CN206246788U - 轴流式调节阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴流式调节阀，它主要由阀体、安装于阀体的电动头、调节控制器、配装于阀体内的连杆曲臂机构和安装于输出管的压力传感器、流量传感器构成，它是利用电子集成技术在线采集输出压力和流量的波动信号并将其输入调节控制器进行计算处理，再向电动头发送调节指令并由电动头带动调节转轴旋转，通过连杆曲臂机构推移阀芯改变调节阀口的开度来调节输出流量和压力，即可实现自动调控输出流量和输出压力并使之趋于稳定的发明目的。本实用新型具有结构简捷、安装使用方便、调控精度高、反应速度快、运行安全可靠、自动化控制水平高、输送介质稳定性好的突出优点，特别适合在输送介质动态稳定性能要求较高的管道上安装使用。

Description

轴流式调节阀

技术领域

本实用新型涉及一种轴流式调节阀，属于输配送管网系统自动控制设备的技术领域，它特别适合在石油化工行业中对输送介质动态稳定性能要求较高的管道上安装使用。

背景技术

我们知道，现行调节阀产品就内部流道结构来分，有阀体内腔呈“S”形流道的常规调节阀和与管道轴线同轴的轴流式调节阀。客观地说，常规调节阀具有结构简单、制造成本低的优点，使用较为普遍，但是，由于常规调节阀的阀芯移位方向与管道轴线相垂直且介质在阀体内是沿“S”形流道运动，它在实际运行中存在“压损大、振动噪音大和运行稳定性能差”的使用缺陷。而轴流式调节阀在调控作业时，它的阀芯运动方向和介质流动方向都是与管道轴线同轴的，具有输送介质动态稳定性能好、振动噪声小、承压能力强和压损小的优点，目前，在集输技术要求较高的石化行业中得到较为广泛的应用。现行轴流式调节阀的结构为：在阀体内设计一个与管道轴线同轴的流线状内锥头体构成环形通道，在调节阀套内滑配与管道轴线同轴的阀芯，由电机通过一组斜齿或齿轮齿条或蜗轮蜗杆组成的传动机构沿轴线方向推移阀芯来调节阀口的开度，即可使介质在环形通道内形成同心圆流束进入下游管道。虽然现行的轴流式调节阀已经在石化行业中成熟使用多年，但是，我们在长期从事轴流式调节阀产品研发和实际生产中也发现：由于输送管网在实际运行过程中会受到诸多因素影响致使输出压力、输出流量发生波动，而现行轴流式调节阀却是单纯采用电机推移阀芯调节阀口开度来调控流量和压力的。客观地说，这种调控方式在实际运行中却存在“对输送管网调控反应速度慢、调节精度低、自动化控制水平较低”的技术性缺陷，这正是现行轴流调节阀产品有待进一步改进和完善的地方，本实用新型就是要解决这个技术课题。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在克服现有技术存在的上述不足之处，提出一种采用电子集成控制技术连续跟踪动态采集管网输出压力、流量参数并进行自动调控作业的轴流式调节阀，它在实际运行中具有调控精度高、反应速度快、输送介质动态稳定性能好和压力损失小的突出优点。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：

本实用新型提出的一种轴流式调节阀，它包括设置有流线形内锥头的阀体、配装于阀体内的调节转轴、阀座、调节阀套、阀芯和拉杆，所述的阀座、调节阀套由锁紧螺圈依次紧顶于流线形内锥头端面固定配装于阀体内分隔成轴向流环形腔，所述的阀芯配装于调节阀套内，在调节阀套的壁体上设置有一组与轴向流环形腔相通的调节阀口，其特征在于：在阀芯左端的内环板上连接安装调节端盖，在调节转轴上由平键连接安装转臂，所述的拉杆两端分别由前轴销、后轴销铰连接于调节端盖、转臂组成连杆曲臂机构，在阀体上固定连接安装有支承座，在支承座上固定配装电动头，调节转轴顶端键连接于电动头的输出轴，在阀体出口端的输出管管壁内配装有压力传感器、流量传感器，所述的压力传感器、流量传感器配装一组信号电缆。它显著的结构特点是：利用配装于输出管内的压力传感器、流量传感器采集阀后输出压力波动、流量波动的技术参数，再由信号电缆将采集的输出压力和输出流量的波动信号输送至控制机房内进行计算处理，再向电动头及时发送增大或者减小的调节运行指令，电动头将根据调节运行指令带动调节转轴旋转并通过连杆曲臂机构向右或者向左推移阀芯，当阀芯向右或者向左移动时即可增大或减小调节阀口的开度进而调节控制输出流量和输出压力。至此，即可实现本实用新型精确调控输出流量和输出压力并使之趋于稳定的发明目的。

为更好地实现本实用新型的发明目的，它还具有如下的技术特征：

所述的流线形内锥头是由一组支承筋柱连接设置于阀体内，阀体内的一组支承筋柱、流线形内锥头和阀体两端的进口法兰、出口法兰是采用一次性浇铸制成整体结构。这种结构设计能极大地优化阀体的铸造工艺、降低生产制造成本，具有结构紧凑、阀体承压强度高、外观流线型体好简洁美观的优点。

在阀芯的内环板壁体上设置有一组平衡孔。这种结构设计能使调节端盖内外端面处于等压受力状态，可有效提高连杆曲臂机构推动阀芯左右滑移的灵活性能，对进一步提高调控反应速度具有一定作用。

在电动头上配装有调节控制器。

所述调节控制器由单片机89S52、电源模块、流量转换模块、压力转换模块、驱动模块、输入/输出接口电路和人机交互界面组成。

所述的人机交互界面是配装于电动头侧面的显示器和键盘。

这种将调节控制器直接安装于电动头并将信号电缆直接连接于调节控制器进行自动调控处理的优化结构设计，它能将压力传感器、流量传感器所采集的阀后输出压力、输出流量的波动信号经一组信号电缆直接输入调节控制器进行计算处理，能快速向电动头发送调节运行指令并及时调节输出压力、输出流量并使之趋于稳定。经过试用表明：它确实具有数据传输速度快、调节反应灵敏精度高、信号传输线路紧凑简洁的突出优点。

特别需要说明的是：本实用新型提出的调节控制器是全部采用可市购的标准元件单片机89S52、电源模块、流量转换模块、压力转换模块、驱动模块、输入/输出接口电路组装而成的。单片机89S52和各模块都是本技术领域中常用的功能元件，作为一般技术人员都能进行元器件选取、连接组装实现的。这种由单片机89S52和各模块配置设计组装的调节控制器在实际使用中确实具有计算功能强、数据处理速度快、运行安全可靠、调节控制稳定性能好的特性，能很好地满足石化行业对输送管网进行调控作业的技术要求。

本实用新型同现有技术相比具有如下优点：

本实用新型首创了一种利用电子集成技术自动调节控制输出流量和输出压力并使之趋于稳定的轴流式调节阀，它的结构特点是：在阀后下游输出管上配装压力传感器、流量传感器在线动态采集输出压力、流量波动的技术参数，将采集的压力、流量技术参数转换为电信号输入调节控制器进行计算处理，再及时向电动头发送调节运行指令，由电动头带动调节转轴旋转并通过连杆曲臂机构向左或者向右推移阀芯进而改变调节阀口的开度，即可实现自动调节输出流量和输出压力并使之趋于稳定的发明目的。经试用表明：本实用新型确实具有结构简捷、安装使用方便、调控反应速度快精度高、运行安全可靠、自动化控制水平高、输送介质稳定性能好的突出优点，特别适合在输送介质动态稳定性能要求高的管道上安装使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，也作摘要附图。

图2是本实用新型处于关闭状态的结构示意图，展示由调节转轴带动转臂旋转至0°位置，由连杆曲臂机构向左推移阀芯封闭调节阀口的关闭状态结构示意图。

图3是图1的A—A视图，展示由调节转轴带动转臂旋转至90°位置，由连杆曲臂机构向右拉移阀芯开启调节阀口呈最大开启工作状态的结构示意图。

图4是图1的右视图（局部），展示在电动头上安装调节控制器的结构示意图。

图5是调节控制器的工作原理模块框图。

附图中的标记说明：

1为电动头，2为支承座，3为阀体，4为轴向流环形腔，5为调节阀套，6为箭头，7为调节阀口，8为进口法兰，9为阀座，10为锁紧螺圈，11为调节端盖，12为前轴销，13为内环板，14为拉杆，15为阀芯，16为一组平衡孔，17为下堵头，18为转臂，19为调节转轴，20为流线形内锥头，21为压力传感器，22为流量传感器，23为输出管，24为出口法兰，25为一组信号电缆，26为驱动模块，27为流量转换模块，28为压力转换模块，29为电源模块，30为调节控制器，31为电源导线，32为后轴销，33为平键，34为一组支承筋柱，35为功能转换按钮，36为开关，37为显示器，38为键盘。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型的实施例：

本实用新型提出的一种轴流式调节阀，它主要由阀体3、安装于阀体3上的支承座2、电动头1、配装于阀体3内的锁紧螺圈10、阀座9、调节阀套5、阀芯15、拉杆14、调节转轴19和安装于阀后输出管23的压力传感器21、流量传感器22构成。在阀体3内由一组整体浇铸的支承筋柱34支承连接设置流线形内锥头20，阀体3和阀体3内设置的流线形内锥头20以及阀体3两端设置的进口法兰8、出口法兰24是采用一次性浇铸制成整体结构。所述调节转轴19竖直穿过流线形内锥头20滑配安装于支承筋柱34内，在阀体3底部配装有调节紧顶调节转轴19的下堵头17，所述的电动头1固定安装于支承座2上，调节转轴19的上轴端是采用键连接固定安装于电动头1的输出轴端。在阀体3进口端设置有适配锁紧螺圈10的内螺孔结构，所述的阀座9、调节阀套5是由锁紧螺圈10依次顶压于流线形内锥头20端面并将其固定配装于阀体3内，即可由调节阀套5分隔成轴向流环形腔4介质通道结构。这种由锁紧螺圈10顶紧压装阀座9、调节阀套5的组装结构设计特别方便于生产装配和维修拆卸的操作。所述阀芯15配装于调节阀套5内，在调节阀套5的壁体上设置一组与轴向流环形腔4相通的调节阀口7，在阀芯15左端的内环板13上连接安装调节端盖11，在调节转轴19上由平键33连接安装转臂18，所述拉杆14两端分别由前轴销12、后轴销32铰连接于调节端盖11、转臂18组成“连杆曲臂机构”。在阀芯15的内环板13壁上设置一组平衡孔16结构，使调节端盖11内外端面处于等压受力状态，可明显提高阀芯15在调节阀套5内左右滑移的灵活性能。它是这样进行调压作业的：在关闭轴流式调节阀后，将轴流式调节阀两端的进口法兰8、出口法兰24固定连接安装于主输气管道上，将电源导线31连接于电动头1接通电源，在与出口法兰24连接的输出管23管壁内配装压力传感器21、流量传感器22，再将压力传感器21、流量传感器22的一组信号电缆25连接于控制机房，即可由一组信号电缆25向控制机房内传输所采集的阀后输出压力、输出流量的波动信号。在进行正常输气作业时，所输送介质将如箭头6所示，从进口法兰8进入阀体3内，再经调节阀套5的调节阀口7进入轴向流环形腔4内，最终由输出管23输送到下游管段。在输气作业全过程中，压力传感器21、流量传感器22都会连续采集输出管23内的输出压力、输出流量的波动信号并由信号电缆25传输至控制机房内进行计算处理。当输气管网系统受到外界因素影响以及下游用户增多或减小的影响而引起输出压力、输出流量发生异常波动时，信号电缆25会将压力传感器21、流量传感器22采集的输出压力、输出流量异常波动信号及时传输至控制机房内，由控制机房内的控制器进行计算处理后再及时向电动头1发送增大或减小的调节指令，电动头1将根据调节指令带动调节转轴19沿顺时针或逆时针方向旋转，再由“连杆曲臂机构”向右或者向左推移阀芯15使其增大或者减小调节阀口7的开度来调节控制输出流量和输出压力，至此，即可实现本实用新型自动调节控制输出流量和输出压力并使之趋于稳定的发明目的。

进一步地说，为更好地实现本实用新型的发明目的，本实用新型还可以在电动头1上再配装调节控制器30，将压力传感器21、流量传感器22的一组信号电缆25直接连接于调节控制器30，即可直接向调节控制器30传输所采集的阀后输出压力、输出流量的波动信号进行快速调控作业：所述调节控制器30是由单片机89S52、电源模块29、流量转换模块27、压力转换模块28、驱动模块26、输入/输出接口电路、显示器37和键盘38组成。管理人员根据《输配送管网操作规程》对调节控制器30预置计算管理程序，将电源导线31连接于调节控制器30的接入端，经过检查无误后，按下开关36通电，待调节控制器30的各模块初始化后，在显示器37上会自动显示当前“日期、时间”，此时，转臂18自动位于0°初始位置，即是说，连杆曲臂机构向左推移阀芯15至阀座9位置并封闭调节阀口7，这时，轴流式调节阀呈关闭的初始状态。工作人员根据《输配送管网操作规程》规定，操作功能转换按钮35并在键盘38上分别设定“流量”、“压力”控制值的技术指标，在显示器37屏幕上显示出“设定流量”、“设定压力”的数值。与此同时，调节控制器30将向电动头1发送“运行指令”，电动头1将带动调节转轴19旋转并通过连杆曲臂机构向右拉移阀芯15逐渐开启调节阀口7直至使输出管23内的输出压力、输出流量达到“设定流量”和“设定压力”的技术指标为止，这时，轴流式调节阀处于正常作业状态。所输送介质将如箭头6所示，从进口法兰8进入阀体3内，经调节阀套5的调节阀口7进入轴向流环形腔4内，最终经输出管23输送到下游管段。当输送管网系统受外界自然因素影响或者因下游用户增加或减小而引起输出管23内的输出压力、流量发生异常波动时，信号电缆25会将压力传感器21、流量传感器22采集的输出压力、输出流量的异常波动信号及时传输至调节控制器30，输出压力、输出流量异常波动信号经压力转换模块28、流量转换模块27输至单片机89S52进行计算处理，再由驱动模块26向电动头1及时发送增大或减小的调节指令，电动头1会根据调节指令带动调节转轴19沿顺时针或者逆时针方向缓缓旋转，通过连杆曲臂机构向右或者向左推移阀芯15使其增大或减小调节阀口7的开度来调节输出压力、输出流量，即可完美地实现本实用新型自动调控输出流量和输出压力并使之趋于稳定的发明目的。

Claims (6)

1.一种轴流式调节阀，它包括设置有流线形内锥头（20）的阀体（3）、配装于阀体（3）内的调节转轴（19）、阀座（9）、调节阀套（5）、阀芯（15）和拉杆（14），所述的阀座（9）、调节阀套（5）由锁紧螺圈（10）依次紧顶于流线形内锥头（20）端面固定配装于阀体（3）内分隔成轴向流环形腔（4），所述的阀芯（15）配装于调节阀套（5）内，在调节阀套（5）的壁体上设置有一组与轴向流环形腔（4）相通的调节阀口（7），其特征在于：在阀芯（15）左端的内环板（13）上连接安装调节端盖（11），在调节转轴（19）上由平键（33）连接安装转臂（18），所述的拉杆（14）两端分别由前轴销（12）、后轴销（32）铰连接于调节端盖（11）、转臂（18）组成连杆曲臂机构，在阀体（3）上固定连接安装有支承座（2），在支承座（2）上固定配装电动头（1），调节转轴（19）顶端键连接于电动头（1）的输出轴，在阀体（3）出口端的输出管（23）管壁内配装有压力传感器（21）、流量传感器（22），所述的压力传感器（21）、流量传感器（22）配装一组信号电缆（25）。

2.根据权利要求1所述的轴流式调节阀，其特征在于：所述的流线形内锥头（20）是由一组支承筋柱（34）连接设置于阀体（3）内，阀体（3）内的一组支承筋柱（34）、流线形内锥头（20）和阀体（3）两端的进口法兰（8）、出口法兰（24）是采用一次性浇铸制成整体结构。

3.根据权利要求1或2所述的轴流式调节阀，其特征在于：在阀芯（15）的内环板（13）壁体上设置有一组平衡孔（16）。

4.根据权利要求1或2所述的轴流式调节阀，其特征在于：在电动头（1）上配装有调节控制器（30）。

5.根据权利要求4所述的轴流式调节阀，其特征在于：所述调节控制器（30）由单片机89S52、电源模块（29）、流量转换模块（27）、压力转换模块（28）、驱动模块（26）、输入/输出接口电路和人机交互界面组成。

6.根据权利要求5所述的轴流式调节阀，其特征在于：所述的人机交互界面是配装于电动头（1）侧面的显示器（37）和键盘（38）。