智能型防喘振調節閥
新開發的防喘振調節閥——抗振性能好、集成度高防喘振閥門的功能決定了閥門的類型，快速開啟，泄露也是一方面，又因為其使用的地方都是放空，因此差壓比較大，流通能力也需要很大，這就基本上決定了閥門的類型。
以往的傳統裝置一般會采用柱塞閥（為了降噪，有的用籠式閥）。但隨著兩偏心、三偏心蝶閥的出現，而且成本可以降低，也逐漸成為一種選擇。
智能型防喘振調節閥。該調節閥包括閥體、氣缸、閥門定位器、過濾減壓閥、電磁閥和兩個氣控閥；所述過濾減壓閥經管路分別連接至閥門定位器、電磁閥和一個氣控閥，閥門定位器和電磁閥均通過管路連接至兩個氣控閥，兩個氣控閥分別連接氣缸的兩個氣口；該調節閥還包括智能控制器，智能控制器通過電纜與用于采集鼓風機進氣溫度、排氣溫度、進氣壓力、排氣壓力、入口喉部差壓的各傳感器相連，并通過電纜與閥門定位器和電磁閥相連。本實用新型擺脫了傳統防喘振控制閥對于控制系統的依賴，可以根據鼓風機進出口溫度、壓力和喉部壓差信息進行防喘振控制和調節。） 個氣控閥，其特征在于，所述過濾減壓閥經管路分別連接至閥門定位器、電磁閥和一個氣控
閥，閥門定位器和電磁閥均通過管路連接至兩個氣控閥，兩個氣控閥分別連接氣缸的兩個
氣口；該調節閥還包括智能控制器，智能控制器通過電纜與用于采集鼓風機進氣溫度、排氣
溫度、進氣壓力、排氣壓力、入口喉部差壓的各傳感器相連，并通過電纜與閥門定位器和電
磁閥相連。
2. 根據權利要求1 所述的智能型防喘振調節閥，其特征在于，該調節閥具有如下氣路
走向布置：過濾減壓閥分別接至智能定位器的P 口、一個氣控閥的B 口和電磁閥的P 口；閥
門定位器的A 口和B 口分別接于兩個氣控閥的C 口，兩個氣控閥的A 口分別與氣缸的兩個
氣口相連；電磁閥的A 口和兩個氣控閥的D 口相連。
3. 根據權利要求1 所述的智能型防喘振調節閥，其特征在于，該調節閥具有如下電路
走向布置：智能控制器的兩路輸出控制線分別連接電磁閥和閥門定位器的輸入口，智能控
制器的5 路輸入線路連接外部的傳感器；智能定位器的另外兩路輸入信號線接至氣缸上的
閥位感應模塊。
4. 根據權利要求1 至3 任意一項中所述的智能型防喘振調節閥，其特征在于，所述氣缸
為角行程的氣缸，閥體為蝶閥形式。
5. 根據權利要求1 至3 任意一項中所述的智能型防喘振調節閥，其特征在于，所述智能
控制器通過模擬量輸入口由電纜連接至各傳感器。
6. 根據權利要求1 至3 任意一項中所述的智能型防喘振調節閥，其特征在于，所述智能
控制器通過模擬量輸出口由電纜連接至閥門定位器。
7. 根據權利要求1 至3 任意一項中所述的智能型防喘振調節閥，其特征在于，所述智能
控制器通過數字量輸出口由電纜連接至電磁閥的供電電路，并與之串聯。
智能型防喘振調節閥
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種防喘振調節閥，更具體地說，本實用新型涉及一種智能型的
防喘振調節閥，該閥門自帶控制器，可以接受外部的壓力和溫度信號，自動進行防喘振的計
算和判斷。
背景技術
[0002] 工業流體系統中管路系統阻力升高時，壓縮機流量將隨之減小，并有可能降低到
防喘線的允許值以下。氣體壓縮機在輸出壓力一定而流量減小到某一數值時，就將發生喘
振。由于喘振會使機組劇烈振動，流量大幅波動，響聲巨大異常等，如果不能有效控制，會給
壓縮機造成嚴重的損傷。為防止喘振的發生，減少振動干擾引起的能量損失，需要應用防喘
振閥來控制流量。當發生喘振時，需采取措施降低出口壓力或增大機組流量，盡量縮短喘振
時間，這時自動地快速打開防喘振閥，通過快速改變壓縮機的外阻力輸配特性，增大機組流
量，從而避免進入喘振區。
[0003] 傳統的防喘振控制閥只是一個簡單的執行機構，所有的防喘振決策都由外部控制
系統給出，并以控制信號的方式告訴閥門進行動作。由于防喘振控制至關重要，如果能將防
喘振控制功能集成在防喘振閥門上，則可以避免由于控制系統的故障或者控制系統的非專
業性而帶來的誤操作。
實用新型內容
[0004] 本實用新型要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種智能型防喘
振調節閥。
[0005] 為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的。
[0006] 提供一種智能型防喘振調節閥，包括閥體、氣缸、閥門定位器、過濾減壓閥、電磁閥
和兩個氣控閥；所述過濾減壓閥經管路分別連接至閥門定位器、電磁閥和一個氣控閥，閥
門定位器和電磁閥均通過管路連接至兩個氣控閥，兩個氣控閥分別連接氣缸的兩個氣口；
該調節閥還包括智能控制器，智能控制器通過電纜與用于采集鼓風機進氣溫度、排氣溫度、
進氣壓力、排氣壓力、入口喉部差壓的各傳感器相連，并通過電纜與閥門定位器和電磁閥相
連。
[0007] 作為一種改進，所述智能控制器中內置一個按預置算法獲得無量綱參數S 數值的
喘振控制算法模塊；當該無量綱參數S 大于給定值時，所述智能控制器能夠切斷與電磁閥
相連的輸出，使得電磁閥失電實現閥門快速開啟。
[0008] 作為一種改進，該調節閥具有如下氣路走向布置：過濾減壓閥分別接至閥門定位
器的P 口、一個氣控閥的B 口和電磁閥的P 口；閥門定位器的A 口和B 口分別接于兩個氣控
閥的C 口，兩個氣控閥的A 口分別與氣缸的兩個氣口相連；電磁閥的A 口和兩個氣控閥的D
口相連。
[0009] 作為一種改進，該調節閥具有如下電路走向布置：智能控制器的兩路輸出控制線
分別連接電磁閥和閥門定位器的輸入口，智能控制器的5 路輸入線路連接外部的傳感器；
閥門定位器的另外兩路輸入信號線接至氣缸上的閥位感應模塊。
[0010] 作為一種改進，所述氣缸為角行程的氣缸，閥體為蝶閥形式。
[0011] 作為一種改進，所述智能控制器通過模擬量輸入口由電纜連接至各傳感器。
[0012] 作為一種改進，所述智能控制器通過模擬量輸出口由電纜連接至閥門定位器。
[0013] 作為一種改進，所述智能控制器通過數字量輸出口由電纜連接至電磁閥的供電電
路，并與之串聯。
[0014] 所述智能型防喘振調節閥的控制實現方法，包括以下步驟：
[0015] (1) 在工頻狀況下，在現場對風機進行喘振試驗，得到一組工頻狀況下發生喘振時
的(Qs，Hp) 點；
[0016] (2) 將工頻狀況下的(Qs，Hp) 轉化為無量綱參數點(hr，qr)，并進一步得到(hr，S) ；
其過程描述如下：
[0017] 將無量綱參數的定義如下：
[0018]
[0019] 變換之后得到：
[0020]
[0021]
[0022]
[0023] 上述公式中，Qs 為有量綱的流量，Hp 為有量綱的壓力，qr 為Qs 的無量綱數值，hr 為
Hp 的無量綱數值；R ＝ Ru/MW ；Rt ＝ Td/Ts ；Rc ＝ pd/ps ；Ru 為氣體常數，MW 為氣體分子量，ps 為
進氣壓力，pd 為排氣壓力，K 為孔板常數，Δpo，s 為鼓風機入口的喉部差壓，Ts 為入口氣體溫
度，Td 為排氣溫度，Zs 為入口氣體壓縮系數，σ 為多變指數，σ ＝ lgRt/lgRc ；
[0024] (3) 由于無量綱參數S 不隨風機轉速和入口參數的改變而改變，智能控制器實時
采集鼓風機的進氣溫度、排氣溫度、進氣壓力、排氣壓力、鼓風機入口的喉部差壓，然后利用
無量綱計算公式計算實時的(hr，S) ；在相同的hr 下，如果計算得到的S 值大于工頻狀況下
測量得到的S 表示將出現喘振，此時控制系統自動切斷電磁閥的電源，實現閥門的快開。
[0025] 本實用新型的有益效果是：
[0026] 本實用新型擺脫了傳統防喘振控制閥對于控制系統的依賴，可以根據鼓風機進出
口溫度、壓力和喉部壓差信息進行防喘振控制和調節。
附圖說明
[0027] 圖1 為本實用新型的結構示意圖。
[0028] 圖中附圖標記為：1 氣缸、2 閥門定位器、3 智能控制器、4 減壓過濾閥、5 氣控閥、6
電磁閥、7 氣控閥。
具體實施方式
[0029] 首先需要說明的是，本實用新型涉及內置智能控制器的軟件功能模塊，是軟件技
術在控制領域的一種應用。申請人認為，如在仔細閱讀申請文件、準確理解本實用新型的
實現原理和實用新型目的以后，在結合現有公知技術的情況下，本領域技術人員完全可以
運用其掌握的軟件編程技能實現本實用新型。前述軟件功能模塊包括但不限于：喘振控制
算法模塊、閥位感應模塊等，凡本實用新型申請文件提及的均屬此范疇，申請人不再一一列
舉。
[0030] 本實用新型是在調節閥的智能控制器中內嵌了喘振控制算法，以防止壓縮機在工
作中出現喘振現象。
[0031] 該智能型防喘振調節閥包括閥體、氣缸1、閥門定位器2、過濾減壓閥4、電磁閥6 和
兩個氣控閥5、7，所述過濾減壓閥4 經管路分別連接至閥門定位器2、電磁閥6 和氣控閥5，
閥門定位器2 和電磁閥6 均通過管路連接至兩個氣控閥5、7，兩個氣控閥5、7 分別連接氣缸
的兩個氣口；該調節閥還包括智能控制器3，智能控制器3 通過電纜與用于采集鼓風機進氣
溫度、排氣溫度、進氣壓力、排氣壓力、入口喉部差壓的各傳感器相連，并通過電纜與閥門定
位器2 和電磁閥6 相連。
[0032] 該閥門的氣路走向：氣源通過過濾減壓閥4 后分為三路，其中一路進入閥門定位
器2 的P 口，另一路進入氣控閥5 的B 口，還有一路進入電磁閥6 的P 口。閥門定位器2 的
A 口和B 口分別于氣控閥5、7 的C 口相連。氣控閥5、7 的A 口分別和氣缸1 的兩個口相連。
電磁閥6 的A 口和氣控閥5、7 的D 口控制氣路相連。
[0033] 該閥門的電路走向：智能控制器3 的兩路輸出控制線分別連接電磁閥6 和閥門定
位器2 的輸入口，智能控制器3 的5 路輸入線路連接外部的溫度和壓力信號。閥門定位器
2 的另外兩路輸入信號線到氣缸1 上的閥位感應模塊。
[0034] 喘振控制算法具體實施步驟如下所述：
[0035] 1. 在工頻狀況下，在現場對風機進行防喘振試驗，得到一組工頻狀況下的(Qs，Hp)
點。
[0036] 2. 將工頻狀況下的(Qs，Hp) 轉化為無量綱參數點(hr，qr)，并進一步得到(hr，S) ；
其過程描述如下：
[0037] 將無量綱參數的定義如下：
[0038]
[0039] 變換之后，可得：
[0040]
[0041]
[0042]
[0043] 上述公式中，R ＝ Ru/MW ；Rt ＝ Td/Ts ；Rc ＝ pd/ps ；
[0044] Ru 為氣體常數，MW 為氣體分子量，ps 為進氣壓力，pd 為排氣壓力，K 為孔板常數，
Δpos 為孔板壓差，Ts 為入口氣體溫度，Td 為排氣溫度，Zs 為入口氣體壓縮系數，σ 為多變指
數，σ ＝ lgRt/lgRc ；Qs 為有量綱的流量，Hp 為有量綱的壓力，qr 為Qs 的無量綱數值，hr 為Hp
的無量綱數值。
[0045] 3. 由于無量綱參數S 不隨風機轉速和入口參數的改變而改變，智能控制器3 實時
采集鼓風機的進氣溫度、排氣溫度、進氣壓力、排氣壓力、鼓風機入口的喉部差壓，然后利用
無量綱計算公式，計算實時的(hr，S)。在相同的hr 下，如果計算得到的S 值大于工頻狀況
下測量得到的S，將出現喘振。此時控制系統自動切斷電磁閥6 的電源，實現閥門的快開。