一种智能控制燃气自闭阀

技术领域

本发明涉及燃气自闭阀技术领域，特别是涉及到是一种智能控制燃气自闭阀。

背景技术

管道燃气自闭阀安装在户内燃气管路上，同时具有超压自动关闭、欠压自动关闭、过流自动关闭功能；安装在自闭阀内部过流组件，仅能实现一定大流量泄漏的检测和关阀功能，并不具备特别微小泄漏的检测功能、检测信息无线远传以及无线远程自动关闭的功能；而微小的燃气泄漏未被发现并及时采取措施，易造成财产损失或安全事故。

现有燃气自闭阀缺少异常微小流量检测、检测信息无线远传、燃气泄漏报警、远程自动关阀、高温自动关阀等功能，阀门无法实现全面的信息化管理及安全保障。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明提供了一种智能控制燃气自闭阀，用以解决现有技术中缺少异常微小泄漏检测、报警、检测远传、无线远程自动关阀、高温自动关阀和阀门无法实现全面的信息化管理及安全保障的技术问题。

(二)技术方案

本发明提供了一种智能控制燃气自闭阀，包括：用于设置在燃气管道上以控制所述燃气管道通断的阀体，所述阀体内设置有在超压或欠压时自动关闭所述阀体的调节组件；还包括驱动组件、检测组件和控制器。

所述驱动组件用于驱动所述调节组件往复移动，以打开或关闭所述阀体。

所述检测组件，用于获取所述燃气管道内的燃气状态信息。

所述控制器与所述检测组件电连接，用于根据从所述检测组件获取到的所述燃气状态信息控制所述驱动组件的开启与停止。

进一步的，还包括燃气总管、远端设施服务管理平台、报警装置，所述燃气总管电连接所述控制器，所述燃气总管电连接所述报警装置，所述燃气总管无线连接所述远端设施服务管理平台。

进一步的，所述调节组件包括：活塞杆组件、以及活动设置在所述阀体内的压力平衡组件，所述压力平衡组件将所述阀体分割为背压腔、阀腔；所述压力平衡组件能够随所述背压腔与所述阀腔之间的作用力的差值而往返移动；所述压力平衡组件与所述活塞杆组件传动连接，所述活塞杆组件可随所述压力平衡组件的移动而移动，进而关闭所述阀体；在所述阀体的顶部设置有按压组件，所述按压组件用于按压所述活塞杆组件进而使得所述活塞杆组件开启所述阀体；所述按压组件与所述活塞杆组件分离设置。

进一步的，所述阀体内设置有皮膜拉杆，所述驱动组件包括电机组件、滑块、齿轮、磁铁以及设置在皮膜拉杆上的齿条，所述电机组件驱动轴上设置有所述齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，所述皮膜拉杆下端的下方设置有所述磁铁，所述磁铁上方设置有固定板,所述皮膜拉杆穿透所述固定板，所述磁铁吸合在所述固定板上并与所述皮膜拉杆下端相贴合，所述磁铁与所述滑块固定连接，所述滑块在所述皮膜拉杆的移动下驱动所述活塞组件往复移动，以打开或关闭所述阀体。

所述齿轮为部分齿结构，所述电机组件逆时针旋转打开所述阀体所述阀体过程中，所述齿轮与所述齿条为有齿啮合，所述电机组件继续旋转至所述齿轮到达初始位置时，所述齿轮与所述齿条处于无齿脱离状态。

进一步的，还包括所述过流组件，所述过流组件包括过流片、过流弹簧、过流前盖、过流后盖；所述过流后一端盖插合在过流前盖内部，所述过流前盖和过流后盖形成的空间内设置有所述过流片，所述过流前盖和过流后盖的轴线上均设置有导线孔，所述过流前盖和过流后盖均设置有气流通道，所述过流片沿所述导向孔移动用于贴合和远离所述过流后盖上设置的气流通道，当所述过流片贴合所述过流后盖上设置的气流通道时，所述过流片关闭所述阀体，所述过流弹簧用于向所述过流片施加弹力，所述过流弹簧用于带动所述过流片远离所述过流后盖上设置的气流通道，此时所述过流片开启所述阀体。

进一步的，所述检测组件包括压力传感器、阀口位置传感器、手阀位置传感器、温度传感器。

进一步的，所述阀体内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器电连接，所述压力传感器用于检测所述阀体内的气压压力，将检测到的所述气压压力反馈给所述控制器，所述控制器根据检测到的所述气压压力控制所述阀体打开或关闭。

进一步的，所述阀体内设置有阀口位置传感器，所述阀口位置传感器与所述控制器电连接，所述阀口位置传感器由用于检测所述阀体的打开或关闭，并将检测到的信息反馈给所述控制器。

进一步的，所述阀体上设置有手动阀门组件，所述手动阀门组件设位置手阀位置传感器，所述手阀位置传感器与所述控制器电连接，用于手阀位置传感器，所述手阀位置传感器用于检测所述手动阀门组件打开或关闭，并反馈给所述控制器。

进一步的，所述阀体上设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测所述阀体附近的温度，当检测到所述阀体附近温度高于所述控制器的预设定值时，所述控制器控制所述驱动组件快速关闭所述阀体。

(三)有益效果

本发明实施例提供了一种智能控制燃气自闭阀，继承原有机械式燃气自闭阀的所有功能的基础上，通过模块化设计，集成了燃气微泄漏检测、检测信息无线远传、燃气泄漏声光报警、高温自动关阀、就地自动关阀、远程主动开关阀等功能于一体；

同时设计户内燃气控制面板，在智能控制燃气自闭阀的基础上融合燃气报警装置，实现户内燃气安全使用的多重保护，从而实现户内燃气使用零事故的目标。

(1)弥补现有自闭阀不具备微量泄漏检测的功能，使自闭阀类产品功能更齐全、更安全可靠。

(2)模块化设计，在不影响原有自闭阀功能、结构的基础上进行增加微泄漏检测、燃气泄漏声光报警、远程自动开关阀、高温自动关阀等功能，可以根据不同使用工况的需求进行自由搭配组装，实现功能多样化。

(3)智能控制燃气自闭阀实现机械、电控双重保护，在保留原有机械式的超压关闭、欠压关闭、过流关闭的基础上，实现了超压、欠压、过流的电气数字化控制的额双重保护，提高产品的控制精度，同时可以实现产品控制的一致性以及控制精度的特殊化定制，可以根据不同使用工况设定自闭阀的超压关闭值、欠压关闭值、过流自动关闭值，实现更精确、经济、安全的户内燃气使用。

(4)可并入物联网使用，采集管道燃气压力参数，实现燃气使用信息的实时有效，从而进行大数据分析、管理，最终实现户内燃气智慧管理与使用。

(5)用户可实现远程主动关阀，使用户用气更安全、便捷。

(6)设置的燃气总管控制面板，可以灵活集成户内燃气报警及其他燃气设施，实现户内燃气的集中管理，同时增加燃气泄漏的检测方法，保障用户的安全用气。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例提供的一种智能远传燃气自闭阀的结构组成示意图。

图2为本发明实施例提供的一种智能远传燃气自闭阀的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种智能远传燃气自闭阀及电机组件、驱动组件位置结构示意图。

图4为本发明实施例提供的一种智能远传燃气自闭阀的驱动组件的齿轮离合状态结构示意图。

图5为本发明实施例提供的一种智能远传燃气自闭阀的驱动组件的齿轮啮合状态结构示意图。

图6为本发明实施例提供的一种智能远传燃气自闭阀的过流组件打开状态示意图

图7为本发明实施例提供的一种智能远传燃气自闭阀的过流组件关闭状态示意图。

附图标记：

1阀体、2手动阀门组件、3驱动组件、4按压组件、5控制器、6燃气总管、7报警装置、8活塞杆组件、9电机组件、10滑块、11齿轮、12磁铁、13齿条、14皮膜拉杆、15过流组件、16过流片、17过流弹簧、18过流前盖、19过流后盖、20压力传感器、21阀口位置传感器、22手阀位置传感器、23温度传感器、24固定板。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例1

请参见图1-图7，本发明实施例提供了一种智能控制燃气自闭阀，包括：用于设置在燃气管道上以控制所述燃气管道通断的阀体1，所述阀体1内设置有在超压或欠压时自动关闭所述阀体1的调节组件；还包括驱动组件3、检测组件和控制器5。

所述驱动组件3用于驱动所述调节组件往复移动，以打开或关闭所述阀体1。

所述检测组件，用于获取所述燃气管道内的燃气状态信息。

所述控制器5与所述检测组件电连接，用于根据从所述检测组件获取到的所述燃气状态信息控制所述驱动组件3的开启与停止。

在一个实施例中，如图1所示，还包括燃气总管6、远端设施服务管理平台、报警装置7，所述燃气总管6电连接所述控制器5，所述燃气总管6电连接所述报警装置，所述燃气总管6无线连接所述远端设施服务管理平台。

在一个实施例中，如图2，所示所述调节组2件包括：活塞杆组件8、以及活动设置在所述阀体1内的压力平衡组件，所述压力平衡组件将所述阀体1分割为背压腔、阀腔；所述压力平衡组件能够随所述背压腔与所述阀腔之间的作用力的差值而往返移动；所述压力平衡组件与所述活塞杆组件8传动连接，所述活塞杆组件8可随所述压力平衡组件的移动而移动，进而关闭所述阀体1；在所述阀体1的顶部设置有按压组件4，所述按压组件4用于按压所述活塞杆组件8进而使得所述活塞杆组件8开启所述阀体1；所述按压组件4与所述活塞杆组件8分离设置。

在一个实施例中，如图3-5所示，所述阀体1内设置有皮膜拉杆14，所述驱动组件3包括电机组件9、滑块10、齿轮11、磁铁12以及设置在皮膜拉杆14上的齿条13，所述电机组件9驱动轴上设置有所述齿轮11，所述齿轮11与所述齿条13啮合，所述皮膜拉杆14下端的下方设置有所述磁铁12，所述磁铁12上方设置有固定板24,所述皮膜拉杆14穿透所述固定板24，所述磁铁12吸合在所述固定板24上并与所述皮膜拉杆14下端相贴合，所述磁铁12与所述滑块10固定连接，所述滑块10在所述皮膜拉杆14的移动下驱动所述活塞组件8往复移动，以打开或关闭所述阀体1。

所述齿轮11为部分齿结构，所述电机组件9逆时针旋转打开所述阀体1所述阀体1过程中，所述齿轮11与所述齿条13为有齿啮合，所述电机组件9继续旋转至所述齿轮11到达初始位置时，所述齿轮11与所述齿条13处于无齿脱离状态。

在一个实施例中，如图6、7所示，还包括所述过流组件15，所述过流组件15包括过流片16、过流弹簧17、过流前盖18、过流后盖19；所述过流后一端盖插合在过流前盖18内部，所述过流前盖18和过流后盖19形成的空间内设置有所述过流片16，所述过流前盖18和过流后盖19的轴线上均设置有导线孔，所述过流前盖18和过流后盖19均设置有气流通道，所述过流片16沿所述导向孔移动用于贴合和远离所述过流后盖19上设置的气流通道，当所述过流片16贴合所述过流后盖19上设置的气流通道时，所述过流片16关闭所述阀体1，所述过流弹簧17用于向所述过流片16施加弹力，所述过流弹簧17用于带动所述过流片16远离所述过流后盖19上设置的气流通道，此时所述过流片16开启所述阀体1。

在一个实施例中，如图1-3所示，所述检测组件包括压力传感器20、阀口位置传感器21、手阀位置传感器22、温度传感器23。

在一个实施例中，如图1-3所示，所述阀体1内设置有压力传感器20，所述压力传感器20与所述控制器5电连接，所述压力传感器20用于检测所述阀体1内的气压压力，将检测到的所述气压压力反馈给所述控制器5，所述控制器5根据检测到的所述气压压力控制所述阀体1打开或关闭。

在一个实施例中，如图1-3所示，所述阀体1内设置有阀口位置传感器21，所述阀口位置传感器21与所述控制器5电连接，所述阀口位置传感器21由用于检测所述阀体1的打开或关闭，并将检测到的信息反馈给所述控制器5。

在一个实施例中，如图1-3所示，所述阀体1上设置有手动阀门组件2，所述手动阀门组件2设位置手阀位置传感器22，所述手阀位置传感器22与所述控制器5电连接，用于手阀位置传感器22，所述手阀位置传感器22用于检测所述手动阀门组件2打开或关闭，并反馈给所述控制器5。

在一个实施例中，如图1-3所示，所述阀体1上设置有温度传感器23，所述温度传感器23用于检测所述阀体1附近的温度，当检测到所述阀体1附近温度高于所述控制器5的预设定值时，所述控制器5控制所述驱动组件3快速关闭所述阀体1。

本发明实施例提供了一种智能控制燃气自闭阀的工作原理如下：

(1)手动开阀

智能控制燃气自闭阀继续保留手动提拉开阀功能，提钮组件采用双提钮一键开关结构，避免误操作，频繁报修的现象。通过提拉提钮组件，带动皮皮膜拉杆14向上运动，滑块10继而推动活塞杆组件8向左移动，打开阀口，皮膜拉杆14在齿条13吸力与气压力的共同作用下达到平衡状态，保持阀口处于开位状态。

(2)就地电动开阀

智能控制燃气自闭阀可通过燃气总管6面板上的开阀按钮直接操作电动开阀，当控制器5接收燃气总管6发出的开阀指令，继而控制电机组件9逆时针旋转，带动电机组件9前端的齿轮11旋转，转动至特定位置时与皮膜拉杆14上的齿条13啮合，继而皮膜拉杆14上移，使阀门打开；齿轮11设计为部分齿结构，齿轮11继续旋转至初始位置后停止，此时齿条与齿轮11无齿啮合，处于脱离状态，保证皮膜拉杆14需关阀上下移动时无阻碍。

电动开阀功能可解决部分用户将自闭阀安装于不便手动操作的遮挡位置，此时可通过操作燃气总管6上的开阀按钮直接开阀，同时燃气总管6可以通过阀口位置传感器21检测的信号，在显示屏上显示阀门“开启”。

(3)远程主动关阀

当用户外出未关闭手动阀门或者不确定是否关闭手动阀门，用户可主动要求远程服务平台进行远程关阀；通过远程服务平台发指令给燃气总管6，当控制器5接收燃气总管6发出的关阀指令，继而控制电机组件9顺时针旋转，带动电机组件9前端的齿轮11旋转，转动至特定位置时与皮膜拉杆14上的齿条啮合，继而带动皮膜拉杆14下移，使阀门快速关闭；齿轮11继续旋转至初始位置后停止；此时在燃气总管6显示屏上显示阀门“关闭”。

同时远程服务平台可通过大数据管理，监测到用户异常用气、长时间未用气等状况，可进行主动远程关阀，杜绝安全隐患，确保用户用气安全。

(4)超压自动关闭

智能控制燃气自闭阀设计有机械式超压自动关闭和电控式超压自动关闭两种安全保护机构，相互补充辅助，保证超压时快速有效关闭燃气。

机械式超压自动关闭：当燃气压力较高时，燃气作用于皮膜上的有效压力大于齿条13和固定板24之间的磁力，在合力的作用下皮膜拉杆14与齿条13脱开，滑块10在齿条13下端面吸力的作用下下移，活塞杆组件8右移，阀口被关闭，燃气被自动切断，超压关闭功能实现。

电控式超压自动关闭：在机械式超压自动关闭的基础上，在阀体1出气端安装压力传感器20，检测阀门出气端压力值，当检测到压力值大于程序预定的标准值时，控制器5给出关阀信号，电机带动齿轮11转动快速关闭阀门。电控式超压关闭值可进行人工设定，超压管控更精确稳定，同时可以进行特殊化定制超压关闭值。

(5)欠压自动关闭

智能控制燃气自闭阀设计有机械式欠压自动关闭和电控式欠压自动关闭两种安全保护机构，相互补充辅助，保证欠压时快速有效关闭燃气。

机械式欠压自动关闭：当燃气压力较低时，燃气作用于皮膜上的有效压力小于齿条13和固定板24之间的磁力(还有皮膜和皮膜拉杆14的重力)，在合力的作用下滑块10下移，活塞杆组件8右移，阀口被关闭，燃气被自动切断，欠压关闭功能实现。

电控式欠压自动关闭：在机械式超压自动关闭的基础上，在阀体1出气端安装压力传感器20，检测阀门出气端压力值，当检测到压力值小于控制器5预定的标准值时，控制器5给出关阀信号，电机带动齿轮11转动快速关闭阀门。电控式欠压关闭值可进行人工设定，欠压管控更精确稳定，同时可以进行特殊化定制欠压关闭值。

(6)过流自动关闭

智能控制燃气自闭阀设计有机械式过流自动关闭和电控式过流自动关闭两种安全保护机构，相互补充辅助，保证过流时快速有效关闭燃气。

机械式过流自动关闭：当燃气流量较大时，燃气通过过流组件15时会推动过流片16产生位移，因燃气流量较大，故燃气作用到过流片16上的压力大于过流弹簧17的预紧力，在合力的作用下过流片16移动关闭进气通道，使得进入下壳体内的燃气量急剧下降；此时燃气作用于皮膜上的有效压力小于齿条13和固定板24之间的磁力(还有皮膜和皮膜拉杆14的重力)，在合力的作用下皮膜拉杆14下移，阀体1通路被自动切断，过流关闭功能实现；

智能远传燃气自闭阀检测到出气端压力变化，并通过内部特定算法判断出阀门出口流量大于设定值时，控制器5给出关阀信号，电机带动齿轮11转动快速关闭阀门；实现阀门远程过流自动关闭和过流组件15机械过流关闭的双重保护；远程过流自动关闭值可自行设置，当监测到流量超过设定值，电机旋转，关闭阀门。

(7)微量泄漏检测远传

智能远传燃气自闭阀可以通过检测出气端压力变化，并通过内部特定算法判断出被测管段是否出现微量泄漏，若判断存在微量泄漏，控制器5发送信号至燃气总管6，燃气总管6屏幕上高亮显示“泄漏”警示，同时燃气总管6上的声光报警装置启动，红光闪烁、报警声响起，警示用户存在燃气泄漏，立即关闭入户球阀并报修；同时燃气总管6通过无线传输将泄漏报警信息上传至远程服务平台。

微量泄漏检测是在自闭阀关闭(阀口关闭或手动阀门关闭)状态下进行，首先阀口位置传感器21与手动阀门位置传感给出状态信号，控制器5进行处理分析，判断阀门是否处于关闭状态；判定为关阀状态后，控制器5按预定时间、频率对出气端的压力进行分析计算，判断被测管段是否存在微量泄漏。

(8)高温自动关闭

智能控制燃气自闭阀内部设置有温度传感器23，可以检测阀门附近温度，当检测到阀门附近温度高于程序预设定值时，控制器5给出关阀信号，电机带动齿轮11转动快速关闭阀门，从而切断气源，保证用户使用现场因着火或其他外界因素造成温度异常升高，从而印引发安全事故；同时通过燃气总管6给出高温报警警示，以及上传信息至远传服务平台，远传服务平台进而快速派出人员指导排除故障。

本发明实施例提供了一种智能控制燃气自闭阀，继承原有机械式燃气自闭阀的所有功能的基础上，通过模块化设计，集成了燃气微泄漏检测、检测信息无线远传、燃气泄漏声光报警、高温自动关阀、就地自动关阀、远程主动开关阀等功能于一体。

同时设计户内燃气控制面板，在智能控制燃气自闭阀的基础上融合燃气报警装置，实现户内燃气安全使用的多重保护，从而实现户内燃气使用零事故的目标。

(1)弥补现有自闭阀不具备微量泄漏检测的功能，使自闭阀类产品功能更齐全、更安全可靠。

(2)模块化设计，在不影响原有自闭阀功能、结构的基础上进行增加微泄漏检测、燃气泄漏声光报警、远程自动开关阀、高温自动关阀等功能，可以根据不同使用工况的需求进行自由搭配组装，实现功能多样化。

(3)智能控制燃气自闭阀实现机械、电控双重保护，在保留原有机械式的超压关闭、欠压关闭、过流关闭的基础上，实现了超压、欠压、过流的电气数字化控制的额双重保护，提高产品的控制精度，同时可以实现产品控制的一致性以及控制精度的特殊化定制，可以根据不同使用工况设定自闭阀的超压关闭值、欠压关闭值、过流自动关闭值，实现更精确、经济、安全的户内燃气使用。

(4)可并入物联网使用，采集管道燃气压力参数，实现燃气使用信息的实时有效，从而进行大数据分析、管理，最终实现户内燃气智慧管理与使用。

(5)用户可实现远程主动关阀，使用户用气更安全、便捷。

(6)设置的燃气总管控制面板，可以灵活集成户内燃气报警及其他燃气设施，实现户内燃气的集中管理，同时增加燃气泄漏的检测方法，保障用户的安全用气。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。