CN112524493B - 一种利用管道流体传输控制信号的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种利用管道流体传输控制信号的装置，包括流体管道以及流体管道连接的控制器和接收器，所述控制器包括利用流入口、流出口串接于流体管道中的中空盒体；所述盒体内通过转轴可转动地安装有转盘，转盘的外缘设有齿轮；所述转盘上间隔设有若干连通管，且所有的连通管均位于以转轴为圆心的圆上，所述连通管内设有由转轴和叶片构成的转动叶轮，不同连通管内的叶片形状和/或数量不同；所述盒体的流入口处设有伸入到盒体内部并与转盘侧面相接触的流入管，所述流出口所在的盒体侧壁与转盘侧面之间设有间隙；所述盒体的外部设有用于控制转盘动作，以使所需要的连通管与流入口相接的操纵机构；所述接收器为连接于流体管道上的孔板流量计。

Description

一种利用管道流体传输控制信号的装置
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，具体涉及到一种利用管道流体传输控制信号的装置。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，人们对自动化控制技术的要求越来越高。在自动控制技术领域中，目前对设备的控制主要是利用电路、网络（有线或无线）等方式来实现的。一般来说，利用电路、网络（有线或无线）等方式来实现控制功能通常需要配置信号产生、信号检测、信号转化、信号传输、信号处理、控制驱动等精密仪器设备，而这些精密仪器设备通常需要较大的投资。在有流体管道的场合，如果利用管道流体来实现相关控制功能，将避免因另设电路、网络等系统传输控制信号而产生的额外开支。
此外，在某些场合（如漏电易发生燃爆，通讯线路易被腐蚀，无线信号难以传输，有线线路故障后难以维修等场合），利用电路、网络（有线或无线）等方式来实现控制功能会有较多限制，甚至难以实施。如果在这类场合中有管道及流体，则可以利用管道流体来实现相关控制功能，从而避免上述限制。
发明内容
本发明的目的是提出一种利用管道流体传输控制信号的装置。
本发明的利用管道流体传输控制信号的装置包括流体管道，所述流体管道在沿流体流动方向上的两个不同位置分别设有控制器和接收器，关键在于，所述控制器包括中空盒体，所述盒体的一侧利用流入口与流体管道相接，另一侧利用流出口与流体管道相接，以使盒体串接于流体管道中；所述盒体内通过转轴可转动地安装有转盘，转盘的外缘设有齿轮；所述转盘上间隔设有若干连通管，且所有的连通管均位于以转轴为圆心的圆上，所述连通管内设有由转轴和叶片构成的转动叶轮，不同连通管内的叶片形状和/或数量不同；所述盒体的流入口处设有伸入到盒体内部并与转盘侧面相接触的流入管，所述流出口所在的盒体侧壁与转盘侧面之间设有间隙；所述盒体的外部设有用于控制转盘动作，以使所需要的连通管与流入口相接的操纵机构；所述接收器为连接于流体管道上的孔板流量计。
上述利用管道流体传输控制信号的装置的工作原理如下：
用户操作操纵机构，使转盘在盒体内动作，将所需要的连通管与流入管对接，从而使流体依次流经流入口、流入管、该连通管流入到盒体内，并最终经流出口流出盒体，在流体流经连通管时，会冲击该连通管内的转动叶轮，形成与转动叶轮相对应的流体扰动，具体来说，是与转动叶轮相对应的流体流量波动，接收器将流体的流动转化为电信号，当流体出现流量波动时，电信号自然会出现与流量波动所对应的波动，这样就实现了将控制器的流体扰动转化为接收器的电控制信号。具体来说，流体流过叶轮时，一般会根据叶轮叶片的形状及数量的不同，产生不同周期的类似于振幅大于0的正弦曲线（或余弦曲线）的波动。在相同流体流速的情况下，叶片的数量越多，叶轮转动一周所产生的波动变化越多。当流体流速快时，叶轮转动也快，产生的波动信号频率也相应变高。因此，流体以不同流速流经叶轮时，所产生的波动信号不一致，但波动信号的变化规律是一致的，可以在测定的流速后，即可以区分不同叶轮所产生的不同波动信号。
孔板流量计是一种差压式流量计，是目前应用最广泛的流量计，其是将标准孔板与多参数差压变送器（或差压变送器、温度变送器及压力变送器）配套组成的高量程比差压流量装置，可测量气体、蒸汽、液体及的流量，在管道内的流体发生流量波动时，孔板流量计可以检测到该流量波动，从而形成与该流量波动对应的电信号。
具体来说，所述操纵机构为手柄，所述手柄通过密封滑轨与盒体内的齿条连接，所述齿条与转盘的齿轮相啮合。当手柄移动时，即可带动齿条同步移动，从而利用齿条与齿轮的配合使转盘转动。
进一步地，所述盒体的手柄侧的外侧壁设有若干间隔排列的卡槽，所述手柄设有移动以卡入卡槽的滑块。当转盘转动到合适位置，连通管与流出口相接时，可以将滑块卡入到卡槽内，以保证手柄不会自行移动而导致转盘转动。
进一步地，所述转盘设有一个或多个直通管，所述直通管与连通管位于以转轴为圆心的同一个圆上，当直通管与流入管对接时，流体可以不受阻碍地流动，起到类似空挡的效果。
本发明利用控制器与接收器的配合，将流体作为信号传输的载体，实现了基于流体波动信号的多档控制，可以满足某些场合需要利用流体波动信号实现多档位控制的需求，控制方便，具有很好的实用性。
附图说明
图1为实施例1的利用管道流体传输多档位控制信号的装置整体结构示意图。
图2为实施例1中转盘与齿条、手柄的配合示意图。
图3为实施例1中转盘的结构示意图。
附图标示：1、流体管道；2、控制器；3、接收器；4、盒体；5、流入口；6、流出口；7、转盘；8、连通管；9、直通管；10、转动叶轮；11、手柄；12、齿条；13、齿轮；14、卡槽。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
本实施例提出了一种利用管道流体传输多档控制信号的装置及方法，利用管道流体将这些信号传输至接收器，从而让接收器在获取及识别这些信号后去实现多档控制功能。
实施例1：
本实施例提出了一种利用管道流体传输控制信号的装置。
如图1～3所示，本实施例的利用管道流体传输控制信号的装置包括流体管道1，所述流体管道1在沿流体流动方向上的两个不同位置分别设有控制器2和接收器3，其中，所述接收器3为连接于流体管道1上的孔板流量计。
所述控制器2包括中空盒体4，所述盒体4的一侧中部利用流入口5与流体管道1相接，另一侧下部利用流出口6与流体管道1相接，以使盒体4串接于流体管道1中；所述盒体4内通过转轴可转动地安装有转盘7，转盘7的外缘设有齿轮13；所述转盘7上间隔设有若干连通管8和一个直通管9，且直通管9与所有的连通管8均位于以转轴为圆心的同一个圆上，所述连通管8内设有由转轴和叶片构成的转动叶轮10，不同连通管8内的叶片形状和/或数量不同；当流体通过转盘7上的连通管8时，叶轮因受到流体冲击而转动，并因叶轮上不同数量或行政的叶片对流体产生不同的阻碍作用，而产生不同的流体流量波动。当流体通过转盘7上的直通管9时，不会受到阻碍，因此不会产生流体波动，起到类似空挡的效果。上述流入口5与流出口6位置并无特别要求，甚至可以具体根据需要来互换位置。
所述盒体4的流入口5处设有伸入到盒体4内部并与转盘7侧面相接触的流入管，所述流出口6所在的盒体4侧壁与转盘7侧面之间设有间隙；所述盒体4的外部设有用于控制转盘7动作，以使所需要的连通管8与流入口5相接的手柄11，所述手柄11通过密封滑轨与盒体4内的齿条12连接，所述齿条12与转盘7的齿轮13相啮合。当手柄11移动时，即可带动齿条12同步移动，从而利用齿条12与齿轮13的配合使转盘7转动。
盒体4的手柄11侧的外侧壁设有若干间隔排列的水平卡槽14，所述手柄11设有水平移动以卡入卡槽14的滑块。当转盘7转动到合适位置，连通管8或直通管9与流出口6相接时，可以将滑块卡入到卡槽14内，以保证手柄11不会自行移动而导致转盘7转动，相邻卡槽14之间的间距对应于两个档位之间的手柄11移动距离，也就是相邻卡槽14之间的间距等于转盘中过相邻管（连通管8或直通管9）所形成的圆心角所对应的齿轮13的弧长。
上述利用管道流体传输控制信号的装置的工作原理如下：
用户操作操纵机构，使转盘7在盒体4内动作，将所需要的连通管8与流入管对接，从而使流体依次流经流入口5、流入管、该连通管8流入到盒体4内，并最终经流出口6流出盒体4，在流体流经连通管8时，会冲击该连通管8内的转动叶轮10，形成与转动叶轮10相对应的流体扰动，具体来说，是与转动叶轮10相对应的流体流量波动，接收器3将流体的流动转化为电信号，当流体出现流量波动时，电信号自然会出现与流量波动所对应的波动，这样就实现了将控制器2的流体扰动转化为接收器3的电控制信号。具体来说，流体流过转动叶轮10时，一般会根据叶轮叶片的形状及数量的不同，产生不同周期的类似于振幅大于0的正弦曲线（或余弦曲线）的波动。在相同流体流速的情况下，叶片的数量越多，叶轮转动一周所产生的波动变化越多。当流体流速快时，叶轮转动也快，产生的波动信号频率也相应变高。因此，流体以不同流速流经叶轮时，所产生的波动信号不一致，但波动信号的变化规律是一致的，可以在测定的流速后，即可以区分不同叶轮所产生的不同波动信号。
上述控制装置能满足利用管道流体传输信号并实现多档控制的需求，在有管道的条件下可以避免因另设系统传输控制信号而产生的额外开支，而且特别适用于不便利用电路、网络等方式实现控制功能的场合，应用领域广泛，具有很好的实用性。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种利用管道流体传输控制信号的装置，包括流体管道，所述流体管道在沿流体流动方向上的两个不同位置分别设有控制器和接收器，其特征在于，所述控制器包括中空盒体，所述盒体的一侧利用流入口与流体管道相接，另一侧利用流出口与流体管道相接，以使盒体串接于流体管道中；所述盒体内通过转轴可转动地安装有转盘，转盘的外缘设有齿轮；所述转盘上间隔设有若干连通管，且所有的连通管均位于以转轴为圆心的圆上，所述连通管内设有由转轴和叶片构成的转动叶轮，不同连通管内的叶片形状和/或数量不同；所述盒体的流入口处设有伸入到盒体内部并与转盘侧面相接触的流入管，所述流出口所在的盒体侧壁与转盘侧面之间设有间隙；所述盒体的外部设有用于控制转盘动作，以使所需要的连通管与流入口相接的操纵机构；所述接收器为连接于流体管道上的孔板流量计。
2. 根据权利要求 1 所述的利用管道流体传输控制信号的装置，其特征在于，所述操纵机构为手柄，所述手柄通过密封滑轨与盒体内的齿条连接，所述齿条与转盘的齿轮相啮合。
3. 根据权利要求 2 所述的利用管道流体传输控制信号的装置，其特征在于，所述盒体的手柄侧的外侧壁设有若干间隔排列的卡槽，所述手柄设有能够通过移动以卡入卡槽的滑块。
4. 根据权利要求 1 所述的利用管道流体传输控制信号的装置，其特征在于，所述转盘设有一个或多个直通管，所述直通管与连通管位于以转轴为圆心的同一个圆上。
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