CN118224367A - 一种远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程手自一体式链传动阀门开关，包括管道阀门、手动执行机构及远程控制系统，所述管道阀门顶部通过链轮机构分别与手动执行机构及远程控制系统连接，所述链轮机构包括从动链轮、主动链轮及链条，所述从动链轮安装在阀门手轮原有位置，主动链轮中心孔穿过手动执行机构固定在固定支架上，链条缠绕在主动链轮和从动链轮上；所述远程控制系统包括智能控制器及电动执行机构，所述智能控制器连接在电动执行机构与手动执行机构之间，所述智能控制器连接在电动执行机构与手动执行机构之间，电动执行机构的输出轴与主动链轮连接。本发明解决了现有管道电动阀门因积水无法远程操作的问题。本发明造价低，结构简单且能够安全高效地控制阀门。

Description

一种远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关

技术领域

本发明属于受限环境作业中管道阀门安全控制领域，具体涉及一种远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关。

背景技术

地下管网线路在多数工厂设计中错综复杂，并且开关阀门需攀爬下阀门井。由于阀门井属于长期不通风和半通风状态的受限空间，若采用人工下井操作不但不能避免安全隐患，而且劳动强度大，生产成本高，难以实现有效的监控和管理。如遇突发事件需紧急开关阀门，人工操作局限性完全显现，安全和生产不能同时兼顾。

现有技术阀门大多采用蝶阀，蝶阀根据旋转阀杆同时带动阀板转动来启闭闸门，圆盘蝶板绕着轴线旋转90°，从而控制管道流量，也可在阀门全开和全闭状态通过改变蝶板的角度控制介质流量。电动蝶阀为有效调节流量则是改变阀杆自锁能力，加装涡轮减速器可更准确的调节介质流量。选用电动蝶阀可实现远程操作，但使用在阀门井中开启手动模式则需要下井人为操作，不但不能降低劳动力，而且处于受限空间不能避免安全隐患。

目前， 地下管网各管道因其在使用过程中承受不同方向的压力和遭受不同化学物质的腐蚀和侵害，所以阀门与管道选择要求其承压能力和耐酸碱腐蚀性较好，但也存在以下问题：雨季期间积水浸至管道及阀门底部，无法使用电动阀门远程操作；阀门井数众多，采用人工方式管理难以精细化管理；下井作业前需通风换气5分钟，无法紧急开关阀门。

发明内容

为了克服现有管道电动阀门因积水无法远程操作需人工下井进行开关的缺陷，本发明提供了一种造价低，结构简单且安全高效的远程手自一体式链传动阀门开关。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关，包括位于阀门井中下方的管道阀门、位于阀门井中上方固定支架上的手动执行机构及远程控制系统，所述管道阀门顶部通过链轮机构分别与手动执行机构及远程控制系统连接，所述链轮机构包括从动链轮、主动链轮及链条，所述从动链轮安装在阀门手轮原有位置，主动链轮中心孔穿过手动执行机构固定在固定支架上，链条缠绕在主动链轮和从动链轮上；所述远程控制系统包括智能控制器及电动执行机构，所述智能控制器连接在电动执行机构与手动执行机构之间，电动执行机构的输出轴与主动链轮连接，通过电动执行机构伺服电机提供动力源，带动主动链轮旋转。

进一步地，所述智能控制组件包括数字采集端、专业微型控制器、人机界面控制端、可自由切换手动和远程的手控电路、电动执行机构、用于控制阀门和电机扭矩的输出信号，所述数字采集端一端与管道阀门上的监测仪器电连接，数字采集端另一端与专业微型控制器电连接，专业微型控制器通过人机界面控制端与手控电路电连接，专业微型控制器与电动执行机构组件电连接，专业控制器还连接有远程控制端，专业微型控制器还过输出信号控制电机的扭矩及阀门的开度,所述手控电路一路与电动执行组件连接，手控电路另一路与手动执行机构连接。

更进一步地，所述手动执行机构包括用于旋转主动链轮的旋转轮，所述旋转轮连接在主动链轮的驱动轴上。

更进一步地，所述电动执行机构包括电子行程、电子力矩、减速器、电机及电机驱动模块，所述电子行程一端及电子力矩一端分别与专业微型控制器电连接电动执行器，电子行程另一端及电子力矩另一端与通过减速器与电机连接，电机输出轴通过电机驱动模块与主动链轮连接，所述电动驱动模块的输入端是由专业微型控制器根据管道阀门不同开度输出4～20mA电流信号进行作用，通过专业微型控制器给出4mA对应阀门全关位置，20mA对应阀门全开位置，4～20mA为不同输入电流控制管道阀门的不同开度。

优选的，所述专业微型控制得到管道阀门不同开度的具体步骤是：电动执行器打开，管道阀门打开，根据采集到的阀前管道压力和阀后管道压力/>，若阀前管道压力/>迅速上升，阀后管道压力/>也有变化，则关闭阀门，并进行超压分析，超压分析后判断管道堵塞则关闭电动执行器，若管道畅通，则开启阀门；若阀前管道压力/>及阀后管道压力/>均无变化，继续增加开度，直至阀前管道压力/>及阀后管道压力/>趋于平稳，则管道阀门开度达到最大值。

采集流量只是作为参考，因开关时流量波动较大调控起来不稳定。为实现无人看守，没有设置流量调节，但也可加入流量和压力等调节形式。优选的，所述专业微型控制器可以采用PLC。

进一步地，所述监测仪器包括位于管道阀门前后两端的压力传感器及流量传感器。

本发明可通过手自转换开关自由切换自动和手动，通过手动执行机构和电动执行机构控制主动链轮带动从动链轮，从动链轮通过旋转阀杆控制阀门的开关，实现远程手动和自动控制相结合的智能管理，保证及时开关阀门；在电动执行机构的控制器转换部分，可手调正转、反转，并且切换手动模式、自动模式。自动模式根据中控室系数变化调整阀门开度；手动模式可点动旋转链轮开启，也可切断电源依靠连接在输出轴上的手柄转动带动链轮起到开闭作用；可以根据压力传感器提供的压力值，精确地控制管道阀门的不同开度，同时能够在管道堵塞后及时开关阀门，为地下管网精细化管理提供了有效手段；作业空间由井下变更为井上充分避免了受限空间内作业的安全隐患。本发明结构简单，制作及维护成本低。

附图说明

下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明设备构造图；

图2为电动开关控制阀门不同开度的流程图；

图3为现场和远程均能控制的电路原理图；

图中：包括管道阀门1、主动链轮2、从动链轮3、链条4、远程控制系统5、电动执行机构6、智能控制器7、手动执行机构8、固定支架9。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例的远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关，包括位于阀门井中下方的管道阀门1、位于阀门井中上方固定支架9上的手动执行机构8及远程控制系统5，所述管道阀门1顶部通过链轮机构分别与手动执行机构8及远程控制系统5连接，所述链轮机构包括从动链轮3、主动链轮2及链条4，所述从动链轮3安装在阀门手轮原有位置，主动链轮2中心孔穿过手动执行机构8固定在固定支架9上，链条4缠绕在主动链轮2和从动链轮3上；所述远程控制系统5包括智能控制器7及电动执行机构6，所述智能控制器7连接在电动执行机构6与手动执行机构8之间，电动执行机构6的输出轴与主动链轮2连接，通过电动执行机构5伺服电机提供动力源，带动主动链轮2旋转，由专人定期张紧链轮。

如图3所示，所述智能控制组件包括数字采集端、专业微型控制器、人机界面控制端、可自由切换手动和远程的手控电路、电动执行机构、用于控制阀门和电机扭矩的输出信号，所述数字采集端一端与管道阀门上的监测仪器电连接，数字采集端另一端与专业微型控制器电连接，专业微型控制器通过人机界面控制端与手控电路电连接，专业微型控制器与电动执行机构组件电连接，专业控制器还连接有远程控制端，专业微型控制器还过输出信号控制电机的扭矩及阀门的开度,所述手控电路一路与电动执行组件连接，手控电路另一路与手动执行机构连接。

本发明要求达到防爆等级，适应温度条件选用T6组别，为实现安全、可靠等特点，采用PLC来控制电动执行机构，完成调节的各种指令。

更进一步地，所述手动执行机构8包括用于旋转主动链轮的旋转轮，所述旋转轮连接在主动链轮的驱动轴上。

更进一步地，所述电动执行机构6包括电子行程、电子力矩、减速器、电机及电机驱动模块，所述电子行程一端及电子力矩一端分别与专业微型控制器电连接电动执行器，电子行程另一端及电子力矩另一端与通过减速器与电机连接，电机输出轴通过电机驱动模块与主动链轮连接，所述电机驱动模块的输入端是由专业微型控制器根据管道阀门不同开度输出4～20mA电流信号进行作用，通过专业微型控制器给出4mA对应阀门全关位置，20mA对应阀门全开位置，4～20mA为不同输入电流控制管道阀门1的不同开度。为把控开度的精确性和可靠性，可在信号采集过程中选用信号转换和滤波技术带到使用要求。

如图2所示，所述专业微型控制器得到管道阀门不同开度的具体步骤是：电动执行器打开，管道阀门打开，根据采集到的阀前管道压力和阀后管道压力/>，若阀前管道压力迅速上升，阀后管道压力/>也有变化，则关闭阀门，并进行超压分析，超压分析后判断管道堵塞则关闭电动执行器，若管道畅通，则开启阀门；若阀前管道压力/>及阀后管道压力/>均无变化，继续增加开度，直至阀前管道压力/>及阀后管道压力/>趋于平稳，则管道阀门开度达到最大值。

采集流量只是作为参考，因开关时流量波动较大调控起来不稳定。为实现无人看守，没有设置流量调节，但也可加入流量和压力等调节形式。优选的，所述专业微型控制器采用PLC，所述电动执行采用电动开关。

进一步地，所述监测仪器包括位于管道阀门前后两端的压力传感器及流量传感器。

优选的，上述电子元器件均采用现有通用型号。

所述链轮机构包括手动执行机构8、主动链轮2与从动链轮3、链条4、链轮固定支架9。其中链轮和链条4则根据阀门大小及介质压力选择，让主动链轮2中心孔穿过手动执行机构8固定在固定支架9上。从动轮3则安装在阀门阀盘原有位置，链条缠绕在主从动轮2上，由专人定期张紧链轮。手动控制可以调整智能控制器切换为现场模式，通过旋转手动执行机构8，带动主动链轮2旋转，继而带动链条4转动，从动链轮3跟着链条顺、逆时针转动起到开关阀门的效果。在使用过程中选用相同规格、型号的主动链轮2和从动链轮3，在手动模式下易把控阀门开度。

所述远程控制系统5包括智能控制器7、电动执行机构6。远程控制系统5将管道已有的管压、流量计等相关信号采集处理，模拟人工开关程序处理，依托信号传输系统，实现远程控制开关功能。智能控制器7要求达到防爆等级，适应温度条件选用T6组别，为实现安全、可靠等特点，采用PLC来控制电动执行机构，完成调节的各种指令。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关，其特征在于，包括位于阀门井中下方的管道阀门、位于阀门井中上方固定支架上的手动执行机构及远程控制系统，所述管道阀门顶部通过链轮机构分别与手动执行机构及远程控制系统连接，所述链轮机构包括从动链轮、主动链轮及链条，所述从动链轮安装在阀门手轮原有位置，主动链轮中心孔穿过手动执行机构固定在固定支架上，链条缠绕在主动链轮和从动链轮上；所述远程控制系统包括智能控制组件及电动执行机构，所述智能控制组件连接在电动执行机构与手动执行机构之间，电动执行机构的输出轴与主动链轮连接，通过电动执行机构伺服电机提供动力源，带动主动链轮旋转。

2.根据权利要求1所述的远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关，其特征在于，所述智能控制组件包括数字采集端、专业微型控制器、人机界面控制端、可自由切换手动和远程的手控电路、电动执行机构、用于控制阀门和电机扭矩的输出信号，所述数字采集端一端与管道阀门上的监测仪器电连接，数字采集端另一端与专业微型控制器电连接，专业微型控制器通过人机界面控制端与手控电路电连接，专业微型控制器与电动执行机构组件电连接，专业控制器还连接有远程控制端，专业微型控制器还过输出信号控制电机的扭矩及阀门的开度,所述手控电路一路与电动执行组件连接，手控电路另一路与手动执行机构连接。

3.根据权利要求2所述的远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关，其特征在于，所述手动执行机构包括用于旋转主动链轮的旋转轮，所述旋转轮连接在主动链轮的驱动轴上。

4.根据权利要求2所述的远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关，其特征在于，所述电动执行机构包括电子行程、电子力矩、减速器、电机及电机驱动模块，所述电子行程一端及电子力矩一端分别与专业微型控制器电连接电动执行器，电子行程另一端及电子力矩另一端与通过减速器与电机连接，电机的输出轴通过电机驱动模块与主动链轮连接，所述电机驱动模块的输入端是由专业微型控制器根据管道阀门不同开度输出4～20mA电流信号进行作用，通过专业微型控制器给出4mA对应阀门全关位置，20mA对应阀门全开位置，4～20mA为不同输入电流控制管道阀门的不同开度。

5.根据权利要求4所述的远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关，其特征在于，所述专业微型控制器得到管道阀门不同开度的具体步骤是：电动执行器打开，管道阀门打开，根据采集到的阀前管道压力和阀后管道压力/>，若阀前管道压力/>迅速上升，阀后管道压力/>也有变化，则关闭阀门，并进行超压分析，超压分析后判断管道堵塞则关闭电动执行器，若管道畅通，则开启阀门；若阀前管道压力/>及阀后管道压力/>均无变化，继续增加开度，直至阀前管道压力/>及阀后管道压力/>趋于平稳，则管道阀门开度达到最大值。

6.根据权利要求2所述的远程自动与现场手动切换的链传动阀门开关，其特征在于，所述监测仪器包括位于管道阀门前后两端的压力传感器及流量传感器。