换向阀及故障监测系统及控制方法与流程

1.本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种换向阀及故障监测系统及控制方法。


背景技术：

2.换向阀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，在给排水、供热、电站、代工、食品、纺织、造纸、船舶、钢铁和煤炭等工业部门得到广泛应用。煤矿气动钻机在使用过程中需要使用换向阀进行气体驱动，当换向阀发生故障时，需要及时对换向阀进行故障定位，进而对换向阀维修和恢复。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种换向阀及故障监测系统，可以对故障进行定位，便于及时对换向阀进行维修。
4.本发明的实施例提出一种换向阀故障监测系统。
5.本发明的实施例还提出一种换向阀故障监测系统控制方法。
6.本发明的实施例换向阀监测系统包括：换向阀本体、第一管道和第二管道，所述换向阀腔体设有进风主管路、换向通道、第一安装槽和第二安装槽，所述换向通道与所述进风主管路、换向通道、第一管道和第二管道分别连通，所述换向通道沿所述换向阀本体的长度方向延伸，第一安装槽和第二安装槽在所述换向阀本体的长度方向相对布置；阀芯和驱动部件，所述驱动部件布置在所述第一安装槽内，所述阀芯至少部分布置在所述换向通道内，所述驱动部件一端与所述阀芯相连以驱动所述阀芯在所述换向阀本体的长度方向移动，所述阀芯在所述换向阀体的长度方向移动以使所述进风主管道与所述第一管道或所述第二管道连通或隔断；换向阀监测组件，所述换向阀监测组件包括第一风压传感器，第二风压传感器、第三风压传感器、第四风压传感器、第五风压传感器和流量监测部件，所述第一风压传感器与所述进风主管路相连，所述第二风传感器布置在所述第一安装槽内，所述第三风压传感器与所述第一管道相连，所述第四风压传感器与所述第二管道相连，所述第五风压传感器布置在所述第二安装槽内，所述流量监测部件与所述进风主管路相连，所述位移传感器与所述阀芯相连，所述位移传感器布置所述第一安装槽或第二安装槽内。
7.本发明的实施例的换向阀故障监测系统，可以对故障进行定位，便于对换向阀进行维修。
8.在一些实施例中，所述驱动部件包括驱动电机和电流监测部件，所述换向阀本体还包括蜗轮，所述换向阀本体内设有第三安装槽以安装所述蜗轮，所述蜗轮与所述第三安装槽之间围成动力通道，所述动力通道的第二出口和第一出口均与所述换向通道连通，所述电流监测部件与驱动电机相连，驱动电机与阀芯相连以驱动阀芯在换向阀本体的长度方向移动，
9.所述换向阀监测部件还包括电流监测部件和第六风压传感器和第七风压传感器，
所述第六风压传感器设在所述动力通道第二出口，所述第七风压传感器设在所述动力通道第一出口，所述电流监测部件与所述驱动电机相连。
10.在一些实施例中，所述换向阀监测组件还包括第一风压监测部件和第二风压监测部件，所述第一风压监测部件布置在所述第一安装槽内，所述第二风压监测部件布置在所述第二安装槽内。
11.在一些实施例中，所述的换向阀监测系统还包括显示部件和气体流速监测部件，所述显示部件包括控制部件和显示屏，所述控制部件与所述驱动电机和所述位移传感器相连，所述显示屏与所述换向阀监测组件和所述显示部件相连，所述气体流速监测部件与所述主通风管相连。
12.在一些实施例中，所述的换向阀监测系统还包括总控阀，所述总控阀与所述主进风管路的第二出口连通。
13.本发明实施例的换向阀监测系统控制方法，包括：
14.对驱动电机进行电流监测，若电流超出预设范围，则判定为驱动电机异常，对驱动电机进行断电；
15.若电流处于预设范围，则对主进风管路的风压进行监测，当主进风管路的风压超出0.2～0.6mpa时，则判定主进风管路故障；
16.当主进风管路的风压处于0.2mpa～0.6mpa时，控制阀芯在换向阀本体的长度上移动，同时对阀芯进行位移监测，若阀芯位移超出预设范围时，则判定驱动电机故障，若阀芯位移小于等于2mm时，则判定阀芯卡死，对驱动电机进行断电；
17.若阀芯位移处于预设范围时，对主进风管路进行风压和流量监测，若主进风管路的流量处于3m3/min～8m3/min时，判定主进风管路正常，若第一压力检测部件与第二压力监测部件任一者监测到的压力超过60kpa，判定换向阀监测系统控制的软件系统故障。。
18.在一些实施例中，通过驱动电机控制阀芯正转，对动力通道第二出口和第一出口进行风压监测，监测动力通道第二出口的风压是否满足0.2mpa～0.6mpa，动力通道第一出口的风压是否满足大于等于0.1mpa，
19.通过驱动电机控制阀芯反转，对动力通道第二出口和第一出口进行风压监测，监测动力通道第一出口的风压是否满足0.2mpa～0.8mpa，监测动力通道第二出口的风压是否满足小于0.1mpa，若否，则判定蜗轮故障，关闭主通风管路，将阀芯移动至初始位置。
20.在一些实施例中，若对动力通道第二出口和第一出口进行风压监测正常，对第一安装槽和第二安装槽进行风压监测，若第一安装槽风压处于预设范围，则第一安装槽无漏风故障，若第二安装槽风压处于预设范围，则第二安装槽无漏风故障。
21.在一些实施例中，通过驱动电机控制阀芯移动来控制通风量，所述进风主管路与所述换向通道连接处为圆孔，对主进风管路进行流量监测来判断阀芯移动是否在预设范围内，主进风管路流量为q，判断是否满足0.9q≤q≤1.2q，若是，则确定主进风管路正常，若否将阀芯移动至初始位置，通过位移传感器对阀芯在所述换向阀本体上的位置进行确定，
22.当阀芯位移大于b时，监测到主进风管路分流量q小于3m3/min，或者阀芯位移小于等于b时，主进风管路分流量q开始增加，判定为阀芯安装精度问题，对驱动电机进行断电，
23.主进风管路流量q满足关系式：q＝v
·
s，s＝2πr2θ/360-d
·
sinθ(d/2+b+l)/2，θ＝arccos(2(d/2+b-l)/d)，其中，拉杆位移为l，单位为cm，主进风管路与换向通道连接处的进
风口直径为d，单位为cm，v为风速，单位为cm/s，q为主进风管路供气流量，单位为cm3/s，阀芯初始位置距离进风管路与换向通道连接处的进风口处的距离b,单位mm，主进风管路与换向通道连接处的进风口为圆孔，θ为通风面占主进风管路与换向通道连接处的进风口的角度。
24.在一些实施例中，对驱动电机的温度进行监测，监测驱动电机的温度是否在预设范围，若驱动电机的温度超过预设范围，则对驱动电机进行断电。
附图说明
25.图1是本发明实施例的换向阀监测系统的示意图。
26.图2是本发明实施例的显示部件的示意图。
27.图3是本发明实施例的通风面的示意图。
28.附图标记：
29.换向阀本体1，第一安装槽11，第二安装槽12，换向通道13，蜗轮14，主进风管道15，动力通道16，第一出口17，第二出口18，
30.阀芯2，
31.换向阀监测组件3，第一风压传感器31，第二风压传感器32，第三风压传感器33，第四风压传感器34，第五风压传感器35，流量监测部件36，第一压力监测部件37，第二压力监测部件38，位移传感器39，显示部件40,总控阀41，
32.第一管道4，第二管道5，驱动部件6,进风口7，通风面8，第六风压传感器9，第七风压传感器10。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
34.本发明实施例的换向阀监测系统包括阀芯2、换向阀监测组件3、驱动部件6、换向阀本体1、第一管道4和第二管道5，换向阀腔体设有主进风管道15、换向通道13、第一安装槽11和第二安装槽12，换向通道13与主进风管道15、换向通道13、第一管道4和第二管道5分别连通，换向通道13沿换向阀本体1的长度方向延伸，第一安装槽11和第二安装槽12在换向阀本体1的长度方向相对布置，驱动部件6布置在第一安装槽11内，阀芯2至少部分布置在换向通道13，驱动部件6一端与阀芯2相连以驱动阀芯2在换向阀本体1的宽度方向移动，阀芯2在换向阀体的宽度方向移动以使进风主管道与第一管道4或第二管道5连通或隔断，换向阀监测组件3包括第一风压传感器31与主进风管道15相连，第二风传压感器32布置在第一安装槽11内，第三风压传感器33与第一管道4相连，四风压传感器34与第二管道5相连，第五风压传感器35布置在第二安装槽12内，流量监测部件36与主进风管道15相连，位移传感器39与阀芯2相连，位移传感器39布置第一安装槽11或第二安装槽12内。
35.具体地，阀芯2沿左右方向延伸，换向阀本体1内设有沿左右方向延伸的换向通道13，换向阀本体1的左端设有第一安装槽11，第一安装槽11内安装有驱动部件6和第二风压传感器32，第二风压传感器32适于监测第一安装槽11内的空气风压，
36.换向阀本体1的右端设有第二安装槽12，第二安装槽12内安装有第五风压传感器
35，第五风压传感器35适于对第二安装槽12内的空气风压进行监测，进风管路的下端与换向阀本体1的上端相连，进而主进风管道15与换向通道13连通，第一管道4和第二管道5分布与换向阀本体1的上端连通，且第一管道4、主进风管道15和第二管道5在左右方向上依次间隔布置，阀芯2左右两端伸出换向通道13，驱动部件6驱动阀芯2在左右方向上移动以将主进风管道15与第一管道4或第二管道5连通，
37.第一风压传感器31与主进风管道15相连以监测进风管路内的空气风压是否在预设范围，若是，则主进风管道15无异常，若否则主进风管道15故障，第三风压传感器33与第一管道4相连以监测第一管道4内的空气风压是否处于预设范围，第四风压传感器34与第二管道5相连以监测第二管道5内的空气风压是否处于预设范围，
38.位移传感器39与阀芯2相连，流量监测部件36适于监测主进风管道15的流量大小，驱动部件6驱动阀芯2在左右方向上移动，位移传感器39对阀芯2在左右方向上的位移进行监测，可以理解的是，阀芯2在左右方向上的移动可以改变主进风管道15与换向通道13的进风面积，可以通过监测阀芯2在左右方向上的移动以计算进风面积的大小，通过设置位移传感器39对阀芯2移动进行监测，且配合第一风压传感器31对主进风管道15的风量和风压进行动态监测，提高对主进风管道15的风量风压监测的精度，例如，进风面积大小与流量设有固定的比例关系，进而便于对主进风管道15进行流量监测，
39.进一步地，通过设置位移传感器39对阀芯2移动进行监测，且配合第一风压传感器31、第三风压传感器33、第四风压传感器34、主进风管道15、第一管道4或第二管道5内的风量和风压进行监测，提高对第一管道4，主进风管道15和第二管道5风量风压监测的精度，进风面积大小与主进风管道15的第一出口17处的设有固定的比例关系，例如，主进风管道15与第二出口18的风压与第一出口17的风压的之间的风压差固定，通过改变通风面积的大小，来改变空气从主进风管道15进入换向通道13的阻力，进而便于对主进风管道15第一管道4和第二管道5进行流量监测，提高对换向阀及故障监测系统故障监测的精度和准确性，便于对故障进行准确定位。
40.本发明的实施例的换向阀及故障监测系统，可以对故障进行定位，便于及时对换向阀进行维修。
41.在一些实施例中，所述驱动部件6包括驱动电机和电流监测部件，所述换向阀本体1还包括蜗轮14，所述换向阀本体1内设有第三安装槽以安装所述蜗轮14，所述蜗轮14与所述第三安装槽之间围成动力通道16，所述动力通道16的第二出口18和第一出口17均与所述换向通道13连通，所述电流监测部件与驱动电机相连，驱动电机与阀芯2相连以驱动阀芯2在换向阀本体1的长度方向移动，
42.换向阀监测部件还包括第六风压传感器9和第七风压传感器10，第六风压传感器9设在动力通道16的第二出口18，第七风压传感器10设在动力通道16的第一出口17，驱动电机输出端与蜗轮14相连，蜗轮14与蜗杆相接触，蜗杆与阀芯2相连，电流监测部件与驱动电机相连。
43.具体地，驱动电机可以为双轴电机，第三安装槽内安装有蜗轮14，动力通道16的第二出口18和第一出口17分别与换向通道13连通，例如，阀芯2在左右方向上移动以使主进风管道15与动力通道16的第二出口18连通，动力通道16的第一出口17与第一管道4连通，进而蜗轮14利用空气的动能转变为蜗轮14的机械能，即蜗轮14沿逆时针转动，进而驱动气动钻
机正转，
44.或者，阀芯2在左右方向上移动以使主进风管道15与动力通道16的第一出口17连通，动力通道16的第二出口18与第二管道5连通，进而蜗轮14利用空气的动能转变为蜗轮14的机械能，进而驱动气动钻机反转，
45.第六风压传感器9设在动力通道16第二出口18，第七风压传感器10设在动力通道16第一出口17，当阀芯2在左右方向上移动以使主进风管道15与动力通道16的第二出口18连通时，动力通道16第二出口18的风压为0.2～0.6mpa，且动力通道16第一出口17的风压为小于0.1mpa，当阀芯2在左右方向上移动以使主进风管道15与动力通道16的第一出口17连通时，动力通道16第一出口17的风压为0.2～0.8mpa，且动力通道16第二出口18的风压为小于0.1mpa，可以理解的是，可以对动力通道16的第一出口17和第二出口18风压监测的时间延长来检测风压的稳定性，避免出现故障无法及时发现，影响换向阀使用的稳定性和安全性。
46.在一些实施例中，换向阀监测组件3还包括第一压力监测部件37和第二压力监测部件38，第一压力监测部件37布置在第一安装槽11内，第二压力监测部件38布置在第二安装槽12内。
47.具体地，第一压力监测部件37布置在第一安装槽11内，阀芯2向左移动时与第一压力监测部件37相接触，通过对阀芯2向左移动对第一压力监测部件37施加向左的力，第一压力监测部件37可以监测阀芯2向左的位置变化，进而使第一压力监测部件37监测阀芯2向左的扭矩和压力，可以通过监测阀芯2在左右方向上的不同位置的扭矩来监测驱动电机对阀芯2的输出的力是否满足预设范围，进而对阀芯2向左的移动的过程进行故障监测，避免驱动电机输出的扭矩超出预设范围或者阀芯2卡死导致驱动电机输出扭矩异常，便于对阀芯2移动时的力矩进行监测。
48.第二风压传感器32布置在第二安装槽12内，阀芯2向右移动时与第二压力监测部件38相接触，通过对阀芯2向右移动对第二压力监测部件38施加向右的力，进而使第二压力监测部件38监测阀芯2向右的扭矩和压力，可以通过监测阀芯2在左右方向上的不同位置的扭矩来监测驱动电机对阀芯2的输出的力是否满足预设范围，进而对阀芯2向右的移动的过程进行故障监测，避免驱动电机输出的扭矩超出预设范围或者阀芯2卡死导致驱动电机输出扭矩异常，便于对阀芯2移动时的力矩进行监测。
49.可以理解的是，还可以通过位移传感器39对阀芯2在左右方向上的监测，进而对第一压力监测部件37和第二压力监测部件38对阀芯2的监测进行位移监测，进而便于对第一压力监测部件37和第二压力监测部件38使用状况进行监测，例如，位移传感器39监测到阀芯2向左移动2mm，此时第一压力监测部件37监测到阀芯2移动1.5mm，此时第一压力监测部件37即为异常，通过设置位移传感器39，可以提高对阀芯2和驱动电机运行监测的精度，避免阀芯2或驱动电机及第一压力监测部件37和第二压力监测部件38出现异常继续工作导致气动钻机出现异常，提高换向阀监测系统对故障监测的精度，便于对故障进行定位，进而便于操作人员对故障进行维修。
50.在一些实施例中，换向阀监测系统还包括显示部件40和气体流速监测部件，显示部件40包括控制部件和显示屏，控制部件与驱动电机和位移传感器39相连，显示屏与换向阀监测组件3和显示部件40相连，气体流速监测部件与主通风管相连。
51.具体地，控制部件与驱动电机相连，控制部件控制驱动电机的扭矩和转动角度，进而控制阀芯2在左右方向上的移动，配合位移传感器39与第一压力监测部件37和第二压力监测部件38对阀芯2在左右方向上的移动及扭矩进行监测，避免驱动电机和阀芯2出现故障后继续工作，且控制部件还可以设置阀芯2的初始位置，避免阀芯2在多个工作循环后初始位置发生变化导致阀芯2运行出现故障，提高对阀芯2监测的稳定性和安全性。
52.在一些实施例中，换向阀监测系统还包括总控阀41，总控阀41与主进风管道15的第二出口18连通。
53.本发明实施例的换向阀监测系统控制方法包括：
54.s1：对驱动电机进行电流监测，若电流超出预设范围，则判定为驱动电机异常，对驱动电机进行断电，
55.s2：若电流处于预设范围，则对主进风管道15的风压进行监测，当主进风管道15的风压超出0.2～0.8mpa时，则判定主进风管道15故障，
56.s3：当主进风管道15的风压处于0.2～0.8mpa时，控制阀芯2在换向阀本体1的长度上移动，同时对阀芯2进行位移监测，当阀芯2位移超出预设范围时，则判定阀芯2卡死，对驱动电机进行断电，
57.s4：若阀芯2位移处于预设范围时，对主进风管道15进行流量监测，当主进风管道15的流量处于3～8m3/min时，且进风管路的风压处于0.2～0.8mpa时，判定主进风管道15正常，若主进风管路15的风压超过60kpa，或第一风压检测部件37与第二风压监测部件38任一者监测到的风压超过60kpa，判定换向阀监测系统控制的控制软件异常。
58.具体地，对驱动电机进行电流监测，若电流超出预设范围，则判定为驱动电机异常，对驱动电机进行断电，驱动电机的电流预设范围可以为≤0.6a或＞1.6a。
59.若驱动电机的电流处于预设范围，则对主进风管道15的风压进行监测，当主进风管道15的风压超出0.2～0.8mpa时，则判定主进风管道15故障，通过总控阀41关闭主进风管道15，对主通风管路进行故障排除，同时对供风设备进行检查维修，
60.当主进风管道15的风压处于0.2～0.8mpa时，控制阀芯2在换向阀本体1的长度上移动，同时对阀芯2进行位移监测，例如，通过位移传感器39和第一风压监测部件37和第二风压监测部件38对阀芯2进行监测，若阀芯2位移超出预设范围时，则判定驱动电机故障，若阀芯2位移小于等于2mm时，则判定阀芯2卡死，对驱动电机进行断电，
61.若阀芯2位移处于预设范围时，对主进风管道15进行风压和流量监测，若主进风管道15的流量处于3m3/min～8m3/min时，且主进风管路15的风压处于0.2～0.8mpa时，判定主进风管道15正常，若第一风压检测部件37与第二风压监测部件38任一者监测到的压力超过60kpa，判定换向阀监测系统控制的控制软件异常。
62.本发明实施例的换向阀监测系统控制方法，通过对换向阀系统各个位置进行故障监测，当换向阀系统出现故障时，便于及时对故障进行定位，通过设置位移传感器39，便于提升对阀芯2移动监测的精度，避免阀芯2超出预设范围或者出现异常时继续工作造成危害，提高换向阀监测系统使用的稳定性和安全性。
63.进一步地，通过驱动电机控制阀芯2正转，对动力通道16第二出口18和第一出口17进行风压监测，监测动力通道16第二出口18的风压是否满足0.2mpa～0.8mpa，动力通道16第一出口17的风压是否满足小于0.1mpa，此时主进风管道15与与动力通道16第二出口18连
通，动力通道16第一出口17与第一管道4连通，
64.通过驱动电机控制阀芯2反转，对动力通道16第二出口18和第一出口17进行风压监测，监测动力通道16第二出口18的风压是否满足大于等于0.1mpa，动力通道16第一出口17的风压是否满足0.2mpa～0.6mpa，若否，则判定蜗轮14故障，关闭主通风管路，将阀芯2移动至初始位置。此时主进风管道15第一出口17与动力通道16第一出口17连通，动力通道16第一出口17与第二管道5连通，通过对动力通道16进行风压监测，当蜗轮14出现故障时可以及时监测到，提高换向阀监测系统使用的稳定性和安全性。
65.进一步地，若对动力通道16第二出口18和第一出口17进行风压监测正常，对第一安装槽11和第二安装槽12进行风压监测，若第一安装槽11风压处于预设范围，则第一安装槽11无漏风故障，若第二安装槽12风压处于预设范围，则第二安装槽12无漏风故障。
66.进一步地，通过驱动电机控制阀芯2移动来控制通风量，对主进风管道15进行流量监测来判断阀芯2移动是否在预设范围内，判断q是否满足0.9q≤q≤1.2q，若是，则确定主进风管道15正常，若否，则判断将阀芯2移动至初始位置，通过位移传感器39对阀芯2在换向阀本体1上的位置进行确定，当阀芯2位移大于b时，监测到主进风管路15分流量q小于3m3/min，或者阀芯2位移小于等于b时，主进风管路15的流量q开始增加，判定为阀芯2安装精度问题，对驱动电机进行断电，主进风管道15流量q满足关系式：
67.q＝v
·
s，s＝2πr2θ/360-d
·
sinθ
·
(d/2+b+l)/2，θ＝arccos(2(d/2+b-l)/d)，其
68.中，拉杆位移为l，单位为cm，主进风管道15与换向通道13连接处的进风口7直径为d，单位为cm，v为风速，单位为cm/s，q为单位时间内主进风管道15供气流量，单位为cm3/s，阀芯2初始位置距离主进风管道15与换向通道13连接处的进风口7处的距离b,单位mm，θ为通风面占主进风管道15与换向通道13连接处的进风口7的角度。
69.阀芯2位移小于等于b时，此时主进风管路15与进风口7未连通，主进风管路15的流量q开始增加，判定为阀芯2安装精度问题，需要说明的是，当q不满足0.9q≤q≤1.2q时，此时阀芯2移动的距离与设定驱动电机驱动的位移产生偏差，阀芯2初始位置需要校对，通过驱动电机和位移传感器39相配合将阀芯2移动至初始位置，即将阀芯2重新设定初始位置，当阀芯2再次移动且q还不满足0.9q≤q≤1.2q时，则判断驱动电机故障。
70.进一步地，对驱动电机的温度进行监测，监测驱动电机的温度是否在预设范围，若驱动电机的温度超过预设范围，则对驱动电机进行断电。可以理解的是，还可以将驱动电机移动至初始位置后断电。操作人员对驱动电机进行维修。
71.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
72.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
73.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
74.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
75.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
76.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种换向阀监测系统，其特征在于，包括：换向阀本体、第一管道和第二管道，所述换向阀腔体设有进风主管路、换向通道、第一安装槽和第二安装槽，所述换向通道与所述进风主管路、换向通道、第一管道和第二管道分别连通，所述换向通道沿所述换向阀本体的长度方向延伸，第一安装槽和第二安装槽在所述换向阀本体的长度方向相对布置；阀芯和驱动部件，所述驱动部件布置在所述第一安装槽内，所述阀芯至少部分布置在所述换向通道，所述驱动部件一端与所述阀芯相连以驱动所述阀芯在所述换向阀本体的长度方向移动，所述阀芯在所述换向阀体的长度方向移动以使所述进风主管道与所述第一管道或所述第二管道连通或隔断；换向阀监测组件，所述换向阀监测组件包括第一风压传感器，第二风压传感器、第三风压传感器、第四风压传感器、第五风压传感器和流量监测部件，所述第一风压传感器与所述进风主管路相连，所述第二风传感器布置在所述第一安装槽内，所述第三风压传感器与所述第一管道相连，所述第四风压传感器所述第二管道相连，所述第五风压传感器布置在所述第二安装槽内，所述流量监测部件与所述进风主管路相连，所述位移传感器与所述阀芯相连，所述位移传感器布置所述第一安装槽或第二安装槽内。2.根据权利要求1所述的换向阀监测系统，其特征在于，所述驱动部件包括驱动电机和电流监测部件，所述换向阀本体还包括蜗轮，所述换向阀本体内设有第三安装槽以安装所述蜗轮，所述蜗轮与所述第三安装槽之间围成动力通道，所述动力通道的第二出口和第一出口均与所述换向通道连通，所述电流监测部件与驱动电机相连，驱动电机与阀芯相连以驱动阀芯在换向阀本体的长度方向移动，所述换向阀监测部件还包括第六风压传感器和第七风压传感器，所述第六风压传感器设在所述动力通道第二出口，所述第七风压传感器设在所述动力通道第一出口，所述电流监测部件与所述驱动电机相连。3.根据权利要求2所述的换向阀监测系统，其特征在于，所述换向阀监测组件还包括第一压力监测部件和第二压力监测部件，所述第一压力监测部件布置在所述第一安装槽内，所述第二压力监测部件布置在所述第二安装槽内。4.根据权利要求3所述的换向阀监测系统，其特征在于，还包括显示部件和气体流速监测部件，所述显示部件包括控制部件和显示屏，所述控制部件与所述驱动电机和所述位移传感器相连，所述显示屏与所述换向阀监测组件和所述显示部件相连，所述气体流速监测部件与所述主通风管相连。5.根据权利要求9所述的换向阀监测系统，其特征在于还包括总控阀，所述总控阀与所述主进风管路的第二出口连通。6.一种换向阀监测系统控制方法，其特征在于，包括：s1：对驱动电机进行电流监测，若电流超出预设范围，则判定为驱动电机异常，对驱动电机进行断电；s2：若电流处于预设范围，则对主进风管路的风压进行监测，当主进风管路的风压超出0.2～0.8mpa时，则判定主进风管路故障；
s3：当主进风管路的风压处于0.2～0.8mpa时，控制阀芯在换向阀本体的长度上移动，同时对阀芯进行位移监测，当阀芯位移超出预设范围时，则判定阀芯卡死，对驱动电机进行断电；s4：若阀芯位移处于预设范围时，对主进风管路进行风压和流量监测，若主进风管路的流量处于3～8m3/min时，且主进风管道的风压处于0.2～0.8mpa时，判定主进风管路正常，若第一压力检测部件与第二压力监测部件任一者监测到的压力超过60kpa，判定换向阀监测系统控制的软件系统故障。7.根据权利要求6所述的换向阀监测系统控制方法，其特征在于，s5：通过驱动电机控制阀芯在换向阀本体的长度方向上移动，驱动电机正转，对动力通道第二出口和第一出口进行风压监测，监测动力通道第二出口的风压是否满足0.2mpa～0.8mpa，且动力通道第一出口的风压是否满足小于0.1mpa，通过驱动电机控制阀芯在换向阀本体的长度方向上移动，驱动电机反转，对动力通道第二出口和第一出口进行风压监测，监测动力通道的第一出口的风压是否满足0.2mpa～0.8mpa，监测动力通道的第二出口的风压是否满足小于0.1mpa，若否，则判定蜗轮故障，关闭主通风管路，将阀芯移动至初始位置。8.根据权利要求7所述的换向阀监测系统控制方法，其特征在于，s6：对动力通道第二出口和第一出口进行风压监测正常，对第一安装槽和第二安装槽进行风压监测，若第一安装槽风压处于预设范围，则第一安装槽无漏风故障，若第二安装槽风压处于预设范围，则第二安装槽无漏风故障。9.根据权利要求8所述的换向阀监测系统控制方法，其特征在于，s7：通过驱动电机控制阀芯移动来控制通风量，所述进风主管路与所述换向通道连接处为圆孔，对主进风管路进行流量监测来判断阀芯移动是否在预设范围内，主进风管路流量为q，判断是否满足0.9q≤q≤1.2q，若是，则确定主进风管路正常，若否将阀芯移动至初始位置，通过位移传感器对阀芯在所述换向阀本体上的位置进行确定，当阀芯位移大于b时，监测到主进风管路分流量q小于3m3/min，或者阀芯位移小于等于b时，主进风管路分流量q开始增加，判定为阀芯安装精度问题，对驱动电机进行断电，主进风管道流量q满足关系式：q＝v
·
s，s＝2πr2θ/360-d
·
sinθ
·
(d/2+b+l)/2，θ＝arccos(2(d/2+b-l)/d)，其中，拉杆位移为l，单位为cm，主进风管路与换向通道连接处的进风口直径为d，单位为cm，v为风速，单位为cm/s，q为主进风管路供气流量，单位为cm3/s，阀芯初始位置距离进风管路与换向通道连接处的进风口处的距离b,单位mm，主进风管路与换向通道连接处的进风口为圆孔，r为进风口的半径，θ为通风面占主进风管路与换向通道连接处的进风口的角度。10.根据权利要求8所述的换向阀监测系统控制方法，其特征在于，s8:对驱动电机的温度进行监测，监测驱动电机的温度是否在预设范围，若驱动电机的温度超过预设范围，则对驱动电机进行断电。

技术总结
本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种换向阀及故障监测系统，所述的换向阀故障监测系统及控制方法，换向阀监测系统包括换向阀本体、阀芯、驱动部件、第一管道和第二管道，换向阀腔体设有进风主管路、换向通道、第一安装槽和第二安装槽，换向通道与进风主管路、换向通道、第一管道和第二管道分别连通，换向通道沿换向阀本体的长度方向延伸，驱动部件布置在第一安装槽内，阀芯至少部分布置在换向通道内，阀芯在换向阀体的宽度方向移动以使进风主管道与第一管道或第二管道连通或隔断。本发明的换向阀故障监测系统，可以对故障进行定位，便于对换向阀进行维修及应急响应。于对换向阀进行维修及应急响应。于对换向阀进行维修及应急响应。


技术研发人员：苏振国 赵善坤 王路峰 王寅 秦凯 张宁博 吕坤 李一哲 蒋军军 王尚
受保护的技术使用者：煤炭科学技术研究院有限公司
技术研发日：2023.08.11
技术公布日：2023/10/19