本发明涉及锁具和锁控系统
技术领域：
，具体涉及一种阀门锁具和智能锁控系统。
背景技术：
：球阀是在石油化工领域常用的一种阀门，不排除应用于其他一些领域。球阀是启闭件由阀杆带动、并绕球阀轴线作旋转运动的阀门。其中，启闭件为球体，阀杆一端外露于阀体外部，供操作。现有技术中为了防止球阀被人误动，通常在球阀的阀杆上只留下一小段外露的部件，需要使用专用的扳手才能操作，但是这样还是不能杜绝恶意误操作。基于此，也有部分企业在球阀上设置闭锁装置，将阀杆用常规锁具进行闭锁。然而，常规锁具并非专用设备，其需要一些辅助器件才能与球阀解闭锁匹配。此外，常规锁具只能闭锁阀门而不能检测阀门状态，无法将阀门状态纳入防误系统中。以上是以球阀为例进行了说明，但实际上有很多类型的阀门都具有类似的结构，这些阀门在闭锁过程中都存在相同的问题。技术实现要素：本发明的一个目的在于提供一种阀门锁具，用于对阀门闭锁，具有结构稳定、实用可靠的特点。本发明的上述目的由以下技术方案实现：一种阀门锁具，用于安装在阀门上，所述阀门包括阀体、阀杆行程限位片和阀杆，阀杆的操作端由阀体的阀杆伸出部伸出；所述阀杆行程限位片固定连接于所述阀杆的操作端，随所述阀杆转动在一阀体开启位置和一阀体关闭位置之间摆动；其特征在于：所述阀门锁具包括锁体、锁芯、锁定机构及锁杆；所述锁体具有阀体装配机构、阀杆配合槽及闭锁腔，所述阀体装配机构用于和所述阀体的阀杆伸出部固定连接，所述阀杆配合槽用于供所述阀杆的操作端伸入所述闭锁腔，所述闭锁腔用于容纳所述阀杆行程限位片；所述锁芯、锁定机构及锁杆装配于所述锁体上，所述锁杆受控在闭锁位置和解锁位置间活动，所述锁杆在闭锁位置时限制所述阀杆行程限位片摆动，所述锁杆在解锁位置时释放所述阀杆行程限位片，所述锁定机构在所述锁芯的控制下将所述锁杆在闭锁位置锁定或释放。作为具体的技术方案，所述锁体包括前盖和后盖，所述阀体装配机构及阀杆配合槽开设于后盖上，所述前盖和后盖对合后形成所述闭锁腔。作为具体的技术方案，所述锁定机构包括锁销、锁销顶块及锁销复位弹簧；所述锁销可轴向活动地设置于所述前盖上，所述锁销顶块固定设置于所述前盖上，所述锁销复位弹簧一端抵顶所述锁销顶块，另一端抵顶所述锁销一端，锁销另一端设置有锁杆锁定部；所述锁芯的转轴末端设置有用于拨动所述锁销的锁舌，所述锁销一侧开设有供所述锁舌拨动的拨槽；所述锁舌与所述拨槽相互作用的部分的外轮廓到所述锁芯转轴轴心线的距离为一变量，所述锁舌通过随所述锁芯转动时与所述拨槽相互作用而拨动所述拨槽。作为具体的技术方案，所述锁杆一端为人为操控部，另一端为限制所述阀杆行程限位片摆动或释放所述阀杆行程限位片的闭锁部；所述前盖上开设有锁杆配合孔，所述人为操控部伸出该锁杆配合孔外；所述锁杆上设置有供所述锁销的锁杆锁定部卡入并将锁杆锁定于所述闭锁位置的第一缺口。作为具体的技术方案，所述锁杆上设置有供所述锁销的锁杆锁定部卡入并将锁杆锁定于所述解锁位置的第二缺口。作为具体的技术方案，所述阀门锁具还包括定位销，所述锁杆上开设有定位销配合槽，所述定位销与所述定位销配合槽配合并限制所述锁杆相对所述锁杆配合孔在所述闭锁位置和解锁位置间活动。作为具体的技术方案，所述阀门锁具还包括锁杆复位弹簧，该锁杆复位弹簧提供将所述锁杆驱动至所述闭锁位置或解锁位置的弹力。作为具体的技术方案，所述锁杆上靠近所述人为操控部的位置设置有凸缘，所述定位销配合槽开设于该凸缘上，所述第一缺口和第二缺口开设于锁杆上靠近所述闭锁部的位置。作为具体的技术方案，所述阀门锁具还包括锁杆套，该锁杆套套设于所述锁杆外围并经所述定位销固定于所述锁杆配合孔内；所述锁杆复位弹簧设置于锁杆套与锁杆之间，锁杆复位弹簧一端抵顶所述凸缘，另一端抵顶所述锁杆配合孔或锁杆套内设置的弹簧抵顶机构。作为具体的技术方案，所述阀门锁具还包括锁杆帽，固定设置于所述人为操控部。作为具体的技术方案，所述阀门锁具还包括阀杆套，该阀杆套一端伸出锁体外部，另一端用于和所述阀杆固定配合。作为具体的技术方案，所述阀杆行程限位片上设置有磁性元件，所述前盖上设置有分别用于感测所述磁性元件随阀杆行程限位片摆动至所述阀体开启位置和阀体关闭位置的第一磁感应单元和第二磁感应单元。本发明所述的磁感应单元是指把磁场引起敏感元件磁性能变化转换成电信号来检测相应物理量的器件作为具体的技术方案，所述阀门锁具还包括状态检测电路，所述状态检测电路用于处理所述第一磁感应单元和第二磁感应单元感测的信号，并与外部终端电能传导和通讯配合。作为具体的技术方案，所述状态检测电路包括射频天线、逻辑开关模块及至少两块射频芯片，至少两块射频芯片各自的一端分别连接逻辑开关模块的一个可选接线端，各自的另一端接地；逻辑开关模块的固定接线端连接射频天线的一端，射频天线的另一端接地；所述第一磁感应单元和第二磁感应单元各自的感应信号输出端分别连接逻辑开关模块的一个控制信号输入端。作为具体的技术方案，所述逻辑开关模块及至少两块射频芯片设置于一块电路板上，所述前盖上开设有电路板装配槽，所述电路板设置于该电路板装配槽内；所述锁芯的前端设置有射频码片，所述状态检测电路的射频天线设置于所述射频码片内。作为具体的技术方案，所述状态检测电路包括射频天线及至少两块射频芯片，所述磁感应单元为磁感应开关，至少两块射频芯片各自的一端分别连接第一磁感应单元和第二磁感应单元的一端，另一端接地；第一磁感应单元和第二磁感应单元的另一端连接射频天线的一端，射频天线的另一端接地。作为具体的技术方案，所述至少两块射频芯片设置于一块电路板上，所述前盖上开设有电路板装配槽，所述电路板设置于该电路板装配槽内；所述锁芯的前端设置有射频码片，所述状态检测电路的射频天线设置于所述射频码片内。作为具体的技术方案，所述阀门锁具还包括密封板，设置于所述前盖上并密封所述电路板装配槽。作为具体的技术方案，所述第一磁感应单元和第二磁感应单元均为干簧管。本发明又一目的在于提供一种智能锁控系统，基于上述阀门锁具，实现对被锁阀门解闭锁的使能控制，同时采集阀门的开关状态供系统性管理和监控。本发明的上述又一目的由以下技术方案实现：一种应用上述阀门锁具的智能锁控系统，所述阀门包括阀体及阀杆，阀杆的操作端由阀体的阀杆伸出部伸出；其特征在于，所述智能锁控系统包括参数采集装置、管理主机、电脑钥匙及阀门锁具；参数采集装置的采集端设置于所述阀门所处工艺流程中涉及的参数采集位，参数输出端连接所述管理主机的参数输入端；管理主机与所述电脑钥匙通讯连接；所述阀门锁具包括阀杆行程限位片、锁体、锁芯、锁销、及锁杆；阀杆行程限位片固定连接于所述阀杆的操作端，随阀杆转动在一阀体开启位置和一阀体关闭位置之间摆动；锁体具有阀体装配机构、阀杆配合槽及闭锁腔，阀体装配机构用于和所述阀体的阀杆伸出部固定连接，阀杆配合槽用于供所述阀杆的操作端伸入闭锁腔，闭锁腔用于容纳所述阀杆行程限位片；所述锁芯、锁销及锁杆装配于锁体上，锁销在锁芯组件的控制下将所述锁杆锁定在闭锁位置或解锁位置，所述锁杆在闭锁位置时限制所述阀杆行程限位片摆动，所述锁杆在解锁位置时释放所述阀杆行程限位片；所述阀杆行程限位片上设置有磁性元件，所述前盖上设置有分别用于感测所述磁性元件随阀杆行程限位片摆动至所述阀体开启位置和阀体关闭位置的第一磁感应单元和第二磁感应单元；所述状态检测电路用于处理所述第一磁感应单元和第二磁感应单元感测的信号，并与所述电脑钥匙供电、通讯配合。作为进一步的技术方案，所述智能锁控系统还包括移动终端，所述管理主机通过该移动终端与所述电脑钥匙间接通讯连接。本发明的有益效果在于：具有可固定装配于阀门的阀杆伸出部的锁体，通过在阀门的阀杆上固定设置阀杆行程限位片，并利用锁杆组件锁定或释放所述阀杆行程限位片，以此方式提供了一种用于阀门防误操作的防误锁具，具有结构稳定、实用可靠的特点。本发明还通过在阀杆行程限位片上设置磁性元件、在闭锁腔内不同位置设置第一磁感应单元和第二磁感应单元、以及在阀门锁具内设置状态检测电路的方式，实现了锁具状态检测及阀门状态检测。此外，本发明提供的阀门锁具还可以与电脑钥匙、参数采集装置、管理主机配合，组成一整套智能锁控系统，实现对阀门解闭锁控制及开关状态检测的系统性管理和监控。附图说明图1为本发明实施例一提供的阀门锁具与阀门配合的示意图。图2为本发明实施例一提供的阀门锁具的分解图(图中包含了阀门)。图3为本发明实施例一提供的阀门锁具中锁体后盖与阀门的阀杆伸出部预配合的示意图。图4为本发明实施例一提供的阀门锁具中锁体后盖与阀门的阀杆伸出部配合后的示意图。图5为本发明实施例一提供的阀门锁具中锁体前盖、密封板、电路板部分的分解图。图6为本发明实施例一提供的阀门锁具中锁芯、锁定机构及锁杆组件的配合图。图7为本发明实施例一提供的阀门锁具中锁芯、锁定机构及锁杆组件的分解图。图8为本发明实施例一提供的阀门锁具中锁杆组件装配于前盖上的剖面图。图9、图10及图11分别为本发明实施例一提供的阀门锁具中锁定机构在锁芯的控制下将锁杆锁定在闭锁位置、释放锁杆及将锁杆锁定在解锁位置的示意图。图12、图13分别为本发明实施例一提供的阀门锁具中锁杆相对锁体前盖处于闭锁状态和解锁状态的示意图。图14、图15分别为本发明实施例一提供的阀门锁具中阀杆行程限位片处于阀体开启位置和阀体关闭位置并被锁杆闭锁的示意图。图16为本发明实施例一提供的阀门锁具中状态检测电路的一种实施方式的构成图。图17为本发明实施例一提供的阀门锁具中状态检测电路的另一种实施方式的构成图。图18为本发明实施例二提供的阀门锁具中锁芯、锁定机构及锁杆组件的配合图。图19为本发明实施例三提供的阀门锁具中锁芯锁舌的结构图。图20为本发明实施例四提供的阀门锁具中锁芯锁舌的结构图。图21为本发明实施例五提供的阀门锁具中锁芯锁舌的结构图。图22为本发明实施例六提供的智能锁控系统的构成图。〖具体实施方式〗下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：实施例一本实施例提供一种阀门锁具，用于对阀门进行解闭锁管控。结合图1及图2所示，被控的阀门200包括阀体201、阀杆202、阀杆行程限位片10及阀杆伸出部203，阀杆202的操作端由阀体201的阀杆伸出部203伸出外部，通过转动阀杆202的操作端达到开启和关闭阀门的目的。阀杆行程限位片10固定连接于阀杆202的操作端，并收容于闭锁腔内，且随阀杆202转动在阀体开启位置和阀体关闭位置之间摆动。本实施例提供的阀门锁具包括前盖21、后盖22、锁芯30、射频码片40、锁定机构50(参见图6)、锁杆组件60(结合图7)、阀杆套70、电路板80及密封板90。前盖21和后盖22对合后形成具有闭锁腔的锁体。结合图3及图4所示，后盖22上开设有阀体装配机构221及阀杆配合槽222，阀体装配机构221用于和阀体201的阀杆伸出部203固定连接，阀杆配合槽222用于供阀杆202的操作端伸入锁体的闭锁腔。结合图5所示，前盖21开设有锁芯装配孔211、阀杆套装配孔212、锁杆配合孔(图中未示)、以及连接锁芯装配孔211和锁杆配合孔的锁销装配孔(由前盖21的侧壁开入，图中未示)。阀杆套70一端伸出前盖21外部，另一端用于和所述阀杆202固定配合，解锁状态时，扭动阀杆套70即可带动阀杆202转动，实现阀门200的开启或关闭。结合图6和图7所示，锁芯30可以采用现有的锁芯，其转轴末端设置有半圆柱状的锁舌31；锁定机构50包括锁销51、锁销顶块52及锁销复位弹簧53，锁销51可轴向活动地设置于前盖21的锁销装配孔内，锁销顶块52固定设置前盖侧端，锁销复位弹簧53一端抵顶锁销顶块52，另一端抵顶锁销51一端，锁销51另一端设置有锁杆锁定部511，锁销51一侧开设有供所述锁舌31波动的拨槽512。锁杆组件60包括锁杆套61、定位销62、锁杆63、锁杆复位弹簧64及锁杆帽65，锁杆63可活动地装配于锁杆套61内，锁杆63一端为供人为按压的操控部635，另一端为限制阀杆行程限位片10摆动或释放阀杆行程限位片10的闭锁部636(结合图14、图15)。锁杆63上靠近操控部635的位置设置有凸缘，凸缘一侧开设有定位销配合槽633，定位销62与该定位销配合槽配合，将锁杆套61固定设置于所述锁杆配合孔内的同时限制锁杆63在锁杆套61内于一定行程内活动，锁杆63的操控部635伸出该锁杆配合孔外，锁杆帽65固定设置于操控部635上。锁杆复位弹簧64设置于锁杆套61与锁杆63之间，锁杆配合孔内壁设置有弹簧抵顶机构(例如一台阶，参见图8；当然，该弹簧抵顶机构也可以设置于锁杆套61内壁)，锁杆复位弹簧64两端分别抵顶所述凸缘和弹簧抵顶机构。锁杆63上设置有供锁销51的锁杆锁定部511卡入的第一缺口631和第二缺口632，位于锁杆63上靠近所述闭锁部636的位置。当锁杆63相对锁杆套61被向下按压后，锁杆锁定部511卡入的第一缺口631，实现锁具的闭锁；当锁杆锁定部511与第一缺口631分离，锁杆复位弹簧64作用锁杆63相对锁杆套61向上弹起时，实现锁具的解锁，如果需要保持解锁状态，此时可以控制锁杆锁定部511卡入第二缺口632，锁杆63相对锁杆套61被向下按压及向上弹起的状态请参见图8和图9。可以理解的是，本实施例中没有锁杆套也是可以实现相同的功能的，设置锁杆套的主要作用在于：由于锁体是铜材质，而锁杆是不锈钢材质，为了防止两种不同的金属之间由于长时间静止接触而发生电化腐蚀，所以需要增加一个锁杆套，锁杆套的材质与锁杆是一样的，不会与锁杆之间发生电化腐蚀，而锁杆套与锁体发生电化腐蚀不影响锁杆的功能，锁杆套主要是起保护的作用。结合图6、图7及图2所示，锁芯30、锁定机构50及锁杆组件60装配于前盖21上，锁定机构50在锁芯30的控制下将锁杆组件60的锁杆63锁定在闭锁状态、释放或锁定在解锁状态(分别参见图9、图10及图11)，锁杆组件60的锁杆63在闭锁状态时伸入闭锁腔内并限制阀杆行程限位片10摆动(参见图12)，在解锁状态时缩回并释放阀杆行程限位片10(参见图13)。参见图14及图15，阀杆行程限位片10上设置有磁性元件15；结合图5所示，前盖21上设置有第一感应开关安装槽216和第二感应开关安装槽217，分别安装用于感测所述磁性元件随阀杆行程限位片摆动至所述阀体开启位置和阀体关闭位置的第一磁感应单元218和第二磁感应单元219，第一磁感应单元218和第二磁感应单元219均为干簧管。本实施例提供的阀门锁具还包括状态检测电路，用于处理第一磁感应单元218和第二磁感应单元219感测的信号，并与电脑钥匙配合，主要是接收电脑钥匙的供电以及与电脑钥匙通讯配合。参见图16，状态检测电路包括射频天线、逻辑开关模块、第一射频芯片、第二射频芯片、第三射频芯片，第一射频芯片、第二射频芯片、第三射频芯片各自的一端分别连接逻辑开关模块的一个可选接线端，各自的另一端接地；逻辑开关模块的固定接线端连接射频天线的一端，射频天线的另一端接地；第一磁感应单元218和第二磁感应单元219各自的感应信号输出端分别连接逻辑开关模块的一个控制信号输入端。结合图5所示，逻辑开关模块、第一射频芯片、第二射频芯片、第三射频芯片设置于电路板80上，前盖21上开设有电路板装配槽215，电路板80设置于该电路板装配槽215内，并通过密封板90进行密封。结合图2所示，锁芯30的前端设置有射频码片40，状态检测电路的射频天线设置于射频码片40内。上述状态检测电路中，逻辑开关模块用于采集第一磁感应单元和第二磁感应单元的两路输出信号并根据这两路信号状态将其中一个射频芯片与射频天线接通，并以此判断被管控阀门的状态，两路开关的输出信号、接通射频芯片情况及对应的阀门状态信息见下表1。第二磁感应单元第一磁感应单元接通射频芯片情况阀门及锁具状态输出1输出0接通第一射频芯片阀门处于打开状态输出0输出1接通第二射频芯片阀门处于关闭状态输出0输出0接通第三射频芯片阀门处于旋转中表1实际应用时，可以根据所要采集的阀门状态(例如需要采集阀门开、合、在开合之间的状态)可相应增加或减少干簧管的数量和射频ic的数量，例如只保留两组，仅用于检测开和关两个状态。此外，图16所示电路中，磁感应单元除了干簧管，还可以使用类似于干簧管的磁控开关，作为信号输入，也可以采用霍尔器件，或压电传感器等反应电流变化和电压变化的器件作为输入信号，从而接通相应的射频ic而输出对应的码值，从而反映出阀门的状态。除了上面的方案，状态检测电路也可以使用图17所示的电路，该电路接法简单，但是只能使用类似于干簧管的磁控开关，通过开关量的变化接通相应的射频ic而输出对应的码值，从而反映出阀门的状态。当然，也可以根据所要采集的阀门状态(例如需要采集阀门开、合、在开合之间的状态)可相应增加或减少干簧管的数量和射频芯片的数量。图17所示的电路针对两路开关的输出信号、接通射频芯片情况及对应的阀门状态信息见下表2。表2实施例二如图18所示，实施例二与实施例一的区别在于：锁杆63上只开设了第一缺口631，只用于锁定机构50将锁杆组件60的锁杆63锁定在闭锁状态或释放。实施例二的情形下：闭锁时只需将锁杆按入即可,相比于有两个缺口的实施例一来说，这个实施例上锁比较方便，不需要钥匙，而有两个缺口的需要用钥匙。实施例三如图19所示，实施例三与实施例一的区别在于：锁芯30转轴末端设置的锁舌31为椭圆形柱体。实施例四如图20所示，实施例四与实施例一的区别在于：锁芯30转轴末端设置的锁舌31为偏离锁芯转轴线的偏心柱。实施例五如图21所示，实施例五与实施例一的区别在于：锁芯30转轴末端设置的锁舌31为扁片状。通过实施例一至实施例五可见，锁芯30转轴末端设置的锁舌31主要是起到拨动锁销51活动的作用，其形状可以为多种，其满足的条件总结如下：锁舌与锁销拨槽相互作用的部分的外轮廓到所述锁芯转轴轴心线的距离为一变量即可。当然，优选半圆柱形的锁舌，手感最好且强度也较好，因为半圆柱形包括一弧面和平面，与锁销相互作用时，弧面转动时很顺滑，而平面接触很稳定且从弧面转动到平面时有停顿感。实施例六实施例六是在上述各实施例提供的阀门锁具的基础上，提供一种智能锁控系统，结合图22所示，该智能锁控系统包括参数采集装置、管理主机、移动终端、电脑钥匙及阀门锁具；参数采集装置的采集端设置于所述阀门所处工艺流程中涉及的参数采集位，参数输出端连接管理主机的参数输入端；管理主机与移动终端通讯连接，移动终端与电脑钥匙通讯连接；电脑钥匙用于为阀门锁具供电、与阀门锁具通讯连接、与阀门锁具机械解闭锁配合；阀门锁具采用实施例一所述的阀门锁具。上述智能锁控系统的工作原理说明如下：通过参数采集装置采集所述阀门所处工艺流程过程中的各种参数并发送至管理主机；通过管理主机对所述各种参数进行分析，并确认操作阀门的时机，以及操作阀门后工艺流程中的参数变化是否符合预设要求；对于确认了的操作时机，则生成解锁指令并下发至移动终端；通过移动终端将所述解锁指令转发至电脑钥匙，电脑钥匙开锁时，插入阀门锁具的锁芯30的锁孔内，同时给射频码片40提供感应电能(无线供电的原理)，从而给状态检测电路供电，电路根据相应磁感应单元的状态，采集其信号，接通相应的射频芯片，射频芯片接通后通过天线给电脑钥匙返回一个码值，电脑钥匙通过读取该码值确认阀门的身份和阀门的当前状态，在管控主机允许开锁的情况下对阀门锁具进行开锁(在控制系统不允许开锁的情况下，也可只采集阀门的状态)。出于安全考虑，电脑钥匙对阀门锁具进行闭锁不需要控制系统的允许。以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、无需经过创造性劳动即可等到的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。当前第1页12