本发明属于管道阀门技术领域，具体涉及一种液控球阀系统及控制方法。
背景技术：
传统的泵站采用的止回阀主要有两类：一类是采用水力控制的水泵控制阀，另外一类是采用液压系统控制的液控(重锤)蝶阀。这两类阀门虽然都具有两阶段快慢关，具有消除部分水锤的功能，但是以下存在缺点：
1、适应性差，不够智能，受管道负载影响很大，在不同的负载情况下阀门规律差别很大，不能够完全消除水锤(开阀水锤、关阀水锤和事故停泵水锤)。
2、水力损失大，水泵控制阀由于流道复杂，正常输水速度下一般水力损失为3～5m；液控蝶阀口径越小水力损失越大，中小口径(dn1800以下)的水力损失一般在0.4～1m，因此一般只用在大口径的输水管道上。
技术实现要素：
为解决以上问题，本发明提供一种液控球阀系统控制方法，该液控球阀系统水力损失小、磨损小、寿命长，能够智能化控制偏心球阀的开启或关闭，达到完全消除水锤的作用。
本发明采用的技术方案是：一种液控球阀系统，包括设置在水泵管道后的偏心球阀，其特征在于：还包括通过液压缸控制偏心球阀开启或关闭的液压站，及用于控制液压站的控制柜，所述液压站包括用于储油的油缸、由电机控制的补油泵和用于储存高压油的蓄能器，以及控制液压油路的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀；
所述补油泵通过第一电磁阀与蓄能器相连，形成补油路；所述蓄能器通过第二电磁阀与液压缸的无杆腔相连，形成进油路，所述液压缸的活塞腔通过第二电磁阀与油缸相连，形成回油路；所述蓄能器通过第三电磁阀与液压缸的活塞腔相连，形成进油路，所述液压缸的无杆腔通过第三电磁阀与油缸相连，形成回油路；
所述蓄能器通过第六电磁阀与液压缸的活塞腔相连，形成进油路，所述液压缸的无杆腔一路通过第四电磁阀与油缸相连，另一路通过第五电磁阀与油缸相连，形成回油路。
作为优选，所述蓄能器的油压低于设定值时，所述电机和第一电磁阀得电，其余油泵和电磁阀不工作，补油泵启动，补油泵将油缸中的液压油经过高压过滤器后抽入到蓄能器中；所述蓄能器的油压达到设定值后，电机和第一电磁阀得电，蓄能器停止补油；所述第一电磁阀和第二电磁阀得电，其余油泵和电磁阀不工作，蓄能器高压油进入液压缸的无杆腔，偏心球阀匀速打开；所述第一电磁阀和第三电磁阀得电，其余油泵和电磁阀不工作，蓄能器高压油进入液压缸的活塞腔，偏心球阀匀速关闭；所述第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀得电，其余油泵和电磁阀不工作，蓄能器高压油进入液压缸的活塞腔，偏心球阀快速关闭；所述第五电磁阀和第六电磁阀得电，其余油泵和电磁阀不工作，蓄能器高压油进入液压缸的活塞腔，偏心球阀慢速关闭。
进一步的，所述液压站还包括手动泵和手动阀，所述手动泵通过手动阀左位端口与液压缸的无杆腔相连，形成进油路，所述液压缸的活塞腔通过手动阀左位端口与油缸相连，形成回油路；所述手动泵通过手动阀右位端口与液压缸的活塞腔相连，形成进油路，所述液压缸的无杆腔通过手动阀右位端口与油缸相连，形成回油路。
更进一步的，所述油缸上设有空气过滤器和液位继电器。
更进一步的，所述第二电磁阀、第三电磁阀或手动阀与油缸形成的回油路上设有回油过滤器。
更进一步的，所述补油路上设有第一压力表和压力传感器。
更进一步的，所述液压缸的无杆腔与第四电磁阀之间的油路上设有节流阀，所述液压缸的无杆腔与第五电磁阀之间的油路上设有调速阀。
作为优选，所述偏心球阀包括阀体和副阀体，及设置在阀体和副阀体之间的球体，所述副阀体与球体对应位置处设有阀座，所述球体上设有与阀座配合的球冠，所述球冠与阀座配合形成密封，用于关闭偏心球阀；所述球体上设有带动球体在阀体和副阀体之间转动的主动轴和从动轴，所述主动轴伸出阀体和副阀体外，通过曲柄与液压缸的活塞杆连接，所述从动轴设置在主动轴的相对端。
进一步的，所述阀体和副阀体相互配合，两端形成两个同轴等径的阀体流道，两个阀体流道分别连接两段管道的端口，所述球体上设有与阀体流道公称直径相等的流道。
进一步的，所述主动轴的轴线与球体的球心不在同一条直线上。
一种液控球阀的控制方法，包括以下步骤：
a、手动控制偏心球阀的开启或关闭：手动开启手动泵，手动操作手动阀处于左位，其余电磁阀和液泵不工作，液压缸的无杆腔进油，活塞腔出油，液压缸活塞伸出，球阀手动开启；手动开启手动泵，手动操作手动阀处于右位，其余电磁阀和液泵不工作，液压缸的无杆腔出油，活塞腔进油，液压缸活塞缩出，球阀手动关闭；
b、蓄能器补油：蓄能器的油压低于设定值时，所述电机和第一电池阀得电，其余油泵和电池阀不工作，补油泵启动，补油泵将油缸中的液压油经过高压过滤器后抽入到蓄能器中；所述蓄能器的油压达到设定值后，电机和第一电池阀得电，蓄能器停止补油；
c、自动控制偏心球阀的匀速开启或关闭：所述第一电池阀和第二电池阀得电，其余油泵和电池阀不工作，蓄能器高压油进入液压缸的无杆腔，偏心球阀匀速打开；所述第一电池阀和第三电池阀得电，其余油泵和电池阀不工作，蓄能器高压油进入液压缸的活塞腔，偏心球阀匀速关闭；
d、自动控制偏心球阀的匀速开启或关闭：所述第四电池阀、第五电池阀和第六电池阀得电，其余油泵和电池阀不工作，蓄能器高压油进入液压缸的活塞腔，偏心球阀快速关闭；所述第五电池阀和第六电池阀得电，其余油泵和电池阀不工作，蓄能器高压油进入液压缸的活塞腔，偏心球阀慢速关闭。
本发明取得的有益效果是：通过液压站控制偏心球阀开启或关闭，进一步通过控制柜采集液压站和偏心球阀反馈的实时状态，并根据实际情况对对应的信号做出相关指令，保证液控球阀系统能够智能化正常运转。液压站通过对相应油泵和电磁阀的控制，保证偏心球阀的多种状态的实现。液压站由采用蓄能器输出高压油，补油泵为蓄能器充能，不直接输出高压油，保证阀门启闭过程的稳定性。液压缸的无杆腔与第五电磁阀之间的油路上设有调速阀可以保证阀门的开关阀规律具有良好的稳定性，不受负载影响，从而最大程度的消除水锤。阀体、副阀体和球体上均设有公称直径相等的同轴设置的流道，使得水力损失小。
本发明采用的偏心球阀是在全通径偏心球阀的基础上改进而来，首先继承了全通径偏心球阀水力损失为零的特点，兼具了磨损小，寿命长的特点；然后又增加了一套智能的液压控制系统(即控制柜和液压站)，通过优异的液控系统和智能化控制系统设计，达到完全消除水锤的作用。
附图说明
图1为本发明的控制原理图；
图2为液压站的液压原理图；
图3为本发明的结构示意图；
图4为偏心球阀的结构示意图；
图5a、图5b为偏心球阀的阀体的结构示意图；
图6为偏心球阀完全关闭时的状态图；
图7为偏心球阀完全打开时的状态图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1和图3所示，本发明的一种液控球阀系统，包括控制柜100、液压站200和偏心球阀300，控制柜100采用智能plc控制系统，可以与中控室通信，能将偏心球阀300的实时状态反馈至中控室，并能接受中控室的动作命令，从而实现与水泵等其他设备的联动；液压站200控制液压缸400活塞杆的动作，液压缸400活塞杆通过曲柄带动偏心球阀300的主动轴306转动，从而带动球体303转动，进而实现偏心球阀300的开启或关闭；偏心球阀300采用液控止回无水锤全通径偏心球阀，偏心球阀300设置在水泵管道后，用于切断或连通管道。
如图1所示，控制柜100能够采集液压站200和偏心球阀300反馈的实时状态和报警信号，并根据实际情况对对应的信号做出相关指令，保证系统正常运转。液压站200由电控柜100直接控制，并能将液压站200的状态和故障报警信号反馈至电控柜100。
在一实施例中，控制柜100上设有液晶显示屏和操作面板，能够在面板上直接操作偏心球阀300并能设置偏心球阀300启闭规律，并带有远程/就地操作切换功能。
在一实施例中，控制柜100内部集成有ups电源，在泵房突然断电的情况下能够自动切换至ups电源供电，并驱动液压站200，控制偏心球阀300做出多阶段关阀动作，消除事故停泵水锤，保护水泵与管道。
如图2所示，液压站200由采用蓄能器209输出高压油，补油泵203为蓄能器209充能，不直接输出高压油，这样的结构能够保证阀门启闭过程的稳定性。
液压站200包括用于储油的油缸201、由电机202控制的补油泵203和用于储存高压油的蓄能器209，以及控制液压油路的第一电磁阀211、第二电磁阀212、第三电磁阀213、第四电磁阀214、第五电磁阀215和第六电磁阀216。
补油泵203通过第一电磁阀211与蓄能器209相连，形成补油路。蓄能器209通过球阀210与油缸201相连。第一电磁阀211采用二位二通阀，补油路上设有第一压力表208和压力传感器207，用于检测蓄能器209内的油压。当蓄能器209的油压低于14.5mpa时，电机202和第一电磁阀211得电，其余油泵和电磁阀不工作，补油泵203启动，第一电磁阀211导通油道，补油泵203将油缸201中的液压油经过高压过滤器204后抽入到蓄能器209中；蓄能器209的油压达到16mpa后，电机202和第一电磁阀211失电，补油泵203停止工作，第一电磁阀211切断油道，蓄能器209停止补油。在补油泵203的出油口设有单向阀206和快速接头205，方便补油泵203管道的安装和拆卸。
蓄能器209通过第二电磁阀212与液压缸400的无杆腔401相连，形成进油路，液压缸400的活塞腔402通过第二电磁阀212与油缸201相连，形成回油路；第二电磁阀212采用三位四通阀，第一电磁阀211和第二电磁阀212得电，其余油泵和电磁阀不工作，蓄能器209内高压油经过进油路进入液压缸400的无杆腔401，液压缸400的活塞腔402内液压油经回油路回流到油缸201中，偏心球阀300匀速打开。在进油路上，第二电磁阀212与液压缸400的无杆腔401之间设有单向阀206，在回油路上，第二电磁阀212与液压缸400的活塞腔402之间设有单向阀206，进油路和回油路上的两个单向阀206相互互锁，保证液压缸400内油压稳定。在回油路上，第二电磁阀212与油缸201之间设有回油过滤器222，防止管道堵塞。
蓄能器209通过第三电磁阀213与液压缸400的活塞腔402相连，形成进油路，液压缸400的无杆腔401通过第三电磁阀213与油缸201相连，形成回油路；第三电磁阀212采用三位四通阀，第一电磁阀211和第三电磁阀213得电，其余油泵和电磁阀不工作，蓄能器209高压油进入液压缸400的活塞腔402，蓄能器209内高压油经过进油路进入液压缸400的活塞腔402，液压缸400的无杆腔401内液压油经回油路回流到油缸201中，偏心球阀300匀速关闭。在进油路上，第三电磁阀213与液压缸400的活塞腔402之间设有单向阀206，在回油路上，第三电磁阀213与液压缸400的无杆腔401之间设有单向阀206，进油路和回油路上的两个单向阀206相互互锁，保证液压缸400内油压稳定。在回油路上，第三电磁阀213与油缸201之间设有回油过滤器222，防止管道堵塞。
在一实施例中，第二电磁阀212和第三电磁阀212并联设置，共用一套油路管道系统。
蓄能器209通过第六电磁阀216与液压缸400的活塞腔402相连，形成进油路，液压缸400的无杆腔401一路通过第四电磁阀214与油缸201相连，另一路通过第五电磁阀215与油缸201相连，形成回油路。
第四电磁阀214、第五电磁阀215和第六电磁阀215得电，其余油泵和电磁阀不工作，蓄能器209内高压油进入液压缸400的活塞腔402，液压缸400的无杆腔401内的液压油通过第四电磁阀214和第五电磁阀215构成的两路回油路流入油缸201内，偏心球阀300快速关闭；第五电磁阀215和第六电磁阀216得电，其余油泵和电磁阀不工作，蓄能器209内高压油进入液压缸400的活塞腔402，液压缸400的无杆腔401内的液压油通过第五电磁阀215构成的一路回油路流入油缸201内，偏心球阀慢速关闭。
液压缸400的无杆腔401与第四电磁阀214之间的油路上设有节流阀226，液压缸400的无杆腔401与第五电磁阀215之间的油路上设有调速阀225。调速阀225采用比例式调速阀(采用减压阀和节流阀组合而成)而非普通的节流阀，可以保证偏心球阀300的开关阀规律具有良好的稳定性，不受负载影响，从而最大程度的消除水锤。
在一实施例中，液压站200还能够通过手动方式对偏心球阀300进行控制，液压站200包括手动泵219和手动阀217，手动泵219通过手动阀217左位端口与液压缸400的无杆腔401相连，形成进油路，液压缸400的活塞腔402通过手动阀217左位端口与油缸201相连，形成回油路；手动泵219通过手动阀217右位端口与液压缸400的活塞腔402相连，形成进油路，液压缸400的无杆腔401通过手动阀217右位端口与油缸201相连，形成回油路。
在手动模式下，开启手动泵219，手动阀217左位，手动泵219经过进油口和出油口处的两个单向阀206，将油缸201中的液压油抽送到液压缸400的无杆腔401中，液压缸400的活塞腔402经过回油过滤器222，回流到油缸201中，偏心球阀300手动开启；手动阀217右位，手动泵219经过进油口和出油口处的两个单向阀206，将油缸201中的液压油抽送到液压缸400的活塞腔402中，液压缸400的无杆腔401经过回油过滤器222，回流到油缸201中，偏心球阀300手动关闭。
在一实施例中，油缸201上设有空气过滤器224和液位继电器223；在油路管道系统中设有第二压力表221和溢流阀220。
如下表为液压站200控制偏心球阀300的动作状态：
如图4所示，偏心球阀300包括阀体301、副阀体307和球体303，阀体301和副阀体307用于连接两段管道，阀体301和副阀体307相互配合，两端形成两个阀体流道，分别与两段管道的端口连接，球体303设置在阀体301和副阀体307形成的空腔内，副阀体307内与球体303对应位置处设有阀座304，球体303上设有与阀座304配合的球冠305，球冠305与阀座304配合形成密封，用于关闭偏心球阀300。球体303上设有带动球体303在阀体301和副阀体307之间转动的主动轴306和从动轴302，主动轴306伸出阀体301和副阀体307外，通过曲柄500与液压缸400的活塞杆连接，从动轴302设置在主动轴306的相对端。主动轴306的轴线与球体303的球心不在同一条直线上。主动轴306与阀体301和副阀体307之间设有轴承308，减小机械摩擦。
阀体301和副阀体307相配合，两端形成的两个阀体流道的公称直径dn相等，球体303上设有流道，球体303流道与阀体流道的公称直径dn相等。本实施例中，该偏心球阀300在全开时，流道为直通结构，水力损失与管道相当，偏心球阀300可以为侧装分体式，亦可为上装分体式。
结合图6所示，偏心球阀300完成关闭时，球冠305与阀座304配合形成密封，球体303的流道与阀体流道处于同轴上。
如图5a、图5b、图6和图7所示，球体303的回转中心m和流道中心l之间的偏心距为e2，回转中心m和密封中心n之间的偏心距为e1。偏心球阀300完全打开时，球体303流道与两端阀体流道之间的最小距离分别为a和b。
在一实施例中，偏心球阀300上装有角度传感器，球体303的实时阀位信号反馈至控制柜100。
一种液控球阀的控制方法，包括以下步骤：
a、手动控制偏心球阀300的开启或关闭：手动开启手动泵219，手动操作手动阀217处于左位，其余电磁阀和液泵不工作，液压缸400的无杆腔401进油，活塞腔402出油，液压缸400活塞伸出，球阀手动开启；手动开启手动泵219，手动操作手动阀217处于右位，其余电磁阀和液泵不工作，液压缸400的无杆腔401出油，活塞腔402进油，液压缸400活塞缩出，球阀手动关闭；
b、蓄能器209补油：蓄能器209的油压低于设定值时，所述电机202和第一电池阀211得电，其余油泵和电池阀不工作，补油泵203启动，补油泵203将油缸201中的液压油经过高压过滤器后抽入到蓄能器209中；所述蓄能器209的油压达到设定值后，电机202和第一电池阀211得电，蓄能器209停止补油；
c、自动控制偏心球阀300的匀速开启或关闭：所述第一电池阀211和第二电池阀212得电，其余油泵和电池阀不工作，蓄能器209高压油进入液压缸400的无杆腔401，偏心球阀300匀速打开；所述第一电池阀211和第三电池阀213得电，其余油泵和电池阀不工作，蓄能器209高压油进入液压缸400的活塞腔402，偏心球阀300匀速关闭；
d、自动控制偏心球阀300的匀速开启或关闭：所述第四电池阀214、第五电池阀215和第六电池阀216得电，其余油泵和电池阀不工作，蓄能器209高压油进入液压缸400的活塞腔402，偏心球阀300快速关闭；所述第五电池阀215和第六电池阀216得电，其余油泵和电池阀不工作，蓄能器209高压油进入液压缸400的活塞腔402，偏心球阀300慢速关闭。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。