CN110220041B - 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 (4)
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，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；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，
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；
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；
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；
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；
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；
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。
3.一种如权利要求1所述空气阀的在线监控方法使用的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）。
4.如权利要求3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 |
|---|---|---|---|
| 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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