[发明专利]一种集发电、数据采集、自动控制功能于一体的智能减压阀及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及阀门领域，更具体地，涉及集发电、数据采集、自动控制功能于一体的智能减压阀及控制方法。

背景技术

目前，全球资源紧缺，水资源、气体源等各种能源都处在紧缺状态，针对水资源来说，智慧水务的理念应运而生，怎样来进行节水，实现有效的漏损控制，其中美国和意大利先后提出了一些先进的带流量检测功能的压力阀门，它们可将漏损控制得尽量小，但其流量检测装置需外接电源或电池，依赖于外界供电，且其仅需对流量参数进行检测，耗电量小。然而智慧水务远不只局限于漏损控制，还需要对水质等各项参数进行测定，以便对阀内流通的水作全面评价，因此需要加入多种类型的检测仪器，此时简单设置的外接电源或电池已无法充分驱使各类检测仪器的同时运作，如为达到全面供电的效果，则需对外接电源或电池进行复杂设计，这样一来工程量大，成本高，后期维护麻烦。

现有技术中也已有水流发电的相关案例，但其仅是水流发电与阀门的结合，并未涉及到检测模块，即现有技术中尚不存在利用水流发电的电能为检测模块供电的案例。同时现有技术的水流发电技术主要是利用流体作用力直接推动涡轮旋转，现有技术也有采用球型的转轮的，从而带动电磁感应发电机进行发电，但其涡轮并未具体针对水流的过流量进行相关设计，即水流量大时，将对涡轮产生较大冲击，有可能导致涡轮损坏，同时因水流量的不均匀，在流经涡轮时，电磁感应发电机发电不稳定，将直接影响其充电电池的使用寿命。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种能够无需外接电源、自动进行阀体内数据检测并根据检测结果进行自我闭环控制的集发电、数据采集、自动控制功能于一体的智能减压阀。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

提供一种集发电、数据采集、自动控制功能于一体的智能减压阀，包括减压阀阀体，阀体设有控制阀体开度的执行器，还包括发电装置、数据采集组件、数据处理装置和显示终端；

所述发电装置用于为数据采集组件、数据处理装置以及阀门的执行器提供工作电源，包括垂直于流体流向设置的发电组件和设于阀体外部的电池组件；所述发电组件包括发电机组和转轮，所述转轮通过转轴与发电机组的转子连接；所述转轮包括叶片、上底座和下底座，所述叶片的两端部通过上底座和下底座与转轴固定连接,上底座和下底座与同一叶片的两个连接位置不在同一垂线上；所述叶片均匀地分布在转轴周围；

所述数据采集组件设于阀体阀前和/或阀内和/或阀后，用于实时采集阀体内介质参数并将参数传输至数据处理装置和显示终端；所述数据处理装置根据数据采集组件提供的实时参数来对执行器进行相应操作。

本发明的智能减压阀通过自身的发电装置进行发电，为自身的用电元件提供电能，无需额外电源。本发明相对于一般的带有球型转轮发电装置，其叶片位置的设置，相当于叶片对称的转轮进了一定角度的扭转，导致上、下、左、右半球均不对称。由于其叶片的特殊设计，流体能够更加全面地接触叶片，提高流体的利用率，提高发电效率。在流体流量减小或流速降低的情况下，相对于现有技术，本发明能够降低主轴速度减小的速度，从而缓解发电不稳定的情况。并且通过设置在阀体各部位的不同数据采集组件对阀体内流通的流体进行各种数据采集和检测，并将采集和检测的数据传送至数据处理装置，并通过显示终端显示。数据处理装置根据反馈的数据情况对阀门进行闭环控制。

进一步地，所述叶片的横截面为类三角形，类三角形的三个顶角为圆角，所述类三角形的一个顶角朝转轮径向外侧延伸，朝转轮外侧延伸的顶角所对应的底边朝三角形内凹；其他两边朝三角形外凸。

所述上底座的叶片连接点与下底座的叶片连接点一一对应，两个对应的连接点位于同一垂线上；同一叶片的一端与上底座的一个连接点连接，另一端连接其对应的下底座连接点的相邻连接点上。