本发明专利技术公开了一种故障状态自动监测并自我修复型调压器，涉及燃气管网调压器技术领域。本发明专利技术通过压差变送器监控膜片上腔和膜片下腔的压差，通过位移变送器监测阀杆位移量，通过压力变送器监测出口压力，实时监测调压器运行参数，通过调压器部分运行参数的变化，判断出故障类型及故障部件，同时针对膜片破裂、密封阀瓣脱落等故障，提供自修复方式，避免调压器故障关闭而造成的设备停输的事故，降低管道输送天然气安全性的问题出现。道输送天然气安全性的问题出现。道输送天然气安全性的问题出现。
【技术实现步骤摘要】
故障状态自动监测并自我修复型调压器及其故障判定方法
[0001]本专利技术涉及燃气管网调压器
，更具体地说涉及一种故障状态自动监测并自我修复型调压器。
技术介绍
[0002]天然气输气站压力控制系统主要由安全切断阀、监控调压器、工作调压器组成，工作调压器的阀体是通过法兰与监控调压器后的管道相连接，阀体上的前置和控制指挥器通过引压信号导管与工作调压后的管道相连接，接收下游反馈控制压力，控制调压器的阀口开度，将下游压力控制在设定范围之内，达到在正常时为下游管道供气压力，提供“工作设定值”的稳定天然气输送压力。
[0003]如公开日为2022年3月15日，公开号为CN216046895U，名称为“手自一体智能自力式调压器系统”的技术专利，该技术专利包括调控部件、调压控制柜、出口段压力变送器、主调压器和指挥器，调控部件分别与调压控制柜中的电磁阀及压力变送器连接，用于采集压力变送器的压力值及控制调压控制柜中电磁阀的通断，本申请对调压控制柜中的进气管路和泄压管路进行优化，使得调控部件可以实现档位变化调节调压器调压范围，实现一键调控。
[0004]目前应用到燃气管网中的调压器均不具备故障监测及自我修复功能，当调压器发生故障，如膜片破裂、密封阀瓣脱落等故障，为防止输送介质泄漏及压力失控，只能将调压器切断。当发生故障且调压器被关闭后，会造成设备停输的事故，降低了管道输送天然气的安全性。
[0005]上述类型的调压器发生故障后，无法对故障类型进行甄别，不清楚是哪个部件故障导致调压器关闭停输，一般需要工人拆卸之后逐一部件进行检查之后才可以发现，这给调压器的故障排查带来较大的困难，耗时较长，较大程度地影响了天然气的输送。
技术实现思路
[0006]为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本专利技术提供了一种故障状态自动监测并自我修复型调压器，本专利技术的专利技术目的在于解决上述现有技术调压器无法对调压器进行故障状态监测，无法通过调压器运行参数判断故障部件，发生故障后造成设备停输的事故，降低管道输送天然气安全性的问题。本专利技术的调压器通过压差变送器监控 膜片上腔和膜片下腔的压差，通过位移变送器监测阀杆位移量，通过压力变送器监测出口压力，实时监测调压器运行参数，通过调压器部分运行参数的变化，判断出故障类型及故障部件，同时针对膜片破裂、密封阀瓣脱落等故障，提供自修复方式，避免调压器故障关闭而造成的设备停输的事故，降低管道输送天然气安全性的问题出现。
[0007]为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术是通过下述技术方案实现的。
[0008]本专利技术提供了一种故障状态自动监测并自我修复型调压器，该调压器包括用于监测膜片上腔和膜片下腔压差变化的压差变送器；
用于监测阀杆位移量的位移变送器；用于监测调压器出口介质压力的压力变送器；用于监测调压器震动参数的震动传感器；分别与压差变送器、位移变送器、压力变送器和震动传感器连接，并实时接收压差变送器、位移变送器、压力变送器和震动传感器传输的参数数据，并对接收到的参数数据进行判断得出故障状态的中央处理器；所述调压器的膜片组件包括膜片和恢复托盘，恢复托盘滑动密封装配在调压器上膜盖，膜片被固定在上膜盖与下膜盖之间；膜片与恢复托盘均与阀杆固定装配；恢复托盘与膜片之间形成腔体Ⅰ，恢复托盘与上膜盖配合形成膜片上腔；在恢复托盘上设置有连通膜片上腔与腔体Ⅰ的恢复孔，该恢复孔上装配有阻止腔体Ⅰ内压力流向膜片上腔的单向阀组件；所述调压器的阀座上设置密封阀瓣，阀芯底部设置有与该密封阀瓣配合形成密封副的密封阀口；阀座顶部外沿形成恢复阀口，该恢复阀口与阀芯底部的密封阀口的内缘面配合形成恢复密封副；密封阀瓣正常状态时，密封封口与密封阀瓣密封后，恢复阀口与阀芯底部的恢复阀口之间具有设定间隔。
[0009]在本专利技术中，中央处理器收集调压器各种运行参数，不断完善其存储数据路中的各类数据，可根据调压器正常状态运行时的运行参数，进行自我学习。
[0010]中央处理器通过位移变送器采集的调压器正常使用时阀杆的移动速度及距离，通过压力变送器采集调压器正常使用时调压器出口压力变化的快慢和变化的高低值，并形成压力曲线，当中央处理器通过位移变送器监测到阀杆的移动速度突然停止或快速移动，同时中央处理器通过压力变送器监测到调压器出口压力波动超出正常范围时，证明阀芯有卡阻故障产生。
[0011]中央处理器通过压差变送器采集调压器正常工作时膜片上腔和膜片下腔的压差情况，在调压器正常工作时，膜片上腔与膜片下腔的压差值不会超出一个数值，并且会有一个压差值（即存在压差）；当位移变送器监测到阀杆位置处于最低值时，该压差值才会处于0的状态。当调压器正常运行时，膜片上腔和膜片下腔的压差值突然减小且阀杆位置并不在最低值时，就证明膜片破裂。
[0012]当膜片膜裂后，膜片下腔与腔体Ⅰ连通，膜片下腔压力作用在恢复托盘的单向阀中，单向阀切断腔体Ⅰ与膜片上腔的恢复孔，此时膜片的功能将被恢复托盘取代，故障排除，调压器自动恢复运行。
[0013]中央处理器通过震动传感器采集调压器和气体的震动参数，该震动参数包括震动频率和震幅；当震动频率增加或减少，再配合位移变送器监测到的阀杆位置的变化情况，以及压力变送器监测到的调压器出口压力变化情况，就能判断调压器是否处于故障状态。
[0014]当密封阀瓣损坏或脱落后，阀芯和阀杆会继续向下移动，直至阀芯恢复密封点，即阀座顶部外沿形成恢复阀口与阀芯底部的密封阀口的内缘面配合形成恢复密封副时，实现二次密封，恢复调压器的工作状态实现故障自动排除。而由于阀杆行程加大，位移变送器监测到阀杆位置处于最低值以下，给出故障诊断结果。
[0015]为了更好地实现本专利技术的专利技术目的，它还具有如下的技术特征：恢复托盘上设置有用于装配所述单向阀组件的装配槽，恢复孔连通装配槽底部和腔体Ⅰ。
[0016]进一步，所述单向阀组件包括单向阀座、钢球和弹簧，单向阀座装配在该装配槽上，钢球置于装配槽内，弹簧设置在钢球与该装配槽底部之间。通过该单向阀组件结构，当膜片破裂后，膜片下腔压力进入到腔体Ⅰ中，膜片下腔压力通过恢复孔作用到钢球上，在弹簧和膜片下腔压力的作用下，将钢球封堵到单向阀座上，以便阻止膜片下腔压力进入膜片上腔，当钢球封堵住单向阀座时，恢复托盘替代破裂的膜片，调压器自动恢复运行。
[0017]同时，当膜片正常工作时（未发生破裂），膜片上腔压力作用在钢球上，加上钢球自身重力作用，压缩该弹簧，使得钢球离开单向阀座，恢复孔连通膜片上腔与腔体Ⅰ，膜片上腔压力进入到腔体Ⅰ中，作用在膜片上。
[0018]更进一步的，恢复孔连通装配槽的一端凸出于装配槽底部。该凸出的部位的凸出量应大于弹簧最大压缩时的高度，使得钢球可以与该凸出的孔位配合，封堵该孔位，避免膜片上腔压力突然增大，进入腔体Ⅰ对膜片造成损坏。
[0019]所述密封阀口是由凸出于阀芯底部的阀芯外沿形成，该阀芯外沿的内缘与阀芯底部之间形成一斜坡，该斜坡即为密封阀口的内缘面。
[0020]所述恢复阀口是由凸出于密封阀瓣的阀座外本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.故障状态自动监测并自我修复型调压器，其特征在于，该调压器包括：用于监测膜片上腔（1）和膜片下腔（2）压差变化的压差变送器（3）；用于监测阀杆（4）位移量的位移变送器（5）；用于监测调压器出口（6）介质压力的压力变送器（7）；用于监测调压器震动参数的震动传感器（8）；分别与压差变送器（3）、位移变送器（5）、压力变送器（7）和震动传感器（8）连接，并实时接收压差变送器（3）、位移变送器（5）、压力变送器（7）和震动传感器（8）传输的参数数据，并对接收到的参数数据进行判断得出故障状态的中央处理器（9）；所述调压器的膜片组件包括膜片（10）和恢复托盘（11），恢复托盘（11）滑动密封装配在调压器上膜盖（12），膜片（10）被固定在上膜盖（12）与下膜盖（13）之间；膜片（10）与恢复托盘（11）均与阀杆（4）固定装配；恢复托盘（11）与膜片（10）之间形成腔体Ⅰ（14），恢复托盘（11）与上膜盖（12）配合形成膜片上腔（1）；在恢复托盘（11）上设置有连通膜片上腔（1）与腔体Ⅰ（14）的恢复孔（15），该恢复孔（15）上装配有阻止腔体Ⅰ（14）内压力流向膜片上腔（1）的单向阀组件（16）；所述调压器的阀座（17）上设置密封阀瓣（19），阀芯（18）底部设置有与该密封阀瓣（19）配合形成密封副的密封阀口（20）；阀座（17）顶部外沿形成恢复阀口（21），该恢复阀口（21）与阀芯（18）底部的密封阀口的内缘面（22）配合形成恢复密封副；密封阀瓣（19）正常状态时，密封封口与密封阀瓣（19）密封后，恢复阀口（21）与阀芯（18）底部的恢复阀口（21）之间具有设定间隔。2.如权利要求1所述的故障状态自动监测并自我修复型调压器，其特征在于：恢复托盘（11）上设置有用于装配所述单向阀组件（16）的装配槽（23），恢复孔（15）连通装配槽（23）底部和腔体Ⅰ（14）。3.如权利要求2所述的故障状态自动监测并自我修复型调压器，其特征在于：所述单向阀组件（16）包括单向阀座（24）、钢球（25）和弹簧（26），单向阀座（24）装配在该装配槽（23）上，钢球（25）置于装配槽（23）内，弹簧（26）设置在钢球（25）与该装配槽（23）底部之间。4.如权利要求2或3所述的故障状态自动监测并自我修复型调压器，其特征在于：恢复孔（15）连通装配槽（23）的一端凸出于装配槽（23）底部。5.如权利要求1
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3任意一项所述的故障状态自动监测并自我修复型调压器，其特征在于：所述密封阀口（20）是由凸出于阀芯...
【专利技术属性】
技术研发人员：张祖裕，蔡志勇，冷清林，熊德友，周世金，帅翔予，龚文跃，杨雪波，周建军，孙梁，郭吴霞，
申请(专利权)人：四川长仪油气集输设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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