CN110737290B - 一种自适应电动阀门控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能自动化设备领域内的一种自适应电动阀门控制系统。该种自适应电动阀门控制系统包括冷却液输送室、反应容器、冷却室、冷却液收集室、蓄电池、第一可调低温模块、第一温差发电模块、阀门启闭电机和电动阀门，冷却液输送室和冷却室之间通过输液管道一连接，冷却室和冷却液收集室之间通过输液管道二连接，输液管道一设置有电动阀门，第一温差发电模块的输出端与阀门启闭电机电连接，阀门启闭电机与电动阀门电连接并控制电动阀门启闭，蓄电池的输出端与第一可调低温模块电连接并为其供电。该种自适应电动阀门控制系统利用反应容器的余热供能，能源利用率高；同时实现自适应自动化控制。
Description
技术领域
本发明涉及智能自动化设备技术领域，特别涉及一种自适应电动阀门控制系统。
背景技术
在一些机械、化工厂区，存在许多大型液体输送装置，用以将冷却液输送至对应容器实现降温。传统的方法需要设置两个阀一个输入阀和一个输出阀，需要安排人员值守，由人工去启闭阀门，人为操作精确度不够且对操作者的操作水平有要求，随着经济的发展，对电动阀门智能化水平的要求日益增长。
为了解决自动化控制的问题，现有技术中公开了一种实用新型，申请号为CN201721467899.3，名称一种用于高温试验系统的换热装置
尽管现有技术中解决了电动阀门自动控制问题，但是，控制系统本身需要消耗电能，而容器向冷却夜传递的热能没有得到很好地再利用，造成较大的能源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于温差发电触发的自适应电动阀门控制系统。
为了实现上述发明目的，本发明一种自适应电动阀门控制系统采用的如下技术方案：
一种自适应电动阀门控制系统，包括冷却液输送室、反应容器、冷却室、冷却液收集室、蓄电池、第一可调低温模块、第一温差发电模块、阀门启闭电机和电动阀门，所述冷却室用以给所述反应容器降温，所述冷却液输送室和冷却室之间通过输液管道一连接，冷却室和冷却液收集室之间通过输液管道二连接，所述输液管道一设置有所述电动阀门，所述电动阀门控制所述输液管道一的通断，所述第一温差发电模块的冷端与所述第一可调低温模块通过传热通道连接，所述第一温差发电模块的热端与所述反应容器通过传热通道连接，所述第一温差发电模块的输出端与所述阀门启闭电机电连接，所述阀门启闭电机与所述电动阀门电连接并控制所述电动阀门启闭，所述第一温差发电模块的输出端还与所述蓄电池输入端电连接，所述蓄电池的输出端与所述第一可调低温模块电连接并为其供电。第一可调低温模块在第一温差发电模块的冷端保持低温，反应容器的温度逐渐升高时在第一温差发电模块的热端与冷端产生温差，通过第一温差发电模块的热端与冷端的温差，促使第一温差发电模块发电，温差越大输出电流越大，当第一温差发电模块输出电流达到一定阈值时会使得阀门启闭电机运作打开电动阀门，冷却液从冷却液输送室内流向冷却室给反应容器降温，当反应容器温度降低至温差较低时第一温差发电模块输出电流减小，当第一温差发电模块输出电流小于该阈值时会使得第一阀门启闭电机停止运作关闭电动阀门，冷却液停止流向冷却仓，期间第一温差发电模块输出电流部分流向蓄电池，用以给蓄电池充电。
进一步地，所述控制系统还包括第一滚动水轮和第一水轮驱动电机，所述第一滚动水轮设置于所述输液管一内，所述第一温差发电模块的输出端还与所述第一水轮驱动电机电连接，所述第一水轮驱动电机与所述第一滚动水轮电连接并控制所述第一滚动水轮启停，所述第一水轮驱动电机的驱动电压高于阀门启闭电机的驱动电压。冷却液流动后若反应容器温度依旧上升，则第一温差发电模块输出电流持续增大，达到一定阈值后第一水轮驱动电机工作驱动第一滚动水轮转动，加速冷却液的流动，提高散热效果。
进一步地，所述阀门启闭电机、第一水轮驱动电机和蓄电池的输入端分别设置有稳压模块。通过稳压模块，稳定输入电压，同时可设定不同的工作电压。
进一步地，所述控制系统包括第二可调低温模块、第二温差发电模块、第二滚动水轮和第二水轮驱动电机，所述第二滚动水轮设置于所述输液管二内，所述第二温差发电模块的冷端与所述第二可调低温模块通过传热通道连接，所述第二温差发电模块的热端与所述输液管道二通过传热通道连接，所述第二温差发电模块的输出端还与所述第二水轮驱动电机电连接，所述第二水轮驱动电机与所述第二滚动水轮电连接并控制所述第二滚动水轮启停，所述第二温差发电模块的输出端还与所述蓄电池输入端电连接，所述蓄电池的输出端与所述第二可调低温模块电连接并为其供电。第二温差发电模块的热端与流经反应容器的冷却液连接，冷却液流经反应容器后温度越高则第二温差发电模块输出电流越大大，达到一定阈值后第二水轮驱动电机工作驱动第二滚动水轮转动，进一步加速冷却液的流动，提高散热效果，期间第二温差发电模块输出电流部分流向蓄电池，用以给蓄电池充电。
进一步地，所述第二水轮驱动电机的输入端设置有稳压模块。
可选地，所述第二可调低温模块与所述第一可调低温模块为同一可调低温模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过温差发电模块热端与冷端的温度差，触发温差发电片发电，利用反应容器的余热供能，能源利用率高；当温差发电模块输出电流达到一定阈值，触发对应的电机自动工作，实现添加冷却液的自动化操作，且调控精度高，智能化水平高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1冷却液输送室，2反应容器，3冷却室，4冷却液收集室，5蓄电池，6第一可调低温模块，7第一温差发电模块，8阀门启闭电机，9电动阀门，10第一滚动水轮，11第一水轮驱动电机，12第二可调低温模块，13第二温差发电模块，14第二滚动水轮，15第二水轮驱动电机，16输液管道一，17输液管道二，18传热通道，19稳压模块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“外周面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本发明描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1所示，一种自适应电动阀门9控制系统，包括冷却液输送室1、反应容器2、冷却室3、冷却液收集室4、蓄电池5、第一可调低温模块6、第一温差发电模块7、阀门启闭电机8、电动阀门9、第一滚动水轮10、第一水轮驱动电机11、第二可调低温模块12、第二温差发电模块13、第二滚动水轮14和第二水轮驱动电机15，冷却室3用以给反应容器2降温，冷却液输送室1通过输液管道一16与冷却室3底部连通，冷却液收集室4通过输液管道二17与冷却室3顶部连通，输液管道一16安装有电动阀门9，电动阀门9控制输液管道一16的通断，第一滚动水轮10设置于输液管一内，第二滚动水轮14设置于输液管二内，第一温差发电模块7的冷端与第一可调低温模块6通过传热通道18连接，第一温差发电模块7的热端与反应容器2通过传热通道18连接，第一温差发电模块7的输出端分别与阀门启闭电机8、第一水轮驱动电机11和蓄电池5的输入端电连接，阀门启闭电机8与电动阀门9电连接并控制电动阀门9启闭，第一水轮驱动电机11与第一滚动水轮10电连接并控制第一滚动水轮10启停，第一水轮驱动电机11的驱动电压高于阀门启闭电机8的驱动电压，第二温差发电模块13的冷端与第二可调低温模块12通过传热通道18连接，第二温差发电模块13的热端与输液管道二17通过传热通道18连接，第二温差发电模块13的输出端分别与第二水轮驱动电机15和蓄电池5的输入端电连接，第二水轮驱动电机15与第二滚动水轮14电连接并控制第二滚动水轮14启停，蓄电池5的输出端分别与第一可调低温模块6和第二可调低温模块12电连接并为其供电。
阀门启闭电机8、第一水轮驱动电机11、第二水轮驱动电机15和蓄电池5的输入端分别设置有稳压模块19。
本发明的具体工作过程与原理：
首先根据需求对两个可调低温模块分别进行配置，自主设定它们的恒定温度，当反应容器温度高于预期温度时，反应室与第一可调低温模块之间的温度差会在第一温差发电模块中产生相应大小的电动势
其中S1A为第一温差发电模块P结半导体的塞贝克系数，S1B为第一温差发电模块N结半导体的塞贝克系数，T1l、T1h为第一可调低温模块、反应容器的温度，即使第一温差发电模块产生电能，该电能一部分供第一阀门启停电机与第一水轮驱动电机使用，另一部分储存到蓄电池里。若温度差较大，即使得电动势达到V1valve，则阀门启停电机工作触发电动阀门开启，使得能够冷却液输送室的冷却液能够经过输液管道一进入到冷却室，若温度差进一步增大，即使得电动势达到V1gear，第一水轮驱动电机工作驱动第一滚动水轮转动，加速冷却液输送速度，加强散热降温效果；
当冷却液进入到冷却室中时，将对反应容器进行降温，而反应容器温度降低，第一温差发电模块两边的温度差逐渐变小，产生的电动势变小，则可供第一阀门启停电机与第一水轮驱动电机的电能逐渐变小，于是第一滚动水轮逐渐至停止，冷却液舒送速度逐渐减缓，或者第一电动阀门也关闭，使得冷却液停止输送到冷却室中；
当经过冷却室中的冷却液上升到一定温度时，该冷却液与第二可调低温模块之间的温度差会在第二温差发电模块中产生相应大小的电动势，
其中SA为第二温差发电模块P结半导体的塞贝克系数，SB为第二温差发电模块N结半导体的塞贝克系数，T2l、T2h为第二可调低温模块、环形冷却室的温度，即使得第二温差发电模块产生电能，该电能一部分供第二水轮驱动电机使用，另一部分储存到蓄电池里，若流经冷却室后的冷却液与第二可调低温模块之间的温度差达到一定值，即使得电动势达到V2gear，第一水轮驱动电机工作驱动第一滚动水轮转动，进一步加速冷却液输送速度，加强散热降温效果；
当冷却液流过环形冷却室后经输液管道二进入冷却液收集室。
第一可调低温模块与第二可调低温模块的工作由充放性能较好的蓄电池供电。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (3)
1.一种自适应电动阀门控制系统，其特征在于：包括冷却液输送室、反应容器、冷却室、冷却液收集室、蓄电池、第一可调低温模块、第一温差发电模块、阀门启闭电机、电动阀门、第一滚动水轮、第一水轮驱动电机、第二可调低温模块、第二温差发电模块、第二滚动水轮和第二水轮驱动电机，所述冷却室用以给所述反应容器降温，所述冷却液输送室和冷却室之间通过输液管道一连接，冷却室和冷却液收集室之间通过输液管道二连接，所述输液管道一设置有所述电动阀门，所述电动阀门控制所述输液管道一的通断，所述第一温差发电模块的冷端与所述第一可调低温模块通过传热通道连接，所述第一温差发电模块的热端与所述反应容器通过传热通道连接，所述第一温差发电模块的输出端与所述阀门启闭电机电连接，所述阀门启闭电机与所述电动阀门电连接并控制所述电动阀门启闭，所述第一温差发电模块的输出端还与所述蓄电池输入端电连接，所述蓄电池的输出端与所述第一可调低温模块电连接并为其供电；所述第一滚动水轮设置于所述输液管一内，所述第一温差发电模块的输出端还与所述第一水轮驱动电机电连接，所述第一水轮驱动电机与所述第一滚动水轮电连接并控制所述第一滚动水轮启停；所述第二滚动水轮设置于所述输液管二内，所述第二温差发电模块的冷端与所述第二可调低温模块通过传热通道连接，所述第二温差发电模块的热端与所述输液管道二通过传热通道连接，所述第二温差发电模块的输出端还与所述第二水轮驱动电机电连接，所述第二水轮驱动电机与所述第二滚动水轮电连接并控制所述第二滚动水轮启停，所述第二温差发电模块的输出端还与所述蓄电池输入端电连接，所述蓄电池的输出端与所述第二可调低温模块电连接并为其供电。
2.根据权利要求1所述的一种自适应电动阀门控制系统，其特征在于：所述阀门启闭电机、第一水轮驱动电机和蓄电池的输入端分别设置有稳压模块。
3.根据权利要求1所述的一种自适应电动阀门控制系统，其特征在于：所述第二水轮驱动电机的输入端设置有稳压模块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 510000 Room 1402, 81 Zhongshan 7th Road, Liwan District, Guangzhou City, Guangdong Province Applicant after: South China branch of Sinopec Sales Co.,Ltd. Applicant after: YANGZHOU HENGCHUN ELECTRONIC Co.,Ltd. Address before: 510000 Room 1402, 81 Zhongshan 7th Road, Liwan District, Guangzhou City, Guangdong Province Applicant before: SOUTH CHINA BRANCH OF SINOPEC CHEMICAL COMMERCIAL HOLDING Co.,Ltd. Applicant before: YANGZHOU HENGCHUN ELECTRONIC Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200925 Address after: 100027 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 22, No. Applicant after: China Petroleum & Chemical Corp. Applicant after: South China branch of Sinopec Sales Co.,Ltd. Applicant after: YANGZHOU HENGCHUN ELECTRONIC Co.,Ltd. Address before: 510000 Room 1402, 81 Zhongshan 7th Road, Liwan District, Guangzhou City, Guangdong Province Applicant before: South China branch of Sinopec Sales Co.,Ltd. Applicant before: YANGZHOU HENGCHUN ELECTRONIC Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231020 Address after: 100000 22 Chaoyangmen North Street, Chaoyang District, Beijing. Patentee after: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp. Patentee after: National Petroleum and natural gas pipeline network Group Co.,Ltd. Patentee after: YANGZHOU HENGCHUN ELECTRONIC Co.,Ltd. Address before: 100027 Chaoyangmen North Street, Chaoyang District, Chaoyang District, Beijing Patentee before: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp. Patentee before: South China branch of Sinopec Sales Co.,Ltd. Patentee before: YANGZHOU HENGCHUN ELECTRONIC Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |