CN113048245A - 垂直涵道发电智能燃气调压器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种垂直涵道发电智能燃气调压器，包括：调压器阀体、阀轴、阀头、控制器基座、出口压力信号管以及数字控制器，数字控制器通过控制器基座安装在调压器阀体的上方，控制器基座的内部腔体内竖直放置有直线执行器，直线执行器与数字控制器电连接；阀轴的第一端穿过控制器基座的底部与直线执行器连接，阀轴的第二端与阀头连接；出口压力信号管第一端与调压器阀体的出气端连通，第二端与数字控制器连接；阀头下方设置有阀口涵道，阀口涵道内设置有涡轮，调压器阀体底部位于涡轮下方设置有发电机，涡轮共轴安装在发电机的机轴上。应用本发明实施例提供的方案，能有效缓解冰堵现象，并能够利用管道燃气的内能进行转换发电。

Description

垂直涵道发电智能燃气调压器
技术领域
本发明涉及燃气管路调压设备技术领域，特别是涉及一种垂直涵道发电智能燃气调压器。
背景技术
调压器是自动调节燃气出口压力，使其稳定在某一个压力范围的降压设备。根据热力学第一定律，表征热力学系统能量的是内能。通过作功和传热，系统与外界交换能量，使内能有所变化。由于调压器属于降压设备，进口压力P1大于出口压力P2；天然气体也由进口状态(初态Ⅰ)变为出口状态(终态Ⅱ)，气体状态发生了改变；设UⅠ为系统初态时的能量；UⅡ为系统终态时的能量；那么，系统内能增量ΔU＝UⅡ-UⅠ，显然ΔU＜0；根据热力学第一定律，外界对系统传递的热量Q＝ΔU+A；(这里A＝0，普通调压器在节流调压的过程中没有对外做机械功)，因此，可以得出Q＝ΔU＜0调压器制冷；并且压差越大，流量越大，制冷量也越大，严重时则会造成冰堵现象。
发明内容
本发明实施例提供了一种垂直涵道发电智能燃气调压器，以达到减缓调压器冰堵现象的技术效果。
本发明实施的一方面，提供了一种垂直涵道发电智能燃气调压器，包括：调压器阀体、阀轴、阀头、控制器基座、出口压力信号管以及数字控制器，
数字控制器通过控制器基座安装在调压器阀体的上方，控制器基座的内部腔体内竖直放置有直线执行器，直线执行器与数字控制器电连接；
阀轴的第一端穿过控制器基座的底部与直线执行器连接，阀轴的第二端与阀头连接；
出口压力信号管第一端与调压器阀体的出气端连通，第二端与数字控制器连接；
阀头下方设置有阀口涵道，阀口涵道内设置有涡轮，调压器阀体底部位于涡轮下方设置有发电机，涡轮共轴安装在发电机的机轴上。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于：应用本发明实施例提供的方案，调压器在正常调压过程中，从初态UⅠ的高压燃气高速通过阀口处垂直涵道进入过渡态，同时推动涡轮旋转，输出机械能对外做功发电；在数字控制器的控制下，通过调压器阀头的节流使燃气保持并稳定在终态UⅡ，即始终保持调压器进、出口的恒压差状态，系统内能增量ΔU＝UⅡ-UⅠ，显然这里UⅡ-UⅠ＜0，涡轮输出扭矩由发电机转换成电能A，即系统对外界做功；外界对系统传递的热量Q＝ΔU+A；显然调压过程中的制冷量Q势必减少，并且由等式可以得知A越大Q越小，即制冷效应越不明显，有效缓解冰堵现象；并且，调压器可以利用管道燃气的内能进行转换发电再利用，无论从经济效益还是社会效益以及环境保护等方面来讲均具有十分重大的意义。
可选的，数字控制器包括：压力变送器、AD数字转换器以及控制计算机；
出口压力信号管的第二端与压力变送器连接，压力变送器与AD数字转换器连接，AD数字转换器与控制计算机连接；
直线执行器与控制计算机连接。
可选的，在阀轴的第一端外壁与控制器基座的底部之间设置有密封导套。
可选的，阀口涵道上端具有坡口，阀口涵道的外壁上套装有O型圈，阀口涵道通过O型圈密封设置在调压器阀体内。
可选的，还包括：进口压力信号管，进口压力信号管的第一端与调压器阀体的进气端连通，第二端与数字控制器连接。
可选的，在数字控制器上方设置有操作显示面板外壳，操作显示面板外壳内设置有操作显示面板，操作显示面板与数字控制器连接。
可选的，调压器阀体底部设置有密封电力引出端口，密封电力引出端口与发电机的电力引出端子连通。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种垂直涵道发电智能燃气调压器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种垂直涵道发电智能燃气调压器的工作原理示意图。
其中，调压器阀体1、阀轴2、阀头3、控制器基座4、出口压力信号管5、数字控制器6、直线执行器7、阀口涵道8、涡轮9、发电机10、机轴11、密封导套12、O型圈13、进口压力信号管14、操作显示面板外壳15、操作显示面板16以及密封电力引出端口17。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见图1，本发明实施例提供的一种垂直涵道发电智能燃气调压器，包括：调压器阀体1、阀轴2、阀头3、控制器基座4、出口压力信号管5以及数字控制器6，
数字控制器6通过控制器基座4安装在调压器阀体1的上方，控制器基座4的内部腔体内竖直放置有直线执行器7，直线执行器7与数字控制器6电连接；
阀轴2的第一端穿过控制器基座4的底部与直线执行器7连接，阀轴2的第二端与阀头3连接；
出口压力信号管5第一端与调压器阀体1的出气端连通，第二端与数字控制器6连接；
阀头3下方设置有阀口涵道8，阀口涵道8内设置有涡轮9，调压器阀体1底部位于涡轮9下方设置有发电机10，涡轮9共轴安装在发电机10的机轴11上。
在实施中，数字控制器6包括：压力变送器、AD数字转换器以及控制计算机；直线执行器7与控制计算机连接。
出口压力信号管5的第二端与压力变送器连接，压力变送器与AD数字转换器连接，AD数字转换器与控制计算机连接；即出口压力信号管5连通调压器阀体1出气端与压力变送器，使得压力变送器能够实时采集调压器阀体1出气端的压力变化的模拟信号，AD转换器将模拟信号进行数字化处理并送入控制计算机，控制计算机根据出口压力的变化判断是否打开或者关闭调压器的阀头3，并向直线执行器7发送控制指令实时调整阀头3开度。
在实施中，在阀轴2的第一端外壁与控制器基座4的底部之间设置有密封导套12；阀轴2与控制器基座4之间利用密封导套12进行密封处理，防止燃气泄漏。
在实施中，阀口涵道8上端具有坡口，阀口涵道8的外壁上套装有O型圈13，阀口涵道8通过O型圈13密封，即阀口涵道8通过O型圈13密封卡接在调压器阀体1上；在实施中，阀口涵道8与调压器阀体1还可以采用螺纹配合并由O型圈13实现密封。
在实施中，调压器还包括：进口压力信号管14，进口压力信号管14的第一端与调压器阀体1的进气端连通，第二端与数字控制器6连接，用以实时采集调压器阀体1的进气端的压力变化情况。
在实施中，在数字控制器6上方设置有操作显示面板外壳15，操作显示面板外壳15内设置有操作显示面板16，操作显示面板16与数字控制器6连接，用于实时显示阀口8的开度、出气端和进气端的压力等信息，并可通过操作显示面板16向数字控制器6输入控制指令和设置参数。
在实施中，调压器阀体1底部设置有密封电力引出端口17，密封电力引出端口17与发电机10的电力引出端子连通；具体的，发电机10可以嵌入调压器阀体1底部，发电机10的侧壁与调压器阀体1底部连接处进行密封处理，之后在调压器阀体1底部设置密封电力引出端口17，发电机10电力引出端子由发电机10底部引出与密封电力引出端口17连通。
如图2所示，调压器工作原理包括：压力变送器通过进口压力信号管14和出口压力信号管5同时采集进口压力和出口压力信号，AD数字转换器将压力变送器的模拟信号进行数字化处理并送入控制计算机进行运算；控制计算机根据出口压力信号的变化判断是否打开或者关闭调压器阀头3，并即刻发出指令，通过直线执行器7实时控制调压器阀头3的开度，从而始终保持调压器的出口压力与预先设定的出口目标压力相一致。当阀头3向下与阀口涵道8紧密贴合时即可实现零关闭。
在实施中，控制计算机还可以通过DTU无线通信模块与远程控制设备进行通信实现远程监控调压器；还可以在进气端设置温度传感器与控制计算机连接，实时采集进气端的温度信息；在调压器附近设置气体浓度检测传感器与控制计算机连接，检测是否发生天然气泄漏。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种垂直涵道发电智能燃气调压器，包括：调压器阀体、阀轴、阀头、控制器基座、出口压力信号管以及数字控制器，其特征在于，
数字控制器通过控制器基座安装在调压器阀体的上方，控制器基座的内部腔体内竖直放置有直线执行器，直线执行器与数字控制器电连接；
阀轴的第一端穿过控制器基座的底部与直线执行器连接，阀轴的第二端与阀头连接；
出口压力信号管第一端与调压器阀体的出气端连通，第二端与数字控制器连接；
阀头下方设置有阀口涵道，阀口涵道内设置有涡轮，调压器阀体底部位于涡轮下方设置有发电机，涡轮共轴安装在发电机的机轴上。
2.如权利要求1所述的垂直涵道发电智能燃气调压器，其特征在于，数字控制器包括：压力变送器、AD数字转换器以及控制计算机；
出口压力信号管的第二端与压力变送器连接，压力变送器与AD数字转换器连接，AD数字转换器与控制计算机连接；直线执行器与控制计算机连接。
3.如权利要求1所述的垂直涵道发电智能燃气调压器，其特征在于，在阀轴的第一端外壁与控制器基座的底部之间设置有密封导套。
4.如权利要求1所述的垂直涵道发电智能燃气调压器，其特征在于，阀口涵道上端具有坡口，阀口涵道的外壁上套装有O型圈，阀口涵道通过O型圈密封设置在调压器阀体内。
5.如权利要求1所述的垂直涵道发电智能燃气调压器，其特征在于，还包括：进口压力信号管，进口压力信号管的第一端与调压器阀体的进气端连通，第二端与数字控制器连接。
6.如权利要求1所述的垂直涵道发电智能燃气调压器，其特征在于，在数字控制器上方设置有操作显示面板外壳，操作显示面板外壳内设置有操作显示面板，操作显示面板与数字控制器连接。
7.如权利要求1所述的垂直涵道发电智能燃气调压器，其特征在于，调压器阀体底部设置有密封电力引出端口，密封电力引出端口与发电机的电力引出端子连通。
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