用于深水非接触式挖沟机控向装置的流量调节阀的制作方法
【专利摘要】一种海洋装备的流量阀的控制和记录领域的用于深水非接触式挖沟机控向装置的流量调节阀，包括：水下编码器、液压执行器、蝶阀、液压泵站、比例阀和控制器，液压执行器调节其两端油口的进出油以控制阀杆的转动角度和阀板的开口大小，水下编码器与控制器相连以传输阀杆的转动角度信号，用于供油的液压泵站与比例阀的输入端相连，比例阀的输出端分别与液压执行器两端的油口相连，比例阀的控制端与控制器相连从而根据接收的电信号调节油液的流量。本发明能够快速控制和调节喷射推进控向系统的流量，及时地对非接触式挖沟机进行姿态校正和方向控制。
【专利说明】用于深水非接触式挖沟机控向装置的流量调节阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种海洋装备的流量阀的控制和记录领域的装置，具体是一种用于深水非接触式挖沟机控向装置的流量调节阀。
【背景技术】
[0002]随着海底管道铺设工程的快速发展，水力冲射式挖沟机得到了较为广泛的应用。对于深水非接触式挖沟机，由于采用垂直悬吊、非接触的开沟方式，而且工作状态下所处水流环境较为复杂，非接触式挖沟机作业时的姿态稳定性较差，需要实时地对其进行姿态校正和方向控制。喷射推进控向系统就是针对非接触式挖沟机的姿态调整装置，其关键技术在于对其喷射流量进行及时控制和快速反馈。
[0003]经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN203082347，公告日2013_07_24，记载了一种远程精确控制蝶阀，包括蝶阀、驱动装置和蝶阀远程控制机构；蝶阀远程控制机构设置在驱动装置上端面，包括蝶阀启闭状态监控结构、蝶阀启闭计数结构；蝶阀启闭状态监控结构包括凸轮、位移传感器；凸轮固定连接在蝶阀阀杆上；位移传感器固定连接在驱动装置上端面，位移传感器上的滚轮始终与凸轮外壁紧密配合；位移传感器通过电缆与远程的控制台连接；蝶阀启闭计数结构包括霍尔传感器、强磁铁；强磁铁固定连接在阀杆外壁上；霍尔传感器与强磁铁相对应，并通过支架固定连接在驱动装置上端面。该技术既能远程准确了解蝶阀开启和关闭状态，也能远程准确地统计蝶阀开启和关闭次数，对蝶阀进行远程精确控制。但该技术的传感器封装未考虑安装在非接触式挖沟机上在水下应用的特殊环境，同时没有涉及对流量进行及时控制和快速反馈的闭环控制系统。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于深水非接触式挖沟机控向装置的流量调节阀，能够快速控制和调节喷射推进控向系统的流量，及时地对非接触式挖沟机进行姿态校正和方向控制。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括:水下编码器、液压执行器、蝶阀、液压泵站、比例阀和控制器，其中:蝶阀包括:阀杆、阀板和阀体，阀杆的顶部与液压执行器底端中部相连，底部与设置于阀体内部的阀板相连，液压执行器调节其两端油口的进出油以控制阀杆的转动角度和阀板的开口大小。
[0006]所述的水下编码器包括:筒体、编码部、内支架、端盖、外支架、水密接插件和芯轴，其中:编码部固定于内支架上，内支架固定于端盖上，芯轴的一端与内支架相连，另一端穿过液压执行器的内部并与阀杆相连，端盖的一侧与筒体相固定且形成容纳编码部的空间，端盖的另一侧与外支架相固定，外支架与液压执行器的顶部相连，水密接插件设置于筒体上且与控制器相连以传输编码部获得的阀杆的转动角度信号，用于供油的液压泵站与比例阀的输入端相连，比例阀的输出端分别与液压执行器两端的油口相连，比例阀的控制端与控制器相连从而根据接收的电信号调节油液的流量。[0007]所述的芯轴与端盖之间由密封圈密封。
[0008]所述的编码部由螺钉固定于内支架上，内支架由螺钉固定于端盖上，筒体由沉头螺钉与端盖相固定，端盖由螺钉与外支架相固定，编码部与芯轴的连接处由紧定螺钉固定。
[0009]所述的阀体的两端设法兰，便于阀体通过法兰连接挖沟机喷射推进控向系统的管路。
[0010]所述的阀板为圆盘式结构，其与阀杆相连，阀杆转动即可实现阀板的启闭，同时在阀板开启角度变化时，调节挖沟机喷射推进控向系统的喷射流量。
[0011]所述的阀体的内部设有用于在阀板的全关位置支撑阀板的阀座及其密封件，阀座为可拆卸的面部件，并与阀板一起构成密封副。密封件的材料为聚四氟乙烯。
[0012]本发明的阀门公称通径为240mm，最大驱动压力为16MPa，最小工作压力为
3.2MPa，阀板的最快关闭速度小于3s，最大流量为1000m3。
技术效果
[0013]1、本发明是深水非接触式挖沟机的喷射推进控向系统的流量控制阀，由液压驱动，阀的结构和编码器的封装考虑了在水下应用的特殊环境，密封性能好。
[0014]2、本发明采用了水下编码器来测量阀杆转动的角位移，同时将阀板开口角度信息反馈给控制器，再由控制器控制比例阀，调节进油量使液压执行器动作，从而调整阀板开口大小，形成闭环控制，提高了控制精度和稳定性，启闭方便迅速，调节性能好。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的结构示意图。
[0016]图2是本发明的蝶阀结构的侧视图。
[0017]图3是本发明的水下编码器封装结构图。
【具体实施方式】
[0018]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
[0019]如图1、图2和图3所示，本实施例包括:水下编码器1、液压执行器2、蝶阀、液压泵站6、比例阀7和控制8，其中:蝶阀包括阀杆3、阀板4、阀体5、阀座和密封圈，水下编码器I连接在液压执行器2顶部，液压执行器2两端有油口，液压执行器2底端中部连接有阀杆3，阀杆3末端连接阀体5内部的阀板4，阀体5两端有法兰，便于阀体5通过法兰连接挖沟机喷射推进控向系统的管路。液压泵站6连接比例阀7，比例阀7连接至液压执行器2。液压泵站6用于供油，驱动液压执行器2进行动作。比例阀7可以按照输入电信号的变化规律连续成比例地调节油液的流量，从而控制液压执行器2的动作。水下编码器I测量阀杆3的转动角度，同时反馈给控制器8，控制器8再将信息传输给比例阀7进行流量调整，形成闭环控制。
[0020]所述的水下编码器I包括:筒体al、两芯标准水密接插件a2、编码部a3、内支架a4、紧定螺钉a5、螺钉a6、沉头螺钉a7、螺栓a8、端盖a9、芯轴alO、外支架all、密封圈al2，其中:编码部a3通过螺钉a6固定在内支架a4上，内支架a4用螺钉a6连接固定在端盖a9上，编码部a3封装在筒体al内部，筒体al上有两芯标准水密接插件a2接口，筒体al通过沉头螺钉a7固定在端盖a9上,端盖a9在通过螺钉a6固定在外支架all上。编码部a3末端连接芯轴alO，连接处用紧定螺钉a5固定，芯轴alO再连接至液压执行器2内部，最终与阀杆3相连接，以测量阀杆3转动角度。芯轴alO与端盖a9之间有密封圈al2密封。水下编码器I可用于测定阀杆3转动的角位移，以反馈开口角度信息，对阀板开口进行及时控制和调整。
[0021]所述的液压执行器2通过油口进出油，控制阀杆3转动角度和阀板4开口大小。
[0022]所述的阀板4采用圆盘式，连接在阀杆3上，阀杆3转动即可实现阀板4的启闭，同时在阀板4开启角度变化时，可以调节挖沟机喷射推进控向系统的喷射流量。
[0023]所述的阀体5内固定有阀座和密封件，阀座为阀体内可拆卸的面部件，用于在全关位置支撑阀板4，并构成密封副。密封件的材料为聚四氟乙烯。
[0024]本实施例的通径为240mm，最大驱动压力为16MPa，最小工作压力为3.2MPa，最快关闭速度小于3s，最大流量为1000m3。
[0025]本实施例在工作时，操作人员在施工母船上发送电信号给控制器8，使液压执行器2动作，阀杆3带动阀板4转动，使阀板4开启，从而启动挖沟机的喷射推进控向系统。同时水下编码器I将阀板4的开口角度信息反馈给控制器8，控制器8再将信息传输给比例阀7进行流量调整，再通过液压执行器2对阀板4的开口大小进行调整，从而调整喷射流量，改变对挖沟机的推进力和力矩，实现对挖沟机的姿态调整。
【权利要求】
1.一种用于深水非接触式挖沟机控向装置的流量调节阀，其特征在于，包括:水下编码器、液压执行器、蝶阀、液压泵站、比例阀和控制器，其中:蝶阀包括:阀杆、阀板和阀体，阀杆的顶部与液压执行器底端中部相连，底部与设置于阀体内部的阀板相连，液压执行器调节其两端油口的进出油以控制阀杆的转动角度和阀板的开口大小； 所述的水下编码器包括:筒体、编码部、内支架、端盖、外支架、水密接插件和芯轴，其中:编码部固定于内支架上，内支架固定于端盖上，芯轴的一端与内支架相连，另一端穿过液压执行器的内部并与阀杆相连，端盖的一侧与筒体相固定且形成容纳编码部的空间，端盖的另一侧与外支架相固定，外支架与液压执行器的顶部相连，水密接插件设置于筒体上且与控制器相连以传输编码部获得的阀杆的转动角度信号，用于供油的液压泵站与比例阀的输入端相连，比例阀的输出端分别与液压执行器两端的油口相连，比例阀的控制端与控制器相连从而根据接收的电信号调节油液的流量。
2.根据权利要求1所述的流量调节阀，其特征是，所述的芯轴与端盖之间由密封圈密封。
3.根据权利要求2所述的流量调节阀，其特征是，所述的编码部由螺钉固定于内支架上，内支架由螺钉固定于端盖上，筒体由沉头螺钉与端盖相固定，端盖由螺钉与外支架相固定，编码部与芯轴的连接处由紧定螺钉固定。
4.根据权利要求1、2或3所述的流量调节阀，其特征是，所述的阀体的两端设法兰。
5.根据权利要求4所述的流量调节阀，其特征是，所述的阀板为圆盘式结构。
6.根据权利要求5所述的流量调节阀，其特征是，所述的阀体的内部设有用于在阀板的全关位置支撑阀板的阀座及其密封件，阀座为可拆卸的面部件，并与阀板一起构成密封副。
【文档编号】F16K37/00GK103775724SQ201410062673
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】葛彤, 王旭阳, 李翔, 吴超, 庄广胶, 赵敏, 王猛, 王彪 申请人:上海交通大学