[发明专利]一种电热型流量智能调节阀及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电热型流量智能调节阀及其控制方法，属于自动控制技术领域。

背景技术

流量智能调节阀是一种广泛应用于石化、冶金和电力等工业部门生产中对流体介质的流量进行控制的流量调节装置，也大量的在采暖和空调、制冷等系统的末端温度控制中采用。

现有技术中常用电动调节阀主要是应用电动机带动阀门对工业流程中的流体介质进行流量控制。其工作原理是：传感器将所检测到的流量信号，转换成开关量或标准模拟量控制信号反馈到控制器，控制器作出控制决策，使电动执行器作出相应的动作，带动阀门的阀芯产生位移来调节阀的开度，从而控制流体介质的流量。目前电动智能调节阀在技术上存在的问题是：由于电动执行器的电动机的长期旋转磨损，则此类调节阀则存在损耗大、能耗大、故障率及生产成本高等问题。               

现有技术中对于供暖系统的温度控制采用的一种电热型温控阀，它是利用液态被控介质受热膨胀及不可压缩的原理实现自动调节。当被控介质温度高于设定值时，感温介质膨胀，推动阀芯关闭调节阀；当被控介质温度低于设定值时，感温介质收缩，复位弹簧推动阀芯开启。该种温控阀具有生产成本低、能耗小和使用寿命长的优点，但其流量控制精度低，且只能做开启和关闭的二元控制，无法实现流量连续调节。

发明内容

本发明提供了一种电热型流量智能调节阀及其控制方法，以用于调节阀由于电动机的长期旋转磨损造成的损耗大、能耗大、故障率及生产成本高及无法实现流量连续调节的问题。

本发明的技术方案是：一种电热型流量智能调节阀，包括电热执行器、控制装置和阀门，所述电热执行器包括石蜡驱动器1、顶杆3、固定螺母4、电源线5、位置固定弹簧7、传力弹簧10、运动片11、塑料外壳12、装置外壳13，所述控制装置包括温度传感器2、控制电路6、控制面板8、信号线9，所述阀门包括阀杆14、复位弹簧15、固定阀座16、入口腔17、出口腔18；其中石蜡驱动器1与顶杆3相连且放置于传力弹簧10的内部，通过塑料外壳12固定的温度传感器2紧贴石蜡驱动器1且通过信号线9与控制电路6相连，通过装置外壳13固定的控制电路6与嵌在装置外壳13表面的控制面板8利用排插相连放置于位置固定弹簧7的上端，运动片11放置于顶杆3的下端，固定阀座16攻螺纹，固定螺母4套在固定阀座16的螺纹上，阀杆14放置于复位弹簧15中，阀杆14上端紧贴运动片11，阀杆14下端与阀芯固连，电源线5通过装置下端的引出口引出与电源相连，入口腔17和出口腔18内部攻螺纹分别外接入口管道和出口管道。

所述控制电路6由控制器模块、网络通信模块、温度控制模块、存储器模块、温度传感器模块、时钟模块和晶振模块组成；其中网络通信模块一端与控制器模块的引脚相连，另一端通过串口与上位机相连；温度控制模块一端与控制器模块的引脚相连，另一端通过接线柱与电源线5相连；存储器模块与控制器模块的引脚相连；温度传感器模块利用插槽直接与温度传感器2连接且通过引脚与控制器模块相连；时钟模块与控制器模块的引脚相连；晶振模块与控制器模块的引脚相连。

所述控制面板8包括液晶数据显示屏19、“设置”键20、“背光”键21、“重启”键22、“自检”键23；其中液晶数据显示屏19、“设置”键20、“背光”键21、“重启”键22、“自检”键23通过排插与控制电路6中控制器模块的引脚相连。

一种电热型流量智能调节阀的控制方法，所述方法的具体步骤如下：

A、初始状态下阀门为常开状态，流体介质由入口腔17流入，经出口腔18流出，流量为L，石蜡驱动器1的温度为T：当需要对流体介质的流量实时流量L(t)进行调节时，首先通过电源线5为电热型流量智能调节阀接通电源，再根据实际所需流量，用控制面板8上面的“设置”键20为流体介质的流量设定一个具体值L′；

B、控制电路6首先启动控制器模块根据ΔL=L- L′计算出流体介质的流量变化量ΔL，再利用石蜡驱动器顶杆行程模型计算出石蜡驱动器1的温度设定值ΔT，最后由ΔT=T- T′得出温度设定值T′；同时控制电路6启动温度控制模块通过电源线5为石蜡驱动器1通电加热，启动温度传感器模块通过温度传感器2和信号线9实时检测石蜡驱动器1的实时温度值T(t)；