CN213575726U - 应用于油田站场设备智能化管控的多动力驱动阀门 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于油田站场设备智能化管控的多动力驱动阀门，包括阀体，其特征在于，所述阀体采用多级腔体结构；每级腔体均配置动作组件和用于控制动作组件的控压件，其中一个腔体的控压件采用电动控压件，其它腔体的控压件采用气动控压件；所述气动控压件和所述电动控压件，均接受所述电动控压件中的逻辑控制单元的控制。本实用新型基于阀体的多级腔体结构，形成多个阀门单元，且分别采用电源和气源驱动，且采用逻辑控制单元实现联调控制，形成一种全新的可应用的多动力驱动阀门。解决了现有的油田站场内阀门多为单级，且驱动形式单一，无法实现多级联控与保护等问题。

Description

应用于油田站场设备智能化管控的多动力驱动阀门

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，具体涉及一种应用于油田站场设备智能化管控的多动力驱动阀门。

背景技术

阀门在油田站场所涉及的流体系统中广泛使用，是使工艺管汇和设备内介质流动、停止或控制其输送参数的核心装置，是用来开闭管路以及调节和控制输送介质的压力、流量等参数的管道元件。阀门的性能、功能及选配对所处区域的环境安全、设备的财产安全等的意义尤为重大。

现阶段的油田站场中阀门多为单级阀瓣、阀座，采用电动或手动调控方式，没有形成多级联控与保护，难以实现快速响应与智能化管控。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种应用于油田站场设备智能化管控的多动力驱动阀门，以解决油田站场内阀门多为单级，且驱动形式单一，无法实现多级联控与保护等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供过一种应用于油田站场设备智能化管控的多动力驱动阀门，包括阀体，所述阀体采用多级腔体结构；每级腔体均配置动作组件和用于控制动作组件的控压件，其中一个腔体的控压件采用电动控压件，其它腔体的控压件采用气动控压件；所述气动控压件和所述电动控压件，均接受所述电动控压件中的逻辑控制单元的控制。

一种实现方式中，所述动作组件包括：设于腔体内部的阀瓣和阀座，以及设于腔体外部的阀盖、阀杆及密封元件；所述电动控压件包括：传动元件，连接于传动元件的手-电动切换装置、内含逻辑控制单元的电动执行机构和手动执行部件，以及连接于电动执行机构的外接电缆；所述气动控压件包括：配有气源换向装置的气动执行机构和连接于气动执行机构的外接气源端口；所述气源换向装置，与所述逻辑控制单元电连接，接受所述逻辑控制单元的控制。

一种实现方式中，所述电动控压件通过所述外接电缆连接动力电源，并额外连接小功率备用电源；所述气动控压件通过所述外接气源端口连接动力气源，并额外连接备用压缩气源；当动力电源失电时，所述多动力驱动阀门利用备用压缩气源与小功率备用电源，控制所述气动执行机构，实现阀门开闭。

一种实现方式中，所述逻辑控制单元，包括：转换电路、电动驱动电路、气动驱动电路以及输入输出线路；其中，转换电路用于将外接电源转换为逻辑控制单元所需的形式；电动驱动电路与电动执行机构进行对接，并发送执行指令、接收反馈信息；气动驱动电路与气动执行机构进行对接，并发送执行指令、接收反馈信息。

一种实现方式中，所述逻辑控制单元，连接并受控于外部的集成控制系统。

一种实现方式中，所述腔体具有两个外接管汇端口，多个腔体级联在两个外接管汇端口之间。

本实用新型通过采用以上技术方案，取得了以下技术效果：

本实用新型通过在现有常规电动(或加手动)阀门的基础之上，采用多级腔体结构的阀体，增加气源驱动，构成级联的多个阀门单元，并利用逻辑控制单元实现联调控制，形成一种全新的可应用的多动力驱动阀门。解决了现有的油田站场内阀门多为单级，且驱动形式单一，无法实现多级联控与保护等问题。

该多动力驱动阀门可通过其逻辑控制单元连接并受控于油田站场的集成控制系统，应用于油田站场设备智能化管控，满足站场内正常运转过程中所需要的的联控联调与精确调节。解决了现有技术中阀门与站场内控制系统相对独立，无法联控联调与精确调节等问题。

该多动力驱动阀门可额外连接小功率备用电源和备用压缩气源，当突发异常状况而丧失动力电源时，可以在逻辑控制单元的联调控制下快速响应，利用小功率备用电源和备用压缩气源对阀门气动部分实施开闭控制，最终在站场内作业域区无人值守的情况下切断或开启阀门。解决了现有技术中当站场内动力电源失电后阀门不受控制，无法快速响应实现开闭等问题，有助于保护操作人员的人身安全、保障站场内及站外上下游相关设备的安全、保障站场周边区域的环境安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的多动力驱动阀门的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面通过具体实施例，进行详细的说明。

请参考图1，本实用新型的一个实施例，提供一种应用于油田站场设备智能化管控的多动力驱动阀门。该多动力驱动阀门包括阀体1，阀体1采用多级腔体结构，由位于两个外接管汇端口(2、15)之间的多个腔体级联而成。每级腔体均配置动作组件和用于控制动作组件的控压件，共同构成一阀门单元。整个多动力驱动阀门包括两个或更多个阀门单元，不同的阀门单元可采用的不同的驱动形式，例如采用电动、手动、气动等多种不同的动力驱动。

本实施例中，其中一个阀门单元采用电动形式，其腔体上配置的控压件采用电动控压件；而其它阀门单元均采用气动形式，其腔体配置的控压件采用气动控压件。电动控压件是指电动(含电动加手动)开闭、调节形式的控压件，以电源为驱动；气动控压件是指气动开闭形式的控压件，以气源为驱动。其中，电动控压件中含有逻辑控制单元，各个气动控压件和电动控压件均接受逻辑控制单元的控制。多动力驱动阀门的各个不同驱动形式的阀门单元，可在逻辑控制单元的统一控制下进行联调联动，实现多级联控与保护。

下面，以包含两个阀门单元的多动力驱动阀门为例进一步详细说明

如图1所示，该多动力驱动阀门的阀体1包括两个腔体，即腔体一和腔体二，两个腔体级联于第一外接管汇端口2和第二外接管汇端口15之间。

每个腔体均配置有动作组件，动作组件包括：设于腔体内部的阀瓣和阀座，设于腔体外部的阀盖和阀杆及密封元件，阀杆阀盖开口伸入腔体内用于连接并驱动阀瓣。如图所示，腔体一配置有第一阀盖3、第一阀杆及密封元件4；腔体二配置有第二阀盖14、第二阀杆及密封元件13。

每个腔体还配置有控压件，其中，腔体一配置的是电动控压件，腔体二配置的是气动控压件。

电动控压件包括：传动元件5，连接于传动元件5的手-电动切换装置6、内含逻辑控制单元的电动执行机构8和手动执行部件9，以及连接于电动执行机构的外接电缆7；其中，传动元件5用于连接和控制阀杆，外接电缆7用于连接电源。其中，手动执行部件9例如可以采用手柄或手轮等。

气动控压件包括：配有气源换向装置的气动执行机构10和连接于气动执行机构10的两个外接气源端口，即第一外接气源端口11、第二外接气源端口12；其中，气源换向装置与逻辑控制单元电连接，并接受所述逻辑控制单元的控制。

如上，腔体一及其配置的动作组件和电动控压件，是多动力驱动阀门的电动部分，组成电动驱动形式的阀门单元；腔体二及其配置的动作组件和气动控压件，是多动力驱动阀门的气动部分，组成气动驱动形式的阀门单元。容易理解，可以通过增加腔体，形成更多个阀门单元，多个阀门单元彼此级联。

一些实施例中，所述电动控压件通过所述外接电缆7连接动力电源，并额外连接小功率备用电源；所述气动控压件通过所述外接气源端口连接动力气源，并额外连接备用压缩气源；以便当动力电源失电时，所述多动力驱动阀门利用备用压缩气源与小功率备用电源，控制所述气动执行机构，实现阀门开闭。

一些实施例中，所述的阀体是采用铸造或锻造成型的多级(两级或两级以上)腔体结构。

一些实施例中，所述的阀盖是采用铸造或锻造成型的、与阀体间采用螺纹或法兰形式连接的承压元件。不同的公称通径、公称压力会导致电动部分与气动部分的阀盖有所区别。可由特殊的需要选择有“倒密封”功能，以便在“带压”情况下可更换阀杆密封盘根。

一些实施例中，所述电动执行机构，采用5vDC、4～20mA控制信号输入；根据不同的公称通径和公称压力采用24vDC、220vAC或380vAC电力驱动。可实现“全开、全闭”控制及0～100％范围内的开度调节。配备手、电动转换装置，可进行电动与手动方式切换。

一些实施例中，所述气动执行机构，主要由缸体、活塞、密封件、缓冲元件等组成。缸体两端分别连接两个外接气源端口，以存贮的压缩气体作为驱动动力源，以气源换向装置作为控制元件，接收逻辑控制单元向气源换向装置发出的控制指令，由气源换向装置驱动控制回路，最终由压缩气体驱动活塞从而带动阀瓣完成开、关。

一些实施例中，所述逻辑控制单元，主要由转换电路、电动驱动电路、气动驱动电路以及输入输出线路组成。其中，转换电路用于将外接电源转换为逻辑控制单元所需的形式；电动驱动电路与电动执行机构进行对接，并发送执行指令、接收反馈信息；气动驱动电路与气动执行机构进行对接，并发送执行指令、接收反馈信息。

一些实施例中，所述逻辑控制单元连接并受控于外部的集成控制系统。逻辑控制单元可接收集成控制系统发出的控制指令，通过电动执行机构、传动元件等最终驱动电动部分的阀瓣实现开闭或改变阀瓣位置而达到调节输送介质参数的目的。对于附加手动工作方式的，可以在切换至手动方式后，操作手动部件实现启闭及调节。当由于工况需要或突发异常状况而丧失动力电源，需要气动部分工作时，逻辑控制单元可接收集成控制系统发出的控制指令，利用备用压缩气源存贮的压缩气体作为动力源与小功率备用电源(或不间断电源)作为控制源，控制气动执行机构，驱动气动部分实现阀门开闭。

本实用新型多动力驱动阀门的安装配置流程如下：

首先，勘察现场环境，确定阀门安装位置、接口形式、站场内驱动电源形式、有无不间断电源及形式、控制系统的电信号形式、压缩气体装置摆放及布置等。

其次，进行站场内阀门、压缩气体装置、不间断电源(如果需要)的安装、连接各处线缆、供气管路等。

再次，与站内控制系统进行电气对接。

最后，安装完毕后，给控制柜送电进行上电调试，调试完毕后，交付使用。

综上，本实用新型公开了一种应用于油田站场设备智能化管控的多动力驱动阀门，并取得了以下技术效果：

本实用新型通过在现有常规电动(或加手动)阀门的基础之上，采用多级腔体结构的阀体，增加气源驱动，构成级联的多个阀门单元，并利用逻辑控制单元实现联调控制，形成一种全新的可应用的多动力驱动阀门。解决了现有的油田站场内阀门多为单级，且驱动形式单一，无法实现多级联控与保护等问题。

该多动力驱动阀门可进一步通过其逻辑控制单元连接并受控于油田站场的集成控制系统，应用于油田站场设备智能化管控，满足站场内正常运转过程中所需要的的联控联调与精确调节。解决了现有技术中阀门与站场内控制系统相对独立，无法联控联调与精确调节等问题。

该多动力驱动阀门可进一步的额外连接小功率备用电源和备用压缩气源，当突发异常状况而丧失动力电源时，可以在逻辑控制单元的联调控制下快速响应，利用小功率备用电源和备用压缩气源对阀门气动部分实施开闭控制，最终在站场内作业域区无人值守的情况下切断或开启阀门。解决了现有技术中当站场内动力电源失电后阀门不受控制，无法快速响应实现开闭等问题，有助于保护操作人员的人身安全、保障站场内及站外上下游相关设备的安全、保障站场周边区域的环境安全。

本实用新型还提供一种应用于油田站场设备智能化管控系统，该系统包括：如前文所述的应用于油田站场设备智能化管控的多动力驱动阀门，连接于该多动力驱动阀门的小功率备用电源和第三方驱动气源，以及用于管控该多动力驱动阀门的集成控制系统。当丧失动力电源时，所述多动力驱动阀门可根据所述集成控制系统发出的控制指令，利用第三方驱动气源与小功率备用电源作为控制源，控制气动执行机构，实现阀门开闭。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

上述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种应用于油田站场设备智能化管控的多动力驱动阀门，包括阀体，其特征在于，所述阀体采用多级腔体结构；每级腔体均配置动作组件和用于控制动作组件的控压件，其中一个腔体的控压件采用电动控压件，其它腔体的控压件采用气动控压件；所述气动控压件和所述电动控压件，均接受所述电动控压件中的逻辑控制单元的控制。

2.根据权利要求1所述的多动力驱动阀门，其特征在于，

所述动作组件包括：设于腔体内部的阀瓣和阀座，以及设于腔体外部的阀盖、阀杆及密封元件；

所述电动控压件包括：传动元件，连接于传动元件的手-电动切换装置、内含逻辑控制单元的电动执行机构和手动执行部件，以及连接于电动执行机构的外接电缆；

所述气动控压件包括：配有气源换向装置的气动执行机构和连接于气动执行机构的外接气源端口；所述气源换向装置，与所述逻辑控制单元电连接，接受所述逻辑控制单元的控制。

3.根据权利要求2所述的多动力驱动阀门，其特征在于，

所述电动控压件通过所述外接电缆连接动力电源，并额外连接小功率备用电源；所述气动控压件通过所述外接气源端口连接动力气源，并额外连接备用压缩气源；当动力电源失电时，所述多动力驱动阀门利用备用压缩气源与小功率备用电源，控制所述气动执行机构，实现阀门开闭。

4.根据权利要求1所述的多动力驱动阀门，其特征在于，

所述逻辑控制单元，包括：转换电路、电动驱动电路、气动驱动电路以及输入输出线路；其中，转换电路用于将外接电源转换为逻辑控制单元所需的形式；电动驱动电路与电动执行机构进行对接，并发送执行指令、接收反馈信息；气动驱动电路与气动执行机构进行对接，并发送执行指令、接收反馈信息。

5.根据权利要求1所述的多动力驱动阀门，其特征在于，

所述逻辑控制单元，连接并受控于外部的集成控制系统。

6.根据权利要求1所述的多动力驱动阀门，其特征在于，

所述腔体具有两个外接管汇端口，多个腔体级联在两个外接管汇端口之间。

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