煤層氣集輸管道壓力調節控制器的製作方法
2023-05-29 19:59:31 3
專利名稱：煤層氣集輸管道壓力調節控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及煤礦安全設備領域，特別涉及用於控制煤礦區煤層氣集輸管道中的電動閥門的煤層氣集輸管道壓力調節控制器。
背景技術：
煤層氣又稱煤層瓦斯，煤層甲烷，它是成煤過程中經過生物化學熱解作用以吸附或游離狀態賦存於煤層及固巖的自儲式天然氣體，屬於非常規天然氣，它是優質的化工和能源原料。煤礦區抽採煤層氣的濃度由其抽採方法工藝及抽採系統的集輸管線的密封狀態決定的，在具體的抽採條件下確定了其抽採方法及工藝後，抽採系統的集輸管線的密封狀態決定了其抽採濃度的高低。目前，煤礦區井下抽採的煤層氣中，少數較好的抽採泵站濃度也僅為50%左右，有60%以上的泵站的抽採濃度低於30%。這一方面造成抽採系統能力的極大浪費，另一方面在泵站抽採濃度低於30%的這部分中，有很大部分的濃度還正好處於爆炸濃度範圍，因而使得抽採、集輸，乃至排空這部分煤層氣過程中都存在很大的安全隱患。集輸管線一旦洩漏或者斷管，很可能會引起礦井瓦斯爆炸，以致於使整個礦井的安全受到了潛在威脅。並且由於井下抽採煤層氣中含有一定水和煤渣煤塵，長期積累將可能堵塞管道，給礦井的安全生產造成隱患。因此，需要一種能夠在抽採系統的管道發生運行異常時，能夠調節管道壓力的裝置。同時，管道內甲烷濃度也需要通過調節管道的壓力進行調節。
發明內容
有鑑於此，為了解決上述問題，本發明公開了一種煤層氣集輸管道壓力調節控制器，能夠通過壓力傳感器採集煤礦區煤層氣集輸管道中壓力數據，並根據採集的數據，控制管道中的電動閥門，進而控制管道內的壓力。本發明的目的是這樣實現的煤層氣集輸管道壓力調節控制器，包括
A/D轉換器，接收設置於管道內的壓力傳感器採集的數據，經過模數轉換後輸出到中央處理單元；
中央處理單元，根據A/D轉換器輸出的壓力數據，獲得管道內的實時壓力，根據實時壓力與預設壓力的差異，控制設置於管道內的電動閥調節其閥門的開度，以調節管道內的壓力趨向於預設壓力；
開關控制信號輸出接口，用於連接電動閥的控制端，向電動閥輸出控制信號。模擬量控制信號輸出接口，用於連接電動閥的控制端，向電動閥輸出控制信號。進一步，所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器還包括用於連接上位機的數據接口，所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器還能夠根據上位機的控制信號，控制電動閥調節其閥門的開度；
進一步，所述數據接口為RS485接口 ；進一步，所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器還包括顯示裝置，所述顯示裝置接收中央處理單元輸出的實時壓力數據並顯示；
進一步，所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器還包括輸入裝置，所述輸入裝置用以設置煤層氣集輸管道壓力調節控制器的參數； 進一步，所述電動閥為電動蝶閥；
進一步，所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器還包括與中央處理單元電連接的存儲
器；
進一步，所述存儲器為電可擦可編程只讀存儲器。本發明的有益效果如下本發明結構緊湊，能夠通過壓力傳感器採集煤礦區煤層氣集輸管道中壓力數據，並根據採集的數據，控制管道中的電動閥，進而控制管道內的壓力，可提高煤層氣的甲烷濃度，保證煤層氣集輸系統的安全運行，並可增加煤層氣的利用效率；在進一步的技術方案中，還設置有與上位機進行通訊的接口，將採集的數據上傳到上位機，由上位機對數據進行處理並根據處理，並根據上位機的控制信號控制電動閥。
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述
圖1示出了煤層氣集輸管道壓力調節控制器的結構示意圖。
具體實施例方式參見圖1，本實施例的煤層氣集輸管道壓力調節控制器，包括中央處理單元1、A/D 轉換器2、開關控制信號輸出接口 3、模擬量控制信號輸出接口 4、用於連接上位機的數據接口 5 ；其中，
A/D轉換器2用於接收設置於管道內的壓力傳感器採集的數據，經過模數轉換後輸出到中央處理單元；
中央處理單元1根據A/D轉換器輸出的壓力數據，獲得管道內的實時壓力，根據實時壓力與預設壓力的差異，控制設置於管道內的電動閥調節其閥門的開度，以調節管道內的壓力趨向於預設壓力；
中央處理單元1通過開關控制信號輸出接口 3和模擬量控制信號輸出接口 4連接電動閥的控制端，從而可以向電動閥輸出開關形式或模擬形式的控制信號，實現對電動閥的控制，本實施例中，所述電動閥為電動蝶閥。所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器還能夠根據上位機的控制信號，控制電動閥調節其閥門的開度，用於連接上位機的數據接口 5為RS485接口。作為進一步的改進，本發明還包括顯示裝置6，所述顯示裝置接收中央處理單元輸出的實時壓力數據並顯示，顯示裝置通過顯示驅動電路與中央處理單元相聯接。作為進一步的改進，本發明還包括輸入裝置7，所述輸入裝置用以設置煤層氣集輸管道壓力調節控制器的參數。本實施例中採用按鍵及遙控電路。作為進一步的改進，本發明還包括存儲器，存儲器8與中央處理單元電連接，用於存儲中央處理單元的參數、壓力傳感器採集的壓力數據等，所述存儲器為電可擦可編程只讀存儲器。 以上所述僅為本發明的優選並不用於限制本發明，顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.煤層氣集輸管道壓力調節控制器，其特徵在於包括A/D轉換器，接收設置於管道內的壓力傳感器採集的數據，經過模數轉換後輸出到中央處理單元；中央處理單元，根據A/D轉換器輸出的壓力數據，獲得管道內的實時壓力，根據實時壓力與預設壓力的差異，控制設置於管道內的電動閥調節其閥門的開度，以調節管道內的壓力趨向於預設壓力；開關控制信號輸出接口，用於連接電動閥的控制端，向電動閥輸出控制信號；模擬量控制信號輸出接口，用於連接電動閥的控制端，向電動閥輸出控制信號。
2.根據權利要求1所述的煤層氣集輸管道壓力調節控制器，其特徵在於所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器還包括用於連接上位機的數據接口，所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器根據上位機的控制信號，控制電動閥調節其閥門的開度。
3.根據權利要求2所述的煤層氣集輸管道壓力調節控制器，其特徵在於所述數據接口為 RS485 接口。
4.根據權利要求1所述的煤層氣集輸管道壓力調節控制器，其特徵在於所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器還包括顯示裝置，所述顯示裝置接收中央處理單元輸出的實時壓力數據並顯示。
5.根據權利要求1所述的煤層氣集輸管道壓力調節控制器，其特徵在於所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器還包括輸入裝置，所述輸入裝置用以設置煤層氣集輸管道壓力調節控制器的參數。
6.根據權利要求5所述的煤層氣集輸管道壓力調節控制器，其特徵在於所述電動閥為電動蝶閥。
7.根據權利要求1所述的煤層氣集輸管道壓力調節控制器，其特徵在於所述煤層氣集輸管道壓力調節控制器還包括與中央處理單元電連接的存儲器。
8.根據權利要求7所述的煤層氣集輸管道壓力調節控制器，其特徵在於所述存儲器為電可擦可編程只讀存儲器。
全文摘要
本發明涉及煤礦安全設備領域，特別涉及用於控制煤礦區煤層氣集輸管道中的電動閥門的壓力調節控制器，包括A/D轉換器，中央處理單元，開關控制信號輸出接口和模擬量控制信號輸出接口，所述中央處理單元根據A/D轉換器輸出的壓力數據，獲得管道內的實時壓力，根據實時壓力與預設壓力的差異，控制設置於管道內的電動閥調節閥門開度，使管道內的壓力趨向於預設壓力，本發明結構簡單，能夠通過壓力傳感器採集煤礦區煤層氣集輸管道中壓力數據，並根據採集的數據，控制管道中的電動閥，進而控制管道內的壓力，可提高煤層氣的甲烷濃度，保證煤層氣集輸系統的安全運行，並可增加煤層氣的利用效率。
文檔編號F17D3/01GK102269330SQ20111010864
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月28日 優先權日2011年4月28日
發明者任文賢, 劉勝, 劉虎, 周燕, 唐勇, 嶽建平, 李柏均, 楊娟, 林雪峰, 邱飛, 邸志強 申請人:煤炭科學研究總院重慶研究院