[發明專利]一種用于流體識別和控制的閥門

有效

• 申請號: 201910092244.X
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109780263B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 張軍;鐘興福;林黎明;史仕熒
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: F16K11/065
• 分類號: F16K11/065;F16K3/26;F16K3/32;F16K31/06;F16K27/04;F16K3/314
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明提供一種用于流體識別和控制的閥門，該閥門通過在閥體介質進口處設有用于識別流體狀態的傳感器，傳感器將接收到的信號發送至控制器，控制器控制執行機構實現流道的開啟或關閉；本發明將流體識別和開關控制兩種功能相結合，使得閥門具有準確識別流體狀態和快速控制開關的功能；本發明在閥體出口處設有第一介質出口和第二介質出口，傳感器識別流體狀態后通過控制器控制執行機構使得流體中的液體和氣體分別流向不同的介質出口，實現氣體和液體的快速分離，消除或降低段塞流對管線和設備的沖擊；減少了管線斷開和所需線纜數量，解決了老設備、老工藝的改造，經常受到接口位置和線纜容量限制的技術問題。

技術領域

本發明屬于控制系統，具體地涉及一種用于流體識別和控制的閥門。

背景技術

在工業自動化生產中，經常需要對管道中流動的介質加以識別并進行控制，特別是開關控制。比如天然氣壓縮機入口，本應該連續輸入氣體，當有液體進入時，應及時關斷，否則液體的不可壓縮性會對機器造成損壞；燃煤鍋爐加熱盤管或某些化學反應器中，應充滿連續流動的液體，當有氣體串入時，會對加熱盤管或反應設備造成損壞，甚至發生災難。

另外，氣、液段塞流存在于許多生產實際和常用設備的管道中，需要快速分離并消除。例如海上或陸上油田長輸管線，由于高程差的存在，很容易產生氣、液段塞流，由此產生強烈振動對生產安全造成威脅；空調冷媒管或鍋爐換熱盤管中也容易產生段塞，造成設備工作效率的降低。對這些有害的氣、液段塞需要加以識別并消除。常規的消除方法是采用具有一定容積和分離功能的容器，如氣-液分離罐，進行氣、液分離后再分別用管線輸送。而管道中的氣、液段塞流已經完成氣和液的分離，形成一種氣柱和液柱間隔流動的狀態。我們只需要對管道中流動的氣塞和液塞進行識別并快速切換開關，讓氣、液段塞分別流向不同的管道分支，從而達到氣、液快速分離的目的，消除或降低段塞流對管線和設備的沖擊。

因此在許多生產關鍵環節中，需要對管道中的介質變化進行識別，并執行相應的控制方案。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種用于流體識別和控制的閥門，該閥門將流體介質識別和控制兩種功能相結合，成為智能裝置；該智能裝置不僅能快速識別管道流體的狀態，而且能將氣體和液體快速分離，簡化自動控制系統設計的復雜度；對于老設備、老工藝的改造，經常受到接口位置和線纜容量的限制，本發明的閥門可減少管線斷開和所需的線纜數量。

具體技術方案如下：

一種用于流體識別和控制的閥門，包括

閥體，一端設有介質進口，另一端設有介質出口；所述閥體內包括與所述介質進、出口相連通的最短流道，垂直設置在所述流道流動方向上且穿過所述流道的凹槽，以及設置在所述凹槽內且與所述流道配合作用的柱塞；

執行機構，包括用于連接所述柱塞并帶動所述柱塞在所述凹槽內上下往復運動使得所述柱塞和所述流道配合作用實現所述流道開啟或關閉的連桿；

傳感器，設置在所述介質進口處的且用于識別所述介質進口處流體的狀態；

控制器，接收所述傳感器發送的流體狀態的信號并根據所述信號控制所述執行機構，使得所述流道開啟或關閉。

優選地，所述柱塞上設有通孔，所述通孔將所述柱塞分成實心部和通孔部；所述通孔部的通孔的方向與所述流道流動方向一致；所述柱塞的實心部位于所述流道內部阻止所述液體或氣體的通過，所述通孔部位于所述流道內部或所述柱塞脫離所述流道內部實現所述液體或氣體的快速通過。

優選地，所述介質出口包括用于控制氣體通過的第一介質出口和用于控制液體通過的第二介質出口；所述流道包括與所述第一介質出口相連通的第一流道，以及與所述第二介質出口相連通的第二流道；所述柱塞的實心部位于所述第一流道或第二流道內部實現第一流道或第二流道快速關閉，所述通孔部位于所述第一流道或第二流道內部實現第一流道或第二流道的快速開啟。