[發明專利]用于減壓閥的控制器和控制系統

有效

• 申請號: 201210112392.1
• 申請日: 2008-01-24
• 公開（公告）號: CN102707741A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 安德魯·羅蘭·伯羅斯
• 申請（專利權）人: I2O供應水有限公司
• 主分類號: G05D16/20
• 分類號: G05D16/20;E03B7/07
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 黃澤雄

本申請是中國申請號為200880009728.3、申請日為2008年1月24日、發明創造名稱為“用于減壓閥的控制器和控制系統”的發明專利的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于調節供應流體至消耗區域的減壓閥的輸出壓力的控制器和控制系統。本發明部分地但不排它地涉及改變減壓閥壓力的先導閥的控制。

背景技術

在優選的實施例中，本發明涉及從高壓主供應處供應水至用水區的水壓的控制，并特別涉及獨立計量分區(DMA)的水供應。然而，本發明也可用于其它循環系統，例如用于大工業中心。

主水配送系統的壓力產生于水泵和/或水庫、水塔或相似建筑中的水的重力壓差。主動脈供應管道中的水壓遠大于生活、農業或工業需求用水的水壓。通常，配送系統中，大量用戶分布在一個區域，水供應是通過減壓閥(PRV)從主供應網向所述區域提供的。通常，所述區域被定義為獨立計量分區(DMA)。

一般來說，PRV的輸出壓力是固定的。盡管減壓閥在設計上有多種變化，截止式氣動隔膜閥就是英國的工業標準。一些PRV設計用來減小固定量的壓力。另一些PRV符合改變閥門的位置的先導閥，因此不管輸入壓力和流速的大小，PRV自動提供一個固定的輸出壓力。所述固定的輸出壓力必須足夠大以保證適當的壓力貫穿DMA，特別是在最大預期流速下的情況下承受最大水頭抑損的位置，這些位置可能是DMA中的最高點和/或距離PRV最遠的點。一般來說，對于給定的PRV的輸出壓力，水壓最小的點是臨界點，而且一般是最高點和/或距離PRV最遠的點。然而，可以理解在一個特殊的DMA中可能存在不止一個的臨界點，并且所述臨界點可能會變化。

這種設計方案的一個問題是在特定時間或者在DMA中的特定條件下，所述固定壓力可能會高于保證在所述或每個臨界點處的適當壓力所必需的壓力值。眾所周知，在DMA中系統壓力是與泄漏流速和爆裂速度有關系的。因此，如果輸出壓力低于保證臨界點處于適當壓力時的所需的固定壓力，將減小泄漏或爆裂的危險。

已經有人提出PRV的輸出壓力應該是變化的，這樣的壓力能夠應需求而變，因此降低DMA內部的平均壓力，并且減少泄漏和爆裂的問題。靈活地控制壓力的其它優點包括管道網疲勞的減少、用水區更持續供應壓力的供應以及壓力相關消耗的減少。

GB?2405957公開了由先導閥控制PRV的系統。壓力反饋臺包含產生水頭抑損的閘閥，所述水頭抑損在流經PRV時逐漸增加。水頭抑損促使水流向包括文氏管的旁管。先導閥由文氏管中的壓力控制。所述壓力隨流速的增大而減小，因此當流速增加時，引起先導閥增加PRV的輸出壓力。

已經有人提出先導閥應該利用控制器由電力控制。EP-0574241公開了一個根據由歷史數據生成的壓力-時間關系圖改變PRV輸出壓力的系統。所述壓力-時間調制系統基于需求隨時間的變化是可預測的假設。EP-0574241還涉及一個可選的設計方案，其中輸出壓力是作為流速的函數而不是作為時間的函數來控制的。控制器的存儲器包含了與壓力和流速的相關數據，并且所需要的壓力由流速測量值推得。采用這種設計方案，就不須使用壓力-時間關系圖調制。

發明內容

從一方面來看，本發明提供了一種用于調節供應水至用水區的減壓閥的輸出壓力的控制器，其中，所述控制器包括用來接收由流速感應器測得的流經減壓閥流向用水區的水的流速信號的流速輸入端，以及適于根據流速信號提供流經減壓閥流向用水區的水流流速的代表性數據的裝置；控制器的輸出端，用于提供信號以調節減壓閥的輸出壓力；數據存儲裝置，用于存儲代表流速與減壓閥所需輸出壓力關系的參數，以在用水區臨界點建立期望的最小水壓；處理裝置，所述處理裝置配置成用于處理(i)流速的代表性數據和(ii)存儲的參數，因此控制器輸出端提供信號以引起調節減壓閥，以提供對應流速的所需輸出壓力；其中，所述參數呈現水流速度與減壓閥所需輸出壓力之間依賴時間的關系；所述控制器包括提供時間代表性數據的時鐘；所述處理裝置配置成用于訪問時間的代表性數據以及所述存儲的參數和流速的代表性數據，因此控制器輸出端所提供的信號引起減壓閥被調節以提供對應所述流速和時間的所需輸出壓力。