CN110220041A - 一种空气阀的在线监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线空气阀的监控方法及系统,监控方法步骤为:a.在空气阀进水口处设置电动检修阀,对空气阀浮球位置、水位状态进行实时监测,将采集数据发送至控制单元;b.控制单元通过采集数据来判断空气阀的正常工作状态以及故障状态;c.故障状态时,控制单元立即向电动检修阀发出信号将阀门关闭,并发出警报。本发明可利用接近开关、液位开关发出的信号准确判断空气阀的各种工作状态,在微量排气故障状态、大排气口密封漏水故障状态时,控制单元立即控制电动检修阀关闭,控制警报发生器发出警报,避免发生管网水锤、爆管和塌管等恶性事故的发生,实现阀门智能化。
Description
技术领域
本发明涉及阀门技术领域,具体地指一种空气阀的在线监控方法及系统。
背景技术
复合式进排气阀(简称空气阀)一方面具有自动排气、微量排气、自动补气等功能,提高输水管路的排送效率;另一方面当管道内产生负压,迅速吸入外界空气,保护管线免受负压破坏。空气阀广泛用在各种输水管线中,对管线起到安全防护和节能降耗作用,是输水管线上的关键设备,如果空气阀不能正常发挥它的功能,在输水过程中可能出现气阻、爆管、负压甚至是水锤造成的设备损坏等问题,严重影响正常供水,降低供水效率,甚至因此而使得整个系统完全瘫痪。
现有的空气阀结构一般有两种,一种是在阀体内由浮球与阀盖上的大排气口配合,阀体上安装与腔体连通的外挂式微量排气阀,如CN 208750121 U、CN 207034377 U、CN102900887 A中所述;另一种是浮球控制阀芯组件与阀盖上的大排气口配合,阀芯组件整体配合时将大排气口密封,阀芯组件分离时实现微量排气,如CN 108612904 A中所述。
不管何种结构的空气阀,使用状态下均需要依靠人工读数巡检;这种监测方法效率低下、可靠性较低;费时费力,缺乏系统数据追溯或者预测。CN 109237120 A公开了一种空气阀状态监测装置及方法,但该方法仅是周期性监测,且监测到异常后仅会生成报警信号,通知管理人员至现场维护检修,根本无法在线对空气阀进行远程操作控制,也就无法及时有效地根据监测状态控制空气阀。而且触发模块仅为微动开关/压力传感器/噪声传感器,但单一的触发模块并不能准确判断阀内状态,比如阀漏水与阀排气时微动开关都会开启发出动作信号,无法在空气阀漏水时瞬间关闭空气阀进水口,导致管网水锤、爆管和塌管等恶性事故。
因此,需要开发出一种可准确监测空气阀工作状态、在空气阀出现故障时及时关闭进水口的监控方法及系统。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足,提供一种可准确监测空气阀工作状态、在空气阀出现故障时及时关闭进水口的空气阀的监控方法及系统。
本发明的技术方案为:一种空气阀的监控方法,其特征在于,步骤为:
a.在空气阀进水口处设置电动检修阀,对空气阀浮球位置、水位状态进行实时监测,将采集数据发送至控制单元;
b.控制单元通过采集数据来判断空气阀处于正常工作状态或故障状态;
c.故障状态时,控制单元立即向电动检修阀发出信号将阀门关闭,同时发出警报。
优选的,步骤a中:所述浮球位置由空气阀上设置的接近开关进行监测,接近开关在浮球位于与大排气口密封处时发出信号A,低于与大排气口密封处时发出信号B;
优选的,所述水位状态由设置于空气阀或电动检修阀内的液位开关进行监测,液位开关在水位≥预设水位时发出信号C,水位<预设水位时发出信号D,电动检修阀进水口处水位<预设水位≤空气阀进水口处水位。
进一步的,步骤b中正常工作状态包括空管状态、管道充水时排气状态、管道充水完成状态、负压补气状态,所述故障状态包括微量排气故障状态、大排气口密封漏水故障状态。
进一步的,步骤b中,当控制单元收到接近开关、液位开关分别发出信号BD时,判断空气阀处于空管状态或管道充水时排气状态。
进一步的,步骤b中,当控制单元收到接近开关、液位开关分别发出信号AC时,判断空气阀处于管道充水完成状态。
进一步的,步骤b中,当控制单元收到接近开关信号由A突变为B、随后30秒内液位开关由C突变为D时,判断空气阀处于负压补气状态。
进一步的,步骤b中,当控制单元收到接近开关、液位开关分别发出信号AD时,判断空气阀处于微量排气故障状态。
进一步的,步骤b中,当控制单元收到接近开关、液位开关分别发出信号BC时,判断空气阀处于大排气口密封漏水故障状态。
本发明还提供一种空气阀的在线监控系统,包括内设浮球的空气阀,其特征在于,还包括设置于管道与空气阀进水口之间、常态开启的电动检修阀,所述空气阀顶部设有监测空气阀的浮球位置的接近开关,所述空气阀或电动检修阀内设有监测水位状态的液位开关。
优选的,还包括设置于空气阀外的控制单元和警报发生器,所述接近开关、液位开关输出端均与控制单元的信号输入端连接,控制单元的信号输出端与电动检修阀、警报发生器的信号输入端连接。
优选的,所述空气阀包括从下至上依次设置的下阀体、上阀体、阀盖,所述下阀体侧壁上设有微量排气阀,所述液位开关设置于下阀体上微量排气阀下方处。
进一步的,所述接近开关包括设有外螺纹的杆体,所述杆体与阀盖螺纹连接,所述杆体上设有分别与阀盖上下端面配合限位的上螺母和下螺母。
更进一步的,浮球在位于最高处时与杆体下端面间存在间隙。
进一步的,所述液位开关包括安装部,所述安装部与下阀体螺纹连接,所述安装部上设有与下阀体外壁配合限位的外螺母。
更进一步的,所述液位开关还包括铰接于安装部的浮子,所述安装部临近阀内的一端设有与浮子接触感应的磁敏部件。
优选的,所述下阀体包括从上至下依次连接的内径均一的上直筒部、内径减小的过渡部、以及内径均一的下直筒部,所述微量排气阀位于过渡部上,所述液位开关位于下直筒部上。
本发明的有益效果为:
1.利用接近开关、液位开关发出的信号快速、准确判断空气阀的各种状态,包括空管状态、管道充水时排气状态、管道充水完成状态、微量排气故障状态、大排气口密封漏水故障状态、负压补气状态。
2.当阀内出现故障,如微量排气故障状态、漏水故障状态时,控制单元立即控制电动检修阀关闭,并同时发出警报,使得管理人员能够及时维护检修,避免发生管网水锤、爆管和塌管等恶性事故的发生,实现阀门智能化。
附图说明
图1为本发明的空气阀结构示意图
图2为本发明的空气阀结构框图
图3为图1中A处放大图
图4为图1中B处放大图
其中:1-空气阀 2-接近开关 3-液位开关 4-电动检修阀 5-微量排气阀 6-浮球7-下阀体 8-上阀体 9-阀盖 21-杆体 22-上螺母 23-下螺母 31-安装部 32-外螺母 33-浮子 34-磁敏部件 71-上直筒部 72-过渡部 73-下直筒部。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1-2所示,本发明提供一种空气阀的监控方法,步骤为:
a.在空气阀1进水口处设置电动检修阀4,常态下开启;
空气阀1顶部设置接近开关2,利用接近开关2对浮球位置进行实时监测,接近开关2在浮球位于与大排气口密封处(此处为浮球在阀内可到达的最高位置)时发出信号A,低于与大排气口密封处时发出信号B;
空气阀1或电动检修阀4内设置液位开关3,液位开关3为磁浮式液位传感器,利用液位开关3对空气阀1内水位状态进行实时监测,液位开关3在水位大于或等于预设水位时发出信号C(此时空气阀1为已充水状态),小于预设水位时发出信号D(此时空气阀1为未充水状态),电动检修阀4进水口处水位<预设水位≤空气阀1进水口处水位(由于电动检修阀4与空气阀1连通,因此通过电动检修阀4内水位信号同样可反应空气阀1内水位状态);
接近开关2、液位开关3输出端均与控制单元的信号输入端连接,控制单元的信号输出端与电动检修阀4、警报发生器的信号输入端连接,将液位开关3、接近开关2的采集数据发送至控制单元;
b.控制单元通过采集数据来判断空气阀处于正常工作状态或故障状态,正常工作状态包括空管状态、管道充水时排气状态、管道充水完成状态、负压补气状态,所述故障状态包括微量排气故障状态、大排气口密封漏水故障状态;
c.正常工作状态时,控制单元无其他操作;故障状态时,控制单元立即向电动检修阀发出信号将阀门关闭,并同时向警报发生器发出信号发出警报。
本实施例中,空气阀1为背景技术中所述的第一种结构,下方外侧设有微量排气阀5,液位开关3设置于空气阀内,微量排气阀5下方,预设水位为空气阀进水口处水位,控制单元为中控室,具体判断方法如下表1所示。
表1控制单元判断工作状态的方法
根据上表1:
步骤b中,当控制单元收到接近开关、液位开关分别同时发出信号BD时,判断空气阀处于空管状态或管道充水时排气状态。
当控制单元收到接近开关、液位开关分别同时发出信号AC时,判断空气阀处于管道充水完成状态。
当控制单元收到接近开关信号由A突变为B、随后30秒内液位开关立即由C突变为D时,判断空气阀处于负压补气状态。
当控制单元收到接近开关、液位开关分别同时发出信号AD时,判断空气阀处于微量排气故障状态,控制单元立即控制电动检修阀4关闭,并发出警报,提醒工人更换微量排气阀5。
当控制单元收到接近开关、液位开关分别同时发出信号BC时,判断空气阀处于大排气口密封漏水故障状态,控制单元立即控制电动检修阀4关闭,并发出警报,提醒工人检修空气阀1。
上述空气阀监控方法中使用的监控系统结构如图1、3、4所示,包括内设浮球6的空气阀1以及设置于管道与空气阀1进水口之间、常态开启的电动检修阀4,空气阀1顶部设有监测浮球6位置的接近开关2,空气阀1或电动检修阀4内设有监测水位状态的液位开关3。还包括设置于空气阀1外的控制单元和警报发生器,接近开关2、液位开关3输出端均与控制单元的信号输入端连接,控制单元的信号输出端与电动检修阀4、警报发生器的信号输入端连接。
本实施例中,空气阀1为背景技术中所述的第一种结构,空气阀1包括从下至上依次设置的下阀体7、上阀体8、阀盖9,浮球6位于下阀体2内且下阀体2侧壁上设有微量排气阀5,液位开关3设置于下阀体2上微量排气阀5下方处。
接近开关2包括设有外螺纹的杆体21,杆体21与阀盖9螺纹连接,杆体21上设有分别与阀盖9上下端面配合限位的上螺母22和下螺母23。浮球6在位于最高处时与杆体21下端面间仍存在间隙,保证浮球不与接近开关2接触。
液位开关3为磁浮式液位传感器,包括安装部31,安装部31与下阀体7螺纹连接,安装部31上设有与下阀体7外壁配合限位的外螺母32。液位开关3还包括铰接于安装部31的浮子33,安装部31临近阀内的一端设有与浮子33接触感应的磁敏部件34。
下阀体7包括从上至下依次连接的内径均一的上直筒部71、内径减小的过渡部72、以及内径均一的下直筒部73,微量排气阀5位于过渡部72上,液位开关3位于下直筒部上73。当水位使浮子33与磁敏部件34接触感应时,液位开关3将发出液位信号。
接近开关2在在浮球位于与大排气口密封处(此处为浮球在阀内可到达的最高位置)时发出信号A,低于与大排气口密封处时发出信号B,液位开关3在水位大于或等于预设水位时发出信号C(此时空气阀1为已充水状态),小于预设水位时发出信号D(此时空气阀1为未充水状态),电动检修阀4进水口处水位<预设水位≤空气阀1进水口处水位(由于电动检修阀4与空气阀1连通,因此通过电动检修阀4内水位信号同样可反应空气阀1内水位状态)。本实施例中预设水位为空气阀进水口处水位。
Claims (10)
1.一种空气阀的在线监控方法,其特征在于,步骤为:
a.在空气阀(1)进水口处设置电动检修阀(4),对空气阀(1)浮球位置、水位状态进行实时监测,将采集数据发送至控制单元;
b.控制单元通过采集数据来判断空气阀(1)处于正常工作状态或故障状态;
c.故障状态时,控制单元立即向电动检修阀(4)发出信号将阀门关闭,同时发出警报。
2.如权利要求1所述的空气阀的在线监控方法,其特征在于,步骤a中:所述浮球位置由设置于空气阀(1)上的接近开关(2)进行监测,接近开关(2)在浮球位于与大排气口密封处时发出信号A,低于与大排气口密封处时发出信号B;
所述水位状态由设置于空气阀(1)或电动检修阀(4)内的液位开关(3)进行监测,液位开关(3)在水位≥预设水位时发出信号C,水位<预设水位时发出信号D,电动检修阀(4)进水口处水位<预设水位≤空气阀(1)进水口处水位。
3.如权利要求2所述的空气阀的在线监控方法,其特征在于,步骤b中正常工作状态包括空管状态、管道充水时排气状态、管道充水完成状态、负压补气状态,所述故障状态包括微量排气故障状态、大排气口密封漏水故障状态。
4.如权利要求3所述的空气阀的在线监控方法,其特征在于,步骤b中,当控制单元收到接近开关(2)、液位开关(3)分别发出信号BD时,判断空气阀(1)处于空管状态或管道充水时排气状态。
5.如权利要求3所述的空气阀的在线监控方法,其特征在于,步骤b中,当控制单元收到接近开关(2)、液位开关(3)分别发出信号AC时,判断空气阀(1)处于管道充水完成状态。
6.如权利要求3所述的空气阀的在线监控方法,其特征在于,步骤b中,当控制单元收到接近开关(2)信号由A突变为B、随后30秒内液位开关(3)由C突变为D时,判断空气阀(1)处于负压补气状态。
7.如权利要求3所述的空气阀的在线监控方法,其特征在于,步骤b中,当控制单元收到接近开关(2)、液位开关(3)分别发出信号AD时,判断空气阀(1)处于微量排气故障状态。
8.如权利要求3所述的空气阀的在线监控方法,其特征在于,步骤b中,当控制单元收到接近开关(2)、液位开关(3)分别发出信号BC时,判断空气阀(1)处于大排气口密封漏水故障状态。
9.一种空气阀的在线监控系统,包括内设浮球(6)的空气阀(1),其特征在于,还包括设置于管道与空气阀(1)进水口之间、常态开启的电动检修阀(4),所述空气阀(1)顶部设有监测空气阀(1)内浮球(6)位置的接近开关(2),所述空气阀(1)或电动检修阀(4)内设有监测水位状态的液位开关(3)。
10.如权利要求9所述的空气阀的在线监控系统,其特征在于,还包括设置于空气阀(1)外的控制单元和警报发生器,所述接近开关(2)、液位开关(3)输出端均与控制单元的信号输入端连接,控制单元的信号输出端与电动检修阀(4)、警报发生器的信号输入端连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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