一种阀门的流体阻力反馈系统的制作方法

1.本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种阀门的流体阻力反馈系统。


背景技术：

2.蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。在管道上主要起切断和节流作用。具有截止、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，是工业输送系统的重要控制部件之一。
3.蝶阀的工作原理为：执行器或手轮驱动阀杆转动，阀杆带动阀瓣转动，阀瓣与阀体之间由密封状态至打开状态，打开程度越大，阀瓣转动角度越大至完全打开，阀瓣与阀体之间的密封由密封圈实现，而粘稠物或杂质粘附在阀瓣与阀体连接处，日积月累，阀杆转动的阻力越大，对阀芯的整体使用寿命有一定的影响，且内部的杂质不清理，阀门使用卫生性不达标。现有技术中缺少对阀门开启扭矩的检测反馈，无法及时发现阀门受阻的情况。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种阀门的流体阻力反馈系统，能够及时发现阀门受阻，提醒工作人员进行维护。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种阀门的流体阻力反馈系统，包括阀座、阀杆、阀板和动力组件，所述动力组件与阀杆之间连接有扭矩传感器，所述扭矩传感器通过联轴器与阀杆连接，所述扭矩传感器与动力组件之间连接有传动比可调节的传动件，所述扭矩传感器用于检测阀杆转动时的扭矩，
7.所述阀座与阀杆连接处设置有阀位检测组件，所述阀位检测组件用于检测阀门的打开状态信息，所述阀位检测组件包括开设于阀座上的检测腔，所述阀杆上键连接有凸轮，所述阀座内还设置有正对凸轮的压力传感器，所述压力传感器上连接有正对凸轮的检测弹性件，所述检测弹性件与凸轮抵触，所述检测弹性件表面设置有抵触片，还包括控制中心和警报组件，所述控制中心与扭矩传感器电连接，所述控制中心控制传动件的传动比调节，所述警报组件用于提醒工作人员扭矩数据异常。
8.通过采用上述技术方案，结合阀杆扭矩信息和阀门打开状态信息，能够及时得到阀门不同位置的扭矩情况，工作人员可以根据异常扭矩信息，分析扭矩过大原因，并且警报组件能及时提醒工作人员扭矩异常，及时进行维护；阀杆转动的过程中，凸轮对检测弹性体挤压，从而产生不同的压力，根据压力情况可以推算凸轮与检测弹性体抵触位置，从而得出阀杆转动角度和阀门所处位置；抵触片为刚性光滑金属片，抵触片与凸轮接触，在阀杆转动过程中，对检测弹性体的压力变化模型准确，使得阀位结果更加准确。
9.进一步设置：反馈系统包括报警提醒方法，所述报警提醒方法包括如下步骤：
10.步骤a、将阀门安装完成后，记录前三次通过运输流体状态下阀门启闭过程的扭矩
信息和阀门位置信息，分别记录不同阀门位置对应扭矩的平均值，作为初始扭矩信息集合；
11.步骤b、在控制中心设定偏差比例；
12.步骤c、扭矩传感器与压力传感器实时监测阀门扭矩和位置信息，每次阀门从打开到闭合得到一组实时扭矩信息集合，并发送给控制中心；
13.步骤d、控制中心将实时扭矩信息集合与初始扭矩信息集合进行比对，若实时扭矩信息集合与初始扭矩信息集合的偏差比例超过设定偏差比例，控制中心控制警报组件发出提醒信息。
14.通过采用上述技术方案，每次阀门的启闭得到的扭矩数据与初始扭矩数据进行对比，可以及时发现阀门扭矩异常情况，而在长时间未使用时，也不会进行检测，适用于较少启停，长时间作业的阀门。
15.进一步设置：所述传动件包括固定板，所述固定板处转动连接有第一传动轴和第二传动轴，
16.所述第一传动轴的一端连接有第一调节齿轮，所述第一传动轴远离第一调节齿轮的一端连接有第一轴承，所述第一轴承的外圈连接有第一传动轮组，所述第一传动轮组包括驱动轮和第一配合轮，所述驱动轮和第一配合轮相向的一侧呈锥形，所述驱动轮与驱动组件的输出端连接，
17.所述第二传动轴的一端连接有第二调节齿轮，所述第二传动轴远离第二调节齿轮的一端连接有第二轴承，所述第二轴承的外圈连接有第二传动轮组，所述第二传动轮组包括从动轮和第二配合轮，所述从动轮和第二配合轮相向的一侧呈锥形，所述从动轮与扭矩传感器连接，
18.所述第一传动轮组和第二传动轮组之间连接有传动带，所述传动带的横截面呈锥形，所述传动带分别与驱动轮、第一配合轮、从动轮和第二配合轮的表面配合摩擦传动，
19.所述第一传动轴包括第一螺纹段，所述固定板处滑动连接有第一调节滑块，所述第一调节滑块包括与第一螺纹段螺纹配合的第一螺纹孔，所述第一调节滑块上设置有与第一配合轮抵触的第一抵触块，
20.所述第二传动轴包括第二螺纹段，所述固定板处还滑动连接有第二调节滑块，所述第二调节滑块包括与第二螺纹段螺纹配合的第二螺纹孔，所述第二调节滑块上设置有与第二配合轮抵触的第二抵触块，
21.所述固定板上还连接有调节电机，所述调节电机包括调节控制齿轮，所述调节控制齿轮分别与第一调节齿轮和第二调节齿轮啮合，所述调节控制齿轮转动分别带动第一调节滑块和第二调节滑块沿相反的方向移动。
22.通过采用上述技术方案，调节电机正向转动，带动第一调节滑块向第一传动轮组运动，第二调节滑块远离第二传动轮组，第一传动轮组中驱动轮和第一配合轮的间距减小，第二传动轮组中配合轮和第二合轮的间距增大，传动比降低，调节电机反转同理，传动比增大；第一传动轮组和第二传动轮组利用斜面与具有斜面的传动带联动，在调节过程中传送带一直保持运转，可以不停机调节，且可以获得连续的传动比，调节顺畅准确；调节电机未转动时，第一调节滑块和第二调节滑块都受到向左的作用力，从而第一传动轴和第二转动轴具有相反转动趋势，通过调节齿轮相互抵消，从而保持了稳定，无需额外的限位定位结构。
23.进一步设置：所述第一配合轮远离驱动轮一侧设置有圆环形的第一调节槽，所述第一调节槽的圆心位于与第一配合轮的轴心，所述第一调节槽内安装有第一调节轴承，所述第一调节轴承的内圈与第一调节槽的内侧壁连接，所述第一抵触块与第一调节轴承的外圈抵触；
24.所述第二配合轮远离从动轮一侧设置有圆环形的第二调节槽，所述第二调节槽的圆心位于与第二配合轮的轴心，所述第二调节槽内安装有第二调节轴承，所述第二调节轴承的内圈与第二调节槽的内侧壁连接，所述第二抵触块与第二调节轴承的外圈抵触。
25.进一步设置：所述第一抵触块和第二抵触块为圆环形。
26.通过采用上述技术方案，第一调节轴承和第二调节轴承的轴承外圈分别与第一抵触块和第二抵触块抵触，减少第一配合轮和第二配合轮的转动受到的阻力，避免在调节过程中抵触块发生磨损。
27.进一步设置：所述反馈系统还包括动力保护方法，所述动力保护方法包括如下步骤：
28.步骤1、在控制中心设定动力组件的适用扭矩范围，包括最大适用扭矩和最小适用扭矩；
29.步骤2、扭矩传感器实时传送扭矩信息至控制中心，控制中心根据扭矩信息控制调节电机转动，使动力轮的负载扭矩始终位于动力组件的适用范围内。
30.通过采用上述技术方案，保护了动力组件，减少过载情况的发生，提高动力组件使用寿命。
31.进一步设置：步骤2中，控制中心根据传动比和扭矩信息分析计算得到实际负载扭矩，当实际负载扭矩大于最大适用扭矩时，控制调节电机，将实际负载扭矩调节至最大适用扭矩和最小适用扭矩的平均值。
32.通过采用上述技术方案，每次调节时，调节一定的扭矩范围，避免扭矩持续增加过程中，不断进行调节，减少调节次数，提高调节效率。
33.进一步设置：所述动力组件采用电液控制器。
34.通过采用上述技术方案，电液控制器操作方便，容易实现遥控，自动化程度高，容易实现编程控制；工作平稳，控制精度较高；系统的节能效果好。
35.进一步设置：所述控制中心包括接收模块、处理模块和控制模块，所述接收模块用于接受压力传感器和扭矩传感器信息，所述处理模块用于分析、计算和存储数据，所述控制模块控制动力组件和调节电机运行。
36.综上所述，本发明具有以下有益效果：
37.1、通过对阀门扭矩和阀门位置结合检测，判断阀门开启不同状态时扭矩来及时了解阀门的异常状态，提醒工作人员及时发现阀门问题，进行清洁或更换；
38.2、通过具有调节传动比功能的传动件，在阀门扭矩突然增大时，自动降低传动比，避免动力组件发生损坏，并且可以在扭矩增大后依然可以让阀门保持正常使用，等到高负载工作结束或到检修时间时，进行更换维修，适用于长时间工作的阀门。
附图说明
39.图1是实施例的整体结构示意图；
40.图2是实施例在图1中a处的结构示意图；
41.图3是实施例中传动件处的结构示意图。
42.图中，1、阀座；101、检测腔；102、压力传感器；103、检测弹性件；104、抵触片；2、阀杆；201、凸轮；3、阀板；4、动力组件；5、扭矩传感器；6、联轴器；7、传动件；701、固定板；702、第一传动轴；703、第二传动轴；704、第一调节齿轮；705、第一轴承；706、第一传动轮组；7061、驱动轮；7062、第一配合轮；707、第二调节齿轮；708、第二轴承；709、第二传动轮组；7091、从动轮；7092、第二配合轮；710、传动带；711、第一螺纹段；712、第一调节段；713、第一抵触块；714、第二螺纹段；715、第二调节滑块；716、第二抵触块；717、调节电机；718、调节控制齿轮；719、第一调节轴承；720、第二调节槽；8、控制中心；9、警报组件。
具体实施方式
43.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
44.实施例1：一种阀门的流体阻力反馈系统，如图1至图2所示，包括阀座1、阀杆2、阀板3和动力组件4，动力组件4与阀杆2之间连接有扭矩传感器5，扭矩传感器5通过联轴器6与阀杆2连接，扭矩传感器5与动力组件4之间连接有传动比可调节的传动件7，扭矩传感器5用于检测阀杆2转动时的扭矩。阀座1与阀杆2连接处设置有阀位检测组件，阀位检测组件用于检测阀门的打开状态信息，阀位检测组件包括开设于阀座1上的检测腔101，阀杆2上键连接有凸轮201，阀座1内还设置有正对凸轮201的压力传感器102，压力传感器102上连接有正对凸轮201的检测弹性件103，检测弹性件103与凸轮201抵触，检测弹性件103表面设置有抵触片104，还包括控制中心8和警报组件9，控制中心8与扭矩传感器5电连接，控制中心8控制传动件7的传动比调节，警报组件9用于提醒工作人员扭矩数据异常。动力组件4采用电液控制器。
45.反馈系统包括报警提醒方法，报警提醒方法包括如下步骤：
46.步骤a、将阀门安装完成后，记录前三次通过运输流体状态下阀门启闭过程的扭矩信息和阀门位置信息，分别记录不同阀门位置对应扭矩的平均值，作为初始扭矩信息集合；
47.步骤b、在控制中心8设定偏差比例；
48.步骤c、扭矩传感器5与压力传感器102实时监测阀门扭矩和位置信息，每次阀门从打开到闭合得到一组实时扭矩信息集合，并发送给控制中心8；
49.步骤d、控制中心8将实时扭矩信息集合与初始扭矩信息集合进行比对，若实时扭矩信息集合与初始扭矩信息集合的偏差比例超过设定偏差比例，控制中心8控制警报组件9发出提醒信息。
50.如图3所示，传动件7包括固定板701，固定板701处转动连接有第一传动轴702和第二传动轴703，
51.第一传动轴702的一端连接有第一调节齿轮704，第一传动轴702远离第一调节齿轮704的一端连接有第一轴承705，第一轴承705的外圈连接有第一传动轮组706，第一传动轮组706包括驱动轮7061和第一配合轮7062，驱动轮7061和第一配合轮7062相向的一侧呈锥形，驱动轮7061与驱动组件的输出端连接，
52.第二传动轴703的一端连接有第二调节齿轮707，第二传动轴703远离第二调节齿轮707的一端连接有第二轴承708，第二轴承708的外圈连接有第二传动轮组709，第二传动
轮组709包括从动轮7091和第二配合轮7092，从动轮7091和第二配合轮7092相向的一侧呈锥形，从动轮7091与扭矩传感器5连接，
53.第一传动轮组706和第二传动轮组709之间连接有传动带710，传动带710的横截面呈锥形，传动带710分别与驱动轮7061、第一配合轮7062、从动轮7091和第二配合轮7092的表面配合摩擦传动，
54.第一传动轴702包括第一螺纹段711，固定板701处滑动连接有第一调节滑块，第一调节滑块包括与第一螺纹段711螺纹配合的第一螺纹孔，第一调节滑块上设置有与第一配合轮7062抵触的圆环形的第一抵触块713，
55.第二传动轴703包括第二螺纹段714，固定板701处还滑动连接有第二调节滑块715，第二调节滑块715包括与第二螺纹段714螺纹配合的第二螺纹孔，第二调节滑块715上设置有与第二配合轮7092抵触的圆环形的第二抵触块716，
56.固定板701上还连接有调节电机717，调节电机717包括调节控制齿轮718，调节控制齿轮718分别与第一调节齿轮704和第二调节齿轮707啮合，调节控制齿轮718转动分别带动第一调节滑块和第二调节滑块715沿相反的方向移动。
57.第一配合轮7062远离驱动轮7061一侧设置有圆环形的第一调节槽，第一调节槽的圆心位于与第一配合轮7062的轴心，第一调节槽内安装有第一调节轴承719，第一调节轴承719的内圈与第一调节槽的内侧壁连接，第一抵触块713与第一调节轴承719的外圈抵触；
58.第二配合轮7092远离从动轮7091一侧设置有圆环形的第二调节槽720，第二调节槽720的圆心位于与第二配合轮7092的轴心，第二调节槽720内安装有第二调节轴承，第二调节轴承的内圈与第二调节槽720的内侧壁连接，第二抵触块716与第二调节轴承的外圈抵触。
59.控制中心8包括接收模块、处理模块和控制模块，接收模块用于接受压力传感器102和扭矩传感器5信息，处理模块用于分析、计算和存储数据，控制模块控制动力组件4和调节电机717运行。
60.反馈系统还包括动力保护方法，动力保护方法包括如下步骤：
61.步骤1、在控制中心8设定动力组件4的适用扭矩范围，包括最大适用扭矩和最小适用扭矩；
62.步骤2、扭矩传感器5实时传送扭矩信息至控制中心8，控制中心8根据传动比和扭矩信息分析计算得到实际负载扭矩，当实际负载扭矩大于最大适用扭矩时，控制调节电机717，将实际负载扭矩调节至最大适用扭矩和最小适用扭矩的平均值；当实际负载扭矩小于最小适用扭矩时，控制调节电机717，将实际负载扭矩调节至最大适用扭矩和最小适用扭矩的平均值。
63.以上的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。