CN108052136A - 一种减压阀压力智能调节装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减压阀压力智能调节装置及方法，它包括减压阀先导阀，所述减压阀先导阀的顶部安装有安装支架，所述安装支架的顶部安装有行星齿轮减速机，所述行星齿轮减速机的输入轴与步进电机的输出轴相连，并传递扭矩；所述步进电机通过控制信号线与步进电机驱动器相连，所述步进电机驱动器与智能控制模块相连，所述智能控制模块的信号输入端通过信号线分别与减压阀进口压力传感器和减压阀出口压力传感器相连。通过支架将其安装于传统减压阀的先导阀上，通过检测减压阀进、出口压力与设定压力值比较，驱动步进电机动作旋转先导阀压力调节螺栓，可智能实现减压阀出口压力的自动调节。
Description
技术领域
本发明属于阀门装置技术领域，特别涉及一种减压阀压力智能调节装置及方法。
背景技术
先导式减压阀通常采用先导阀控制减压阀出口压力，由人为旋转先导阀压力调节螺栓进行压力调节。当减压阀进口压力或者减压阀出口流量以及控制系统管路通畅情况等发生改变后，减压阀出口压力也会随之发生改变，减压阀无法保持出口压力的恒定，需人工重新调整压力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减压阀压力智能调节装置及方法，通过支架将其安装于传统减压阀的先导阀上，通过检测减压阀进、出口压力与设定压力值比较，驱动步进电机动作旋转先导阀压力调节螺栓，可智能实现减压阀出口压力的自动调节。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种减压阀压力智能调节装置，它包括减压阀先导阀，所述减压阀先导阀的顶部安装有安装支架，所述安装支架的顶部安装有行星齿轮减速机，所述行星齿轮减速机的输入轴与步进电机的输出轴相连，并传递扭矩；所述步进电机通过控制信号线与步进电机驱动器相连，所述步进电机驱动器与智能控制模块相连，所述智能控制模块的信号输入端通过信号线分别与减压阀进口压力传感器和减压阀出口压力传感器相连。
所述行星齿轮减速机的输出轴通过联轴器与减压阀先导阀的压力调节螺栓相连。
所述智能控制模块采用单片机，所述单片机与电源模块相连，并提供电能；所述单片机上安装有用于设定压力的独立按键；所述单片机上设置有用于转换减压阀进、出口压力值的AD模块；所述单片机上设置有用于存储设定压力值的EPROM；所述单片机上连接有用于显示减压阀进、出口压力及设定压力值的LCD显示器。
任意一种减压阀压力智能调节装置的控制方法，装置工作时，由电源模块向单片机、步进电机驱动器、减压阀进口压力传感器和减压阀出口压力传感器供电；两个压力传感器分别检测减压阀进、出口的压力值并通过AD模块将数据转换为二进制数据；单片机读取预先设定并存储在EPROM内的设定压力值数据，并检测用户是否有重新设定压力的需求；然后读取AD模块内的进、出口压力值数据，再通过LCD屏幕显示出进、出口压力值及设定压力值；最后驱动步进电机动作，带动减压阀先导阀压力调节螺栓旋转调整减压阀出口压力。
所述驱动步进电机动作的具体过程：单片机通过进、出口压力值与设定压力值进行比较，判断压力是否正常，若测得压力值与设定压力值偏差在允许范围内，则无需步进电机动作，系统重新进行程序循环；若测得压力值与设定压力值偏差超出允许范围，则进行延时判断，若延时过程中压力值仍未恢复正常，则需要步进电机动作进行压力调整，根据预先设定的程序，步进电机驱动器驱动步进电机旋转相应的方向、角度，与步进电机连接的行星齿轮减速机增大步进电机输出力矩后，通过联轴器带动减压阀先导阀压力调节螺栓旋转，完成一次压力调整动作，随后系统重新进行程序循环。
当系统需要重新设定压力时的具体方法：单片机检测压力设定按键有输入，即转入键盘输入程序进行压力设定，设定完成后数据自动存入EPROM并再次读取EPROM保存的设定压力值，随后跳入主程序进行进、出口压力值读取，并进行程序循环驱动步进电机调整减压阀先导阀，直至压力满足需求。
本发明有如下有益效果：
1、本发明采用单片机、压力传感器、步进电机等元件作为工作组件，成功实现了先导式减压阀出口压力的智能控制。
2、本发明消除了传统先导式减压阀在系统变化过程中出口压力无法恒定的缺点，提高了压力控制精度。
3、本发明采用智能控制方式实现了减压阀出口压力的自动调节，减轻了设备运行、维护人员的工作强度。
4、配合通讯技术，本发明可实现减压阀压力的远程监视及出口压力的远程调整。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明整体结构主视图。
图2是本发明整体结构左视图。
图3是本发明控制模块连接结构示意图。
图4是本发明控制过程原理图。
图中：步进电机1、行星齿轮减速机2、安装支架3、智能控制模块4、减压阀进口压力传感器5、联轴器6、压力调节螺栓7、步进电机驱动器8、减压阀先导阀9、减压阀出口压力传感器10。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
如图1-3所示，一种减压阀压力智能调节装置，它包括减压阀先导阀9，所述减压阀先导阀9的顶部安装有安装支架3，所述安装支架3的顶部安装有行星齿轮减速机2，所述行星齿轮减速机2的输入轴与步进电机1的输出轴相连，并传递扭矩；所述步进电机1通过控制信号线与步进电机驱动器8相连，所述步进电机驱动器8与智能控制模块4相连，所述智能控制模块4的信号输入端通过信号线分别与减压阀进口压力传感器5和减压阀出口压力传感器10相连。所述行星齿轮减速机2的输出轴通过联轴器6与减压阀先导阀9的压力调节螺栓7相连。通过采用上述的调节装置，工作过程中，通过所述的步进店家1能够驱动行星齿轮减速机2，进而由行星齿轮减速机2进一步的驱动所述减压阀先导阀9的压力调节螺栓7，进而由压力调节螺栓7进一步的控制减压阀先导阀9的压力值，最终达到控制其压力的目的。
进一步的，所述智能控制模块4采用单片机，所述单片机与电源模块相连，并提供电能；所述单片机上安装有用于设定压力的独立按键；所述单片机上设置有用于转换减压阀进、出口压力值的AD模块；所述单片机上设置有用于存储设定压力值的EPROM；所述单片机上连接有用于显示减压阀进、出口压力及设定压力值的LCD显示器。通过采用上述的智能控制模块4能够时时采集减压阀进、出口的压力值并通过AD模块将数据转换为二进制数据，进而通过反馈调节的方式时时与设定压力值进行比对，最终实现其压力的精确控制。
进一步的，所述减压阀压力智能调节装置采用压力传感器检测减压阀进、出口压力，单片机进行压力设定并将设定值与检测值进行比较并显示数据，判断并驱动步进电机旋转进行减压阀压力调节。
进一步的，减压阀压力智能调节方法通过控制器将反馈元件压力传感器检测的压力与设定压力进行比较并显示，判断并向执行元件电机发送动作指令进行减压阀压力调节。
进一步的，智能控制模块所使用的单片机由可编程逻辑控制器PLC代替，可提高控制系统的可靠性、抗干扰性、准确性及通用性。
进一步的，步进电机可由伺服电机替代，可以提高系统的响应速度、转动精度及转动力矩。
实施例2：
如图4，任意一种减压阀压力智能调节装置的控制方法，装置工作时，由电源模块向单片机、步进电机驱动器、减压阀进口压力传感器和减压阀出口压力传感器供电；两个压力传感器分别检测减压阀进、出口的压力值并通过AD模块将数据转换为二进制数据；单片机读取预先设定并存储在EPROM内的设定压力值数据，并检测用户是否有重新设定压力的需求；然后读取AD模块内的进、出口压力值数据，再通过LCD屏幕显示出进、出口压力值及设定压力值；最后驱动步进电机动作，带动减压阀先导阀压力调节螺栓旋转调整减压阀出口压力。
所述驱动步进电机动作的具体过程：单片机通过进、出口压力值与设定压力值进行比较，判断压力是否正常，若测得压力值与设定压力值偏差在允许范围内，则无需步进电机动作，系统重新进行程序循环；若测得压力值与设定压力值偏差超出允许范围，则进行延时判断，若延时过程中压力值仍未恢复正常，则需要步进电机动作进行压力调整，根据预先设定的程序，步进电机驱动器驱动步进电机旋转相应的方向、角度，与步进电机连接的行星齿轮减速机增大步进电机输出力矩后，通过联轴器带动减压阀先导阀压力调节螺栓旋转，完成一次压力调整动作，随后系统重新进行程序循环。
当系统需要重新设定压力时的具体方法：单片机检测压力设定按键有输入，即转入键盘输入程序进行压力设定，设定完成后数据自动存入EPROM并再次读取EPROM保存的设定压力值，随后跳入主程序进行进、出口压力值读取，并进行程序循环驱动步进电机调整减压阀先导阀，直至压力满足需求。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种减压阀压力智能调节装置，其特征在于：它包括减压阀先导阀（9），所述减压阀先导阀（9）的顶部安装有安装支架（3），所述安装支架（3）的顶部安装有行星齿轮减速机（2），所述行星齿轮减速机（2）的输入轴与步进电机（1）的输出轴相连，并传递扭矩；所述步进电机（1）通过控制信号线与步进电机驱动器（8）相连，所述步进电机驱动器（8）与智能控制模块（4）相连，所述智能控制模块（4）的信号输入端通过信号线分别与减压阀进口压力传感器（5）和减压阀出口压力传感器（10）相连。
2.根据权利要求1所述的一种减压阀压力智能调节装置，其特征在于：所述行星齿轮减速机（2）的输出轴通过联轴器（6）与减压阀先导阀（9）的压力调节螺栓（7）相连。
3.根据权利要求1所述的一种减压阀压力智能调节装置，其特征在于：所述智能控制模块（4）采用单片机，所述单片机与电源模块相连，并提供电能；所述单片机上安装有用于设定压力的独立按键；所述单片机上设置有用于转换减压阀进、出口压力值的AD模块；所述单片机上设置有用于存储设定压力值的EPROM；所述单片机上连接有用于显示减压阀进、出口压力及设定压力值的LCD显示器。
4.采用权利要求1-3任意一种减压阀压力智能调节装置的控制方法，其特征在于：装置工作时，由电源模块向单片机、步进电机驱动器、减压阀进口压力传感器和减压阀出口压力传感器供电；两个压力传感器分别检测减压阀进、出口的压力值并通过AD模块将数据转换为二进制数据；单片机读取预先设定并存储在EPROM内的设定压力值数据，并检测用户是否有重新设定压力的需求；然后读取AD模块内的进、出口压力值数据，再通过LCD屏幕显示出进、出口压力值及设定压力值；最后驱动步进电机动作，带动减压阀先导阀压力调节螺栓旋转调整减压阀出口压力。
5.根据权利要求4所述一种减压阀压力智能调节装置的控制方法，其特征在于：所述驱动步进电机动作的具体过程：单片机通过进、出口压力值与设定压力值进行比较，判断压力是否正常，若测得压力值与设定压力值偏差在允许范围内，则无需步进电机动作，系统重新进行程序循环；若测得压力值与设定压力值偏差超出允许范围，则进行延时判断，若延时过程中压力值仍未恢复正常，则需要步进电机动作进行压力调整，根据预先设定的程序，步进电机驱动器驱动步进电机旋转相应的方向、角度，与步进电机连接的行星齿轮减速机增大步进电机输出力矩后，通过联轴器带动减压阀先导阀压力调节螺栓旋转，完成一次压力调整动作，随后系统重新进行程序循环。
6.根据权利要求4所述一种减压阀压力智能调节装置的控制方法，其特征在于：当系统需要重新设定压力时的具体方法：单片机检测压力设定按键有输入，即转入键盘输入程序进行压力设定，设定完成后数据自动存入EPROM并再次读取EPROM保存的设定压力值，随后跳入主程序进行进、出口压力值读取，并进行程序循环驱动步进电机调整减压阀先导阀，直至压力满足需求。
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