一种阀门的自清洗检测系统

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种阀门的自清洗检测系统。

背景技术

蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。在管道上主要起切断和节流作用。具有截止、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，是工业输送系统的重要控制部件之一。

蝶阀的工作原理为：执行器或手轮驱动阀杆转动，阀杆带动阀瓣转动，阀瓣与阀体之间由密封状态至打开状态，打开程度越大，阀瓣转动角度越大至完全打开，阀瓣与阀体之间的密封由密封圈实现，而粘稠物或杂质粘附在阀瓣与阀体连接处，日积月累，阀杆转动的阻力越大，对阀芯的整体使用寿命有一定的影响，且内部的杂质不清理，阀门使用卫生性不达标。现有技术中缺少对阀门密封位置的有效清洁。

发明内容

本发明的目的是提供一种阀门的自清洗检测系统，其具有无需拆卸即可对阀门密封位置清洁的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种阀门的自清洗检测系统，包括动力件、阀门、检测子系统、控制子系统和外清洁组件，

所述外清洁组件包括连接在阀座外侧的清洁座，所述清洁座连接有液压传感器和若干喷淋组件，所述喷淋组件包括朝向阀座的喷头、与清洁座连接的水箱、连接水箱与喷头的喷水管和设置于喷水管与喷头之间的单向阀，所述水箱包括清洁腔和原液腔，所述清洁腔内用于容纳清洁用液体，所述原液腔用于容纳管道内运输的液体，所述水箱与喷水管通过三通电磁阀连通，所述喷水管上还连接有水泵，所述喷水管包括弹簧段，水泵工作时，所述弹簧段在水压作用下伸长，使得喷头伸出清洁座的内壁，所述喷头远离喷水管的一侧设置有密封板，所述清洁座上开设有与密封板配合的清洁孔，所述清洁孔自清洁座的内壁向清洁座的外壁横截面尺寸变小，所述密封板对应设置，水泵未工作时，所述密封板封堵于密封孔处，且密封板与清洁座内壁平行，所述清洁孔朝向清洁座内壁的一端设置有清洁密封环，所述密封板与清洁密封环抵触形成密封。

进一步设置：所述清洁座设置于阀门出水一侧。

进一步设置：所述清洁孔沿清洁座轴向设置有至少6个。

通过采用上述技术方案，清洁座与阀座尺寸相近，法兰安装于阀座侧面，在未清洁时，密封板将密清洁孔密封，流体在阀门和清洁组件处正常流动，在需要清洁时，将通过阀门的流体先进行阻断，三通电磁阀根据控制指令连通喷水管与水箱的清洁腔或原液腔，水泵启动，产生水压，喷水管的弹簧段由于水压作用伸长，使得喷头伸出清洁座对阀座内密封位置进行冲洗；连通原液腔进行清洗时清洗主要是通过水压冲洗作用，将吸附残留在阀座密封位置的杂质异物冲掉，同时避免影响输送管道和阀门处的内环境；连通清洁腔进行清洗时，可以根据运输流体，选用合适清洁液来对阀门处进行彻底清洗，主要用于即将更换运输流体的情况。

密封孔朝向清洁座内壁一侧设置为喇叭状，密封板对应设置为有倾斜侧壁，在运输流体时，液体压力作用于密封板，使密封板朝外运动，将清洁密封环压紧，保证未清洁时，清洁座的密封性，避免污染。

进一步设置：所述检测子系统包括扭矩传感器和阀门位置检测组件，所述动力件通过第一联轴器与扭矩传感器连接，所述扭矩传感器通过第二联轴器与阀门连接，所述扭矩传感器与控制子系统电连接；

所述阀门位置检测组件包括设置于阀座处的检测腔，所述阀杆上连接有凸轮，所述检测腔内设置有压力传感器，所述压力传感器上连接有检测弹性体，所述检测弹性体与凸轮抵触，所述压力传感器与控制子系统电连接；

所述控制子系统包括输入模块、控制中心、报警模块和数据收集模块，所述数据收集模块与扭矩传感器、压力传感器和液压传感器电连接，所述控制中心接收来自输入模块和数据收集模块的信息，所述控制中心控制驱动件、三通阀和水泵的工作状态。

进一步设置：所述凸轮与阀杆键连接。

通过采用上述技术方案，阀杆转动的过程中，凸轮对检测弹性体挤压，从而产生不同的压力，根据压力情况可以推算凸轮与检测弹性体抵触位置，从而得出阀杆转动角度和阀门所处位置。扭矩传感器、压力传感器和液压传感器结合将阀门以及阀内液体压状态进行监控，并且可以利用控制中心控制阀门的启停以及外清洁组件的工作状态。

进一步设置：所述自清洗检测系统包括扭矩检测提醒方法，包括如下步骤：

步骤1：在安装完成阀门，记录前三次通过运输流体状态下阀门启闭过程的扭矩信息和阀门位置信息，分别记录不同阀门位置对应扭矩的平均值，作为初始扭矩信息集合；

步骤2：通过输入模块向控制中心输入设定偏差比例；

步骤3：扭矩传感器与压力传感器实时监测阀门扭矩和位置信息，并将信息传递至数据收集模块，每次阀门从打开到闭合得到一组实时扭矩信息集合，并发送给控制中心；

步骤4：控制中心将实时扭矩信息集合与初始扭矩信息集合进行比对，若实时扭矩信息集合与初始扭矩信息集合的偏差比例超过设定偏差比例，控制中心控制报警模块发出提醒信息。

通过采用上述技术方案，每次阀门的启闭得到的扭矩数据与初始扭矩数据进行对比，可以及时发现阀门扭矩异常情况，而在长时间未使用时，也不会进行检测，适合较少启停，长时间作业的阀门。

进一步设置：所述自清洗检测系统包括原液外清洁控制方法，包括如下步骤：

步骤A：输入模块将外清洁命令传递至控制中心；

步骤B：控制中心从数据处理模块调取压力传感器确定阀门状态，并调取液压传感器信息，确定阀门未处于工作状态；

步骤C：控制中心控制动力件启动，使阀板转动一定角度，并控制三通电磁阀连通原液腔和喷水管，然后启动水泵，使喷头伸出清洁座。

进一步设置：所述自清洗检测系统包括清洁液外清洁控制方法，包括如下步骤：

步骤A：输入模块将外清洁命令传递至控制中心；

步骤B：控制中心从数据处理模块调取压力传感器确定阀门状态，并调取液压传感器信息，确定阀门未处于工作状态；

步骤C：控制中心控制动力件启动，使阀板转动一定角度，并控制三通电磁阀连通清洁腔和喷水管，然后启动水泵，使喷头伸出清洁座。

进一步设置：冲洗时，阀板开启角度控制为15°。

通过采用上述技术方案，阀板小角度开启时，既可以将阀座的密封位置暴露喷头前，并且在喷洗时，可以对阀板边缘同时进行清洗，提高清洁效果。

进一步设置：所述阀门包括阀板、阀座和阀杆，所述阀杆包括第一牵引孔，所述阀板包括第二牵引孔，所述阀板的周向侧面上设置有密封槽，所述密封槽处安装有密封圈，所述密封圈朝向密封槽的槽底的一侧设置有若干扩张环，所述扩张环背离密封圈的一侧设置有调节凸块，所述密封槽的槽底转动连接有调节轮，所述调节轮的周向包括容纳调节凸块的密封段和与调节凸块抵触的清洁段，所述密封槽的槽底设置有牵引槽，所述调节轮的内侧连接有牵引绳，所述牵引绳依次穿过牵引槽、第二牵引孔和第一牵引孔后与阀座连接，所述牵引槽内固定有复位弹簧，所述复位弹簧一端与牵引槽固定，另一端与调节轮连接，所述复位弹簧用于调节轮的复位。

通过采用上述技术方案，在阀板打开状态时，调节凸块与调节轮的清洁段抵触，扩张环向外扩张，密封圈被拉伸，部分顶出密封槽，密封圈与密封槽在阀门关闭状态时抵触部位外移，在该抵触位置积累的杂质和异物也被带出，随着运输液体被带走，避免在密封圈处发生污染物累计。

进一步设置：所述牵引绳包括外圈和内线，所述外圈采用树脂材料，所述内线为碳纤维芯线，所述碳纤维芯线包括至少三束碳纤维束，每束碳纤维束中包含10000-100000根碳纤维。

通过采用上述技术方案，碳纤维芯线强度高，重量轻，具有较长的使用寿命，控制稳定。

附图说明

图1是实施例1的整体结构示意图；

图2是实施例1在图1中A处的结构示意图；

图3是实施例1在图1中B处的结构示意图；

图4是实施例2中阀板处的剖视结构示意图；

图5是实施例2中阀门沿阀杆轴向的剖视结构示意图。

图中，1、动力件；2、阀门；21、阀座；211、检测腔；212、压力传感器； 213、检测弹性体；22、阀杆；221、凸轮；222、第一牵引孔；23、阀板；231、第二牵引孔；232、密封槽；2321、牵引槽；24、密封圈；25、扩张环；251、调节凸块；26、调节轮；261、密封段；262、清洁段；27、牵引绳；28、复位弹簧；3、外清洁组件；301、清洁座；302、液压传感器；303、喷头；304、水箱；305、喷水管；306、单向阀；3041、清洁腔；3042、原液腔；3043、三通电磁阀；307、水泵；3051、弹簧段；308、密封板；309、清洁孔；310、清洁密封环；4、扭矩传感器；5、第一联轴器；6、第二联轴器；7、控制中心；8、报警模块；9、数据收集模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种阀门的自清洗检测系统，参照图1至图3，包括动力件1、阀门2、检测子系统、控制子系统和外清洁组件3，

外清洁组件3包括法兰连接在阀座21出水一侧的清洁座301，清洁座301 连接有液压传感器302和若干喷淋组件，喷淋组件包括朝向阀座21的喷头303、与清洁座301连接的水箱304、连接水箱304与喷头303的喷水管305和设置于喷水管305与喷头303之间的单向阀306。水箱304包括清洁腔3041和原液腔 3042，清洁腔3041内用于容纳清洁用液体，原液腔3042用于容纳管道内运输的液体，水箱304与喷水管305通过三通电磁阀3043连通。喷水管305上还连接有水泵307，喷水管305包括弹簧段3051，水泵307工作时，弹簧段3051在水压作用下伸长，使得喷头303伸出清洁座301的内壁，喷头303远离喷水管 305的一侧设置有密封板308，清洁座301上开设有与密封板308配合的清洁孔 309，清洁孔309沿清洁座301轴向设置有6个，喷头303、单向阀306和密封板308对应设置有6组，清洁孔309朝向清洁座301内壁的一端自清洁座301 的内壁向清洁座301的外壁横截面尺寸变小，密封板308对应设置，水泵307 未工作时，密封板308封堵于密封孔处，且密封板308与清洁座301内壁平行，清洁孔309朝向清洁座301内壁的一端设置有清洁密封环310，密封板308与清洁密封环310抵触形成密封。

在未清洁时，密封板308将密清洁孔309密封，流体在阀门2和清洁组件处正常流动，在需要清洁时，将通过阀门2的流体先进行阻断，三通电磁阀3043 根据控制指令连通喷水管305与水箱304的清洁腔3041或原液腔3042，水泵 307启动，产生水压，喷水管305的弹簧段3051由于水压作用伸长，使得喷头 303伸出清洁座301对阀座21内密封位置进行冲洗。

检测子系统包括扭矩传感器4和阀门位置检测组件，扭矩传感器4对阀门2 转动扭矩进行检测，动力件1通过第一联轴器5与扭矩传感器4连接，扭矩传感器4通过第二联轴器6与阀门2连接，扭矩传感器4与控制子系统电连接。

阀门位置检测组件包括设置于阀座21处的检测腔211，阀杆22上键连接有凸轮221，检测腔211内设置有压力传感器212，压力传感器212上连接有检测弹性体213，检测弹性体213与凸轮221抵触，压力传感器212与控制子系统电连接。

阀杆22转动的过程中，凸轮221对检测弹性体213挤压，从而产生不同的压力，根据压力情况可以推算凸轮221与检测弹性体213抵触位置，从而得出阀杆22转动角度和阀门2所处位置。

控制子系统包括输入模块、控制中心7、报警模块8和数据收集模块9，数据收集模块9与扭矩传感器4、压力传感器212和液压传感器302电连接，控制中心7接收来自输入模块和数据收集模块9的信息，控制中心7控制驱动件、三通阀和水泵307的工作状态。

自清洗检测系统包括扭矩检测提醒方法，包括如下步骤：

步骤1：在安装完成阀门2，记录前三次通过运输流体状态下阀门2启闭过程的扭矩信息和阀门位置信息，分别记录不同阀门位置对应扭矩的平均值，作为初始扭矩信息集合；

步骤2：通过输入模块向控制中心7输入设定偏差比例；

步骤3：扭矩传感器4与压力传感器212实时监测阀门2扭矩和位置信息，并将信息传递至数据收集模块9，每次阀门2从打开到闭合得到一组实时扭矩信息集合，并发送给控制中心7；

步骤4：控制中心7将实时扭矩信息集合与初始扭矩信息集合进行比对，若实时扭矩信息集合与初始扭矩信息集合的偏差比例超过设定偏差比例，控制中心7控制报警模块8发出提醒信息。

自清洗检测系统包括原液外清洁控制方法，包括如下步骤：

步骤A：输入模块将外清洁命令传递至控制中心7；

步骤B：控制中心7从数据处理模块调取压力传感器212确定阀门2状态，并调取液压传感器302信息，确定阀门2未处于工作状态；

步骤C：控制中心7控制动力件1启动，使阀板23开启角度为15°，并控制三通电磁阀3043连通原液腔3042和喷水管305，然后启动水泵307，使喷头 303伸出清洁座301。

自清洗检测系统包括清洁液外清洁控制方法，包括如下步骤：

步骤A：输入模块将外清洁命令传递至控制中心7；

步骤B：控制中心7从数据处理模块调取压力传感器212确定阀门2状态，并调取液压传感器302信息，确定阀门2未处于工作状态；

步骤C：控制中心7控制动力件1启动，使阀板23开启角度为15°，并控制三通电磁阀3043连通清洁腔3041和喷水管305，然后启动水泵307，使喷头 303伸出清洁座301。

实施例2：一种阀门的自清洗检测系统，如图4和图5所示，本实施例2与实施例1的差别在于阀门2处结构不同，具体为：阀门2包括阀板23、阀座21 和阀杆22，阀杆22包括第一牵引孔222，阀板23包括第二牵引孔231，阀板 23的周向侧面上设置有密封槽232，密封槽232处安装有密封圈24。密封圈24 朝向密封槽232的槽底的一侧设置有均匀开设六个的扇环形扩张槽，扩张槽内卡设有六个扩张环25，扩张环25背离密封圈24的一侧设置有圆弧形的调节凸块251。密封槽232的槽底转动连接有调节轮26，调节轮26的周向包括容纳调节凸块251的密封段261和与调节凸块251抵触的清洁段262，密封槽232的槽底设置有牵引槽2321，调节轮26的内侧连接有牵引绳27，牵引绳27依次穿过牵引槽2321、第二牵引孔231和第一牵引孔222后与阀座21连接。牵引绳 27包括外圈和内线，外圈采用树脂材料，内线为碳纤维芯线，碳纤维芯线包括至少三束碳纤维束，每束碳纤维束中包含10000-100000根碳纤维。牵引槽2321 内固定有复位弹簧28，复位弹簧28一端与牵引槽2321固定，另一端与调节轮 26连接，复位弹簧28用于调节轮26的复位。

在阀板23打开状态时，调节凸块251与调节轮26的清洁段262抵触，扩张环25向外扩张，密封圈24被拉伸，部分顶出密封槽232，密封圈24与密封槽232在阀门2关闭状态时抵触部位外移，在该抵触位置积累的杂质和异物也被带出，随着运输液体被带走，避免在密封圈24处发生污染物累计。在关闭阀门2过程中，调节环在复位弹簧28的作用下转动，使得调节凸块251位于密封段261处，密封圈24缩入密封槽232处，用于与阀座21配合密封。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。