專利名稱：帶條件的流體閥門分層設(shè)計算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于流體閥門設(shè)計算法領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
流體是液體和氣體的總稱，它的基本特征是沒有一定的形狀和具有流動性，這就使流體在各個方向都有壓力。以上特征使得對于流體控制，一般采用管道、閥門和調(diào)節(jié)器的組合來完成。閥門選擇在什么的位置以及需要的數(shù)量，不僅影響著流體的暢通情況，還影響著控制的復(fù)雜程度。對于帶條件的閥門控制算法，更是需要合理地安排閥門的位置，使閥門的數(shù)量最小化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提出ー種對流體閥門的設(shè)計算法，以達(dá)到用最少的閥門數(shù)量，實現(xiàn)最有效的控制效果的目的。本發(fā)明充分考慮管道長度以及操作安全性，將控制分為三個層源控制層，流向控制層和終點控制層。本發(fā)明的技術(shù)方案如下所示。首先，確定源頭和終點的個數(shù)；確定對應(yīng)關(guān)系，即源和終點的匹配情況；確定約束條件。其次,設(shè)計流向控制,確定流向控制閥的最大個數(shù)。第三，根據(jù)約束條件，調(diào)整控制閥個數(shù)及位置。第四，根據(jù)管道長度和操作安全性，確定是否需要在終點增加控制閥。最后，對于可燃性氣體以及有腐蝕性等的液體，在源頭增加控制閥。本發(fā)明的有益效果是通過對閥門的分層設(shè)計，使得設(shè)計算法有章可循，并以最小的閥門數(shù)量，實現(xiàn)了最高效的流體控制。


圖I是分層控制示意圖，最靠近流體的為源控制，遠(yuǎn)端為終點控制，中間為流向控制。圖2是是等離子切割機示例中的流向?qū)?yīng)關(guān)系。圖3是流向控制圖，方塊代表控制閥。圖4是根據(jù)約束條件調(diào)整后的控制閥布局。圖5是最終布局圖。圖6是連線后的管道流通圖。其中，方塊表示閥門，細(xì)線表示管道。
具體實施方式
以下以等離子切割機的氣體控制為例，對帶條件的流體閥門分層設(shè)計算法進(jìn)行說明。首先，確定源頭個數(shù)為4個，分別為氧氣、空氣、氮氣和氫氣，設(shè)其標(biāo)號分別為a, b，c和d ;確定終點個數(shù)為4個，分別為保護(hù)氣切割流、保護(hù)氣預(yù)流、等離子氣預(yù)流和等離子氣切割流，設(shè)其標(biāo)號為為A，B, C1D0確定流向?qū)?yīng)關(guān)系，如圖2所示。確定約束條件預(yù)流氣體相同，即流到終點B、C的氣體相同。其次，設(shè)計流向控制，在對應(yīng)的終點上方，注明可以流通到此ロ的氣體編號，見圖
3。確定流向控制閥的最大個數(shù)為11個。第三，根據(jù)“預(yù)流氣體相同”這ー約束條件，得知可以將終點B和C視為同一終點，故可以刪除一組對應(yīng)的流向控制閥，保留一組并移到終點B、C中間位置，流向控制閥減少至9個，見圖4。
第四，由于管道較長，而且，等離子氣體具有一定危險性，顧需要在每個終點増加一個控制閥。最后，由于氫氣是可燃?xì)怏w，故需要加入控制閥起到保險作用，布局見圖5。將相同編號的節(jié)點用線連起來，表示連接管道，完成后的控制閥布局圖見圖6。至此，所有設(shè)計工作均以完成。
權(quán)利要求
1.ー種帶條件的流體閥門的分層設(shè)計算法，其特征是采用分層的結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行設(shè)計，即源控制層、流向控制層和終點控制層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶條件的流體閥門的分層設(shè)計算法，其特征是通過單獨設(shè)計流向控制層，使流向操縱控制思路簡單明晰。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶條件的流體閥門的分層設(shè)計算法，其特征是可以單獨考慮約束條件，從而進(jìn)行閥數(shù)量的化筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶條件的流體閥門的分層設(shè)計算法，其特征是通過五個步驟，三個控制層的設(shè)計，使得設(shè)計流程更加明晰，控制方式更加高效。
全文摘要
本發(fā)明是一種帶條件的流體閥門分層設(shè)計算法，屬于流體閥門設(shè)計算法領(lǐng)域。提出了一種分層的閥門控制方法，即源控制層、流向控制層和終點控制層。通過對三個層進(jìn)行分別設(shè)置，采用五個步驟，可以實現(xiàn)以最少的閥門數(shù)量，達(dá)到最佳的控制效果。此外，對于帶有約束條件的控制要求，可以通過調(diào)整流向控制層的方式，達(dá)到閥門數(shù)量的最小化。這樣，使得結(jié)構(gòu)更加清晰，控制更加簡單。
文檔編號F16K11/00GK102829215SQ20121031789
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者黃瑩, 姚辰, 沈會, 唐厚君 申請人:黃瑩