CN2854265Y - 智能自动控制恒压减压阀 - Google Patents

Abstract

一种智能自动控制恒压减压阀，包括阀体、阀盖和设置在阀体内的阀杆、阀盘以及阀门开度调节装置，一端设有阀盘的阀杆与压力传递组件相接，旋接在调节套筒内的调节螺杆与蜗轮蜗杆传动装置的蜗轮连接，调节套筒与压力传递组件相接，伺服电机的输出轴与蜗轮蜗杆传动装置的调节蜗杆连接；装在阀座前腔体的前压力传感器和后腔体的后压力传感器均与压力变送器的输入接口连接，压力变送器通过模数转换器接可编程控制器，可编程控制器的一个输出接口接显示器，将处理后的数据显示在显示器上，可编程控制器的另一个输出接口接变频调速器，变频调速器与伺服电机的控制端连接，伺服电机控制调节螺杆旋转，具有阀后压力稳定、减压精度高且操作方便的特点。

Description

智能自动控制恒压减压阀

技术领域

本实用新型涉及一种减压阀，尤其是涉及一种用于蒸汽、空气、天然气等气体以及水、油等各种流体介质压力管路中的智能自动控制恒压减压阀。

背景技术

公知的减压阀，如弹簧膜片式减压阀、先导活塞式减压阀、波纹管式减压阀、比例式减压阀等已广泛应用于各种气体和液体压力管路中。而此类减压阀的工作是依靠手动调节装连在阀盖上的调节螺杆，使调节螺杆相对于阀体作轴向移动而作用于弹簧，再通过弹簧作用在压力传递组件上如膜片或活塞等，使阀杆沿其轴向移动，从而带动阀盘作轴向移动，而调节阀盘与阀座之间间隙，当阀前流体以压力P1通过阀座与阀盘之间的阻尼间隙后，流体的流速加快，且流体压力降低，最后使阀后流体的压力减小至预定压力P2。

当手动旋转调节螺杆来调节弹簧压力F1时，其F1(调节螺杆设定下的弹簧力)＝P1×S1(阀前流体压力×阀盘的受力面积)＝P2×S2(阀后流体压力×膜片或活塞的受力面积)。但此类依靠手动调节弹簧弹力来调节压差的减压阀，普遍存在着以下问题：1、由于受阀前管路压力P1的变化，从而阀后流体压力P2也随之发生变化。因此，这类直接作用弹簧膜片活塞式的减压阀其阀后压力变化范围通常在15％-20％左右，即使目前最先进的先导式减压阀其阀后压力变化范围也在5％-10％左右，故减压阀的减压精度不高。2、使用过程中，由于阀前管路内流体压力P1和阀后减压后流体压力P2会因供压设备或流体使用2设备的工作变化而变化，所以流体通过减压阀后的压力是不能稳定在一个较小的范围内，一旦阀前流体压力变化超过弹性件变化范围，就会造成减压阀减压失效，无法达到稳定或恒压的效果。3、每次停机或当管路断流，就必须手动调节螺杆，关闭阀盘与阀座之间的间隙，否则当重新开机或通流时，由于减压阀失去减压功能，造成管路压力直通而损坏阀后设备。4、由于阀盘受制造精度等影响，使得密封性能不高，导致减压阀经常因少量泄露而无法工作。

发明内容

本实用新型为了克服上述的弊病，提供一种阀后压力稳定、减压精度高且操作方便的智能自动控制恒压减压阀。

本实用新型为达到上述目的的技术方案是：一种智能自动控制恒压减压阀，包括阀体、阀盖和设置在阀体内的阀杆、阀盘以及阀门开度调节装置，所述的阀门开度调节装置包括从上至下连接在阀盖上的调节螺杆、设置在弹簧座上的调节弹簧以及压力传递组件，阀杆上具有阀盘，阀杆的顶部与压力传递组件相接，其特征在于：所述旋接在调节套筒内的调节螺杆与蜗轮蜗杆传动装置的蜗轮连接，调节套筒与压力传递组件相接，伺服电机的输出轴与蜗轮蜗杆传动装置的调节蜗杆连接；装在阀座前腔体的前压力传感器和后腔体的后压力传感器均与压力变送器的输入接口连接，压力变送器通过模数转换器接可编程控制器，可编程控制器的一个输出接口接显示器，将处理后的数据显示在显示器上，可编程控制器的另一个输出接口接变频调速器，变频调速器与伺服电机的控制端连接，伺服电机控制调节螺杆旋转，使调节套筒轴向移动并通过压力传递组件使阀杆作轴向位移，调节阀盘与阀座之间的间隙。

本实用新型采用上述技术方案后的优点在于：

1、阀后减压压力稳定、减压精度高。本实用新型通过压力变送器来自动检测阀座前后管路内的流体压力，并将压力信号通过模数转换器后，将电信号转换成数字信号送至可编程控制器内，并按预先设定的压力要求对数据处理后，通过伺服电机来带动蜗轮蜗杆传动装置使调节螺杆轴向移动，由于能不断自动调节和平衡弹簧的弹簧力F1，使阀盘的开度达到最合理的状态，从而将阀前流体压力P1基本减至恒定的阀后流体压力P2，达到恒压阀门的要求，既使阀前流体压力P1变化较大，也能将阀后流体压力P2的变化可以控制在2-5％的范围内。

2、操作简单方便，工作可靠。本实用新型由于能自动检测阀前和阀后流体压力，并可通过可编程控制器进行智能化处理，所以当阀前管路内流体压力受温度、介质密度及供应源等变化而变化时，经可编程控制器对数字信号进行比较、计算处理及时自动调节，使阀后流体压力保持最合理范围内。本实用新型能按要求预先设定阀前及阀后流体压力，上电后减压阀就能完全按预设管路的压力要求对流体进行智能化处理减压，使阀后管路压力达到设定要求，无须再进行任何操作，工作可靠。

3、可直接控制和显示被测管路的工作压力。本实用新型可通过显示器随机监视阀前流体压力和阀前流体压力的变化状况以及与设定减压压力的差值，通过可编程控制器的输入输出接口及时改变输入数据、调整参数，并能在减压压力超出设定的上限及下限时自动声光报警。同时显示器能随机输出多路4-20mA标准信号，可以实现远程控制和集中控制，并可外接打印记录仪，自动记录管路减压压力的变化状况，推算出管内流体的流速及流量、变化状况，便于进行集中控制与监视，可以实现工业管路工作压力的自动化调控的目标，提高工业压力管路调节的自动化程度，提高了流体压力管路的安全性和可靠性。

4、当或自动控制失效或突发停电等原因，减压阀仍可以通过调节手轮，人工调节螺杆达到原减压阀调节的要求，使管路继续工作，直到停电或控制部件故障排除后，管路即可恢复自动控制调节功能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。

图1是本实用新型的结构示意图之一。

图2是图1的A-A的剖视结构示意图。

图3是本实用新型的结构示意图之二。

图4是本实用新型的结构示意图之三。

图5是本实用新型的控制流程图。

其中：1-底盖；2-弹簧；3-阀盘；4-阀座；5-阀杆；6-阀体；7-前压力传感器；8-压力传递组件；9-调节弹簧；10-阀盖；11-螺杆座；12-调节螺杆；13-蜗轮；14-调节蜗杆；15-伺服电机；16-调节套筒；17-主轴；18-罩壳；19-调节手轮；20-变频调速器；21-可编程控制器；22-显示器；23-模数转换器；24-压力变送器；25-后压力传感器。

具体实施方式

如图1-4所示智能自动控制恒压减压阀，包括阀体6、阀盖10和设置在阀体6内阀杆5、阀盘3以及阀门开度调节装置，阀门开度调节装置包括从上至下连接在阀盖10上的调节螺杆12、设置在弹簧座上的调节弹簧9以及压力传递组件8，阀杆5上具有阀盘3，阀杆5的顶部与压力传递组件8相接，旋转调节螺杆12，并通过压力传递组件8使阀杆5作轴向移动，控制阀盘3与阀座4之间的间隙。在阀体6的底部还装有底盖1，弹簧2装在底盖1内与阀盘3相接，见图1所示，本实用新型的压力传递组件8采用先导活塞式，或如图3所示为弹簧膜片式，还可如图4所示采用波纹管式等，调节螺杆12旋接在调节套筒16内，调节套筒16下端部通过弹簧座和弹簧与膜片连接，调节螺杆12与蜗轮蜗杆传动装置的蜗轮13连接，伺服电机15的输出轴与蜗轮蜗杆传动装置的调节蜗杆14连接，见图1、2所示，所述蜗轮蜗杆传动装置包括固定在调节螺杆12上部的蜗轮13、与蜗轮13啮合的调节蜗杆14以及主轴17，调节蜗杆14与主轴17连接，主轴17通过轴承支承连接在罩壳18上，且主轴17的一端与伺服电机15的输出轴连接，主轴17的另一端与调节手轮19连接。在阀盖10与罩壳18之间还装有螺杆座11，调节螺杆12上具有轴肩，且轴肩与螺杆座11端面相接，调节套筒16外圈上的导向键设置在螺杆座11的导向槽内。在阀座4的前腔体上装有前压力传感器7，在其后腔体上装有后压力传感器25，前压力传感器7和后压力传感器25均与压力变送器24的输入接口连接，压力变送器24通过模数转换器23接可编程控制器21，可编程控制器21的一个输出接口接显示器22，将处理后的数据显示在显示器22上，可编程控制器21的另一个输出接口接变频调速器20，变频调速器20与伺服电机15的控制端连接，伺服电机15控制调节螺杆12旋转，使调节套筒16轴向移动并通过压力传递组件8使阀杆5作轴向位移，调节阀盘3与阀座4之间的间隙，以调节阀座前、后的压差。本实用新型的压力变送器24、模数转换器23、可编程控制器21和显示器22均采用市售产品。

本实用新型工作时，如图5所示，根据管路减压要求，通过可编程控制器21先设定阀前压力P1和减压压力P2，通过前压力传感器7和后压力传感器25自动把来自阀前、阀后的压力信号通过压力变送器24经模数转换器23后传递给可编程控制器21，可编程控制器21按预先设定的压力要求经数据处理后，通过变频调速器20启动伺服电机15，通过蜗轮蜗杆传动装置使调节螺杆12轴向运动，平衡调节弹簧的弹簧力F1，通过压力传递组件8，使阀杆5带动阀盘3向下运动，随着阀盘3开度不断加大，阀前流体压力P1与阀后流体P2的不断变化，压力变送器24随机采集变化压力信号，对信号进行数模转换经可编程控制器21处理后，通过变频调速器20不断调整伺服电机15的旋转方向及转速，不断调整调节螺杆12，使阀盘3的开度达到最合理的状态，从而达到基本上恒定的减压压力P2，即达到恒压阀门的要求。当阀前管路停止供流时，由于流体压力P1的消失，压力变送器24将检测的信号送至可编程控制器21，可编程控制器21发出信号，通过控制伺服电机15反转调节螺杆12上升，使弹簧压力F1力消失，阀盘3在弹簧作用下关闭，达到减压阀自动关闭。在减压阀工作的同时，可通过显示器22直接显示阀前设定压力值、当前压力值、阀后设定压力值、当前减压压力值，并在减压压力超过设定压力时，能够自动声光报警信号，同时能多路输出4-20mA标准信号传输，实现远程控制和集中自动化控制。

Claims (4)

1、一种智能自动控制恒压减压阀，包括阀体(6)、阀盖(10)和设置在阀体(6)内的阀杆(5)、阀盘(3)以及阀门开度调节装置，阀门开度调节装置包括从上至下连接在阀盖(10)上的调节螺杆(12)、设置在弹簧座上的调节弹簧(9)以及压力传递组件(8)，阀杆(5)上具有阀盘(3)，阀杆(5)的顶部与压力传递组件(8)相接，其特征在于：所述旋接在调节套筒(16)内的调节螺杆(12)与蜗轮蜗杆传动装置的蜗轮(13)连接，调节套筒(16)与压力传递组件(8)相接，伺服电机(15)的输出轴与蜗轮蜗杆传动装置的调节蜗杆(14)连接；装在阀座(4)前腔体的前压力传感器(7)和后腔体的后压力传感器(25)均与压力变送器(24)的输入接口连接，压力变送器(24)通过模数转换器(23)接可编程控制器(21)，可编程控制器(21)的一个输出接口接显示器(22)，将处理后的数据显示在显示器(22)上，可编程控制器(21)的另一个输出接口接变频调速器(20)，变频调速器(20)与伺服电机(15)的控制端连接，伺服电机(15)控制调节螺杆(12)旋转，使调节套筒(16)轴向移动并通过压力传递组件(8)使阀杆(5)作轴向位移，调节阀盘(3)与阀座(4)之间的间隙。

2、根据权利要求1所述的智能自动控制恒压减压阀，其特征在于：所述蜗轮蜗杆传动装置包括固定在调节螺杆(12)上部的蜗轮(13)、与蜗轮(13)啮合的调节蜗杆(14)以及主轴(17)，调节蜗杆(14)与主轴(17)连接，主轴(17)通过轴承支承连接在罩壳(18)上，且主轴(17)的一端与伺服电机(15)的输出轴连接，主轴(17)的另一端与调节手轮(19)连接。

3、根据权利要求1所述的智能自动控制恒压减压阀，其特征在于：所述在阀盖(10)与罩壳(18)之间还装有螺杆座(11)，调节螺杆(12)上具有轴肩，且轴肩与螺杆座(11)端面相接，调节套筒(16)外圈上的导向键设置在螺杆座(11)的导向槽内。

4、根据权利要求1至3之一所述的智能自动控制恒压减压阀，其特征在于：p所述的压力传递组件(8)为膜片、波纹管或弹簧活塞式。

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