CN105443863A - 一种应用于流体控制的微型数控比例阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于流体控制的微型数控比例阀，包括通过主控制系统控制的比例阀，所述比例阀包括外壳体，外壳体内部设置一安装空腔，外壳体的底部设置一输入接头，所述输入接头一端设置一阀芯，所述阀芯安装于外壳体内，该输出接头正对阀芯一侧的输出通道，所述外壳体的安装空腔内安装有联动机构，位于外壳体的安装腔内还安装有一无刷电机。本发明通过数字逻辑电路和机械传动装置的配合取代针式比例阀，并将电控流体比例阀的体积有效缩小，可以避免针式比例阀的噪音问题；当杂质轻度堵塞的时候可以进行一系列的机械动作进行简单的自我修复，机械可靠性高可以进行自检方式进行校正和自我保障，使用寿命长。

Description

一种应用于流体控制的微型数控比例阀
技术领域
本发明涉及一种应用于流体控制的微型数控比例阀。
背景技术
目前市场上都是大型设备上的电控阀门，还没有微型流体数控比例阀此类技术，已有不同原理的能做到相近效果技术是以针阀以脉冲往复运动的控制方式控制流体流量大小。
缺点：1、该控制方式是一种机械运动，会产生一定的噪音；
2、杂质堵塞的时候无法自我修复从而动作实效；
3、此类产品通常为国外大型公司垄断价格高昂无法大量普及使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种通过数字逻辑电路和机械传动装置的配合取代针式比例阀，并将电控流体比例阀的体积有效缩小的应用于流体控制的微型数控比例阀。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种应用于流体控制的微型数控比例阀，包括通过主控制系统控制的比例阀，所述比例阀包括外壳体，外壳体内部设置一安装空腔，外壳体一侧面设置一开口面，开口面底面设置四个固定螺孔，开口面通过一盖板密封，盖板通过四个螺丝与外壳体连接，外壳体的底部设置一输入接头，所述输入接头一端设置一阀芯，所述阀芯安装于外壳体内，正对阀芯一侧的外壳体上设置有凸出状的输出接头或消声器，该输出接头正对阀芯一侧的输出通道，输出接头与外壳体内部的输出通道相通，所述外壳体的安装空腔内安装有联动机构，位于外壳体的安装腔内还安装有一无刷电机。
作为优选的技术方案，所述无刷电机与联动机构连接，所述联动机构包括一连杆，该连杆上设置有连接轴孔，无刷电机的电机轴设置于该连接轴孔内，连杆的另一端安装于一转向片内，连杆的另一端插入于转向片的连杆固定孔内，所述转向片为一方形连接片，转向片的底部一侧固定连接一联动轴支架，联动轴支架内自上而下贯穿设置一联动轴孔，穿过联动轴支架设置一联动轴，联动轴的上端安装一高精度可调电阻，联动轴的下端连接阀芯。
作为优选的技术方案，所述阀芯包括一阀芯支架，阀芯支架的下端面设置一转轴安装腔，转轴安装腔底面设置一转轴孔，转轴安装腔内安装一转轴，转轴的上端穿过转轴孔至阀芯支架的上端面，转轴的上端与联动轴的下端连接，所述转轴的截面呈“凸”形状，转轴中间开设有转轴孔，转轴的下端设置一陶瓷转片安装腔，所述陶瓷转片安装腔内安装一陶瓷转片，所述阀芯支架的底部安装一铍铜导气片，铍铜导气片位于陶瓷转片的下端，整个阀芯支架由上下两部分组成，中间通过陶瓷转片完成上下两部分的传动连接，所述输入接头安装于铍铜导气片的下端面并与铍铜导气片相通。
作为优选的技术方案，所述铍铜导气片与输入接头间设置有密封垫片。
作为优选的技术方案，所述铍铜导气片上设置有导气孔，所述导气孔为渐开线形式的扇形结构，所述铍铜导气片呈圆形状，铍铜导气片的上下端设置有凸耳，所述铍铜导气片的另一端设置一输入接头固定腔，输入接头安装于铍铜导气片的输入接头固定腔内，导气孔与输入接头固定腔相通。
作为优选的技术方案，所述高精度可调电阻安装于一支架板上。
作为优选的技术方案，所述主控制系统驱动无刷电机，高精度可调电阻与主控制系统信号传输，无刷电机与高精度可调电阻联动，所述主控制系统为一单片机。
本发明的有益效果是：本发明通过数字逻辑电路和机械传动装置的配合取代针式比例阀，并将电控流体比例阀的体积有效缩小，可以避免针式比例阀的噪音问题；
当杂质轻度堵塞的时候可以进行一系列的机械动作进行简单的自我修复，机械可靠性高可以进行自检方式进行校正和自我保障，使用寿命长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为图2中A-A处的截面示意图；
图4为图2中Y-Y的截面示意图；
图5为阀芯的结构示意图；
图6为本发明的系统方框图；
图7为本发明的铍铜导气片的结构示意图；
图8为图7的内部结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1-图4所示，本发明的一种应用于流体控制的微型数控比例阀，包括通过主控制系统控制的比例阀，所述比例阀包括外壳体1，外壳体1内部设置一安装空腔，外壳体一侧面设置一开口面2，开口面底面设置四个固定螺孔3，开口面通过一盖板密封，盖板通过四个螺丝与外壳体1连接，外壳体的底部设置一输入接头4，所述输入接头4一端设置一阀芯5，所述阀芯5安装于外壳体1内，正对阀芯5一侧的外壳体1上设置有凸出状的输出接头或消声器6，该输出接头正对阀芯5一侧的输出通道7，输出接头4与外壳体1内部的输出通道相通，所述外壳体1的安装空腔内安装有联动机构，位于外壳体的安装腔内还安装有一无刷电机8。
无刷电机8与联动机构连接，所述联动机构包括一连杆9，该连杆9上设置有连接轴孔，无刷电机8的电机轴设置于该连接轴孔内，连杆的另一端安装于一转向片10内，连杆9的另一端插入于转向片10的连杆固定孔内，所述转向片10为一方形连接片，转向片的底部一侧固定连接一联动轴支架11，联动轴支架11内自上而下贯穿设置一联动轴孔，穿过联动轴支架设置一联动轴12，联动轴12的上端安装一高精度可调电阻13，联动轴12的下端连接阀芯5。
如图5所示，阀芯5包括一阀芯支架14，阀芯支架14的下端面设置一转轴安装腔，转轴安装腔底面设置一转轴孔，转轴安装腔内安装一转轴15，转轴15的上端穿过转轴孔至阀芯支架14的上端面，转轴15的上端与联动轴12的下端连接，所述转轴15的截面呈“凸”形状，转轴15中间开设有转轴孔，转轴15的下端设置一陶瓷转片安装腔，所述陶瓷转片安装腔内安装一陶瓷转片16，所述阀芯支架14的底部安装一铍铜导气片17，铍铜导气片17位于陶瓷转片的下端，整个阀芯支架由上下两部分组成，中间通过陶瓷转片完成上下两部分的传动连接，所述输入接头4安装于铍铜导气片17的下端面并与铍铜导气片17相通。
铍铜导气片17与输入接头间设置有密封垫片，增加铍铜导气片与输入接头间的密封性。
如图7和图8所示，铍铜导气片17上设置有导气孔18，所述导气孔18为渐开线形式的扇形结构，所述铍铜导气片17呈圆形状，铍铜导气片17的上下端设置有凸耳19，所述铍铜导气片的另一端设置一输入接头固定腔，输入接头4安装于铍铜导气片17的输入接头固定腔内，导气孔与输入接头固定腔相通，导气孔为渐开线形式的扇形结构可以令流体量化及线性输出更加精准。
其中，高精度可调电阻13安装于一支架板20上。
如图6所示，主控制系统驱动无刷电机8，高精度可调电阻与主控制系统信号传输，无刷电机与高精度可调电阻联动，所述主控制系统为一单片机。
1、设备首次开启时，电路通过脉冲控制无刷电机，进行复位操作。无刷电机先顺时针转复零然后逆时针转到无法转动为止也就是阀门开启的最大值，电机在转动的时候会同时通过联动机构带动高精度旋转电阻。电路将定义后的起始值(最小值)和最大值相应的电阻值储存下来并且对相应的电阻值进行量化计算。并且重复数次取平均值，以减少产生的误差。通过量化后的流量值与相应的量化值基本成线性状态。当调整不同量化值的时候会驱使电机会相应角度的旋转，电机在旋转的时候由陶瓷转片和铍铜导气片组成的流体阀门会开启到相应的数值以达到我们预期的目的。
2、通过电机的正反转可以获得阀门开启的最大值和最小值，当再次复位自检的时候会再次修正量化的数值。
A、步进电机转动时会带动高精度可调电阻，进而产生电压,可被主控制系统读取位置。
B、步进电机顺时钟转动或逆时钟转动都会有一个范围，在这一个范围内平均分布就是对应的流体流量级别。
3、当阀门被卡住的时候电流会控制电机令其在短时间内产生多次正反转，此时，阀芯转轴也会做正反转的运动，由于无刷电机运动的瞬间力矩相对来说会比较大，当阀门上有污垢时，可以利用这种瞬间的往返的转动，令阀门有机会通过机械运动产生自我修复和自洁的效果。
本发明的有益效果是：本发明通过数字逻辑电路和机械传动装置的配合取代针式比例阀，并将电控流体比例阀的体积有效缩小，可以避免针式比例阀的噪音问题；
当杂质轻度堵塞的时候可以进行一系列的机械动作进行简单的自我修复，机械可靠性高可以进行自检方式进行校正和自我保障，使用寿命长。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种应用于流体控制的微型数控比例阀，其特征在于：包括通过主控制系统控制的比例阀，所述比例阀包括外壳体，外壳体内部设置一安装空腔，外壳体一侧面设置一开口面，开口面底面设置四个固定螺孔，开口面通过一盖板密封，盖板通过四个螺丝与外壳体连接，外壳体的底部设置一输入接头，所述输入接头一端设置一阀芯，所述阀芯安装于外壳体内，正对阀芯一侧的外壳体上设置有凸出状的输出接头或消声器，该输出接头正对阀芯一侧的输出通道，输出接头与外壳体内部的输出通道相通，所述外壳体的安装空腔内安装有联动机构，位于外壳体的安装腔内还安装有一无刷电机。
2.根据权利要求1所述的应用于流体控制的微型数控比例阀，其特征在于：所述无刷电机与联动机构连接，所述联动机构包括一连杆，该连杆上设置有连接轴孔，无刷电机的电机轴设置于该连接轴孔内，连杆的另一端安装于一转向片内，连杆的另一端插入于转向片的连杆固定孔内，所述转向片为一方形连接片，转向片的底部一侧固定连接一联动轴支架，联动轴支架内自上而下贯穿设置一联动轴孔，穿过联动轴支架设置一联动轴，联动轴的上端安装一高精度可调电阻，联动轴的下端连接阀芯。
3.根据权利要求2所述的应用于流体控制的微型数控比例阀，其特征在于：所述阀芯包括一阀芯支架，阀芯支架的下端面设置一转轴安装腔，转轴安装腔底面设置一转轴孔，转轴安装腔内安装一转轴，转轴的上端穿过转轴孔至阀芯支架的上端面，转轴的上端与联动轴的下端连接，所述转轴的截面呈“凸”形状，转轴中间开设有转轴孔，转轴的下端设置一陶瓷转片安装腔，所述陶瓷转片安装腔内安装一陶瓷转片，所述阀芯支架的底部安装一铍铜导气片，铍铜导气片位于陶瓷转片的下端，整个阀芯支架由上下两部分组成，中间通过陶瓷转片完成上下两部分的传动连接，所述输入接头安装于铍铜导气片的下端面并与铍铜导气片相通。
4.根据权利要求3所述的应用于流体控制的微型数控比例阀，其特征在于：所述铍铜导气片与输入接头间设置有密封垫片。
5.根据权利要求3所述的应用于流体控制的微型数控比例阀，其特征在于：所述铍铜导气片上设置有导气孔，所述导气孔为渐开线形式的扇形结构，所述铍铜导气片呈圆形状，铍铜导气片的上下端设置有凸耳，所述铍铜导气片的另一端设置一输入接头固定腔，输入接头安装于铍铜导气片的输入接头固定腔内，导气孔与输入接头固定腔相通。
6.根据权利要求2所述的应用于流体控制的微型数控比例阀，其特征在于：所述高精度可调电阻安装于一支架板上。
7.根据权利要求1所述的应用于流体控制的微型数控比例阀，其特征在于：所述主控制系统驱动无刷电机，高精度可调电阻与主控制系统信号传输，无刷电机与高精度可调电阻联动，所述主控制系统为一单片机。
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