CN106090391B - 一种可调速阀门控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调速阀门控制器，包括壳体、设于所述壳体外部一侧的手轮、设于所述壳体外部另一侧的操作面板以及与所述操作面板通过电连接并设于所述壳体内部的电机和设于所述壳体内部的行星齿轮轮系，所述行星齿轮轮系包括电机配对齿轮、双联齿轮、蜗轮、偏心轴和输出齿轴，所述电机配对齿轮、蜗轮、双联齿轮、和输出齿轴中心均设有轴孔，所述电机配对齿轮与所述电机连接，所述手轮通过手轮蜗杆与所述蜗轮连接；本专利可以实现两种调速方式，即手轮减速和电机减速，可以在电动控制情况下利用实现速度分档的设定，操作简单方便，速度调节更加精确。

Description

一种可调速阀门控制器

技术领域

本发明涉及一种阀门控制器，具体是涉及一种可调速阀门控制器。

背景技术

阀门被广泛应用于石油、化工、海洋工程以及船舶等行业，伴随自动化生产发展迅速，出现多种阀门控制器用于对阀门状态的控制和调节，对阀门的控制调节需要特别注重调节阀门的速度，阀门调节既可以实现缓开缓闭还可以实现迅速开闭，现有技术中，对阀门速度的调节多是通过人工操作实现，实现方式繁琐、效率低，速度调节精度不高。

因此，需要提出一种新型的阀门控制器。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种可调速阀门控制器，可以在电动控制情况下实现速度分档的设定，操作简单方便，速度调节更加精确。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：一种可调速阀门控制器，包括壳体、设于所述壳体外部一侧的手轮、设于所述壳体外部另一侧的操作面板以及与所述操作面板通过电连接并设于所述壳体内部的电机和设于所述壳体内部的行星齿轮轮系，所述行星齿轮轮系包括电机配对齿轮、双联齿轮、蜗轮、偏心轴和输出齿轴，所述电机配对齿轮、蜗轮、双联齿轮、和输出齿轴中心均设有轴孔；

所述双联齿轮设于所述蜗轮的轴孔内并与所述蜗轮连接，所述输出齿轴上端设于所述蜗轮的轴孔内并与所述蜗轮连接，所述双联齿轮下端位于所述输出齿轴的轴孔内并与所述输出齿轴连接；

所述偏心轴依次通过第一轴承、所述电机配对齿轮的轴孔、所述双联齿轮的轴孔以及所述输出齿轴的轴孔；

所述电机配对齿轮与所述电机连接，所述手轮通过手轮蜗杆与所述蜗轮连接；所述电机配对齿轮与所述偏心轴通过平键连接，所述偏心轴通过第二轴承与所述双联齿轮连接，所述偏心轴与所述第二轴承的接触点上设有轴用挡圈，所述双联齿轮与所述第二轴承的接触点上设有孔用挡圈，所述偏心轴通过第三轴承与所述输出齿轴连接；所述输出齿轴与所述蜗轮之间设有滚针；

所述操作面板外接接线板，所述接线板包括6位拨码开关、连接所述操作面板的接线盒和22位接线端子，所述接线盒位于所述6位拨码开关和22位接线端子之间，所述6位拨码开关包括第1~6位拨码开关K1~K6，所述第1~6位拨码开关K1~K6均可向上或向下拨动，所述22位接线端子包括第1~22位接线端子；

所述操作面板上设有状态选择旋钮、阀位开向按键和阀位关向按键以及阀位开向指示灯和阀位关向指示灯，所述状态选择旋钮位于所述操作面板上一侧，所述阀位开向按键和阀位关向按键位于所述操作面板上另一侧，所述阀位开向指示灯位于所述状态选择旋钮和阀位开向按键之间，所述阀位关向指示灯位于所述状态选择旋钮和阀位关向按键之间。

进一步地，所述电机配对齿轮与所述偏心轴之间设有平垫。

进一步地，所述手轮顶端设有手柄，所述手柄通过手柄杆与所述手轮连接，所述手柄杆与所述手轮之间通过锁紧螺母固定连接。

进一步地，所述手轮内部固定一十字槽沉头螺钉，所述十字槽沉头螺钉一端嵌入所述手轮蜗杆内部。

进一步地，所述电机采用步进电机驱动装置。

进一步地，所述接线板包括供电方式选择模块、电源选择模块和调试监控端口。

本发明与现有技术比较，具有的优点是：本专利可以实现两种调速方式，即手轮减速和电机减速，可以在电动控制情况下利用实现速度分档的设定，操作简单方便，速度调节更加精确，

附图说明

图1是本发明提出的阀门控制器的结构示意图。

图2是本发明提出的阀门控制器的各工作部件连接示意图。

图3是本发明提出的阀门控制器操作面板的结构示意图。

图4是本发明提出的阀门控制器接线板的结构示意图。

图5是本发明提出的阀门控制器接线板上22位接线端子的接线示意图。

图6是本发明提出的阀门控制器的行星齿轮轮系结构示意图。

图7是本发明提出的阀门控制器的手轮和蜗杆之间的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明提出的可调速阀门控制器，如图1、2和6所示，包括壳体1、设于所述壳体1外部一侧的手轮2、设于所述壳体1外部另一侧的操作面板3以及与所述操作面板3通过电连接并设于所述壳体1内部的电机4和设于所述壳体1内部的行星齿轮轮系5；

如图3所示，所述操作面板3上设有状态选择旋钮30、阀位开向按键31和阀位关向按键32以及阀位开向指示灯33和阀位关向指示灯34，所述状态选择旋钮30位于所述操作面板3上一侧，所述阀位开向按键31和阀位关向按键32位于所述操作面板3上另一侧，所述阀位开向指示灯33位于所述状态选择旋钮30和阀位开向按键31之间，所述阀位关向指示灯34位于所述状态选择旋钮30和阀位关向按键32之间，其中状态选择旋钮包括现场控制状态LOCAL、阀位标定状态O和远程控制状态REMOTE，通过人工旋转状态选择旋钮可相应选择控制状态，按下阀位开向按键，则阀门向开向终端位置运行，按下阀位关向按键，则阀门向关向终端位置运行，阀位开向指示灯为红色灯显示灯，阀位关向指示灯为绿色灯显示灯；

如图6所示，所述行星齿轮轮系5包括电机配对齿轮505、双联齿轮503、蜗轮504、偏心轴502和输出齿轴501，所述电机配对齿轮505、蜗轮504、双联齿轮503、和输出齿轴501中心均设有轴孔，其中所述双联齿轮503设于所述蜗轮504的轴孔内并与所述蜗轮504连接，所述输出齿轴501上端设于所述蜗轮504的轴孔内并与所述蜗轮504连接，所述双联齿轮503下端位于所述输出齿轴501的轴孔内并与所述输出齿轴501连接，所述偏心轴502依次通过第一轴承507、所述电机配对齿轮505的轴孔、所述双联齿轮503的轴孔以及所述输出齿轴501的轴孔，所述电机配对齿轮505与所述电机4连接，所述手轮2通过手轮蜗杆6与所述蜗轮504连接；所述电机配对齿轮505与所述偏心轴502通过平键508连接，所述偏心轴502通过第二轴承511与所述双联齿轮503连接，所述偏心轴502与所述第二轴承511的接触点上设有轴用挡圈512，所述双联齿轮503与所述第二轴承511的接触点上设有孔用挡圈509，所述偏心轴502通过第三轴承513与所述输出齿轴501连接。所述输出齿轴501与所述蜗轮504之间设有滚针510。所述电机配对齿轮505与所述偏心轴502之间设有平垫506；

如图7所示，所述手轮2顶端设有手柄201，所述手柄201通过手柄杆202与所述手轮2连接，所述手柄杆202与所述手轮2之间通过锁紧螺母203固定连接，所述手轮2内部固定一十字槽沉头螺钉204，所述十字槽沉头螺钉204一端嵌入所述手轮蜗杆6内部，实现手轮减速；

所述电机4采用步进电机驱动装置；

如图4所示，所述操作面板3外接接线板7，所述接线板7包括6位拨码开关70、连接所述操作面板3的接线盒71和22位接线端子72，所述接线盒71位于所述6位拨码开关70和22位接线端子72之间，所述6位拨码开关70包括第1~6位拨码开关K1~K6，所述第1~6位拨码开关K1~K6均可向上或向下拨动，所述22位接线端子72包括第1~22位接线端子；所述接线板7还包括供电方式选择模块73、电源选择模块74和调试监控端口75，所述供电方式选择模块73位于所述6位拨码开关70下方，所述供电方式选择模块73提供三相供电或单相供电，所述电源选择模块74位于所述供电方式选择模块73一侧并与所述供电方式选择模块73连接，所述电源选择模块74可兼容AC220V和AC380V，所述电源选择模块74包括电源选择拨动开关，所述电源选择拨动开关可向左或向右拨动，所述电源选择拨动开关向左拨动为AC220V，所述电源选择拨动开关向右拨动为AC380V；

接线板7如图4所示，其中6位拨码开关包括第1~6位拨码开关K1~K6，所述第1~6位拨码开关K1~K6均可向上或向下拨动，拨码开关K1~K6均包括ON位和OFF位，拨码开关K1~K6向上拨至ON位，拨码开关K1~K6向下拨至OFF位：

K1 远程开关量控制和远程模拟量控制选择按键，K1向上拨动至ON位，向下拨至OFF位，K1向上拨动至ON位时采用远程模拟量4~20MA控制，K1向下拨动至OFF位时采用远程开关量控制；

K2模拟量信号斜率选择，远程模拟量控制时，K2向上拨动至ON位时采用反斜率，即4mA电流信号对应阀位100%，20mA电流信号对应阀位0%；K2向下拨动至OFF位时采用正斜率，4mA电流信号对应阀位0%，20mA电流信号对应阀位100%；

如图5所示，22位接线端子62包括第1~22位接线端子，连接各接线端子代表不同，连接第1位接线端子代表电源供给24VDC，连接第2位接线端子代表电源供给0VDC，连接第3位接线端子代表远程控制开，连接第4位接线端子代表远程控制关，连接第5位接线端子代表远程控制状态保持，连接第6位接线端子代表远程控制紧急动作，连接第7位和第8位接线端子代表远程模拟量控制模拟量输入，连接第9和10位接线端子代表远程模拟量控制模拟量输出，连接第11和12位接线端子代表总线卡，连接第13和14位接线端子代表阀门开到位，连接第15和16位接线端子代表阀门关到位，连接第17和18位接线端子代表过力矩，连接第19和20位接线端子代表远程，连接第21和22位接线端子代表总故障；

工作原理：

所述操作面板3和接线板7均与设于所述壳体内部的电机4通过电连接，电机4与输出齿轴501通过电连接，因此可控制执行机构；

其中接线板7上的6位拨码开关中K3和K4是速度选择按键，通过设定K3和K4的位置，执行机构可提供 4种运行速度，K3和K4向上拨动至ON位，K3和K4向下拨动至OFF位，具体见表1：

K3	K4	全行程时间（s）
			OFF	OFF	15
OFF	ON	30
			ON	OFF	45
ON	ON	60

表1

K5和K6 是转矩选择按键，通过设定K5和K6的位置，执行机构可提供4种控制转矩，转矩值按照该型号最大控制转矩的百分比计算，出厂值默认为100%，具体见表2：

K5	K6	控制转矩
			OFF	OFF	100%
OFF	ON	80%
			ON	OFF	60%
ON	ON	50%

表2

具体操作步骤如下：

连接电源说明：其中电源选择模块包括电源选择拨动开关，所述电源选择拨动开关可向左或向右拨动，所述电源选择拨动开关向左拨动为AC220V，所述电源选择拨动开关向右拨动为AC380V，接电源前请先选择拨动开关的位置；

全自动控制阀门方式包括1种现场控制方式和3种远程控制方式，3种远程控制方式包括远程开关量控制方式、远程模拟量控制方式和远程总线控制方式；

其中远程开关量控制方式的电源供给为24VDC；

现场控制方式主要包括：

将状态选择旋钮扭转至“LOCAL”位置；

短按阀位开向按键，执行机构电动向开向终端位置运行，松开按键即停止；长按阀位开向按键并保持3秒，执行机构转为保持式运行，松开按键后，执行机构继续运行至开向终端位置停止，若需中途停止，短按阀位关向按键，在开启过程中，红灯闪烁，绿灯常亮，到达开启位置后，红灯常亮，绿灯灭；

短按阀位关向按键，执行机构电动向关向阀位终端位置运行，松开按键即停；长按阀位关向按键并保持3秒，执行机构转为保持式运行，松开按键后，执行机构继续运行至关向终端位置停止，若需中途停止，短按阀位开向按键，关闭过程中，绿灯闪烁，红灯常亮，到达关闭位置，绿灯常亮，红灯灭；

若停止在中间位置，则红、绿灯均常亮。

远程开关量控制方式，主要包括：

将状态选择旋钮转至“REMOTE”位置；

将接线板上的6位拨码开关的第1位拨码开关K1向下拨至OFF，采用远程开关量控制；

接通接线端子的第2位与第3位或第4位，电源供给为0V，执行机构以点动方式向开向终端位置或者关向终端位置运行；

若同时接接线端子的第2位与第5位，则执行机构将以保持状态方式继续运行；

接通接线端子的第2位与第6位，则执行机构将运行至预先设定的紧急位置，紧急位置可在以下三种位置中选择：开到位、关到位、保持原位。紧急位置可由手持式操作器设定，或在客户订货时进行说明，紧急位置默认为保持原位，紧急动作时2个指示灯同时闪烁；

远程模拟量控制方式：

将状态选择旋钮转至“REMOTE”位置；

将接线板上的6位拨码开关的第1位K1向上拨动至ON位，采用远程模拟量控制方式；

接线板上的第2位拨码开关K2位4~20mA输入和反馈信号斜率选择，远程模拟量控制时，K2向上拨动至ON位时采用反斜率，即4mA电流信号对应阀位100%，20mA电流信号对应阀位0%；K2向下拨动至OFF位时采用正斜率，4mA电流信号对应阀位0%，20mA电流信号对应阀位100%；

控制信号校准，关向信号校准，控制室提供4mA信号至执行机构，长按阀位关向按键并保持6秒，绿灯闪烁3秒后常亮，执行机构运行至全关位置，校准完成；开向信号校准，控制室提供20mA信号至执行机构，长按阀位开向按键并保持6秒，红灯闪烁3次后常亮，执行机构运行至全开位置，校准完成；

远程总线控制方式：

将状态选择旋钮转至“REMOTE”位置；

将接线板上的6位拨码开关的第1位K1向下拨动至OFF位；

执行机构与所述控制器采用RS485两线制接线方式连接并采用Modbus通讯模块进行通讯；

在以上步骤操作完成后，欲调节阀门的速度，只需将接线板7上的6位拨码开关中K3和K4速度选择按键进行设定，通过设定K3和K4的位置，执行机构可提供 4种运行速度，另外电机4采用步进电机，可以完成速度分档设定，实现阀门缓开缓闭，实现电机减速。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可调速阀门控制器，其特征在于：包括壳体（1）、设于所述壳体（1）外部一侧的手轮（2）、设于所述壳体（1）外部另一侧的操作面板（3）以及与所述操作面板（3）通过电连接并设于所述壳体（1）内部的电机（4）和设于所述壳体（1）内部的行星齿轮轮系（5），所述行星齿轮轮系（5）包括电机配对齿轮（505）、双联齿轮（503）、蜗轮（504）、偏心轴（502）和输出齿轴（501），所述电机配对齿轮（505）、蜗轮（504）、双联齿轮（503）、和输出齿轴（501）中心均设有轴孔；

所述双联齿轮（503）设于所述蜗轮（504）的轴孔内并与所述蜗轮（504）连接，所述输出齿轴（501）上端设于所述蜗轮（504）的轴孔内并与所述蜗轮（504）连接，所述双联齿轮（503）下端位于所述输出齿轴（501）的轴孔内并与所述输出齿轴（501）连接；

所述偏心轴（502）依次通过第一轴承（507）、所述电机配对齿轮（505）的轴孔、所述双联齿轮（503）的轴孔以及所述输出齿轴（501）的轴孔；

所述电机配对齿轮（505）与所述电机（4）连接，所述手轮（2）通过手轮蜗杆（6）与所述蜗轮（504）连接；所述电机配对齿轮（505）与所述偏心轴（502）通过平键（508）连接，所述偏心轴（502）通过第二轴承（511）与所述双联齿轮（503）连接，所述偏心轴（502）与所述第二轴承（511）的接触点上设有轴用挡圈（512），所述双联齿轮（503）与所述第二轴承（511）的接触点上设有孔用挡圈（509），所述偏心轴（502）通过第三轴承（513）与所述输出齿轴（501）连接；所述输出齿轴（501）与所述蜗轮（504）之间设有滚针（510）；

所述操作面板（3）外接接线板（7），所述接线板（7）包括6位拨码开关（70）、连接所述操作面板（3）的接线盒（71）和22位接线端子（72），所述接线盒（71）位于所述6位拨码开关（70）和22位接线端子（72）之间，所述6位拨码开关（70）包括第1~6位拨码开关K1~K6，所述第1~6位拨码开关K1~K6均可向上或向下拨动，所述22位接线端子（72）包括第1~22位接线端子；

所述操作面板（3）上设有状态选择旋钮（30）、阀位开向按键（31）和阀位关向按键（32）以及阀位开向指示灯（33）和阀位关向指示灯（34），所述状态选择旋钮（30）位于所述操作面板（3）上一侧，所述阀位开向按键（31）和阀位关向按键（32）位于所述操作面板（3）上另一侧，所述阀位开向指示灯（33）位于所述状态选择旋钮（30）和阀位开向按键（31）之间，所述阀位关向指示灯（34）位于所述状态选择旋钮（30）和阀位关向按键（32）之间。

2.根据权利要求1所述的可调速阀门控制器，其特征在于：所述电机配对齿轮（505）与所述偏心轴（502）之间设有平垫（506）。

3.根据权利要求1所述的可调速阀门控制器，其特征在于：所述手轮（2）顶端设有手柄（201），所述手柄（201）通过手柄杆（202）与所述手轮（2）连接，所述手柄杆（202）与所述手轮（2）之间通过锁紧螺母（203）固定连接。

4.根据权利要求1所述的可调速阀门控制器，其特征在于：所述手轮（2）内部固定一十字槽沉头螺钉（204），所述十字槽沉头螺钉（204）一端嵌入所述手轮蜗杆（6）内部。

5.根据权利要求1所述的可调速阀门控制器，其特征在于：所述电机（4）采用步进电机驱动装置。

6.根据权利要求1所述的可调速阀门控制器，其特征在于：所述接线板（7）包括供电方式选择模块（73）、电源选择模块（74）和调试监控端口（75）。