专利名称：带条件的流体阀门分层设计算法的制作方法
技术领域：
本发明专利属于流体阀门设计算法领域。
背景技术：
流体是液体和气体的总称，它的基本特征是没有一定的形状和具有流动性，这就使流体在各个方向都有压力。以上特征使得对于流体控制，一般采用管道、阀门和调节器的组合来完成。阀门选择在什么的位置以及需要的数量，不仅影响着流体的畅通情況，还影响着控制的复杂程度。对于带条件的阀门控制算法，更是需要合理地安排阀门的位置，使阀门的数量最小化。
发明内容
本发明旨在提出ー种对流体阀门的设计算法，以达到用最少的阀门数量，实现最有效的控制效果的目的。本发明充分考虑管道长度以及操作安全性，将控制分为三个层源控制层，流向控制层和终点控制层。本发明的技术方案如下所示。首先，确定源头和终点的个数；确定对应关系，即源和終点的匹配情况；确定约束条件。其次,设计流向控制,确定流向控制阀的最大个数。第三，根据约束条件，调整控制阀个数及位置。第四，根据管道长度和操作安全性，确定是否需要在終点增加控制阀。最后，对于可燃性气体以及有腐蚀性等的液体，在源头增加控制阀。本发明的有益效果是通过对阀门的分层设计，使得设计算法有章可循，并以最小的阀门数量，实现了最高效的流体控制。
图I是分层控制示意图，最靠近流体的为源控制，远端为终点控制，中间为流向控制。图2是是等离子切割机示例中的流向对应关系。图3是流向控制图，方块代表控制阀。图4是根据约束条件调整后的控制阀布局。图5是最终布局图。图6是连线后的管道流通图。其中，方块表示阀门，细线表示管道。
具体实施方式
以下以等离子切割机的气体控制为例，对带条件的流体阀门分层设计算法进行说明。首先，确定源头个数为4个，分别为氧气、空气、氮气和氢气，设其标号分别为a, b，c和d ;确定终点个数为4个，分别为保护气切割流、保护气预流、等离子气预流和等离子气切割流，设其标号为为A，B, C1D0确定流向对应关系，如图2所示。确定约束条件预流气体相同，即流到終点B、C的气体相同。其次，设计流向控制，在对应的終点上方，注明可以流通到此ロ的气体编号，见图
3。确定流向控制阀的最大个数为11个。第三，根据“预流气体相同”这ー约束条件，得知可以将终点B和C视为同一終点，故可以删除一组对应的流向控制阀，保留一组并移到終点B、C中间位置，流向控制阀減少至9个，见图4。
第四，由于管道较长，而且，等离子气体具有一定危险性，顾需要在每个终点増加一个控制阀。最后，由于氢气是可燃气体，故需要加入控制阀起到保险作用，布局见图5。将相同编号的节点用线连起来，表示连接管道，完成后的控制阀布局图见图6。至此，所有设计工作均以完成。
权利要求
1.ー种带条件的流体阀门的分层设计算法，其特征是采用分层的结构方式进行设计，即源控制层、流向控制层和终点控制层。
2.根据权利要求I所述的带条件的流体阀门的分层设计算法，其特征是通过单独设计流向控制层，使流向操纵控制思路简单明晰。
3.根据权利要求I所述的带条件的流体阀门的分层设计算法，其特征是可以单独考虑约束条件，从而进行阀数量的化筒。
4.根据权利要求I所述的带条件的流体阀门的分层设计算法，其特征是通过五个步骤，三个控制层的设计，使得设计流程更加明晰，控制方式更加高效。
全文摘要
本发明是一种带条件的流体阀门分层设计算法，属于流体阀门设计算法领域。提出了一种分层的阀门控制方法，即源控制层、流向控制层和终点控制层。通过对三个层进行分别设置，采用五个步骤，可以实现以最少的阀门数量，达到最佳的控制效果。此外，对于带有约束条件的控制要求，可以通过调整流向控制层的方式，达到阀门数量的最小化。这样，使得结构更加清晰，控制更加简单。
文档编号F16K11/00GK102829215SQ20121031789
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者黄莹, 姚辰, 沈会, 唐厚君 申请人:黄莹