一种核电厂常规岛阀门故障监测装置

技术领域

本发明涉及核电厂阀门技术领域，尤其涉及一种核电厂常规岛阀门故障监测装置。

背景技术

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。

目前，现有的核电厂阀门在使用时，阀门内部发生堵塞，阀门未能对流体进行实时监测报警，无法及时发出警报，工作人员不能根据阀门内部所发生的堵塞程度采取相应的措施，导致发生严重的事故，无法满足核电厂的使用需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种核电厂常规岛阀门故障监测装置，通过阀体、阀盖、阀芯、固定圆环、过滤筛板和监测组件的配合设计，有效解决现有核电厂阀门内部发生堵塞未能及时发出警报，工作人员无法及时采取相应的措施，导致发生严重的事故，未能满足核电厂的使用需求等问题。

本发明所采用的技术方案：

一种核电厂常规岛阀门故障监测装置，包括阀体、阀盖和阀芯，阀体内部的两侧上分别设有进口和出口，进口和出口之间设有密封口，阀盖安装在阀体顶部上，阀盖上设有与螺纹连接的阀杆，阀芯设置在阀杆的底端上并与密封口相配合，所述阀体的进口处上设有圆形固定圆环，固定圆环内设有可在其内部往复滑动的过滤筛板和若干监测组件，所述监测组件包括盒体、距离传感器、支撑杆、单片机和报警器，盒体安装在固定圆环的内壁上，盒体内设有与之滑动连接的活塞，活塞的右侧上设有测距球，测距球与设置在盒体底部上的距离传感器相对应，支撑杆右端横向穿过盒体顶部并与活塞左侧固定连接，支撑杆右端与过滤筛板的边缘固定连接，且支撑杆上套设有弹性件，弹性件的两端分别与盒体顶部和过滤筛板固定连接，距离传感器与单片机信号连接，单片机与设置在阀体上的报警器信号连接。

进一步的，所述报警器包括蜂鸣器和LED闪烁灯，蜂鸣器和LED闪烁灯均安装阀体上，蜂鸣器和LED闪烁灯分别与控制器的输出端信号连接。

进一步的，所述阀杆上设有转轮。

进一步的，所述弹性件为复位弹簧，复位弹簧的两端分别与盒体顶部和过滤筛板固定连接。

进一步的，所述过滤筛板上设有均匀排列的若干过滤孔。

进一步的，所述过滤筛板的外周边缘上设有若干导流组件，若干导流组件以固定圆环的中心线为中心呈圆周排列。

进一步的，所述导流组件包括左腔体、右腔体、中间腔体、压缩弹簧和挤压弹簧，左腔体、右腔体和中间腔体分别嵌设于过滤筛板的外周边缘，左腔体的中部通过中间腔体与右腔体连通，左腔体内部设有与之滑动连接的移动块，移动块的顶部上设有导向块，移动块的底部上设有左齿条，左齿条的底端通过压缩弹簧与左腔体的底部连接，中间腔体内部设有固定块和右齿条，右齿条穿过固定块，右齿条的顶端上设有冲击板，右齿条的底端通过挤压弹簧与右腔体的底部连接，中间腔体内部设有齿轮，齿轮的两侧分别与左齿条和右齿条相啮合，齿轮的中部上设有旋转轴，旋转轴的两端分别固定在中间腔体的内壁上。

进一步的，所述导向块的截面为直角三角形结构。

进一步的，所述过滤筛板上设有与冲击板相配合的凹槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明结构简单，使用方便，通过阀体、阀盖、阀芯、固定圆环、过滤筛板和监测组件的配合设计，有效解决现有核电厂阀门内部发生堵塞未能及时发出警报，工作人员无法及时采取相应的措施，导致发生严重的事故，未能满足核电厂的使用需求等问题。

2、通过盒体和活塞的相互配合，使测距球和距离传感器能够密封在盒体内，距离传感器实时监测测距球的位置，通过盒体和活塞防止流体对距离传感器测量结果造成影响，减少干扰，确保距离传感器测量结果的准确性。

3、本发明能够在阀门内部发生堵塞时，及时发出警报，能够对周边工作人员进行报警提示，使得能够及时处理堵塞，能够有效避免事故的发生。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明固定圆环的结构示意图一；

图3为本发明固定圆环的结构示意图二；

图4为本发明固定圆环的剖视图；

图5为本发明盒体的内部结构示意图；

图6为本发明的电路原理图；

图7为本发明导流组件的状态图；

图8为本发明过滤筛板的剖视图；

图9为图8中A处的放大图；

图中：1、转轮；2、阀杆；3、阀盖；4、阀芯；5、阀体；6、蜂鸣器；7、LED闪烁灯；8、出口；9、密封口；10、盒体；11、进口；12、固定圆环；13、复位弹簧；14、过滤筛板；15、支撑杆；16、活塞；17、测距球；18、距离传感器；19、过滤孔；20、冲击板；21、导向块；22、移动块；23、右齿条；24、右腔体；25、压缩弹簧；26、齿轮；27、中间腔体；28、挤压弹簧；29、旋转轴；30、左腔体；31、左齿条；32、固定块。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至9，本发明提供一种核电厂常规岛阀门故障监测装置，包括阀体5、阀盖3和阀芯4，阀体5内部的两侧上分别设有进口11和出口8，进口11和出口8之间设有密封口9，流体从阀体5内部的进口11流入，流经密封口9，最后通过出口8排出，阀盖3安装在阀体5顶部上，阀盖3上设有与螺纹连接的阀杆2，阀芯4设置在阀杆2的底端上并与密封口9相配合，通过转动阀杆2，使阀杆2在阀盖3上移动，阀杆2带动阀芯4上下移动，以便阀芯4打开或关闭密封口9，实现阀门的开启或关闭，阀体5的进口11处上设有圆形固定圆环12，固定圆环12内设有可在其内部往复滑动的过滤筛板14和若干监测组件，过滤筛板14具有过滤流体中固体颗粒杂质的作用，流体穿过过滤筛板14并冲击过滤筛板14，通过过滤筛板14过滤掉流体中的固体颗粒杂质，监测组件的数量为4个，4个监测组件以固定圆环12的中心为圆心呈圆周均匀分布，监测组件包括盒体10、距离传感器18、支撑杆15、单片机和报警器，盒体10安装在固定圆环12的内壁上，盒体10内设有活塞16，活塞16可在盒体10内部往复滑动，活塞16的右侧上设有测距球17，测距球17与设置在盒体10底部上的距离传感器18相对应，启动距离传感器18，利用距离传感器18实时监测测距球17的位置，支撑杆15右端横向穿过盒体10顶部并与活塞16左侧固定连接，支撑杆15受到外力的作用下，带动活塞16在盒体10内左右移动，支撑杆15右端与过滤筛板14的边缘固定连接，且支撑杆15上套设有弹性件，弹性件的两端分别与盒体10顶部和过滤筛板14固定连接，过滤筛板14受到流体的冲击作用，过滤筛板14沿着固定圆环12朝后滑动，进而过滤筛板14克服复位弹簧13的弹力带动支撑杆15亦朝后移动，由于支撑杆15的两端分别与过滤筛板14和置于盒体10内部的活塞16连接，支撑杆15朝后移动的同时，支撑杆15的右端带动活塞16沿着盒体10内壁朝右滑动，进而活塞16带动测距球17朝着靠近距离传感器18方向移动，距离传感器18与单片机信号连接，单片机与设置在阀体5上的报警器信号连接，各个距离传感器18实时监测与之相对应的测距球17的位置并将该信号发送给单片机，单片机经过综合的计算，自动检测阀门内部堵塞的程度，当距离传感器18将检测的距离数值大于单片机预设的阈值时，单片机将执行指令发送给报警器，报警器及时发出警报，报警提示，以便周边的检修人员能够及时检修，从而避免事故的发生，提高安全性。

具体的，报警器包括蜂鸣器6和LED闪烁灯7，蜂鸣器6和LED闪烁灯7均安装阀体5上，蜂鸣器6和LED闪烁灯7分别与控制器的输出端信号连接。当阀门内部发生堵塞，流体聚集在阀体5内部的进口11处，流体穿过过滤筛板14，使过滤筛板14两侧的流体压力接近相同，由于过滤筛板14通过复位弹簧13与盒体10连接，通过复位弹簧13的弹力作用，将过滤筛板14朝着初始位置的方向移动，此时，距离传感器18实时监测测距球17的位置，通过检测测距球17的位置以判断阀门内部的堵塞程度，阀门在使用时，复位弹簧13将过滤筛板14移动至接近的初始位置上，则证明阀门内部重度堵塞，而复位弹簧13推动过滤筛板14未移动至初始位置，则证明阀门内部发生轻度堵塞，阀门内部发生轻度堵塞，单片机将启动指令发送给LED闪烁灯7，LED闪烁灯7进行闪烁，若阀门内部发生重度堵塞，单片机将启动指令发送给蜂鸣器6，蜂鸣器6发出警报，以提示周边的工作人员，该阀门已发生严重堵塞，需要及时清理。

具体的，阀杆2上设有转轮1。通过转轮1转动阀杆2，阀杆2带动固定在其底端上的阀芯4上下移动，以便于对阀门内部的密封口9进行密封或打开，实现阀门的关闭或打开。

具体的，弹性件为复位弹簧13，复位弹簧13的两端分别与盒体10顶部和过滤筛板14固定连接。过滤筛板14受到阀门内部流体的冲击作用时，过滤筛板14沿着固定圆环12朝后滑动，过滤筛板14克服复位弹簧13的弹力带动支撑杆15移动。

具体的，过滤筛板14上设有均匀排列的若干过滤孔19。利用过滤筛板14上的若干过滤孔19对流体中的颗粒杂质进行过滤处理。

具体的，过滤筛板14的外周边缘上设有若干导流组件，若干导流组件以固定圆环12的中心线为中心呈圆周排列。利用导流组件能够有效将过滤筛板14外部边缘处的流体引流至过滤筛板14中部，防止过滤筛板14和固定圆环12之间的缝隙造成堵塞。

具体的，导流组件包括左腔体30、右腔体24、中间腔体27、压缩弹簧25和挤压弹簧28，左腔体30、右腔体24和中间腔体27分别嵌设于过滤筛板14的外周边缘，左腔体30的中部通过中间腔体27与右腔体24连通，左腔体30内部设有与之滑动连接的移动块22，移动块22的顶部上设有导向块21，移动块22的底部上设有左齿条31，左齿条31的底端通过压缩弹簧25与左腔体30的底部连接，中间腔体27内部设有固定块32和右齿条23，右齿条23穿过固定块32，右齿条23的顶端上设有冲击板20，右齿条23的底端通过挤压弹簧28与右腔体24的底部连接，中间腔体27内部设有齿轮26，齿轮26的两侧分别与左齿条31和右齿条23相啮合，齿轮26的中部上设有旋转轴29，旋转轴29的两端分别固定在中间腔体27的内壁上。右腔体24靠近过滤筛板14的外周边缘，左腔体30远离过滤筛板14的外周边缘，阀体5内的流体对冲击板20产生冲击作用，使得冲击板20逐渐朝着贴近过滤筛板14的方向移动，冲击板20带动左齿条31在左腔体30内部移动，左齿条31在移动的同时克服挤压弹簧28的弹力，并且，左齿条31驱动齿轮26在中间腔体27旋转，齿轮26驱动右齿条23朝上移动，右齿条23与左齿条31的移动方向相反，右齿条23通过移动块22带动导向块21向上移动，使得过滤筛板14和固定圆环12缝隙之间的流体能够沿着导向块21朝过滤筛板14的中部流动，有效避免固定圆环12和过滤筛板14的缝隙之间造成堵塞，影响过滤筛板14在固定圆环12内的正常移动。

具体的，导向块21的截面为直角三角形结构。导向块21的斜边朝向过滤筛板14的中部，流体与导向块21接触时，沿着其斜边朝着中部流动，导向块21对过滤筛板14外周边缘的流体具有导向引流的作用。

具体的，过滤筛板14上设有凹槽，凹槽与冲击板20相配合。冲击板20受到流体的冲击作用，冲击板20朝着过滤筛板14移动，并嵌设于凹槽之内，避免影响流体在过滤筛板14上的流动。

本发明的工作原理为：

阀门在使用时，启动距离传感器18和单片机，阀芯4远离密封口9，流体从阀体5内部的进口11流入，流经密封口9，通过出口8排出，流体穿过过滤筛板14并其对进行持续性的冲击，过滤筛板14用于过滤流体中固体颗粒杂质，而流体对其所进行的持续性冲击，可有效将粘附在其表面上的固体颗粒杂质冲掉，避免固定颗粒杂质粘附在其上，容易造成堵塞，使得过滤筛板14的过滤效率和效果较佳。

流体作用在过滤筛板14上，过滤筛板14沿着固定圆环12内壁滑动，过滤筛板14克服复位弹簧13的弹力带动支撑杆15朝右移动，进而支撑杆15的右端带动活塞16沿着盒体10内壁移动，活塞16带动测距球17朝着距离传感器18的方向移动，各个距离传感器18实时监测测距球17的位置，并将该距离数据发送给单片机，单片机经过综合计算，若距离传感器18检测的距离数值小于预设阈值时，单片机不启动报警器。

若阀门内部发生堵塞，阀体5内部的进口11处的流体压力升高，倘若阀门内部发生重度堵塞，则流体流不过阀门的密封口9，此时，过滤筛板14的左侧流体压力略大于右侧的流体压力，过滤筛板14两侧的流体压力相同，由于过滤筛板14通过复位弹簧13与盒体10连接，通过复位弹簧13的弹力作用，将过滤筛板14朝着初始位置的方向移动，过滤筛板14恢复至接近于初始位置上，而支撑杆15亦带动活塞16朝左移动，此时，距离传感器18实时监测测距球17的位置，过滤筛板14和测距球17均恢复至原始位置上，距离传感器18检测数值大于单片机预设的阈值，单片机将执行指令发送给蜂鸣器6，蜂鸣器6发出警报，以提示检修人员，该阀门已发生严重堵塞，需要及时检修，避免发生事故；而阀门内部发生轻度堵塞，则有部分流体可以顺利流过阀门，过滤筛板14两侧的流体压力有所差别(即过滤筛板14的左侧流体压力远远大于右侧流体压力)，此时，复位弹簧13亦带动过滤筛板14朝左移动，进而支撑杆15带动活塞16沿着盒体10内部朝左移动，过滤筛板14和测距球17分别朝左移动，距离传感器18将测距球17的位置发送给单片机，单片机经过综合计算，将执行指令发送给LED闪烁灯7，LED闪烁灯7进行闪烁，以提示周边的工作人员，该阀门发生轻度堵塞，需要及时清理，自动检测阀门内部的堵塞程度，发出相关的警报，以提示工作人员，方便工作人员及时处理，避免造成事故的发生。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。