水力自发电智能调节阀制造技术

本发明专利技术提供了一种水力自发电智能调节阀，包括调节阀、水力发电组件、发电机和支撑杆，所述水力发电组件设置在调节阀内的下游，所述水力发电组件包括叶轮和传动组件，所述叶轮的扇叶外侧设有导流套，导流套对应活塞介质流通口，介质从进水腔到出水腔通过导流套的导流孔把高速水流的方向导向叶轮，冲击叶轮转动，叶轮通过传动组件驱动发电机旋转发电，所述发电机与蓄电池连接，所述支撑杆垂直固定在阀体内壁，用于支撑水力发电组件，本发明专利技术实现了全工作环境下的实用性，解决了市电、光伏发电、高能锂电池用于调节阀所具有的缺陷，通过调节介质压力、流量而产生的富余压力用于发电，属于变废为宝的手段。

【技术实现步骤摘要】
水力自发电智能调节阀
本专利技术属阀门
，涉及智能调节阀，尤其涉及一种水力自发电智能调节阀。
技术介绍
现有调节阀种类繁多，主要分为两大类，一类通过执行器调节阀门流通孔口，实现对介质压力和流量的调节，一类通过介质压力，来驱动阀门开度，实现对介质和压力的调节。前者对执行器性能要求很高，且调节型执行器造价高昂；后者调节精度较差，且对介质压力变化很敏感，无法精准调节，且在部分极限工况下无法工作。为解决上述问题设计的一种智能调节阀。该智能调节阀门需要电力驱动传统电力来源有市电、高能锂电池、光伏发电，这些电力获取技术成熟有效，但是各有缺陷，在实际应用中受限制。其中，市电电力足，稳定可靠，但是有两个问题，第一是怕系统停电，第二是市电接入阀门，需要布线，水司用户投入成本高；高能锂电池，电力有限，使用寿命不长，尤其是对于需要频繁调节的管网，是致命问题，并且，采用高能锂电池的话，基本上无法利用5G通信系统，因为通信系统需要频繁对控制中心发送信号，这个频发信号的耗电量是锂电池无法承受的。光伏(风光互补)发电，解决了以上两种供电问题，但是其本身的问题是，第一过于依赖天气，第二，这些装置必须占据一定的地面面积及空间，这在市内地区是一种缺陷，并且外置的发电装置维护也较为麻烦。
技术实现思路
本专利技术提出了一种水力自发电智能调节阀，采用轴流式调节阀同时应用，将阀门减压损耗的能量转化为电力，并将该电力用于阀门控制，降低了管网富余压力对阀门设备造成的破坏，变害为宝，降低成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种水力自发电智能调节阀包括调节阀、水力发电组件、发电机和支撑杆，所述水力发电组件设置在调节阀内的下游，所述水力发电组件包括叶轮和传动组件，所述叶轮的扇叶外侧设有导流套，导流套对应活塞介质流通口，介质从进水腔到出水腔通过导流套的倒流孔把高速水流的方向导向叶轮，冲击叶轮转动，叶轮通过传动组件驱动发电机旋转发电，发电机与蓄电池连接，所述支撑杆垂直固定在阀体内壁，用于支撑水力发电组件。进一步的，调节阀包括左阀体、设置在左阀体两端的进水口、出水口、设置在左阀体内部的阀芯、所述阀芯包括导流罩、活塞和活塞缸，所述阀芯与左阀体之间形成进水腔和出水腔，所述活塞设置在阀芯内部，活塞与导流罩密封配合形成控制腔，所述活塞与活塞缸之间形成外空腔和内空腔，所述外空腔与进水腔连通，所述内空腔与出水腔连通，所述控制腔通过第一管道与第三管道连接与进水口连通，所述控制腔通过管道与第二管道与出水口连通，所述第三管道设有控制其通断的控制阀。进一步的，所述活塞靠近右侧端部设置活塞鼠笼，所述叶轮为U型设计，叶轮的长度略大于活塞鼠笼的长度，发电状态下，叶轮相对于活塞鼠笼在轴向方向居中设置。进一步的，传动组件包括横向转轴和纵向转轴，所述横向转轴一端与叶轮垂直转动连接，中间位置通过轴承与支撑杆垂直连接，右侧固定设有齿轮，所述竖向转轴下端固定设有齿轮，上端连接发电机，中间垂直穿出右阀体转动连接。进一步的，传动组件中，两个所述齿轮为斜齿轮垂直啮合。进一步的，活塞伸出状态下，介质经过第一管道和第三管道连通进水口和控制腔，第一管道上依次设置第一针阀，上游电磁阀，第一针阀和上游电磁阀之间设有上游压力传感器；活塞收回状态下，介质经过第二管道和第三管道连通出水口和控制腔，第二管道上依次设置下游压力传感器，下游电磁阀，下游压力传感器和下游电磁阀之间设有第二针阀。进一步的，所述两边的外空腔相对于内空腔对称设置，内空腔直径大于外空腔直径，所述外空腔与进水腔连通，内空腔与出水腔连通，进水腔与出水腔连通，出水腔进口的宽度大于进水腔出口的宽度，进水腔等宽设置。进一步的，包括PLC控制柜，蓄电池设在在PLC控制柜内，所述PLC控制柜预设有正常工作下的压力值，上游电磁阀，上游压力传感器，下游电磁阀、下游压力传感器均与PLC控制柜信号连接，活塞上设有支柱，进一步的，所述支柱穿过控制腔，垂直于阀芯的底面设置，活塞和支柱前后滑动且二者间隙配合，所述支柱上设有位移传感器，所述位移传感器与PLC控制柜信号连接，所述上游电磁阀和所述下游电磁阀都是高频电磁阀，控制阀为球阀。进一步的，所述阀体包括左阀体和右阀体，左阀体和右阀体通过螺母紧固链接，二者之间设有密封圈，出水口设在右阀体上，活塞与活塞缸接触面设有密封圈，活塞缸(203)外侧与导流罩接触面设有密封圈。与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果如下。1、本专利技术采用调节阀、水力发电组件、发电机和支撑杆组合设计，水力发电组件(6)设置在调节阀内的下游，水力发电组件包括叶轮和传动组件，叶轮的扇叶对应活塞介质流通口，介质从进水腔到出水腔产生压差，驱动叶轮转动，叶轮通过传动组件驱动发电机旋转发电发电机与蓄电池连接，是将调节阀因调节介质压力、流量而产生的富余压力用于发电，是一种节能手段，且这种手段既获得了有用的电力，同时经过调节阀喷口处叶轮的消能，降低了管网富余压力对阀门设备造成的破坏，属于变害为宝的手段。2、与常规电力发电不同的是，该方案必须与阀门匹配，只有阀门的喷口部位，才会经常性的产生压差，只有一定的水压差，才会产生足够动能，才能够用于发电。3、此种发电手段，发出的电量对于一般用电设备来说电量有限，但是对于通过水力自控的阀门来说，其控制电力都属于弱电，这些电力完全够用，解决了市电、光伏发电、高能锂电池用于调节阀所具有的缺陷。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术一种水力自发电智能调节阀的结构示意图；图2是本专利技术一种水力自发电智能调节阀图1的B部放大图；图3是本专利技术一种水力自发电智能调节阀图1A-A面剖面图；图4是本专利技术一种水力自发电智能调节阀PLC控制柜的电路图。附图标记：1、调节阀；101、左阀体；102、右阀体；2、阀芯；201、导流罩；202、活塞；203、活塞缸；3、进水口；4、进水腔；5、出水口；6、水力发电组件；602、活塞鼠笼；603、叶轮；6031导流套；604、传动组件；6041、竖向转轴；6042、齿轮；6043、横向转轴；7、控制腔、8、外空腔；9、内空腔；10、微型针阀；11、第一管道；12、第二管道；13、第三管道；14、第一针阀；15、第二针阀；16、上游电磁阀；17、上游压力传感器；18、下游电磁阀；19、下游压力传感器；20、控制阀；21、PLC控制柜，22、支柱；23、位移传感器，24、出水腔；25、发电机；26支撑杆。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水力自发电智能调节阀，其特征在于：包括调节阀(1)、水力发电组件(6)、发电机(25)和支撑杆(26)，/n所述水力发电组件(6)设置在调节阀(1)内的下游，/n所述水力发电组件(6)包括叶轮(603)和传动组件(604)，/n所述叶轮(603)的扇叶外侧设有导流套(6031)，导流套(6031)对应活塞介质流通口，介质从进水腔(3)到出水腔(24)通过导流套(6031)的导流孔把高速水流的方向导向叶轮(603)，冲击叶轮(603)转动，叶轮(603)通过传动组件(604)驱动发电机(25)旋转发电，/n所述发电机(25)与蓄电池连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种水力自发电智能调节阀，其特征在于：包括调节阀(1)、水力发电组件(6)、发电机(25)和支撑杆(26)，
所述水力发电组件(6)设置在调节阀(1)内的下游，
所述水力发电组件(6)包括叶轮(603)和传动组件(604)，
所述叶轮(603)的扇叶外侧设有导流套(6031)，导流套(6031)对应活塞介质流通口，介质从进水腔(3)到出水腔(24)通过导流套(6031)的导流孔把高速水流的方向导向叶轮(603)，冲击叶轮(603)转动，叶轮(603)通过传动组件(604)驱动发电机(25)旋转发电，
所述发电机(25)与蓄电池连接。


2.根据权利要求1所述的一种水力自发电智能调节阀，其特征在于：调节阀(1)包括左阀体(101)、设置在左阀体(101)两端的进水口(3)、出水口(5)、设置在左阀体(101)内部的阀芯(2)、所述阀芯(2)包括导流罩(201)、活塞(202)和活塞缸(203)，
所述阀芯(2)与左阀体(101)之间形成进水腔(4)和出水腔(24)，
所述活塞(202)设置在阀芯(2)内部，活塞(202)与导流罩(201)密封配合形成控制腔(7)，所述活塞(202)与活塞缸(203)之间形成外空腔(6)和内空腔(9)，
所述外空腔(8)与进水腔(4)连通，所述内空腔(9)与出水腔(24)连通，
所述控制腔(7)通过第一管道(11)与第三管道(13)连接与进水口(3)连通，所述控制腔(7)通过管道(13)与第二管道(12)与出水口(5)连通，
所述第三管道(13)设有控制其通断的控制阀(20)。


3.根据权利要求1所述的一种水力自发电智能调节阀，其特征在于：所述活塞(202)靠近右侧端部设置活塞鼠笼(602)，所述叶轮(603)为U型设计，叶轮的长度略大于活塞鼠笼(602)的长度，发电状态下，叶轮(603)相对于活塞鼠笼(602)在轴向方向居中设置。


4.根据权利要求1所述的一种水力自发电智能调节阀，其特征在于：传动组件(604)包括横向转轴(6043)和纵向转轴(6041)，所述横向转轴(6043)一端与叶轮(603)垂直转动连接，中间位置通过轴承与支撑杆(26)垂直连接，右侧固定设有齿轮(6042)，所述竖向转轴下端固定设有齿轮(6042)，上端连接发电机(25)，中间垂直穿出右阀体(102)转动连接。


5.根据权利要求5所述的一种水力自发...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锐，王学攀，王东辉，王天彪，吴勤勤，
申请(专利权)人：博纳斯威阀门股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12