CN107143690A - 阀门位置传感器及智能定位器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种阀门位置传感器及智能定位器，涉及阀门定位器传感器领域。阀门位置传感器包括位移件、导向件、测量件、限位调节件和用于与外部装置连接的支架。位移件包括位移架和传动件，导向件包括导向杆和弹性复位件，导向杆的数量至少为两个且轴线平行，位移架可滑动地设置于导向杆，弹性复位件沿导向杆的轴向设置且被位移架与支架压缩，测量件包括测量部和活动部，活动部随传动件运动，测量部能够测量数据，限位调节件用于限制传动件的运动范围。智能定位器包括底座和阀门位置传感器，底座包括检测区，阀门位置传感器与底座固定连接，传动件位于检测区。阀门位置传感器及智能定位器对于阀门位置的检测更加可靠，使用寿命更高。

Description

阀门位置传感器及智能定位器

技术领域

本发明涉及阀门定位器传感器领域，具体而言，涉及一种阀门位置传感器及智能定位器。

背景技术

智能定位执行控制阀门定位运算用中，无时不刻都在比较控制命令(CMD)与阀位(POS)之间的位置传感器偏差值P△。位置传感器是一切控制运算的基础数据。

旋转电位器形式传感器检测一些蝶阀、球阀(旋转运动)的应用场合很合适，但是用于直行程调节阀检测时由于零部件的安装尺寸和安装精度的问题，并不能得到准确的检测结果。而一些用于直行程检测的检测装置本身的结构不合理也不够稳定，导致检测结果也出现偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阀门位置传感器，其能够可靠、准确地检测阀门位置。

本发明的另外一个目的在于提供一种智能定位器，其能够准确地检测阀门位置并且密封性好，更加可靠耐用。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种阀门位置传感器，包括位移件、导向件、测量件、限位调节件和用于与外部装置连接的支架。所述位移件、所述导向件以及所述限位调节件均设置于所述支架，所述位移件包括位移架和用于与阀门阀杆抵接的传动件，所述传动件设置于所述位移架，所述导向件包括导向杆和弹性复位件，所述导向杆的数量至少为两个且轴线平行，所述位移架可滑动地设置于所述导向杆，所述弹性复位件沿所述导向杆的轴向设置于所述导向杆且被所述位移架与所述支架压缩，所述测量件可拆卸地设置于所述支架，所述测量件包括测量部和活动部，所述活动部与所述传动件连接且能随所述传动件运动，所述测量部能够通过所述活动部的运动变化测量数据，所述限位调节件用于根据所述测量部的量程限制所述传动件的沿所述导向杆轴向的运动范围。

另外，根据本发明的实施例提供的阀门位置传感器，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的可选实施例中，所述传动件包括检测杆和位置柄卡槽轮，所述位置柄卡槽轮用于连接所述活动部，所述位置柄卡槽轮套设于所述检测杆的靠近所述限位调节件的一端，所述检测杆的轴线与所述导向杆的轴线平行，所述检测杆的另外一端用于与阀门阀杆抵接。

在本发明的可选实施例中，所述传动件还包括缓冲固定件，所述缓冲固定件包括压紧波簧垫和第一螺母，所述位置柄卡槽轮的一侧与所述位移架贴合，所述压紧波簧垫被所述检测杆穿设且通过所述第一螺母抵接于所述位置柄卡槽轮的远离所述位移架的一侧。

在本发明的可选实施例中，所述导向杆的数量为两个且并排设置。

在本发明的可选实施例中，所述限位调节件包括限位调节螺钉和第二螺母，所述限位调节螺钉与所述支架螺接，所述第二螺母可转动地设置于所述限位调节螺钉且与所述支架抵接。

在本发明的可选实施例中，所述支架包括容纳部和多个定位孔，所述容纳部用于容纳所述测量件，多个所述定位孔沿所述容纳部设置，部分所述定位孔用于将所述测量件于所述支架定位，所述测量件在所述容纳部的位置可调。

在本发明的可选实施例中，所述测量件为滑动电阻尺。

本发明的实施例提供了一种智能定位器，包括底座和上述任一项的阀门位置传感器，所述底座包括检测区，所述阀门位置传感器与所述底座固定连接，所述传动件位于所述检测区且相对于所述底座可活动。

在本发明的可选实施例中，所述智能定位器包括O型密封圈、密封圈盖板和U型唇口密封圈，所述传动件穿设于所述底座，所述U型唇口密封圈套设于所述传动件且与所述底座过盈配合，所述O型密封圈设置于所述U型唇口密封圈的周向且与所述底座过盈配合，所述密封圈盖板套设于所述传动件且将所述O型密封圈与所述检测区分隔、将所述U型唇口密封圈与所述检测区分隔。

在本发明的可选实施例中，所述传动件的位于所述检测区的一端未超出所述检测区。

本发明的有益效果是：

阀门位置传感器在支架上设置两个或者以上的导向杆，再结合弹性复位件，使得位移件的整体移动的方向很稳定，稳定的移动方向使得测量件的测量也更加精确，并且在测量行程相同时，阀门位置传感器整体的长度尺寸更小，节约安装空间，同时刚性提升，结构更加可靠。智能定位器将底座与阀门位置传感器结合，又通过O型密封圈以及U型唇口密封圈的作用，使得智能定位器的内部与外部密封隔绝，防止杂质进入，密封效果良好，保障检测可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明的实施例1提供的阀门位置传感器的一个视角下的结构示意图；

图2为图1所示的阀门位置传感器的爆炸图；

图3为图1所示的阀门位置传感器的另一个视角下结构示意图；

图4为本发明的实施例2提供的智能定位器的一个视角的结构示意图；

图5为图4的智能定位器的另外一个视角下的结构示意图；

图6为图4所示的智能定位器的部分构件的分解示意图。

图标：100-阀门位置传感器；10-位移件；11-位移架；13-传动件；132-检测杆；134-位置柄卡槽轮；136-缓冲固定件；1361-压紧波簧垫；1363-第一螺母；30-导向件；31-导向杆；33-弹性复位件；50-测量件；51-测量部；53-活动部；70-限位调节件；71-限位调节螺钉；73-第二螺母；90-支架；91-容纳部；93-定位孔；101-阀门阀杆；102-固定螺丝；103-固定螺钉；200-智能定位器；210-底座；211-检测区；220-O型密封圈；230-密封圈盖板；240-U型唇口密封圈。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参照图1、图2和图3，本实施例提供了一种阀门位置传感器100，包括位移件10、导向件30、测量件50、限位调节件70和用于与外部装置连接的支架90。

具体的，位移件10、导向件30以及限位调节件70均设置于支架90。位移件10包括位移架11和用于与阀门阀杆101抵接的传动件13，传动件13设置于位移架11。导向件30包括导向杆31和弹性复位件33，导向杆31的数量至少为两个且轴线平行，位移件10可滑动地设置于导向杆31，弹性复位件33沿导向杆31的轴向设置于导向杆31且被位移架11与支架90压缩。

测量件50可拆卸地设置于支架90，测量件50包括测量部51和活动部53，活动部53与传动件13连接且能随传动件13运动，测量部51能够通过活动部53的运动变化测量数据，限位调节件70用于根据测量部51的量程限制传动件13的沿导向杆31轴向的运动范围。

详细的，传动件13包括检测杆132和位置柄卡槽轮134，位置柄卡槽轮134用于连接活动部53，位置柄卡槽轮134套设于检测杆132的靠近限位调节件70的一端，检测杆132的轴线与导向杆31的轴线平行，检测杆132的另外一端用于与阀门阀杆101抵接。

其中，传动件13也可以是其他形状的物件，只要能与阀门阀杆101抵接，并随着阀门阀杆101的运动而运动，且带动活动部53运动即可。

传动件13还包括缓冲固定件136，缓冲固定件136包括压紧波簧垫1361和第一螺母1363，位置柄卡槽轮134的一侧与位移架11贴合，压紧波簧垫1361被检测杆132穿设且通过第一螺母1363抵接于位置柄卡槽轮134的远离位移架11的一侧。

详细的，导向杆31的数量为两个且并排设置。

详细的，限位调节件70包括限位调节螺钉71和第二螺母73。限位调节螺钉71与支架90螺接，第二螺母73可转动地设置于限位调节螺钉71且与支架90抵接。

详细的，支架90包括容纳部91和多个定位孔93。容纳部91用于容纳测量件50，多个定位孔93沿容纳部91设置，部分定位孔93用于通过固定螺丝102将测量件50于支架90定位，测量件50在容纳部91的位置可调。

可选的，测量件50为滑动电阻尺。

本实施例的原理是：

阀门阀杆101始终与检测杆132的一端抵接，弹性复位件33由于处于被压缩状态，其形变产生的弹力始终沿导向杆31的轴向作用于位移架11进而实现阀门阀杆101与检测的抵接状态保持不变，不形成上下运动回差。当阀门的位置改变时，阀门阀杆101的位置也会改变，进而使得检测杆132带动位移架11沿着导向杆31的轴向运动。

进一步的，位置柄卡槽轮134也随着检测杆132一起沿导向杆31的轴向运动，由于测量件50的活动部53能够随着位置柄卡槽轮134运动，这就使得测量部51能够根据活动部53的运动变化来测量数据，测量后的数据能够传递给需要这份数据的部件，如CPU。本实施例的测量件50选用的是滑动电阻尺，其对应的是阻值的变化，通过向CPU反馈阻值的变化，来反应出阀门的位置情况。

本实施例的阀门位置传感器100，由于将弹性复位件33与导向杆31同轴向设置，将阀门阀杆101的位置变化通过位移件10的传递，直接作用在测量件50上，而不用通过弹性复位件33或者其他构件另外传递位移量，当采用滑动电阻尺作为测量件50时，检测最大25mm的行程只需要外部支架90提供65mm的长度空间即可。整体结构十分精巧，节省了安装空间，使得采用该阀门位置传感器100的定位器能够有更多变化的空间，也为一些有较小尺寸要求的位置检测装置的制造提供可能。

此外，导向杆31是至少两个且轴线平行，这就保障了在阀门阀杆101运动的过程中，检测杆132的运动能够在导向杆31的支持下不会发生偏移。而检测杆132受到一些冲击，如扭矩、径向作用力以及轴向震荡力量载荷的作用时，这些冲击能通过位移架11传递到导向杆31以及弹性复位件33上，从而避免损坏检测杆132。本实施例的弹性复位件33采用的是弹簧。

支架90具有多个定位孔93，定位孔93沿着容纳部91设置，如图3中，定位孔93是沿着容纳部91的长度方向设置。定位孔93还可以沿着容纳部91有其他类型的设置方式，只要能使得测量件50在容纳部91的位置需要改变时，能够便于测量件50与支架90固定即可。

这样一来，测量件50就成了模块化，这就带来了可更换的好处，当一个滑动电阻尺不满足所需测量的量程时，可以更换其他量程的滑动电阻尺，并且调整限位调节螺钉71的位置。当滑动电阻尺使用过久需要更迭时也可以拆换新的。这就能够保障位置检测的功能能够更加匹配阀门阀杆101的行程，提高检测精度。

本实施例中，限位调节螺钉71与检测杆132同轴心设置，检测杆132运动到抵住限位调节螺钉71时即到达最大行程。因此，可以依据测量件50的量程来改变限位调节螺钉71的位置，从而使得检测杆132的沿导向杆31轴向的运动范围得到改变。这就使得检测杆132不会由于运动而对测量件50造成冲击，譬如本实施例的滑动电阻尺，由于有限位调节件70的作用，丝毫不会受到检测杆132的冲击伤害，以此来保障滑动电阻尺的使用寿命。

可选的是，在检测杆132上还有压紧波簧垫1361和第一螺母1363构成的缓冲固定件136，这就使得位置柄卡槽轮134能够很好地固定在位移架11上。当检测杆132被阀门阀杆101顶着与限位调节螺钉71接触时，压紧波簧垫1361能起到一定的缓冲的效果。避免位置柄卡槽轮134被冲击损坏。

本实施例的阀门位置传感器100，通过两个导向杆31提升了检测杆132的运动稳定性，加上弹性复位件33的单向复位作用，使得检测杆132能够随着阀门阀杆101的运动而直接带动测量件50的活动部53运动，使得检测准确并且整体结构紧凑，减小了整体所占的安装空间，却又提升了整体的刚性。辅以限位调节件70的作用，保障了测量件50的使用寿命，而模块化的测量件50又使得阀门位置传感器100有了扩展量程的能力，使用起来更加灵活。

实施例2

请参照图4、图5和图6，本实施例提供了一种智能定位器200，包括底座210和实施例1中的阀门位置传感器100，底座210包括检测区211，阀门位置传感器100与底座210通过固定螺钉103固定连接，传动件13位于检测区211且相对于底座210可活动。

具体的，智能定位器200包括O型密封圈220、密封圈盖板230和U型唇口密封圈240。传动件13穿设于底座210，U型唇口密封圈240套设于传动件13且与底座210过盈配合，O型密封圈220设置于U型唇口密封圈240的周向且与底座210过盈配合，密封圈盖板230套设于传动件13且将O型密封圈220与检测区211分隔、将U型唇口密封圈240与检测区211分隔。

O型密封圈220是为了实现静密封，也就是始终阻隔检测区211的水汽或者其他物质进入阀门位置传感器100所处的智能定位器200的内部空间。而U型唇口密封圈240则使得传动件13在运动检测的过程中，也能避免将检测区211的水汽或者其他物质带入智能定位器200的内部空间，防护等级达到IP68/IP69，十分可靠！

详细的，传动件13的位于检测区211的一端为超出检测区211。传动件13的超出密封圈盖板230的部分即为智能定位器200的最大检测行程。这样的设计，保证了在检测阀门位置时，传动件13不受冲击，进而使得整体检测结构更可靠。而底座210上的检测杆132导向滑动轴承和导向杆31定位基准孔使得阀门位置传感器100与底座210的结合更加稳固，保证了智能定位器200的结构刚性，使得智能定位器200能够更加耐用。

综上所述，阀门位置传感器100在支架90上设置两个或者以上的导向杆31，再结合弹性复位件33，使得位移件10的整体移动的方向很稳定，稳定的移动方向使得测量件50的测量也更加精确，并且在测量行程相同时，阀门位置传感器100整体的长度尺寸更小，节约安装空间，同时刚性提升，结构更加可靠。模块化的测量件50使得阀门位置传感器100的测量范围变得更加灵活多变，更容易契合不同的量程需求的阀门，使得检测进一步精确。智能定位器200将底座210与阀门位置传感器100结合，又通过O型密封圈220以及U型唇口密封圈240的作用，使得智能定位器200的内部与外部密封隔绝，防止杂质进入，密封效果良好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀门位置传感器，其特征在于，包括位移件、导向件、测量件、限位调节件和用于与外部装置连接的支架；

所述位移件、所述导向件以及所述限位调节件均设置于所述支架，所述位移件包括位移架和用于与阀门阀杆抵接的传动件，所述传动件设置于所述位移架，所述导向件包括导向杆和弹性复位件，所述导向杆的数量至少为两个且轴线平行，所述位移架可滑动地设置于所述导向杆，所述弹性复位件沿所述导向杆的轴向设置于所述导向杆且被所述位移架与所述支架压缩，所述测量件可拆卸地设置于所述支架，所述测量件包括测量部和活动部，所述活动部与所述传动件连接且能随所述传动件运动，所述测量部能够通过所述活动部的运动变化测量数据，所述限位调节件用于根据所述测量部的量程限制所述传动件的沿所述导向杆轴向的运动范围。

2.根据权利要求1所述的阀门位置传感器，其特征在于，所述传动件包括检测杆和位置柄卡槽轮，所述位置柄卡槽轮用于连接所述活动部，所述位置柄卡槽轮套设于所述检测杆的靠近所述限位调节件的一端，所述检测杆的轴线与所述导向杆的轴线平行，所述检测杆的另外一端用于与阀门阀杆抵接。

3.根据权利要求2所述的阀门位置传感器，其特征在于，所述传动件还包括缓冲固定件，所述缓冲固定件包括压紧波簧垫和第一螺母，所述位置柄卡槽轮的一侧与所述位移架贴合，所述压紧波簧垫被所述检测杆穿设且通过所述第一螺母抵接于所述位置柄卡槽轮的远离所述位移架的一侧。

4.根据权利要求1所述的阀门位置传感器，其特征在于，所述导向杆的数量为两个且并排设置。

5.根据权利要求1所述的阀门位置传感器，其特征在于，所述限位调节件包括限位调节螺钉和第二螺母，所述限位调节螺钉与所述支架螺接，所述第二螺母可转动地设置于所述限位调节螺钉且与所述支架抵接。

6.根据权利要求1所述的阀门位置传感器，其特征在于，所述支架包括容纳部和多个定位孔，所述容纳部用于容纳所述测量件，多个所述定位孔沿所述容纳部设置，部分所述定位孔用于将所述测量件于所述支架定位，所述测量件在所述容纳部的位置可调。

7.根据权利要求1或6所述的阀门位置传感器，其特征在于，所述测量件为滑动电阻尺。

8.一种智能定位器，其特征在于，包括底座和权利要求1-7任一项所述的阀门位置传感器，所述底座包括检测区，所述阀门位置传感器与所述底座固定连接，所述传动件位于所述检测区且相对于所述底座可活动。

9.根据权利要求8所述的智能定位器，其特征在于，所述智能定位器包括O型密封圈、密封圈盖板和U型唇口密封圈，所述传动件穿设于所述底座，所述U型唇口密封圈套设于所述传动件且与所述底座过盈配合，所述O型密封圈设置于所述U型唇口密封圈的周向且与所述底座过盈配合，所述密封圈盖板套设于所述传动件且将所述O型密封圈与所述检测区分隔、将所述U型唇口密封圈与所述检测区分隔。

10.根据权利要求8所述的智能定位器，其特征在于，所述传动件的位于所述检测区的一端未超出所述检测区。