CN102345755B - 一种气体气路切换与流量转换的集中控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体气路切换与流量转换集中控制装置，其特征在于：包括链传动超越离合器驱动机构，气路切换阀组和溢流式流量转换阀组；链传动超越离合器驱动机构包括基座、电机；在基座上安装有主动链轮和从动链飞轮，气路切换阀组包括四位两通球阀、节流孔板；溢流式流量转换阀组包括四位五通球阀、两位两通球阀。本发明的有益效果在于：本发明通过对驱动电机的正反转控制以及对位置传感器反馈信号的检测实现了气体气路切换与流量的准确转换的的开关量方式的自动控制；实现了脱离电机减速器减轻转动力的手动集中操作；适合气路切换点不多、又要求少流量点转换且有一定准确度流量的中、小流量气路的控制。

Description

一种气体气路切换与流量转换的集中控制装置

技术领域

本发明涉及气体控制装置，特别涉及一种气体气路切换与流量转换的集中控制装置。

背景技术

在当前气动控制技术的实际应用中，通常都使用电磁阀或其他电动阀进行气路切换控制；使用电动节流阀或电动溢流阀实现气体流量转换控制。在自控系统中，气路的切换采用开关方式控制电磁阀或电动阀；而在气路中需要进行指定流量的转换时，尤其是较为准确的流量转换时，则一般要采用“PID” 控制技术或“模糊”控制技术对流量进行调节的方式转换流量。这就使得控制复杂，需要有一定能力的技术人员才能完成。在中小流量气路且流量点较少的控制系统中，其性/价比较差；而且，使用现有的气路控制器件很难做到手动集中操作控制满足系统调试所需。          

发明内容

本发明的目的是提供一种控制容易与操作方便的气路切换与流量转换的集中控制装置，以弥补现有技术之不足。

本发明采用的技术方案是：一种气体气路切换与流量转换集中控制装置，其特征在于：包括链传动超越离合器驱动机构I，气路切换阀组Ⅱ和溢流式流量转换阀组Ⅲ；链传动超越离合器驱动机构包括基座8、带减速器的小型交流电机1；在基座8上安装有主动链轮2，主动链轮2通过链条3带动反向打滑的从动链飞轮4、6，从动链飞轮4、6安装在从动轴5、7上，从动轴5、7后有十字滑块联轴节11；从动链飞轮4、6后各设置有一个永磁体10，在基座8的对应永磁体10的圆周上成90度安装四个磁电传感器9；气路切换阀组Ⅱ包括四位两通球阀20、节流孔板14和端口A、B、C、D，端口A和D之间有连接管a；气路切换阀组Ⅱ通过阀体12安装在基座8上，阀芯13前端的键与十字滑块联轴节11配合。溢流式流量转换阀组Ⅲ包括四位五通球阀21、两位两通球阀17、18、孔板溢流件19和端口E、F；端口C和F之间有用气回路22；流量转换阀组Ⅲ通过阀体15安装在基座8上，通过阀芯16前端的键与十字滑块联轴节11配合。

本发明的有益效果在于：本发明通过对驱动电机的正反转控制以及对位置传感器反馈信号的检测实现了气体气路切换与流量的准确转换的的开关量方式的自动控制；通过对驱动机构从动轮轴逆电机运行方向回转，实现了脱离电机减速器减轻转动力的手动集中操作；本发明不涉及复杂控制技术、不使用带电动执行器的阀门，性/价比较好，特别适合气路切换点不多、又要求少流量点转换且有一定准确度流量的中、小流量气路的控制。本发明采用球阀，对泄漏率有要求的气路更有显著效果。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构正面示意图。

图2为本发明实施例的整体结构背面及应用连接示意图。

图3为图1的侧视局部剖面图。

图4为本发明实施例的气路切换阀组结构示意图。

图5为本发明实施例的溢流式流量转换控制阀组示意图。

具体实施方式

实施例：在叙述工作过程前，本发明有几个部件的结构需要说明。

1、从动链飞轮4内有棘爪，所以和链条3实现单向传动。安装时，从动链飞轮4与6被反向安装：亦即反时针转动时，从动链飞轮4成啮合状态可使从动轴5同步转动，，从动链飞轮6打滑从动轴7不转动；反之顺时针转动时，，从动链飞轮4打滑，从动轴5不转动，，从动链飞轮6成啮合状态带动从动轴7同步转动；主从动链轮转动比1:1。

2、四位两通球阀20包括阀体12、阀芯12以及球面密封连接堵头；四位两通球阀20的阀芯13为一中部成球体的圆柱体，阀芯13心部球体球心径向切面的垂直方向钻有一个成90°的 “Γ”字形孔通孔（由孔13a和孔13b组成），；在阀体12与阀芯13“Γ”字形孔通孔的同一轴切平面的每90°方向分别钻有四个在阀体12中心相交的连通孔；当球阀的阀芯每转90°便将阀体上四孔的两两接通；球面密封连接堵头分别安装在阀体12的4个孔中上，里端与阀芯15贴合形成密封，外端有螺纹用于管路连接；阀芯13的前端设计有“一”字形键与链传动超越离合器驱动机构I的十字滑块联轴节11配合，可随链传动超越离合器驱动机构I从动轴7转动。

3、四位五通球阀21为“1入4出”结构，两个通用球阀17、18与孔板节流件19分别与四位五通球阀21的输出口连接；四位五通球阀21前端设计有“一”字型键与链传动超越离合器驱动机构I联轴器的十字滑块联轴节11配合，随链传动超越离合器驱动机构I从动轴5转动。四位五通球阀21包括阀体15、阀芯16以及球面密封连接堵头；四位五通球阀21的阀体15为正方体与圆柱体组合，一个圆孔沿圆柱体轴心线贯穿圆柱体与正方体，正方体与圆柱体平行的4个面上钻有垂直通孔；四位五通球阀21的阀芯16安装在阀体15内，为中部成球形的圆柱体，阀芯16心部有一“Γ”字形垂直通孔孔（由孔16a和孔16b组成），球面密封连接堵头分别安装在阀体15的4个孔中上，里端与阀芯15贴合形成密封，外端有螺纹用于管路连接。

图2示意了本发明实施例的一种应用连接：气源连接在A端口，端口B接储气设备，端口C为用气出口，用气回路22串接在端口C、F之间由气路切换阀组Ⅱ切换气路，由流量转换阀组Ⅲ控制流量。

自动控制。

初始状态：气路关闭。

设气路切换阀组Ⅱ的阀芯13位置如图4所示，流量转换阀组Ⅲ的阀芯16位置如图5所示 ； 阀组Ⅱ阀芯13球体部分“Γ”字形孔口的13a、13b将端口A与内部接口D短接，端口A、B、C均不被接通，切换气路处于关闭状态，阀组Ⅲ阀芯16的16b指向被封堵的端口E，用气回路与流量转换阀组Ⅲ的通路也被关断；此时从动链飞轮4与6镶崁的永磁体10触发各自的第一个磁电传感器9向系统输出阀组Ⅱ、Ⅲ当前工作位置信号。

第一工步，端口A、B接通：气源向储气设备充气：

启动电机1反时针回转，通过主动链轮2、链条3带动从动链飞轮4与6反时针方向同步回转；此间，因为从动链飞轮4处于啮合状态，从动链飞轮6处于打滑状态，则阀芯13被带动反时针转动；在从动链飞轮4转到第一个90°位置时，系统检测到镶崁在从动链飞轮4上的永磁体10触发的对应第二个磁电传感器9输出的阀组Ⅱ当前工作位置信号，指令电机1停止转动，于是阀芯13球体部分“Γ”字形孔口的13a口13b口将端口A与端口B接通，气源可向储气设备充气；由于从动链飞轮6打滑，阀组Ⅲ仍处于初始位置。

第二工步，端口B、C接通：储气设备向用气回路供气。

再启动电机1反时针回转，与上一工步传动过程相同，此间仅阀芯13被带动反时针转动，当从动链飞轮4转到第二个90°位置时，系统检测到永磁体10触发第三个磁电传感器9输出的阀组Ⅱ当前工作位置信号，指令电机1停止转动，于是阀芯13球体部分“Γ”字形孔口的13a、13b将端口B与端口C接通，储气设备可向用气回路供气；此时流量转换阀组Ⅲ仍在初始的关闭位置，气体阻断在F口不能在回路中流动。

第三工步，端口F接入用气回路22，对气路进行流量转换。

此时启动电机1使其顺时针回转，于是从动链飞轮4打滑，阀组Ⅱ的阀芯保持在端口B、C接通位置，气路仍处于储气设备向用气回路22供气状态；从动链飞轮6则顺时针带动从动轴7回转，当从动链飞轮7转动到第一个90°位置时，系统检测到镶崁在从动链飞轮6上的永磁体10触发第二个磁电传感器9输出的阀组Ⅲ当前工作位置信号，指令电机1停止转动；此间，阀芯16被带动顺时针回转90°，阀芯之16b孔指向溢流孔板19， 用气回路获得第一种工作流量。

如若再指令电机1顺时针回转，控制从动链飞轮6反时针方向回转到第二个90°位置；此间阀组Ⅱ仍处在端口B、C接通位置，气路保持储气设备向用气回路供气状态，而从动链飞轮6在此位置上阀组Ⅲ的阀芯16的16b孔口指向两位两通球阀17，用气回路可获得由两位两通球阀17溢流设定的第二个工作流量。

继续指令电机1顺时针回转，控制从动链飞轮6继续反时针方向回转到第三个90°位置；此时阀组Ⅲ的阀芯16的16b孔口指向两位两通球阀18，用气回路22可获得由两位两通球阀18溢流设定的第三个工作流量。

当从动链飞轮7再被顺时针转动，停止在第四个90°转动位置时，阀组Ⅲ回复到初始阻断用气回路22状态。    

返回初始状态。

继续启动电机1再反时针转动90°，阀组Ⅲ位置不动，阀组Ⅱ的阀芯13回到初始状态，整个装置回复到初始位置。

使用中，用气回路22通流量可按如上所述顺次转换流量，也可由控制系统检测判断，直接使用某一流量控制用气回路22的通流量。

第四工步，端口A、C接通：气源向用气回路22直接供气。

启动电机1反时针回转，控制从动链飞轮4回转到第三个90°位置，从动链飞轮6打滑阀组Ⅲ保持关断位置，阀组Ⅱ的阀芯13球体部分“Γ”字形孔口的的13a与13b将端口C与节流孔板14接通；于是，气源可从A经a—D—13a—13b接通端口C连接用气回路22，向用气回路22小量供气；或按上述第三工步选择其他流量点向用气回路22。

手动操作。

对本发明手动操作时必须反电机1的驱动方向回转从动轴，当使用手柄顺时针按每90°一个位置转动从动轴7时，阀组Ⅱ便逆上述自动控制的工步顺次进入各个工作位置；当阀组Ⅱ处于端口B、C接通，储气设备向用气回路22供气工况位置时，使用手柄顺时针按每90°一个位置转动从动轴5，阀组Ⅲ也逆上述自动控制的第三工步过程顺次进入各个工作位置，使用气回路22获得由两位两通阀17、18以及溢流孔板19设定的三组流量；阀组Ⅱ与阀组Ⅲ的转动工位由安装在从动链飞轮前端的指示盘的标志指示。

Claims (1)

1.一种气体气路切换与流量转换集中控制装置，其特征在于：包括链传动超越离合器驱动机构(I)，气路切换阀组(Ⅱ)和溢流式流量转换阀组(Ⅲ)；链传动超越离合器驱动机构包括基座(8)、带减速器的小型交流电机(1)；在基座(8)上安装有主动链轮(2)，主动链轮(2)通过链条(3)带动反向打滑的第一从动链飞轮(4)和第二从动链飞轮(6)，第一从动链飞轮(4)和第二从动链飞轮(6)分别安装在第一从动轴(5)和第二从动轴(7)上，第一从动轴(5)和第二从动轴(7)后有十字滑块联轴节(11)；第一从动链飞轮(4)和第二从动链飞轮(6)后各设置有一个永磁体(10)，在基座(8)的每个对应永磁体(10)的圆周上成90度安装四个磁电传感器(9)；气路切换阀组(Ⅱ)包括四位两通球阀(20)、节流孔板(14)和端口A、端口B、端口C、端口D，端口A和端口D之间有连接管(a)；气路切换阀组(Ⅱ)通过阀体(12)安装在基座(8)上，阀芯(13)前端的键与十字滑块联轴节(11)配合；溢流式流量转换阀组(Ⅲ)包括四位五通球阀(21)、第一两位两通球阀(17)、第二两位两通球阀(18)、孔板溢流件(19)和端口E、端口F；端口C和端口F之间有用气回路(22)；流量转换阀组(Ⅲ)通过四位五通球阀的阀体(15)安装在基座(8)上，通过四位五通球阀的阀芯(16)前端的键与十字滑块联轴节(11)配合。

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