CN111425644A - 一种基于物联网技术的自动控制球阀 - Google Patents

一种基于物联网技术的自动控制球阀 Download PDF

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叶建中
邱晓来
王汉洲
王策
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网技术的自动控制球阀，包括有阀门模块，阀门模块包括阀体、支架、流道、阀杆、执行器、阀球和阀座；还包括有与阀门模块相连以采集阀门模块的参数并对阀门模块进行控制的控制模块；控制模块包括有温度感应器、压力感应器、温度数据采集器、压力数据采集器、处理器、数据存储器、控制器、阀位状态数据采集器、无线发射器、LTE/NB‑IOT物联网平台、信号处理通道、无线发射基站和终端。本发明具有以下优点和效果：可以根据供热水介质的温度、压力自动进行智能开关动作，并可以将温度、压力数据、阀门开关状态实时传送给终端设备。

Description

一种基于物联网技术的自动控制球阀
技术领域
本发明涉及阀门及其自动控制技术领域，特别涉及一种基于物联网技术的自动控制球阀。
背景技术
目前，随着人们生活水平的日益提高和工业技术的进步，在冬季，几乎对北方的每户居室均提供持久供暖，甚至有条件的个别南方居民也在想办法如何低成本高效率的使自己的居室变得温暖。
但是，实际上现在每个家庭居室的供暖温度还是取决了供热***供热是否稳定以及供热***线路的长短，往往造成有的居室供热温度较高，而有的居室供热达不到居民的实际需求。
为了解决这些问题，特别是供热过低达不到居民实际需求的问题，有些小区自行采取了增加增压加热器的方法，但是由于技术不足，为了持续不断保证供热稳定，增压加热器日夜长期不停的工作，这样一来，运营成本以及每户居民承担的费用增加不少，并且能耗浪费非常严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于物联网技术的自动控制球阀，以解决背景技术中所提出的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于物联网技术的自动控制球阀，包括有阀门模块，所述的阀门模块包括阀体及设置于阀体上端的支架，所述的阀体内开设有供流体介质流通的流道，所述的支架上安装有穿设至流道的阀杆，且在支架的上端安装有执行器，该执行器与阀杆相联动，所述的阀杆位于流道的一端安装有随阀杆同步转动的阀球，所述的阀体内设有配合阀球实现密封的阀座，所述的流道被阀球分隔形成进流道和出流道；
还包括有与阀门模块相连以采集阀门模块的参数并对阀门模块进行控制的控制模块；所述的控制模块包括有温度感应器、压力感应器、温度数据采集器、压力数据采集器、处理器、数据存储器、控制器、阀位状态数据采集器、无线发射器、LTE/NB-IOT物联网平台、信号处理通道、无线发射基站和终端；
所述的温度感应器安装在阀体内的流道内，所述的温度数据采集器与温度感应器相连，以采集温度感应器所检测到的介质的温度参数；所述的压力感应器安装在阀体内的流道内，所述的压力数据采集器与压力感应器相连，以采集压力感应器所检测到的介质的压力参数；
所述的处理器分别与温度数据采集器和压力数据采集器相连以获取两者所采集到的温度、压力参数，所述的数据存储器与处理器相连，且在该数据存储器内存储有设定参数，所述的处理器将获取的温度、压力参数与设定参数相比较，并得出判断信号；
所述的控制器与处理器相连以获得判断信号，所述的控制器与执行器相连并基于判断信号对执行器进行控制，所述的执行器连接有所述的阀位状态数据采集器，该阀位状态数据采集器可采集阀门的启闭状态；
所述的控制器和阀位状态数据采集器均与无线发射器相连，所述的无线发射器与LTE/NB-IOT物联网平台相连，所述的LTE/NB-IOT物联网平台基于判断信号产生操作指令，所述的LTE/NB-IOT物联网平台通过信号处理通道与无线发射基站相连，所述的无线发射基站将操作指令发送至供热***，所述的无线发射基站与控制器相连；
所述的无线发射基站还与终端相连。
进一步设置是：所述的温度感应器设置在进流道和出流道的汇合处，且该温度感应器纵向穿入阀球的底端并与流道相通，所述的温度感应器具有直接浸泡在介质中的温度感应棒。
进一步设置是：所述的压力感应器横向设置在进流道或出流道的截面高度的中间位置，且该压力感应器具有与完全浸泡在介质内的感应面。
进一步设置是：所述的终端包括有移动终端
本发明的有益效果在于：压力数据采集器和温度数据采集器将从球阀中流道的介质的压力和温度参数进行采集，处理器接收到介质参数和温度参数后与数据存储器中的设定参数进行对比，当压力参数低于设定参数时，处理器将处理结果发送给控制器，通过无线发射器传送给LTE/NB-IOT物联网平台，经信号处理通道处理后通过无线发射基站发送增压信号给供热***，以增加供热***介质压力，当压力参数高于设定参数时，处理器则通过控制器发送关阀指令，使阀门自动关闭，而此时，阀位状态数据采集器则将阀门关闭的信号通过无线发射器传输到LTE/NB-IOT物联网平台，当温度参数低于设定参数时，则处理器将处理结果发送给控制器，通过无线发射器传送给LTE/NB-IOT物联网平台，经信号处理通道处理后通过无线发射基站发送增压信号给供热***，以增加供热***介质温度，当温度参数高于设定参数时，处理器则通过控制器发送关阀指令，使阀门自动关闭，可以使居室内温度自动控制在数据存储器设定的温度范围内，保持非常舒适的居室环境，而且，在此循环控制中，供热***的加热器、增压器等均无需不间断持续工作，极大降低了能源消耗，达到了高度节能的目的。整个过程和结果将实时反馈到终端进行监测，终端也可以设置对球阀进行远程控制的权限，出现异常情况可以直接介入干涉。
附图说明
图1为实施例中阀门模块的结构示意图；
图2为实施例中控制模块的控制原理图。
图中：11、阀体；12、支架；13、阀杆；14、执行器；15、阀球；16、阀座；17、进流道；18、出流道；19、阀盖；21、温度感应器；211、温度感应棒；22、压力感应器；221、感应面；23、温度数据采集器；24、压力数据采集器；25、处理器；26、数据存储器；27、控制器；28、阀位状态数据采集器；29、无线发射器；30、LTE/NB-IOT物联网平台；31、信号处理通道；32、无线发射基站；33、终端。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考附图1和图2，一种基于物联网技术的自动控制球阀，包括有阀门模块,阀门模块包括阀体11及设置于阀体11上端的支架12，阀体11内开设有供流体介质流通的流道，支架12上安装有穿设至流道的阀杆13，且在支架12的上端安装有执行器14，该执行器14与阀杆13相联动，阀杆13位于流道的一端安装有随阀杆13同步转动的阀球15，阀体11内设有配合阀球15实现密封的阀座16，流道被阀球15分隔形成进流道17和出流道18；阀体11的上端设置有阀盖19。上述结构作为球阀的基本结构，此处不再加以阐述。
还包括有与阀门模块相连以采集阀门模块的参数并对阀门模块进行控制的控制模块；控制模块包括有温度感应器21、压力感应器22、温度数据采集器23、压力数据采集器24、处理器25、数据存储器26、控制器27、阀位状态数据采集器28、无线发射器29、LTE/NB-IOT物联网平台30、信号处理通道31、无线发射基站32和终端33。
温度感应器21安装在阀体11内的流道内，温度数据采集器23与温度感应器21相连，以采集温度感应器21所检测到的介质的温度参数；压力感应器22安装在阀体11内的流道内，压力数据采集器24与压力感应器22相连，以采集压力感应器22所检测到的介质的压力参数；
处理器25分别与温度数据采集器23和压力数据采集器24相连以获取两者所采集到的温度、压力参数，数据存储器26与处理器25相连，且在该数据存储器26内存储有设定参数，处理器25将获取的温度、压力参数与设定参数相比较，并得出判断信号；
控制器27与处理器25相连以获得判断信号，控制器27与执行器14相连并基于判断信号对执行器14进行控制，执行器14连接有所述的阀位状态数据采集器28，该阀位状态数据采集器28可采集阀门的启闭状态；
控制器27和阀位状态数据采集器28均与无线发射器29相连，无线发射器29与LTE/NB-IOT物联网平台30相连， LTE/NB-IOT物联网平台30基于判断信号产生操作指令，LTE/NB-IOT物联网平台30通过信号处理通道31与无线发射基站32相连，无线发射基站32将操作指令发送至供热***，所述的无线发射基站32与控制器27相连。
无线发射基站32还与终端33相连，终端33可采用移动终端，比如手机；也可采用固定终端，比如计算机。
需要说明的是，处理器25是单独控制元件，但也可以与控制器27、基础数据存储器26、阀位状态数据采集器28集成，集成后可设置在执行器14内部、也可以设置在单独控制箱内；无线发射器29安装在执行器14的顶部，无线发射基站32按照服务区域及范围进行布置，信号处理通道31设置在LTE/NB-IOT物联网平台30中；且无线发射器29、信号处理通道31、无线发射基站32的软硬件的配置必须符合LTE/NB-IOT物联网平台30的网络***的要求。
更加具体的，温度感应器21设置在进流道17和出流道18的汇合处，且该温度感应器21纵向穿入阀球15的底端并与流道相通，温度感应器21具有直接浸泡在介质中的温度感应棒211。
更加具体的，压力感应器22横向设置在进流道17或出流道18的截面高度的中间位置，且该压力感应器22具有与完全浸泡在介质内的感应面221。
本发明的工作原理为：
采用以上技术方案后，压力数据采集器24和温度数据采集器23将从球阀中流道内介质的压力和温度参数进行采集，处理器25接收到介质压力和温度参数后与数据存储器26中的设定参数进行对比。当压力参数低于设定参数时，处理器25将处理结果发送给控制器27，通过无线发射器29传送给LTE/NB-IOT物联网平台30，LTE/NB-IOT物联网平台30产生增压的操作指令，并经信号处理通道31处理后通过无线发射基站32发送增压信号给供热***，以增加供热***的介质压力；当压力参数高于设定参数时，处理器25则通过控制器27发送关阀的判断信号，使阀门自动关闭，而此时，阀位状态数据采集器28则将阀门关闭的判断信号通过无线发射器29传输到LTE/NB-IOT物联网平台30。当温度参数低于设定参数时，则处理器25将处理结果发送给控制器27，通过无线发射器29传送给LTE/NB-IOT物联网平台30，LTE/NB-IOT物联网平台30产生增热的操作指令，并经信号处理通道31处理后通过无线发射基站32发送增热信号给供热***，以增加供热***的介质温度；当温度参数高于设定参数时，处理器25则通过控制器27发送关阀的判断信号，使阀门自动关闭，可以使居室内温度自动控制在数据存储器26设定的温度范围内，保持非常舒适的居室环境，而且，在此循环控制中，供热***的加热器、增压器等均无需不间断持续工作，极大降低了能源消耗，达到了高度节能的目的。整个过程和结果将实时反馈到移动终端或固定终端进行监测，移动终端或固定终端也可以设置对球阀进行远程控制的权限，出现异常情况时在权限许可范围内能直接介入干涉进行主动操作控制。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种基于物联网技术的自动控制球阀，包括有阀门模块，所述的阀门模块包括阀体(11)及设置于阀体(11)上端的支架(12)，所述的阀体(11)内开设有供流体介质流通的流道，所述的支架(12)上安装有穿设至流道的阀杆(13)，且在支架(12)的上端安装有执行器(14)，该执行器(14)与阀杆(13)相联动，所述的阀杆(13)位于流道的一端安装有随阀杆(13)同步转动的阀球(15)，所述的阀体(11)内设有配合阀球(15)实现密封的阀座(16)，所述的流道被阀球(15)分隔形成进流道(17)和出流道(18)；其特征在于：
还包括有与阀门模块相连以采集阀门模块的参数并对阀门模块进行控制的控制模块；所述的控制模块包括有温度感应器(21)、压力感应器(22)、温度数据采集器(23)、压力数据采集器(24)、处理器(25)、数据存储器(26)、控制器(27)、阀位状态数据采集器(28)、无线发射器(29)、LTE/NB-IOT物联网平台(30)、信号处理通道(31)、无线发射基站(32)和终端(33)；
所述的温度感应器(21)安装在阀体(11)内的流道内，所述的温度数据采集器(23)与温度感应器(21)相连，以采集温度感应器(21)所检测到的介质的温度参数；所述的压力感应器(22)安装在阀体(11)内的流道内，所述的压力数据采集器(24)与压力感应器(22)相连，以采集压力感应器(22)所检测到的介质的压力参数；
所述的处理器(25)分别与温度数据采集器(23)和压力数据采集器(24)相连以获取两者所采集到的温度、压力参数，所述的数据存储器(26)与处理器(25)相连，且在该数据存储器(26)内存储有设定参数，所述的处理器(25)将获取的温度、压力参数与设定参数相比较，并得出判断信号；
所述的控制器(27)与处理器(25)相连以获得判断信号，所述的控制器(27)与执行器(14)相连并基于判断信号对执行器(14)进行控制，所述的执行器(14)连接有所述的阀位状态数据采集器(28)，该阀位状态数据采集器(28)可采集阀门的启闭状态；
所述的控制器(27)和阀位状态数据采集器(28)均与无线发射器(29)相连，所述的无线发射器(29)与LTE/NB-IOT物联网平台(30)相连，所述的LTE/NB-IOT物联网平台(30)基于判断信号产生操作指令，所述的LTE/NB-IOT物联网平台(30)通过信号处理通道(31)与无线发射基站(32)相连，所述的无线发射基站(32)将操作指令发送至供热***，所述的无线发射基站(32)与控制器(27)相连；
所述的无线发射基站(32)还与终端(33)相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的自动控制球阀，其特征在于：所述的温度感应器(21)设置在进流道(17)和出流道(18)的汇合处，且该温度感应器(21)纵向穿入阀球(15)的底端并与流道相通，所述的温度感应器(21)具有直接浸泡在介质中的温度感应棒(211)。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的自动控制球阀，其特征在于：所述的压力感应器(22)横向设置在进流道(17)或出流道(18)的截面高度的中间位置，且该压力感应器(22)具有与完全浸泡在介质内的感应面(221)。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的自动控制球阀，其特征在于：所述的终端(33)包括有移动终端。
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