运行。
Description
技术领域
发明涉及调压装置、限流装置、计量装置、截止切断装置，确切地说是一种柔性监控智能调压器。
背景技术
按照国标《城镇燃气调压器》GB-27790-2011将燃气调压器分成两大类分别是：直接作用式调压器和间接作用式调压器。调压器，自动调节燃气出口压力，使其稳定在一定范围的装置。随着燃气事业的发展，一百多年来，调压设备也得到了不断发展和完善，出现了种类繁多的调压器。例如：弹簧或重力作用式调压器、雷诺式调压器、活塞式调压器、衡量式调压器、铁岭式调压器、曲流式调压器、轴流式调压器等等。
上述调压器均为自力式调压器均属于纯机械半自动调节装置，功能单一，调压稳压局限性大，大流量出口压力急剧下降——即调压器的压力流量静特性指标较差，并且无法实现远程自动化控制；皮膜结构存在薄弱环节维修较为频繁，皮膜一旦破损容易引发各类安全事故。还有传统的调压器正常工作的前提是必须保证一定的前压（进口压力）否则调压器均不能正常工作；再有传统的调压器不具备远程可控性,必须派人派车现场调节处置等等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种柔性监控智能调压器，采用人工智能控制技术调节气体的压力，替代原来传统的机械半自动化调节；这样可直接实现物联网、实现远程数据采集和控制控制；同时将传统的膜盘技术与智能技术融为一体，形成备份和监控的关系，将两者的优点融为一体，大大提升燃气输配系统的安全运行为燃气企业的科学化、现代化、数字化建设提供解决方案。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：
一种柔性监控智能调压器，包括调压器阀体、膜盘基座及执行器基座，其特征在于：所述的调压器阀体上端通过膜盘基座与膜盘壳体连接,膜盘壳体设有上膜盘、下膜盘；上膜盘、下膜盘之间设有橡胶膜片及大托盘；
调压器阀体的下端通过执行器基座与执行器壳体连接；执行器基座设有主阀头、主阀轴，主阀头与主阀轴的上端连接，主阀轴的底部连接直线驱动器总成；
膜盘基座设有监控阀轴、监控阀头，监控阀轴通过密封导套向上分别与大托盘、橡胶膜片、上弹簧座连接，监控阀轴的下端与监控阀头相连接；上膜盘设有上膜盘基座，上膜盘基座内设有弹簧滑座，弹簧置于弹簧滑座内、弹簧的顶端与上弹簧座压紧，压力调整环与上膜盘基座为螺纹配合；导向螺栓对称安装在弹簧滑座上，导向螺栓可在上膜盘基座的长孔内滑移，导向螺栓顶端装配微型轴承，微型轴承与压力调整环的内端面接触，旋转压力调整环通过微型轴承、上下推动导向螺栓、从而带动弹簧滑座上、下位移进而改变弹簧的预紧力；
执行器壳体外部安装压力变送器并与执行器壳体相通，压力变送器内部安装有RTU及接线端子和压力传感器，压力传感器分别与进口信号管和出口信号管连接。
本技术方案采用人工智能控制技术调节气体的压力，替代原来传统的机械半自动化调节；这样可直接实现物联网、实现远程数据采集和控制控制；同时将传统的膜盘技术与智能技术融为一体，形成备份和监控的关系，将两者的优点融为一体，大大提升燃气输配系统的安全运行为燃气企业的科学化、现代化、数字化建设提供解决方案。
作为对本技术方案的进一步改进：
根据权利要求1所述的柔性监控智能调压器，其特征在于：所述的调压器阀体的下边通过执行器基座安装有执行器壳体，执行器壳体安装执行器端盖，执行器端盖与执行器壳体形成一个密封腔体，执行器壳体内安装电脑主板组件、直线驱动器、绝对位置传感器、主阀轴；电脑主板组件分别与直线驱动器、绝对位置传感器等连接，直线驱动器驱动主阀轴。
所述的执行器壳体在压力变送器的对面安装有按键显示窗壳体，按键显示窗壳体与执行器壳体相通，显示窗端盖压紧按键显示板单元，按键显示板单元呈10°-20°角向上倾斜。
所述的压力变送器和按键显示器壳体与防爆执行器壳体之间通过子口定位由螺丝连接固定。
所述的监控阀头与主阀口连接处设有阀垫，主阀头与主阀口连接处设有密封阀垫。
所述的监控阀轴与大托盘及橡胶膜片由紧固螺母紧固连接。
所述的上膜盘与膜片和大托盘形成的腔体为压力感应腔，监控信号管与压力感应腔连通。
所述的柔性监控智能调压器，高压气体从调压器阀体的下腔进入，通过共用阀口从调压器阀体的上腔流出，先经过智能主阀头的控制再经过监控阀头的控制。
附图说明
图1是本发明实施例的主视图；
图2是图1的A-A向剖视图；
图3是图2的B-B向剖视图；
图4是本发明的立体图；
图5是本发明的立体图；
图6是本发明的控制原理图；
附图标记说明：1－调压器阀体；2－膜盘基座；3－监控阀头；4－主阀口；5－主阀头；6－执行器基座；7－进口信号管；8－执行器壳体；9－执行器端盖；10－电脑主板组件；11－绝对位置传感器；12－直线驱动器；13－出口信号管；14－密封导套；15－气体感应耦合器；16－上密封导套；17－下膜盘；18－上膜盘；19－橡胶膜片；20－压力调整环；21-监控阀轴；22-上弹簧座；23-上膜盘基座；24-弹簧滑座；25-导向螺栓；26-微型轴承；27-监控信号管；28-压力传感器；29-RTU及接线端子；30-变送器盖；31-主阀轴；32-压力变送器；33-显示窗壳体；34-按键显示板单元；35-显示窗端盖；36-密封阀垫；37-出口压力感应腔；38-大托盘；39-引线孔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，进一步说明本发明。
参见图1、图2、图3，一种柔性监控智能调压器，由调压器阀体1、膜盘基座2及执行器基座6组成；调压器阀体1上端通过膜盘基座2与膜盘壳体连接,膜盘壳体设有上膜盘18、下膜盘17；上膜盘18、下膜盘17之间设有橡胶膜片19及大托盘38；调压器阀体1的下端通过执行器基座6与执行器壳体8连接；执行器基座6设有主阀头5、主阀轴31，主阀头5与主阀轴31的上端连接，主阀轴31的底部连接直线驱动器12；膜盘基座2设有监控阀轴21、监控阀头3，监控阀轴21通过密封导套14向上分别与与大托盘38、橡胶膜片19、上弹簧座22连接，监控阀轴21的下端与监控阀头3相连接；上膜盘18设有上膜盘基座23，上膜盘基座23内设有弹簧滑座24，弹簧置于弹簧滑座24内、弹簧的顶端与上弹簧滑座24压紧，压力调整环20与上膜盘基座23为螺纹配合；导向螺栓25对称安装在弹簧滑座24上，导向螺栓25可在上膜盘基座23的长孔内滑移，导向螺栓25顶端装配微型轴承26，微型轴承26与柔性压力调节环的内端面接触，旋转压力调节环通过微型轴承26、上下推动导向螺栓25、从而带动弹簧滑座24上、下位移进而改变弹簧的预紧力；执行器壳体8外部安装压力变送器32并与执行器壳体8相通、压力变送器内部安装有RTU及接线端子和压力传感器28，压力传感器28分别与进口信号管7和出口信号管13连接；
执行器壳体8在压力变送器32的对面安装有按键显示窗壳体33并与执行器壳体8相通，显示窗端盖35压紧按键显示板单元34，整体显示单元呈约15°角向上倾斜，便于观察和操作。
通过旋转压力调整环20改变弹簧的预紧力，方便调整和观察刻度指示；调压器阀体1的下边通过执行器基座6安装有执行器壳体8，壳体下边安装执行器端盖9，形成一个密封腔体，腔体内安装电脑主板组件10，直线驱动器12，绝对位置传感器11，主阀轴31等
压力变送器32和按键显示器壳体与防爆执行器壳体8之间通过子口定位由螺丝连接固定。
监控阀头3与主阀口连接处设有阀垫，主阀头5与主阀口连接处设有密封阀垫36。
监控阀轴21与大托盘38及橡胶膜片19由紧固螺母紧固连接。压力变化克服弹簧弹力通过阀轴改变监控阀头3的位置，实现动态平衡，达到调节压力和关闭截止的目的
上膜盘18与膜片和大托盘38形成的腔体为压力感应腔，监控信号管27与压力感应腔连通。
高压气体从调压器阀体1的下腔进入，通过共用阀口从调压器阀体1的上腔流出。先经过智能主阀头5的控制再经过监控阀头3的控制从而形成机械膜盘对智能控制的备份监控关系，大大提升了整体的安全性。
结合图6可知，压力传感器同时采集进口压力和出口压力，AD转换器将压力传感器的模拟信号进行数字化处理送入电脑主板组件的CPU进行运算，CPU根据出口压力传感器数字信号的变化判断是否打开或者关闭调压器主阀口，并即刻发出指令由数字电磁直线驱动器12完成预期的动作；从而始终保持与预先设定的出口目标压力相一致。
绝对位置传感器实时记录调压器阀口的真实位置给CPU，同时温度传感器采集的信息也发送给CPU；CPU按照流量的数学模型积算出气体流量。
柔性监控智能调压器通过DTU建立与上位机之间的有线或无线远程双向通讯，完成在线实时数据采集存储和控制（包括智能调压器的六大运行模式分别是自动调压模式、自动限流模式、自动低流模式、多时段压力预约模式、多时段限流预约模式、气体总量累积模式等等）、远程故障报警（柔性监控智能调压器的双向无缝切换功能和柔性切断功能参见下述）。
双向无缝切换功能：
所谓无缝切换功能就是柔性监控智能调压器，当预有停电事故发生时，能够在确保下游不间断供气的前提下从智能供气模式切换至机械供气模式；而当恢复供电时又能在确保下游不间断供气的前提下从机械供气模式切换至智能供气模式。上述所有过程无需人为干预，全部由智能调压器自主完成。
其工作原理如下：
当停电事故发生时，柔性监控智能调压器能够自主判断并通过气体感应耦合器及分层算法，控制精密数字执行器精准完成上述双向切换。就是说柔性监控智能调压器不论是有电还是停电都能自主正常运行，确保正常供气。
柔性切断功能：
在异常的情况下，假设造成出口压力增高,由于出口压力信号管出口压力感应腔相通，会随着出口压力的逐渐增高向下推动监控阀头关闭调压器，实现柔性切断、安全保障万无一失！
柔性切断不同于传统意义的紧急切断阀。紧急切断阀一旦切断必须人工复位；柔性切断是相对缓慢切断的过程，而且当出口压力降低时弹簧的弹力向上推动阀座带动监控阀轴21打开监控阀头自动恢复运行，无须人工复位。
柔性监控智能调压器具备主动安全和被动安全管理功能，能够对燃气运行中发生的如超压、停电、泄露等等异常状况主动处置，并远程提示报警。大大提升燃气输配管网的安全性和调度指挥的实时性、便利性。作为柔性监控智能调压器膜盘结构的一体化设计无异于在智能调压器的下游加装一体监控调压器；即使在停电的情况下也不会停止供气
柔性监控智能调压器能够轻松实现六大运行模式：分别是自动调压模式、自动限流模式、自动低流模式、多时段压力预约模式、多时段限流预约模式、气体总量累积模式。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (8)
1.一种柔性监控智能调压器，包括调压器阀体、膜盘基座及执行器基座，其特征在于：所述的调压器阀体上端通过膜盘基座与膜盘壳体连接,膜盘壳体设有上膜盘、下膜盘；上膜盘、下膜盘之间设有橡胶膜片及大托盘；
调压器阀体的下端通过执行器基座与执行器壳体连接；执行器基座设有主阀头、主阀轴，主阀头与主阀轴的上端连接，主阀轴的底部连接直线驱动器总成；
膜盘基座设有监控阀轴、监控阀头，监控阀轴通过密封导套向上分别与大托盘、橡胶膜片、上弹簧座连接，监控阀轴的下端与监控阀头相连接；上膜盘设有上膜盘基座，上膜盘基座内设有弹簧滑座，弹簧置于弹簧滑座内、弹簧的顶端与上弹簧座压紧，压力调整环与上膜盘基座为螺纹配合；导向螺栓对称安装在弹簧滑座上，导向螺栓可在上膜盘基座的长孔内滑移，导向螺栓顶端装配微型轴承，微型轴承与压力调整环的内端面接触，旋转压力调整环通过微型轴承、上下推动导向螺栓、从而带动弹簧滑座上、下位移进而改变弹簧的预紧力；
执行器壳体外部安装压力变送器并与执行器壳体相通，压力变送器内部安装有RTU及接线端子和压力传感器，压力传感器分别与进口信号管和出口信号管连接。
2.根据权利要求1所述的柔性监控智能调压器，其特征在于：所述的调压器阀体的下边通过执行器基座安装有执行器壳体，执行器壳体安装执行器端盖，执行器端盖与执行器壳体形成一个密封腔体，执行器壳体内安装电脑主板组件、直线驱动器、绝对位置传感器、主阀轴；电脑主板组件分别与直线驱动器、绝对位置传感器等连接，直线驱动器驱动主阀轴。
3.根据权利要求1所述的柔性监控智能调压器，其特征在于：所述的执行器壳体在压力变送器的对面安装有按键显示窗壳体，按键显示窗壳体与执行器壳体相通，显示窗端盖压紧按键显示板单元，按键显示板单元呈10°-20°角向上倾斜。
4.根据权利要求2所述的柔性监控智能调压器，其特征在于：所述的压力变送器和按键显示器壳体与执行器壳体之间通过子口定位由螺丝连接固定。
5.根据权利要求1所述的柔性监控智能调压器，其特征在于：所述的监控阀头与主阀口连接处设有阀垫，主阀头与主阀口连接处设有密封阀垫。
6.根据权利要求1所述的柔性监控智能调压器，其特征在于：所述的监控阀轴与大托盘及橡胶膜片由紧固螺母紧固连接。
7.根据权利要求1所述的柔性监控智能调压器，其特征在于：所述的上膜盘与膜片和大托盘形成的腔体为压力感应腔，监控信号管与压力感应腔连通。
8.根据权利要求1所述的柔性监控智能调压器，其特征在于：所述的柔性监控智能调压器，高压气体从调压器阀体的下腔进入，通过主阀口从调压器阀体的上腔流出，先经过智能主阀头的控制再经过监控阀头的控制。
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