CN113108107A

CN113108107A - 一种燃气球阀的控制装置

Info

Publication number: CN113108107A
Application number: CN202110358339.9A
Authority: CN
Inventors: 闫志阳; 孙栓
Original assignee: LIANSU TECHNOLOGY DEVELOPMENT (GUIYANG) CO LTD
Current assignee: LIANSU TECHNOLOGY DEVELOPMENT (GUIYANG) CO LTD
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2021-07-13

Abstract

本发明涉及燃气用埋地PE管道系统技术领域，公开了一种燃气球阀的控制装置，包括电源模块、远程控制模块、电机控制模块、传感模块；电源模块用于提供电能；电机控制模块包括控制器；远程控制模块的信号输出端、用于检测燃气球阀所设阀杆转动位置的所述传感模块的信号输出端分别与控制器的信号输入端连接；所述控制器的信号输出端与用于驱动阀杆转动的电机的控制信号输入端连接以控制电机工作。本发明通过移动端进行远程启闭操作，以满足智能化管理的要求；在球阀设置有传感模块，并将传感模块信号作为反馈信号，实现对球阀状态的监测。

Description

一种燃气球阀的控制装置

技术领域

本发明涉及燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统技术领域，特别是涉及一种燃气球阀的控制装置。

背景技术

目前市场上应用的PE燃气球阀都采用手动扳手进行启闭操作，传统开启需要技术员前往PE燃气球阀埋藏地打开沙井盖，用所携带的球阀扳手去扭动达到启闭，启闭后需要把沙井盖盖上，工作量繁琐、劳动量大。随着国家经济的高质量发展，5G技术、信息化管理及长动化发展，这些新技术、概念逐渐应用到各行各业，管网系统行业内正在研究智慧管网的应用。智慧管网系统就是将水、电、气所用到的管道输送系统，进行信息化、科学化、集中化管理的管廊系统，可以实时监视和控制管道系统中的介质输送状况，以满足经济高质量发展要求。PE燃气管道系统也必将朝着智能化配套方向发展。

中国实用新型专利公开号CN21051953(授权公告日为2006年12月29日)，公开了一种遥控型燃气管用球阀，除了阀体和阀杆以外，它还包括有阀杆齿轮、驱动齿轮、马达、触发开关、信号接受单元和电源，马达可驱动阀杆旋转以开关球阀，触发开关可控制马达的通断，所述信号接受单元接收控制中心的控制信号，再转而接通触发开关、启动马达、通过齿轮传动旋转阀杆，最后控制所述遥控型燃气管用球阀的开和关。该实用新型应用在城市燃气供应管道网络中后，可以实现控制中心对全网络中阀门的远程遥距实时自动控制，为城市燃气供应系统实现远程可控和智能化创造了条件，该实用新型还具有手动、自动两用，操作简便的优点。但是现有技术存在控制精度较低、设备对恶劣环境适应性差、缺乏阀门状态反馈的缺陷。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的上述缺陷，提供一种燃气球阀的控制装置，能够能进行阀门状态监测、反馈，实现精确控制，实现智能化管理。

为了实现上述目的，本发明提供了一种燃气球阀的控制装置，球阀包括阀体、阀杆和电机，所述阀杆可转动地连接在所述阀体上，电机与所述阀杆连接以带动所述阀杆转动。所述燃气球阀的控制装置包括电源模块、远程控制模块、电机控制模块、传感模块；所述电源模块用于提供电能；所述电机控制模块包括控制器；所述远程控制模块的信号输出端、用于检测燃气球阀所设阀杆转动位置的传感模块的信号输出端分别与所述控制器的信号输入端连接；所述控制器的信号输出端与用于驱动阀杆转动的电机的控制信号输入端连接以控制电机工作。

作为优选方案：还包括电路保护模块，所述电源模块通过所述电路保护模块与所述远程控制模块、所述电机控制模块、所述传感模块连接。

作为优选方案：电源模块包括锂电池，所述锂电池为可充电式锂电池。

作为优选方案：远程控制模块包括接收器，所述接收器为远程信号接收器；所述接收器用于接收终端发出的远程控制信号并传输给所述电机控制模块。

作为优选方案：所述远程控制信号通过无线电波进行传送；所述接收器包括依次连接的接收单元、振荡电路单元、混频单元、放大单元和检波单元；所述接收单元用于接收所述无线电波；所述振荡电路单元用于产生振荡信号；所述混频单元用于将接收到的所述无线电波和所述振荡信号混频形成中频信号；放大单元用于放大所述中频信号；所述检波单元用于对所述中频信号检波。

作为优选方案：电机控制模块还包括第一继电器和第二继电器；所述控制器为电机驱动芯片，所述第一继电器的两端分别与所述电机驱动芯片的使能端和接地端连接，所述第二继电器的两端分别与所述电机驱动芯片的正/反转端和接地端连接。

作为优选方案：电机控制模块还包括有手动控制开关；所述手动控制开关与所述控制器电连接。

作为优选方案：所述燃气球阀的控制装置还包括长动和点动控制模块；所述长动和点动控制模块分别与所述远程控制模块和所述电机控制模块连接，所述长动和点动控制模块用于控制电机长动和点动。

作为优选方案：所述传感模块包括两个位置传感器，两个所述位置传感器分别安装在所述阀杆转动的启闭极限位置，所述位置传感器用于检测所述阀杆是否转动到位。

作为优选方案：所述燃气球阀的控制装置还包括壳体，所述壳体内有安装导轨；所述安装导轨用螺钉固定在壳体内；所述电源模块、所述电机控制模块、所述远程控制模块连接在所述导轨上；所述壳体为防水防尘壳体。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过设置远程控制模块，免去了传统PE燃气球阀需要人工进行开启和定期的管线巡视维护，可以通过燃气管网中控平台对阀门进行监控和启闭操作，也可以通过移动端进行远程启闭操作，以满足智能化管理的要求，并且通过设置传感模块，将传感模块的信号作为反馈信号，以检测启闭动作，使远程控制得到反馈，可远程监测阀门状态，实现精确控制。

附图说明

图1是本发明实施例一种燃气球阀的控制装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一种燃气球阀的控制装置的模块关系示意图；

图3是本发明实施例一种燃气球阀的控制装置的局部电路示意图；

图4是本发明实施例一种燃气球阀的控制装置的局部控制电路示意图；

图中，1-壳体；2-锂电池；3-空气开关；4-安装导轨；5-第一继电器；6-第二继电器；7-选择旋钮；8-手动控制开关；9-电机；10-位置传感器；11-控制器；12-接收器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至4所示，本发明优选实施例的一种：

一种燃气球阀的控制装置，包括电源模块、远程控制模块、电机控制模块、传感模块；电源模块用于提供电能；电机控制模块包括控制器11；远程控制模块的信号输出端、用于检测燃气球阀所设阀杆转动位置的传感模块的信号输出端分别与控制器11的信号输入端连接；控制器11的信号输出端与用于驱动阀杆转动的电机9的控制信号输入端连接以控制电机9工作。

在本实施例中，燃气球阀的控制装置还包括电路保护模块，电源模块通过电路保护模块与远程控制模块、电机控制模块、传感模块连接。电路保护模块包括空气开关3；空气开关3的作用是作为整个电路的保护开关及电源总开关。如图3所示，空气开关3为Q1。

进一步的，电源模块包括锂电池2；锂电池2采用可充电式锂电池，预留充电接口，可利用太阳能、市电、发电机等供电方式充电。

远程控制模块包括接收器12；接收器12采用远程信号接收器；接收器12可接收终端发出的启闭操作等远程控制信号，并传输给电机控制模块，从而完成信号传输接收，实现远程控制。

其中，远程控制信号通过无线电波进行传送；接收器12包括依次连接的接收单元、振荡电路单元、混频单元、放大单元和检波单元；接收单元用于接收无线电波；振荡电路单元用于产生振荡信号；混频单元用于将接收到的无线电波和振荡信号混频形成中频信号；放大单元用于放大中频信号；检波单元用于对中频信号检波。接收器12可以接收到50Km以内所发射出来的无线电信号，同时振荡电路产生振荡信号，和接收到的载频信号混频后，得到中频信号，经中频放大和检波，解调出数据信号，通过将远程端控制信号转变为电信号后，将电信号信号连接传输到第一继电器5和第二继电器6，从而实现了远程控制信号接收传输问题。

本实施例的电机控制模块还包括第一继电器5和第二继电器6；控制器11为电机驱动芯片；第一继电器5的两端分别与电机驱动芯片的使能端和接地端连接，第二继电器6的两端分别与电机驱动芯片的正/反转端和接地端连接。第一继电器5和第二继电器6执行信号的断开和导通，作用是将各动作信号转换为导通或断开电路以实现动作；第一继电器5和第二继电器6所承接的信号包括远程控制信号、手动控制信号及传感模块传输的终止信号，这些信号通过转换与第一继电器5和第二继电器6连接后，由第一继电器5和第二继电器6通过导通或断开代表各动作的接触点，从而通过控制器11的连接传输，控制电机9的动作；控制器11采用直流无刷电机控制器，该控制器11承担的作用是直接控制电机9的动作。控制器11连接部位分为三个模块，一是连接电源端使下游电机9得到电能，二是承接继电器5所转换的控制信号，三是与电机9直接连接，使电机9按控制器11信号执行正反转和开始停止动作；电机9采用直流无刷电机，电机9需按控制器11信号执行正反转和开始停止动作；控制器11接线端与电机9直接连接，控制电机9执行动作。如图3和图4所示，第一继电器5为KA4，第二继电器6为KA3。

另外，电机控制模块还包括有手动控制开关8；手动控制开关8与控制器11电连接。手动控制开关8通过旋钮选择所要的动作信号，电机控制模块根据所选择的信号执行开启、关闭、停止动作。如图4所示，手动控制开关8为SB3。

进一步的，燃气球阀的控制装置还包括长动和点动控制模块；长动和点动控制模块分别与远程控制模块和电机控制模块连接，长动和点动控制模块用于控制电机9长动和点动。长动和点动模块能够进行动作检测及开启位置控制；长动时，远程控制模块和电机控制模块发出信号后，电机9进行连续长动转动；点动时，远程控制模块和电机控制模块每发出一下信号，电机9执行一次点动转动。当需要检修或控制开启位置时，可以选择点动，点动可以更好控制位置，便于检修。长动时，电机9连续长动转动，便于日常操作；点动时，电机9依据信号点动转动，能够实现精确控制，便于检修、调试等特殊操作。本实施例的长动和点动控制模块包括选择旋钮7，选择旋钮7与电机控制模块电连接。如图4所示，选择旋钮7为SB1。

本实施例的传感模块包括两个位置传感器10，两个位置传感器10分别安装在阀杆转动的启闭极限位置，位置传感器10用于检测阀杆是否转动到位。位置传感器10启闭到位后即感应接触，并发出终止信号。采用位置传感器10设计的目的是使电机9执行启闭到位后停止信号。由于阀门是45°启闭的球阀，因此设计了两个位置传感器10，当电机9控制模块执行启闭动作到位后，相应零件会触碰到位置传感器10。位置传感器10信号反馈给回第一继电器5和第二继电器6，从而使第一继电器5和第二继电器6发出停止动作信号给控制器11，控制电机9停止转动。

本实施例还包括壳体1，壳体1内有安装导轨4；安装导轨4用螺钉固定在壳体1内；电源模块、电机控制模块、远程控制模块连接在导轨4上；壳体1为防水防尘壳体。空气开关3、继电器5串插于安装导轨4上，安装导轨4用螺钉固定在壳体1内，锂电池2、接收器12、控制器11、手动控制开关8分别固定在壳体1内相应位置。壳体1采用IP65保护标准，完全适应在潮湿和含盐的环境中使用。控制装置组装过程：将第一继电器5、第二继电器6、空气开关3插于安装导轨4；用螺钉锁紧安装导轨4于壳体1上；将锂电池2用胶水粘贴于壳体1上；将接收器12用螺钉锁紧于壳体1上；将控制器11用螺钉锁紧于壳体1上；将选择旋钮7、手动控制开关8用螺钉锁紧于壳体1上；将锂电池2充电端安装于壳体1侧壁上，另一端连接空气开关3；将空气开关3电源线分别与第一继电器5、第二继电器6、选择旋钮7、手动控制开关8、控制器11、接收器12入口插口连接；将选择旋钮7、手动控制开关8、控制器11、接收器12分别与第一继电器5、第二继电器6相应设计接口处进行连接；将外部的电机9的电源线与控制器11通过壳体1侧孔后进行连接；将外部的位置传感器10电线与第一继电器5、第二继电器6通过壳体1侧孔后进行连接；将壳体1的盒盖好锁紧。本发明将各个模块统一封装进壳体中，并采用较高保护标准，实现对壳体内部器件的保护，使控制装置能够完全适应在潮湿和含盐的环境中使用。

远程控制模块和电机控制模块相互独立，一方出现故障不影响另一方工作。采用远程控制和手动控制两种设计模式，设计两种控制模式的目的是提供阀门多种控制方式，提高操作的可靠性和便捷方式。远程控制是控制装置可以接收远程终端所发出的控制信号，通过内部各元件的组合作用，控制电机9按发出的信号执行启闭动作。手动控制是在控制装置内设计手动旋钮操作模式，通过旋钮选择所要的动作信号，电机控制模块根据所选择的信号执行启闭动作。实现远程控制是本专利产品开发的基本要求，在实际运用过程中难免会要对阀门进行实地的检修及维护，此时采用手动控制模式更便于使用，同时手动控制也可以作为应急预备方式使用，即当远程控制系统某个环节出现故障不能用时，电机控制模块也可以使阀门正常的操作使用。

本发明的工作过程为：通过可充电式锂电池2提供电能，当接收器12接收到外部遥控器、远程终端所发出的执行信号后，第一继电器5和第二继电器6接通，步进电机的控制器11开始控制电机9转动。空气开关3的作用是作为整个电路的保护开关及电源总开关。长动和点动模块使用选择旋钮7选择长动或点动。手动控制开关8上设置开/停/关三个动作选择。远程控制模块故障时，可以用手动控制开关8通过第一继电器5和第二继电器6使控制器11执行导通，从而使电机9开始工作；位置传感器10的作用是使启闭动作在45°间进行，即启闭到位后感应信息最终传导到控制器11，控制电机9停止转动。

综上，本发明通过设置远程控制模块，免去了传统PE燃气球阀需要人工进行开启和定期的管线巡视维护，可以通过燃气管网中控平台对阀门进行监控和启闭操作，也可以通过移动端进行远程启闭操作，以满足智能化管理的要求，并且通过设置传感模块，将传感模块的信号作为反馈信号，以检测启闭动作，使远程控制得到反馈，可远程监测阀门状态，实现精确控制。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种燃气球阀的控制装置，球阀包括阀体、阀杆和电机(9)，所述阀杆可转动地连接在所述阀体上，所述电机(9)与所述阀杆连接以带动所述阀杆转动，其特征在于：包括电源模块、远程控制模块、电机控制模块、传感模块；所述电源模块用于提供电能；所述电机控制模块包括控制器(11)；所述远程控制模块的信号输出端、用于检测燃气球阀所设阀杆转动位置的所述传感模块的信号输出端分别与所述控制器(11)的信号输入端连接；所述控制器(11)的信号输出端与用于驱动阀杆转动的所述电机(9)的控制信号输入端连接以控制电机(9)工作。

2.根据权利要求1所述的一种燃气球阀的控制装置，其特征在于：还包括电路保护模块，所述电源模块通过所述电路保护模块与所述远程控制模块、所述电机控制模块、所述传感模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种燃气球阀的控制装置，其特征在于：电源模块包括锂电池(2)，所述锂电池(2)为可充电式锂电池。

4.根据权利要求1所述的一种燃气球阀的控制装置，其特征在于：远程控制模块包括接收器(12)，所述接收器(12)为远程信号接收器；所述接收器(12)用于接收终端发出的远程控制信号并传输给所述电机控制模块。

5.根据权利要求4所述的一种燃气球阀的控制装置，其特征在于：所述远程控制信号通过无线电波进行传送；所述接收器(12)包括依次连接的接收单元、振荡电路单元、混频单元、放大单元和检波单元；所述接收单元用于接收所述无线电波；所述振荡电路单元用于产生振荡信号；所述混频单元用于将接收到的所述无线电波和所述振荡信号混频形成中频信号；放大单元用于放大所述中频信号；所述检波单元用于对所述中频信号检波。

6.根据权利要求1所述的一种燃气球阀的控制装置，其特征在于：电机控制模块还包括第一继电器(5)和第二继电器(6)；所述控制器(11)为电机驱动芯片；所述第一继电器(5)的两端分别与所述电机驱动芯片的使能端和接地端连接，所述第二继电器(6)的两端分别与所述电机驱动芯片的正/反转端和接地端连接。

7.根据权利要求1所述的一种燃气球阀的控制装置，其特征在于：所述电机控制模块还包括有手动控制开关(8)；所述手动控制开关(8)与所述控制器(11)电连接。

8.根据权利要求1所述的一种燃气球阀的控制装置，其特征在于：还包括长动和点动控制模块；所述长动和点动控制模块分别与所述远程控制模块和所述电机控制模块连接，所述长动和点动控制模块用于控制电机(9)长动和点动。

9.根据权利要求1所述的一种燃气球阀的控制装置，其特征在于：所述传感模块包括两个位置传感器(10)，两个所述位置传感器(10)分别安装在所述阀杆转动的启闭极限位置，所述位置传感器(10)用于检测所述阀杆是否转动到位。

10.根据权利要求1所述的一种燃气球阀的控制装置，其特征在于：还包括壳体(1)，所述壳体(1)内有安装导轨(4)；所述安装导轨(4)用螺钉固定在所述壳体(1)内；所述电源模块、所述电机控制模块和所述远程控制模块连接在所述导轨(4)上；所述壳体(1)为防水防尘壳体。