[发明专利]集发电、数据采集、自动控制功能于一体的大流量智能减压阀及控制方法

权利要求书

1.集发电、数据采集、自动控制功能于一体的大流量智能减压阀，包括减压阀阀体，阀体设有控制阀体开度的执行器，其特征在于，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，包括第一发电装置和第二发电装置；

所述第一发电装置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；

所述第二发电装置包括向心式水轮机和发电机，所述发电机与向心式水轮机连接，所述向心式水轮机包括上机匣、下机匣和涡轮组件，所述下机匣分别设有进水口和出水口，所述涡轮组件贯穿上机匣和下机匣，水流从下机匣进水口进入，穿过涡轮组件，从下机匣的出水口流出；所述涡轮组件包括向心涡轮和涡轮轴，所述向心涡轮设在下机匣内，所述涡轮轴连接向心涡轮和发电机；

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。

2.根据权利要求1所述集发电、数据采集、自动控制功能于一体的大流量智能减压阀，其特征在于，所述向心涡轮包括涡壳，所述蜗壳内设有向心涡轮，所述导流叶片环绕向心涡轮360°均匀分布，所述向心涡轮外设有导流的导流叶片，所述向心涡轮包括内环和外环，所述外环上固定有旋转的大叶片，任意相邻的大叶片之间还设有固定在外环上的旋转的小叶片，所述内环套在外环上形成向心涡轮的进水口和出水口，所述大叶片的两端分别延伸至进水口和出水口，所述小叶片的一端延伸至进水口，另一端在轴向方向低于出水口的位置，所述外环上还设有安装涡轮轴的螺纹管，所述内环的外壁通过螺纹安装在下机匣内。

3.根据权利要求1所述集发电、数据采集、自动控制功能于一体的大流量智能减压阀，其特征在于，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。

4.根据权利要求1至3任意一项所述集发电、数据采集、自动控制功能于一体的大流量智能减压阀，其特征在于，还包括可支撑发电组件相对于固定轴轴线方向垂直摆动的摆动机构；所述固定轴固定在一个支撑座上，所述固定轴设置的方向为可使发电组件摆动到最低位置时与流体流动方向垂直。

5.根据权利要求4所述所述集发电、数据采集、自动控制功能于一体的大流量智能减压阀，其特征在于，所述摆动机构包括一端套设与固定轴上、另一端与发电机组固定连接的摆杆，还包括对发电组件的摆动过程进行限制的回力弹簧，所述回力弹簧连接在固定轴上；优选地，所述回力弹簧为扭力弹簧、拉力弹簧、压缩弹簧、弯曲弹簧的一种。

6.根据权利要求5所述集发电、数据采集、自动控制功能于一体的大流量智能减压阀，其特征在于，所述减压阀阀体内还设有对介质进行导流的导流座，所述导流座外周与阀体内壁螺栓连接，导流座内设有一段圆锥形导流面和一段圆柱形导流面，介质依次流经圆锥形导流面、圆柱形导流面和发电组件，所述圆柱形导流面的口径与转轮大小相适配。

7.根据权利要求6所述集发电、数据采集、自动控制功能于一体的大流量智能减压阀，其特征在于，所述电池组件包括依次连接的整流模块、滤波模块、变压模块和充电电池，所述充电电池分别与数据采集组件、数据处理装置和显示终端连接。

8.根据权利要求7所述集发电、数据采集、自动控制功能于一体的大流量智能减压阀，其特征在于，所述数据采集组件包括温度传感器、流量计量装置、水质传感器、压力传感器的一种或几种。