[发明专利]大口径全焊接球阀

权利要求书

1.一种大口径全焊接球阀，其特征在于，包括阀体、阀芯和阀杆，所述阀体纵向分割为上半阀体和下半阀体，所述上半阀体中心设置通孔，所述阀芯为带液流孔的球体，阀芯在被上半阀体和下半阀体包裹在阀体内，所述阀杆穿过上半阀体上的通孔与阀芯固定连接；上半阀体和下半阀体在对接面焊接，上半阀体的对接面设置凸台，下半阀体的对接面设置凹槽，所述凸台插入凹槽两者配合；

还包括驱动装置、控制器和压力传感器，所述驱动装置与阀杆传动连接，所述阀体上设有与内腔相通的自封闭针阀，所述压力传感器以螺纹配合安装在自封闭针阀上，所述控制器分别与驱动装置和压力传感器连接；

所述控制器包括主板和设置在主板上的处理器，压力传感器与主板连接，所述处理器通过主板接收所述压力传感器传输的压力信号，且所述处理器还与所述驱动装置连接；

其中，所述驱动装置，用于根据所述处理器接收到的所述压力信号驱动所述阀杆在当前旋转角度的基础上，再按照预设旋转角度进行旋转，来实现流体的流量调节，其步骤包括：

步骤A1：根据公式(1)，确定所述阀杆的当前旋转角度ω与流量需求值S之间的关系；

其中，∝表示正比符号；u表示压力传感器检测到的压力信号对应的平均电压值；u₀表示当阀杆在旋转角度为0°位置处，其压力传感器检测到的压力信号对应的初始压力值；u₁表示当阀杆在旋转角度为90°位置处，其压力传感器检测到的压力信号对应的终点压力值；n表示阀杆在液体流动的过程中的角度调节总次数；θ_i表示所述阀杆在n次调节中的第i次的角度调节；

步骤A2：根据公式(2)，计算经过所述球阀的流量检测值Q；

其中，P表示所述压力传感器获取到的压力信号的压差值；ρ表示流经球阀的液体密度；g表示重力加速度；R表示球阀的局部阻力；

步骤A3：根据公式(3)对所述步骤A2计算得到的流量检测值进行修正处理，获得修正处理后的流量检测值Q′；

其中，Δu_i表示n次调节中的第i次的角度调节对应的压力值的修正因子；λ_min表示驱动装置在n次调节中的最小驱动修正因子；λ_max表示驱动装置在n次调节中的最大驱动修正因子；X_i表示i次调节后流经球阀的液体压强值；X_n表示n次调节后流经球阀的液体压强值；X₁表示初次调节后流经球阀的液体压强值；表示液体流经球阀的球阀修正因子；min{}表示最小值函数；

若修正处理后的流量检测值Q′小于流量需求值S的第一阈值，则控制阀杆在当前旋转角度的基础上，再按照预设增加旋转角度进行旋转；

若修正处理后的流量检测值Q′大于流量需求值S的第二阈值，则控制阀杆在当前旋转角度的基础上，再按照预设减少旋转角度进行旋转；

当修正处理后的流量检测值Q′在流量需求值S的第一阈值至第二阈值范围内时，则控制阀杆保持当前旋转角度。

2.根据权利要求1所述的大口径全焊接球阀，其特征在于，所述凸台和凹槽与阀体内壁的距离小于阀体厚度的一半。

3.根据权利要求1所述的大口径全焊接球阀，其特征在于，还包括密封件，所述密封件围绕阀杆设置在上半阀体的通孔内。

4.根据权利要求3所述的大口径全焊接球阀，其特征在于，还包括轴承，所述轴承的内圈与阀杆配合连接，所述轴承的外圈与上半阀体的通孔配合连接。

5.根据权利要求4所述的大口径全焊接球阀，其特征在于，还包括封盖，所述封盖设置在穿有阀杆后的上半阀体通孔的外端口，所述轴承与封盖之间设置容腔，所述容腔内存放润滑油。

6.根据权利要求1所述的大口径全焊接球阀，其特征在于，所述阀体包裹阀芯处的外表面凸起使得此处壁厚大于阀体其它部位的壁厚。

7.根据权利要求1所述的大口径全焊接球阀，其特征在于，所述阀芯的液流孔的深度尺寸大于液流孔的直径。

8.根据权利要求1所述的大口径全焊接球阀，其特征在于，还包括控制电路，所述控制电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、放大器F1、放大器F2、二极管D1、二极管D2、三极管V1、三极管V2、三极管V3、三极管V4和比较器B1；其中，

电阻R5的一端与电源正极连接，电阻R5的另一端与电阻R4串连，电阻R4的另一端与电阻R3连接，电阻R3的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R1串接，电阻R1的另一端接地，电容C1的一端连接至电阻R6的一端，电容C1的另一端连地；

电压信号P1与放大器F1同相输入端连接，放大器F1的反相输入端与电阻R6的一端连接，放大器F1的输出端与二极管D1的阳极相连，电阻R9的一端也与二极管D1的阳极连接，电阻R9的另一端与电阻R10的一端连接，电阻R10另一端接地，R6的另一端与三极管V2的集电极连接，三极管V2的基极与电阻R10的一端连接，三极管V2的发射极接地；

电压信号P2连接放大器F2反相输入端，放大器F2同相输入端与电阻R3的一端连接，放大器F2的输出端与二极管D2的阳极连接，电阻R12的一端也与二极管D2的阳极连接，电阻R12的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端接地，电阻R14的一端与电阻R13的一端串联，电阻R14的另一端接至直流电源Q1，电阻R13的另一端接地，三极管V3基极与电阻R11的一端连接，三极管V3的集电极也与电阻R14的一端连接，三极管V3的发射极接地，三极管V4的基极与R13的一端连接，三极管V4的集电极与电阻R1的一端连接，三极管V4的发射极接地；

二极管D1、D2阴极相连，电阻R7的一端与电阻R8的一端串联，电阻R7的另一端与二极管D1、D2的阴极连接，电阻R8另一端接地，三极管V1的基极与电阻R7的一端连接，三极管V1的集电极与比较器B1输入端连接，三极管V1的发射极接地。