智能周流调压器论文和设计-张立唐

全文摘要

本实用新型公开一种智能周流调压器，包括前阀体和后阀体，前阀体设有中心轴孔，中心轴孔处设有主阀轴、导流端盖、耐磨密封阀座及导流阀头，导流阀头固定在主阀轴的一端，主阀轴的另一端与闭环直线执行器相连；耐磨密封阀座与导流阀头配合；后阀体设有相互隔绝的内腔、外腔，内腔安装固定闭环直线执行器，外腔为气体流出通道；前阀体、后阀体均设有压力传感器，前阀体设有进口压力传感器，后阀体上设有压力变送器、显示器壳体。本实用新型能够轻松实现六大运行模式：分别是自动调压模式、自动限流模式、自动低流模式、多时段压力预约模式、多时段限流预约模式、气体总量累积模式，同时具有气体计量等功能。

主设计要求

1.一种智能周流调压器，包括前阀体和后阀体，其特征在于：所述的前阀体设有中心轴孔，中心轴孔处设有主阀轴、导流端盖、耐磨密封阀座及导流阀头，耐磨密封阀座左侧安装有导流端盖，耐磨密封阀座右侧设有导流阀头，导流阀头固定在主阀轴的一端，主阀轴的中部通过密封导套与后阀体的左端同心配合，主阀轴的另一端与闭环直线执行器相连；前阀体的中心轴孔及耐磨密封阀座设有气体流入通道，耐磨密封阀座与前阀体同心配合；后阀体设有相互隔绝的内腔、外腔，内腔安装固定闭环直线执行器，外腔为气体流出通道；气体流入通道与气体流出通道相连通；闭环直线执行器通过主阀轴带动导流阀头轴向运动调节耐磨密封阀座与导流阀头之间的间隔，从而改变气体的流通开度进行调压和限流；前阀体、后阀体均设有压力信号管，前阀体的压力信号管与进口压力传感器相通、后阀体的压力信号管与出口压力传感器相通，后阀体上设有压力变送器、显示器壳体，压力变送器内部还装有DTU通讯模组及接线端子，显示器壳体内部安装有电源系统、电脑主板组件及散热隔板，显示器壳体上安装固定显示器操作面板，压力变送器内部还装有DTU通讯模组及接线端子，电脑主板组件与进口压力传感器、出口压力传感器、压力变送器及显示器操作面板分别电连接。

设计方案

后阀体设有相互隔绝的内腔、外腔，内腔安装固定闭环直线执行器，外腔为气体流出通道；气体流入通道与气体流出通道相连通；

闭环直线执行器通过主阀轴带动导流阀头轴向运动调节耐磨密封阀座与导流阀头之间的间隔，从而改变气体的流通开度进行调压和限流；

前阀体、后阀体均设有压力信号管，前阀体的压力信号管与进口压力传感器相通、后阀体的压力信号管与出口压力传感器相通，后阀体上设有压力变送器、显示器壳体，压力变送器内部还装有DTU通讯模组及接线端子，显示器壳体内部安装有电源系统、电脑主板组件及散热隔板，显示器壳体上安装固定显示器操作面板，压力变送器内部还装有DTU通讯模组及接线端子，电脑主板组件与进口压力传感器、出口压力传感器、压力变送器及显示器操作面板分别电连接。

2.根据权利要求1所述的智能周流调压器，其特征在于：所述的后阀体为同心式双层筒状体结构，内层筒状结构内为内腔，内层筒状结构与外层筒状结构之间为外腔，内层筒状结构与外层筒状结构之间由轮辐式骨架架空，轮辐式骨架内部加工有穿线孔及穿线孔，压力信号线通过穿线孔引入内腔与电脑主板链接，信号及控制导线则通过穿线孔进入内腔，与闭环直线执行器相连接。

3.根据权利要求2所述的智能周流调压器，其特征在于：所述的外腔的狭窄处填充有消音材料，消音挡板将这些消音材料挡住，高速气流经过消音材料和消音挡板流出。

4.根据权利要求1所述的智能周流调压器，其特征在于：所述的耐磨密封阀座与前阀体子口定位，通过螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的智能周流调压器，其特征在于：所述的闭环直线执行器同心安装在后阀体内，内腔端盖与后阀体密封形成内腔，内腔端盖子口定位用螺栓紧固于后阀体上。

6.根据权利要求1所述的智能周流调压器，其特征在于：所述的导流阀头与主阀轴为螺纹配合。

7.根据权利要求1所述的智能周流调压器，其特征在于：所述的显示器操作面板安装在显示器壳体的外端面并由显示器压盖旋紧压实。

8.根据权利要求1所述的智能周流调压器，其特征在于：所述的进口压力传感器通过进口压力信号管连通前阀体测量进口压力，出口压力传感器通过出口压力信号管连通后阀体测量出口压力。

设计说明书

技术领域

本发明涉及调压装置、限流装置、计量装置、截止切断装置，具体是一种以调压为主同时具备多参数控制功能的智能周流调压器。

背景技术

调压器是自动调节燃气出口压力，使其稳定在一定范围的降压装置。按照国标《城镇燃气调压器》GB-27790-2011将燃气调压器分成两大类分别是：直接作用式调压器和间接作用式调压器。随着燃气事业的发展，一百多年来，调压设备也得到了不断发展和完善，出现了种类繁多的调压器。例如：弹簧或重力作用式调压器、雷诺式调压器、活塞式调压器、衡量式调压器、铁岭式调压器、曲流式调压器、轴流式调压器等等。它们彼此相互弥补结构和性能上的不足，但由于皮膜感应工作原理一直没有改变，每种调压器的工作性能都存在固有的的局限性。

上述调压器均属于纯机械半自动调节装置，功能单一，调压稳压局限性大，大流量出口压力急剧下降——即调压器的压力流量静特性指标较差！并且无法实现远程自动化控制;皮膜结构存在薄弱环节维修较为频繁，皮膜一旦破损容易引发各类安全事故。还有传统的调压器正常工作的前提是必须保证一定的前压（进口压力）否则调压器均不能正常工作；再有传统的调压器不具备远程可控性,必须派人派车现场调节处置等等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种智能周流调压器，能够轻松实现六大运行模，分别是自动调压模式、自动限流模式、自动低流模式、多时段压力预约模式、多时段限流预约模式、气体总量累积模式，同时具有气体计量等功能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种智能周流调压器，包括前阀体和后阀体，所述的前阀体设有中心轴孔，中心轴孔处设有主阀轴、导流端盖、耐磨密封阀座及导流阀头，耐磨密封阀座左侧安装有导流端盖，耐磨密封阀座右侧设有导流阀头，导流阀头固定在主阀轴的一端，主阀轴的中部通过密封导套与后阀体的左端同心配合，主阀轴的另一端与闭环直线执行器相连；前阀体的中心轴孔及耐磨密封阀座设有气体流入通道，耐磨密封阀座与前阀体同心配合；

后阀体设有相互隔绝的内腔、外腔，内腔安装固定闭环直线执行器，外腔为气体流出通道；气体流入通道与气体流出通道相连通；

闭环直线执行器通过主阀轴带动导流阀头轴向运动调节耐磨密封阀座与导流阀头之间的间隔，从而改变气体的流通开度进行调压和限流；

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

（1）集调压器，流量计，限流阀，截止阀即四合一设计于一体；

（2）其结构简单、体积小、重量轻、无须维护；

（3）调压不依靠传统的皮膜、弹簧的感应结构，避开了传统技术存在的薄弱环节，提高安全性；

（4）本装置可以通过压力传感器监测压力变化，根据压力变化由电脑主板单元自动完成气体压力调节和稳定的降压；

（5）智能周流调压器可以水平安装和垂直安装，布局灵活方便；

（6）可应用于大型门站并具有较强的降噪功能。

进一步的优选技术方案如下：

所述的后阀体为同心式双层筒状体结构，内层筒状结构内为内腔，内层筒状结构与外层筒状结构之间为外腔，内层筒状结构与外层筒状结构之间由轮辐式骨架架空，轮辐式骨架内部加工有穿线孔及穿线孔，压力信号线通过穿线孔引入内腔与电脑主板链接，信号及控制导线则通过穿线孔进入内腔，与闭环直线执行器相连接。

所述的外腔的狭窄处填充有消音材料，消音挡板将这些消音材料挡住，高速气流经过消音材料和消音挡板流出。

所述的耐磨密封阀座与前阀体子口定位，通过螺纹连接。

所述的闭环直线执行器同心安装在后阀体内，内腔端盖与后阀体密封形成内腔，内腔端盖子口定位用螺栓紧固于后阀体上。

所述的导流阀头与主阀轴为螺纹配合。

所述的显示器操作面板安装在显示器壳体的外端面并由显示器压盖旋紧压实。

所述的进口压力传感器通过进口压力信号管连通前阀体测量进口压力，出口压力传感器通过出口压力信号管连通后阀体测量出口压力。

附图说明

图1是本发明实施例的立体图；

图2是本发明实施例的主视图；

图3是图2的AA向剖视图；

图4是图3的BB向剖视图；

图5是本发明的工作原理图；。

附图标记说明：1－前阀体；2－耐磨密封阀座；3－导流阀头；4－导流端盖；5－主阀轴；6－进口压力信号管；7－压力传感器；8－压紧螺母；9－DTU通讯模组及接线端子；10－变送器盖；11－压力变送壳体；12－出口压力信号管；13－闭环直线执行器；14－后堵丝；15－内腔端盖；16－消音挡板；17－消音材料；18－显示器壳体；19－电脑主板组件；20－散热隔板；21-显示操作界面；22-显示器压盖；23-后阀体；24-螺栓；25-穿线孔；26-轮辐式骨架；27-外腔；28-穿线孔；29-内腔;30-密封导套；32-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，进一步说明本发明。

参见图1-图4，一种智能周流调压器，由包括前阀体1和后阀体23组成，前阀体1和后阀体23均为精密铸造一体成型，前阀体1设有中心轴孔，中心轴孔处设有主阀轴5、导流端盖4、耐磨密封阀座2及导流阀头3，耐磨密封阀座2左侧安装有导流端盖4，耐磨密封阀座2右侧设有导流阀头3，导流阀头3固定在主阀轴5的一端，主阀轴的中部通过密封导套30与后阀体23的左端同心配合，主阀轴5的另一端与闭环直线执行器13相连；阀体1的中心轴孔及耐磨密封阀座2设有气体流入通道，耐磨密封阀座2与前阀体1同心配合；后阀体23设有相互隔绝的内腔29、外腔27，内腔29安装固定闭环直线执行器13，外腔27为气体流出通道；气体流入通道与气体流出通道相连通；闭环直线执行器13通过主阀轴5带动导流阀头轴向运动调节耐磨密封阀座2与导流阀头3之间的间隔，从而改变气体的流通开度进行调压和限流；前阀体1、后阀体23均设有压力信号管，前阀体1的进口压力信号管6与压力传感器7相通、后阀体23的出口压力信号管12与出口压力传感器相通，后阀体23上设有压力变送器11、显示器壳体18，压力变送器11内部还装有DTU通讯模组及接线端子9，显示器壳体18内部安装有电源系统、电脑主板组件19及散热隔板20，显示器壳体18上安装固定显示器操作面板21，压力变送器内部还装有DTU通讯模组及接线端子，电脑主板组件19与进口压力传感器、出口压力传感器、压力变送器11及显示器操作面板分别电连接。

后阀体23为同心式双层筒状体结构，内层筒状结构内为内腔29，内层筒状结构与外层筒状结构之间为外腔27，内层筒状结构与外层筒状结构之间由轮辐式骨架26架空，轮辐式骨架26内部加工有穿线孔25及穿线孔28，压力信号线通过穿线孔28引入内腔与电脑主板19链接，信号及控制导线则通过穿线孔25进入内腔29，与闭环直线执行器13相连接。

外腔27的狭窄处填充有消音材料17，消音挡板16将这些消音材料17挡住，高速气流经过消音材料17和消音挡板流出，大大降低了高速气流的噪音。

耐磨密封阀座2与前阀体1子口定位、螺纹连接形成一体。

闭环直线执行器13通过内腔端盖15与后阀体23连接，内腔端盖15与后阀体23密封形成内腔。内腔端盖15子口定位用螺栓35紧固于后阀体23上。

导流阀头3与主阀轴5为螺纹配合。

显示器操作面板21安装在显示器壳体18的外端面并由显示器压盖22旋紧压实。

进口压力传感器通过进口压力信号管6连通前阀体1测量进口压力，出口压力传感器通过出口压力信号管12连通后阀体23测量出口压力。

本智能周流调压器的降噪功能：

无论是何种调压器，都是通过主阀口的节流，使流出的气体膨胀达到降压的目的。噪声的产生根源是在主阀口的节流的位置，由于这里的流通面积最小，气体在这里形成拐点，根据热力学定律和伯努利方程可知这里的气体流速最大、压强最小，并急剧膨胀扩张，同时也吸收大量的热能。高速喷射的气体其流速有时甚至超过音速并发出尖锐的噪声（这种噪声称之空气动力学噪声其频率约为1000—8000Hz）

这就是调压器产生噪音的原因所在，如同我们人说话唱歌一样，声音一定是在声带的狭窄处发出的。

对此，好多厂家针对噪音问题采取了一系列的降噪措施。例如，在调压器出口管段加装各种降噪装置衰减打散高速气流降低噪声；在调压箱内壁附着吸音材料加强箱体的吸音降噪效果等等。

本发明智能周流调压器，由于结构的先进性，直接将降燥的位置引入调压器内部即主阀口后边的腔体，即高速气体刚刚流出的瞬间就被降噪材料打散和细化并被随机改变气流方向形成无数的小气流！达到强降噪的目的！

结合图5可知，其工作原理如下：

压力传感器同时采集进口压力和出口压力，AD转换器将压力传感器的模拟信号进行数字化处理送入电脑主板组件的CPU进行运算，CPU根据出口压力传感器数字信号的变化判断是否打开或者关闭调压器主阀口，并即刻发出指令由数字电磁直线驱动器完成预期的动作；从而始终保持与预先设定的出口目标压力相一致。

绝对位置传感器(闭环直线驱动器)实时记录调压器阀口的真实位置给CPU，同时温度传感器采集的信息也发送给CPU；CPU按照流量的数学模型积算出气体流量并通过DTU建立与上位机之间的有线或无线远程双向通讯，完成在线实时数据采集存储和控制（包括智能调压器的六大运行模式分别是自动调压模式、自动限流模式、自动低流模式、多时段压力预约模式、多时段限流预约模式、气体总量累积模式等等）、远程故障报警。

综上所述，智能周流调压器，在计算机的控制下，通过自身的精密数字执行器直接伺服调压器的主阀从而完成气体压力调节和稳定的降压设备。其显著特点是根据压力传感器信号变化完全由软件算法支持运行。以替代原技术的机械半自动的皮膜感应技术；因此，不受传统皮膜感应所固有的物理特性之限制；可以将人工智能思维植入智能调压器的CPU。同时具备双向远程数据通讯，历史数据存储及查询，远程在线控制；因此，作为调压中心具备主动安全和被动安全管理功能，能够对燃气运行中发生的如超压、停电、泄露等等异常状况主动处置，并远程提示报警。大大提升燃气输配管网的安全性和调度指挥的实时性、便利性。从根本上提升燃气企业的数据化科学化现代化的管理。并轻松实现网络化、科学化、智能化的、系统化管理和运行。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

设计图

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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