用于深水非接觸式挖溝機(jī)控向裝置的流量調(diào)節(jié)閥的制作方法
【專利摘要】一種海洋裝備的流量閥的控制和記錄領(lǐng)域的用于深水非接觸式挖溝機(jī)控向裝置的流量調(diào)節(jié)閥，包括：水下編碼器、液壓執(zhí)行器、蝶閥、液壓泵站、比例閥和控制器，液壓執(zhí)行器調(diào)節(jié)其兩端油口的進(jìn)出油以控制閥桿的轉(zhuǎn)動角度和閥板的開口大小，水下編碼器與控制器相連以傳輸閥桿的轉(zhuǎn)動角度信號，用于供油的液壓泵站與比例閥的輸入端相連，比例閥的輸出端分別與液壓執(zhí)行器兩端的油口相連，比例閥的控制端與控制器相連從而根據(jù)接收的電信號調(diào)節(jié)油液的流量。本發(fā)明能夠快速控制和調(diào)節(jié)噴射推進(jìn)控向系統(tǒng)的流量，及時地對非接觸式挖溝機(jī)進(jìn)行姿態(tài)校正和方向控制。
【專利說明】用于深水非接觸式挖溝機(jī)控向裝置的流量調(diào)節(jié)閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種海洋裝備的流量閥的控制和記錄領(lǐng)域的裝置，具體是一種用于深水非接觸式挖溝機(jī)控向裝置的流量調(diào)節(jié)閥。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海底管道鋪設(shè)工程的快速發(fā)展，水力沖射式挖溝機(jī)得到了較為廣泛的應(yīng)用。對于深水非接觸式挖溝機(jī)，由于采用垂直懸吊、非接觸的開溝方式，而且工作狀態(tài)下所處水流環(huán)境較為復(fù)雜，非接觸式挖溝機(jī)作業(yè)時的姿態(tài)穩(wěn)定性較差，需要實(shí)時地對其進(jìn)行姿態(tài)校正和方向控制。噴射推進(jìn)控向系統(tǒng)就是針對非接觸式挖溝機(jī)的姿態(tài)調(diào)整裝置，其關(guān)鍵技術(shù)在于對其噴射流量進(jìn)行及時控制和快速反饋。
[0003]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號CN203082347，公告日2013_07_24，記載了一種遠(yuǎn)程精確控制蝶閥，包括蝶閥、驅(qū)動裝置和蝶閥遠(yuǎn)程控制機(jī)構(gòu)；蝶閥遠(yuǎn)程控制機(jī)構(gòu)設(shè)置在驅(qū)動裝置上端面，包括蝶閥啟閉狀態(tài)監(jiān)控結(jié)構(gòu)、蝶閥啟閉計數(shù)結(jié)構(gòu)；蝶閥啟閉狀態(tài)監(jiān)控結(jié)構(gòu)包括凸輪、位移傳感器；凸輪固定連接在蝶閥閥桿上；位移傳感器固定連接在驅(qū)動裝置上端面，位移傳感器上的滾輪始終與凸輪外壁緊密配合；位移傳感器通過電纜與遠(yuǎn)程的控制臺連接；蝶閥啟閉計數(shù)結(jié)構(gòu)包括霍爾傳感器、強(qiáng)磁鐵；強(qiáng)磁鐵固定連接在閥桿外壁上；霍爾傳感器與強(qiáng)磁鐵相對應(yīng)，并通過支架固定連接在驅(qū)動裝置上端面。該技術(shù)既能遠(yuǎn)程準(zhǔn)確了解蝶閥開啟和關(guān)閉狀態(tài)，也能遠(yuǎn)程準(zhǔn)確地統(tǒng)計蝶閥開啟和關(guān)閉次數(shù)，對蝶閥進(jìn)行遠(yuǎn)程精確控制。但該技術(shù)的傳感器封裝未考慮安裝在非接觸式挖溝機(jī)上在水下應(yīng)用的特殊環(huán)境，同時沒有涉及對流量進(jìn)行及時控制和快速反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于深水非接觸式挖溝機(jī)控向裝置的流量調(diào)節(jié)閥，能夠快速控制和調(diào)節(jié)噴射推進(jìn)控向系統(tǒng)的流量，及時地對非接觸式挖溝機(jī)進(jìn)行姿態(tài)校正和方向控制。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括:水下編碼器、液壓執(zhí)行器、蝶閥、液壓泵站、比例閥和控制器，其中:蝶閥包括:閥桿、閥板和閥體，閥桿的頂部與液壓執(zhí)行器底端中部相連，底部與設(shè)置于閥體內(nèi)部的閥板相連，液壓執(zhí)行器調(diào)節(jié)其兩端油口的進(jìn)出油以控制閥桿的轉(zhuǎn)動角度和閥板的開口大小。
[0006]所述的水下編碼器包括:筒體、編碼部、內(nèi)支架、端蓋、外支架、水密接插件和芯軸，其中:編碼部固定于內(nèi)支架上，內(nèi)支架固定于端蓋上，芯軸的一端與內(nèi)支架相連，另一端穿過液壓執(zhí)行器的內(nèi)部并與閥桿相連，端蓋的一側(cè)與筒體相固定且形成容納編碼部的空間，端蓋的另一側(cè)與外支架相固定，外支架與液壓執(zhí)行器的頂部相連，水密接插件設(shè)置于筒體上且與控制器相連以傳輸編碼部獲得的閥桿的轉(zhuǎn)動角度信號，用于供油的液壓泵站與比例閥的輸入端相連，比例閥的輸出端分別與液壓執(zhí)行器兩端的油口相連，比例閥的控制端與控制器相連從而根據(jù)接收的電信號調(diào)節(jié)油液的流量。[0007]所述的芯軸與端蓋之間由密封圈密封。
[0008]所述的編碼部由螺釘固定于內(nèi)支架上，內(nèi)支架由螺釘固定于端蓋上，筒體由沉頭螺釘與端蓋相固定，端蓋由螺釘與外支架相固定，編碼部與芯軸的連接處由緊定螺釘固定。
[0009]所述的閥體的兩端設(shè)法蘭，便于閥體通過法蘭連接挖溝機(jī)噴射推進(jìn)控向系統(tǒng)的管路。
[0010]所述的閥板為圓盤式結(jié)構(gòu)，其與閥桿相連，閥桿轉(zhuǎn)動即可實(shí)現(xiàn)閥板的啟閉，同時在閥板開啟角度變化時，調(diào)節(jié)挖溝機(jī)噴射推進(jìn)控向系統(tǒng)的噴射流量。
[0011]所述的閥體的內(nèi)部設(shè)有用于在閥板的全關(guān)位置支撐閥板的閥座及其密封件，閥座為可拆卸的面部件，并與閥板一起構(gòu)成密封副。密封件的材料為聚四氟乙烯。
[0012]本發(fā)明的閥門公稱通徑為240mm，最大驅(qū)動壓力為16MPa，最小工作壓力為
3.2MPa，閥板的最快關(guān)閉速度小于3s，最大流量為1000m3。
技術(shù)效果
[0013]1、本發(fā)明是深水非接觸式挖溝機(jī)的噴射推進(jìn)控向系統(tǒng)的流量控制閥，由液壓驅(qū)動，閥的結(jié)構(gòu)和編碼器的封裝考慮了在水下應(yīng)用的特殊環(huán)境，密封性能好。
[0014]2、本發(fā)明采用了水下編碼器來測量閥桿轉(zhuǎn)動的角位移，同時將閥板開口角度信息反饋給控制器，再由控制器控制比例閥，調(diào)節(jié)進(jìn)油量使液壓執(zhí)行器動作，從而調(diào)整閥板開口大小，形成閉環(huán)控制，提高了控制精度和穩(wěn)定性，啟閉方便迅速，調(diào)節(jié)性能好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的蝶閥結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0017]圖3是本發(fā)明的水下編碼器封裝結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0019]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例包括:水下編碼器1、液壓執(zhí)行器2、蝶閥、液壓泵站6、比例閥7和控制8，其中:蝶閥包括閥桿3、閥板4、閥體5、閥座和密封圈，水下編碼器I連接在液壓執(zhí)行器2頂部，液壓執(zhí)行器2兩端有油口，液壓執(zhí)行器2底端中部連接有閥桿3，閥桿3末端連接閥體5內(nèi)部的閥板4，閥體5兩端有法蘭，便于閥體5通過法蘭連接挖溝機(jī)噴射推進(jìn)控向系統(tǒng)的管路。液壓泵站6連接比例閥7，比例閥7連接至液壓執(zhí)行器2。液壓泵站6用于供油，驅(qū)動液壓執(zhí)行器2進(jìn)行動作。比例閥7可以按照輸入電信號的變化規(guī)律連續(xù)成比例地調(diào)節(jié)油液的流量，從而控制液壓執(zhí)行器2的動作。水下編碼器I測量閥桿3的轉(zhuǎn)動角度，同時反饋給控制器8，控制器8再將信息傳輸給比例閥7進(jìn)行流量調(diào)整，形成閉環(huán)控制。
[0020]所述的水下編碼器I包括:筒體al、兩芯標(biāo)準(zhǔn)水密接插件a2、編碼部a3、內(nèi)支架a4、緊定螺釘a5、螺釘a6、沉頭螺釘a7、螺栓a8、端蓋a9、芯軸alO、外支架all、密封圈al2，其中:編碼部a3通過螺釘a6固定在內(nèi)支架a4上，內(nèi)支架a4用螺釘a6連接固定在端蓋a9上，編碼部a3封裝在筒體al內(nèi)部，筒體al上有兩芯標(biāo)準(zhǔn)水密接插件a2接口，筒體al通過沉頭螺釘a7固定在端蓋a9上,端蓋a9在通過螺釘a6固定在外支架all上。編碼部a3末端連接芯軸alO，連接處用緊定螺釘a5固定，芯軸alO再連接至液壓執(zhí)行器2內(nèi)部，最終與閥桿3相連接，以測量閥桿3轉(zhuǎn)動角度。芯軸alO與端蓋a9之間有密封圈al2密封。水下編碼器I可用于測定閥桿3轉(zhuǎn)動的角位移，以反饋開口角度信息，對閥板開口進(jìn)行及時控制和調(diào)整。
[0021]所述的液壓執(zhí)行器2通過油口進(jìn)出油，控制閥桿3轉(zhuǎn)動角度和閥板4開口大小。
[0022]所述的閥板4采用圓盤式，連接在閥桿3上，閥桿3轉(zhuǎn)動即可實(shí)現(xiàn)閥板4的啟閉，同時在閥板4開啟角度變化時，可以調(diào)節(jié)挖溝機(jī)噴射推進(jìn)控向系統(tǒng)的噴射流量。
[0023]所述的閥體5內(nèi)固定有閥座和密封件，閥座為閥體內(nèi)可拆卸的面部件，用于在全關(guān)位置支撐閥板4，并構(gòu)成密封副。密封件的材料為聚四氟乙烯。
[0024]本實(shí)施例的通徑為240mm，最大驅(qū)動壓力為16MPa，最小工作壓力為3.2MPa，最快關(guān)閉速度小于3s，最大流量為1000m3。
[0025]本實(shí)施例在工作時，操作人員在施工母船上發(fā)送電信號給控制器8，使液壓執(zhí)行器2動作，閥桿3帶動閥板4轉(zhuǎn)動，使閥板4開啟，從而啟動挖溝機(jī)的噴射推進(jìn)控向系統(tǒng)。同時水下編碼器I將閥板4的開口角度信息反饋給控制器8，控制器8再將信息傳輸給比例閥7進(jìn)行流量調(diào)整，再通過液壓執(zhí)行器2對閥板4的開口大小進(jìn)行調(diào)整，從而調(diào)整噴射流量，改變對挖溝機(jī)的推進(jìn)力和力矩，實(shí)現(xiàn)對挖溝機(jī)的姿態(tài)調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種用于深水非接觸式挖溝機(jī)控向裝置的流量調(diào)節(jié)閥，其特征在于，包括:水下編碼器、液壓執(zhí)行器、蝶閥、液壓泵站、比例閥和控制器，其中:蝶閥包括:閥桿、閥板和閥體，閥桿的頂部與液壓執(zhí)行器底端中部相連，底部與設(shè)置于閥體內(nèi)部的閥板相連，液壓執(zhí)行器調(diào)節(jié)其兩端油口的進(jìn)出油以控制閥桿的轉(zhuǎn)動角度和閥板的開口大??； 所述的水下編碼器包括:筒體、編碼部、內(nèi)支架、端蓋、外支架、水密接插件和芯軸，其中:編碼部固定于內(nèi)支架上，內(nèi)支架固定于端蓋上，芯軸的一端與內(nèi)支架相連，另一端穿過液壓執(zhí)行器的內(nèi)部并與閥桿相連，端蓋的一側(cè)與筒體相固定且形成容納編碼部的空間，端蓋的另一側(cè)與外支架相固定，外支架與液壓執(zhí)行器的頂部相連，水密接插件設(shè)置于筒體上且與控制器相連以傳輸編碼部獲得的閥桿的轉(zhuǎn)動角度信號，用于供油的液壓泵站與比例閥的輸入端相連，比例閥的輸出端分別與液壓執(zhí)行器兩端的油口相連，比例閥的控制端與控制器相連從而根據(jù)接收的電信號調(diào)節(jié)油液的流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量調(diào)節(jié)閥，其特征是，所述的芯軸與端蓋之間由密封圈密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量調(diào)節(jié)閥，其特征是，所述的編碼部由螺釘固定于內(nèi)支架上，內(nèi)支架由螺釘固定于端蓋上，筒體由沉頭螺釘與端蓋相固定，端蓋由螺釘與外支架相固定，編碼部與芯軸的連接處由緊定螺釘固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的流量調(diào)節(jié)閥，其特征是，所述的閥體的兩端設(shè)法蘭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流量調(diào)節(jié)閥，其特征是，所述的閥板為圓盤式結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流量調(diào)節(jié)閥，其特征是，所述的閥體的內(nèi)部設(shè)有用于在閥板的全關(guān)位置支撐閥板的閥座及其密封件，閥座為可拆卸的面部件，并與閥板一起構(gòu)成密封副。
【文檔編號】F16K37/00GK103775724SQ201410062673
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】葛彤, 王旭陽, 李翔, 吳超, 莊廣膠, 趙敏, 王猛, 王彪 申請人:上海交通大學(xué)