CN109237106B - 一种阀门执行器调中方法及其阀门执行器 - Google Patents

Abstract

本申请第一方面的内容公开一种阀门执行器调中方法，主要包括：将阀门和执行器先调节到中间位置状态；将阀门的执行器上的位置传感器的信号输出端通过接口电路与控制电路相连接；在控制电路中将所述位置传感器的电信号对应的数字信号值的中间值设定为控制电路的检测目标值；在执行器上调整位置传感器，通过控制电路不断检测位置传感器输出的电信号对应的数字信号值，当检测到的数字信号值与设定的检测目标值相等时，位置传感器调节完成。本申请第二方面的内容公开一种阀门执行器。本申请的阀门执行器调中方法降低了阀门执行器的调中难度，无需借助万用表等外部工具，只需一个人即可完成阀门执行器的调整，可以大幅提高生产效率。

Description

一种阀门执行器调中方法及其阀门执行器

技术领域

本申请属于自控阀门领域，特别是涉及一种阀门执行器调中方法，还涉及一种阀门执行器。

背景技术

执行器是自动控制系统中必不可少的一个重要组成部分。它的作用是接受来自控制器的控制信号，并在电机作用下提供直线或旋转运动，进而带动与执行器相连接的管道阀门或者其他阀门来改变被控介质的流量或压力大小，从而将被控变量维持在所要求的一定的参数范围内。为了能够精确的使阀门走到任何指定位置，执行器内必须有相应的位置传感器。这个位置传感器的参数值范围对应于阀门的完全关闭到完全打开的行程范围。理想化的情况是：位置传感器的起点参数值对应阀门的完全关闭(或者完全打开)位置；位置传感器的终点参数值对应阀门的完全打开(或者完全关闭)位置。由于生产现场的工艺需求千差万别，执行器生产厂家出厂前安装好的位置传感器与执行器的行程中间位置的对应关系未必适合实际需求，如果位置传感器的中间值没有和执行器的行程中间值对应起来，就会出现控制器采集位置时，实际只会采集位置传感器很小的一部分量程，这种状况的发生，会造成执行器动作时不断有震荡，电机处于不停的运转之中，极易产生安全事故。这就需要重新确定二者的对应比例关系。现有的调中阀门执行器的技术方案是：在执行器厂家出厂前，先将执行器动作到厂家认为的行程中间位置，然后安装好位置传感器，接着将万用表搭接在位置传感器两侧，不断调整位置传感器，直到测得该位置传感器的中间值为止，最后把位置传感器在执行器上固定好。而在现实应用中，有些执行器安装在高空或者高温环境下，有些安装在狭窄逼仄的黑暗环境下，在这些情况下，工作人员用现有的技术方案调整时就极不方便，也不安全。

发明内容

鉴于此，本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。

本申请第一方面的内容提出一种阀门执行器调中方法，包括：

将阀门与执行器相连接，将阀门调节到全关闭和全打开之间的中间位置状态；

将阀门的执行器上的位置传感器的信号输出端通过接口电路与控制电路相连接；

在控制电路中将所述位置传感器的电信号对应的数字信号值的中间值设定为控制电路的检测目标值；

在执行器上调整位置传感器，通过控制电路不断检测位置传感器输出的电信号对应的数字信号值，当检测到的数字信号值与设定的检测目标值相等时，位置传感器的中间值调节完成。

可选地，所述控制电路包括控制器和模数转换器，所述模数转换器的信号接收端通过接口电路与所述位置传感器的信号输出端相连接，所述模数转换器的信号输出端与所述控制器的信号接收端相连接。

可选地，所述控制器的信号输出端连接有显示器、蜂鸣器和指示灯中的一种或多种。

可选地，当传感器的信号的数字值与目标参数相等时，所述控制器通过所述显示器、所述蜂鸣器或所述指示灯进行报警响应。

本申请第二方面的内容提出一种阀门执行器，包括壳体，所述壳体内至少设置有：

输入轴，其转动设置在所述壳体内，所述输入轴上设置有减速齿轮；

伺服电机，所述伺服电机的主轴上设置有输入齿轮，所述输入齿轮与所述减速齿轮相啮合；

位置传感器，所述位置传感器通过传动装置与所述输入轴传动连接；

输出轴，其转动设置在所述壳体内，其一端与所述输入轴直接或间接连接，其另一端伸出所述壳体外，并通过连杆机构与阀门的转轴相连接。

可选地，所述输入轴上设置有凸轮盘，所述位置传感器为直滑式电位器，所述直滑式电位器固定在所述壳体上，所述直滑式电位器具有滑杆，所述滑杆顶在所述凸轮盘一侧的凸轮面上。

可选地，所述壳体上设置有定位销，所述凸轮盘上设置有限位槽，所述限位槽以所述输入轴的轴心为弧心排列，所述定位销的端部伸入所述限位槽中。

可选地，所述凸轮盘转动套装在所述输入轴上，所述输入轴上设置有盘簧，所述盘簧的一端固定连接在输入轴上，另一端固定连接在凸轮盘上。

可选地，所述壳体内还设置有检测轴，所述位置传感器为旋转式电位器，所述检测轴上设置有检测齿轮，所述输入轴上设置有导出齿轮，所述导出齿轮与所述检测齿轮相啮合，所述旋转式电位器具有转轴，所述转轴连接在所述检测轴的一端。

可选地，所述输入轴与所述输出轴之间设置有减速装置。

本申请的阀门执行器调中方法是先确定阀门和执行器处于中间状态的位置，然后手动调整位置传感器的同时通过控制电路检测位置传感器的电信号对应的数字信号值，当数字信号值刚好处于中间量的数字信号值时，则表明位置传感器调节完成。

进一步地，本申请的阀门执行器调中方法和阀门执行器降低了阀门执行器的调中难度，无需借助万用表等外部工具，只需一个人即可完成阀门执行器的调整，可以大幅提高生产效率。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本申请的阀门执行器的一种实施例的传动结构简图；

图2是本申请的阀门执行器的另一种实施例的传动结构简图。

在以上图中：1输入轴；2减速齿轮；3凸轮盘；301限位槽；4伺服电机；401输入齿轮；5直滑式电位器；6输出轴；7定位销；8盘簧；9检测轴；10旋转式电位器；11检测齿轮；12导出齿轮。

具体实施方式

参考图1，本申请第一方面内容的实施例提出一种阀门执行器调中方法，包括以下具体步骤：将阀门的转轴与执行器的输出轴通过连杆机构相连接，先手动或通过执行器使阀门全开，然后再使阀门全闭，通过两个极端位置确定阀门的中间位置，此时执行器也处于该中间位置。在控制电路中先设置位置传感器的电信号对应的检测目标值，使其为位置传感器的电信号对应的最大数字信号值的中间值，使控制电路接收到检测目标值后通过输出端发出提示信息。将位置传感器的信号输出端通过接口电路与控制电路相连接，启动控制电路后，再不断调整位置传感器，当控制器的输出端发出提示信息的时候，即表示当前位置传感器处于输出的位置传感器的电信号对应最大数字信号值的中间值。此时，再把位置传感器保持当前状态固定好，位置传感器的中间值就能与当前阀门和执行器的行程的中间位值对应起来了。

根据本申请的一种实施例，控制电路包括控制器和模数转换器，模数转换器的信号接收端通过接口电路与位置传感器的信号输出端相连接，模数转换器的信号输出端与控制器的信号接收端相连接。模数转换器可将位置传感器检测到的电信号转换成数字信号，控制器可通过程序将数字信号处理后得到与执行器的输出轴的位置变化呈线性比例的数字信号值，再可对最大数字信号值和最小数字信号值进行取中值判断。

根据本申请的一种实施例，控制器的信号输出端可以是显示器、蜂鸣器和指示灯中的一种或多种。显示器可以通过图像或文字提示工作人员阀门执行器的调中信息，蜂鸣器可以通过声音提示工作人员阀门执行器的调中信息，指示灯可以通过熄灭或亮起提示工作人员阀门执行器的调中信息。

根据本申请的一种实施例，当检测到的位置传感器的数字信号值与检测目标值相等时，控制器通过显示器、蜂鸣器或指示灯进行报警响应，提醒工作人员阀门执行器已经调中完毕。

参考图1和图2，本申请第二方面的实施例提出一种阀门执行器，包括壳体，所述壳体内至少设置有输入轴1、伺服电机4、位置传感器和输出轴6，伺服电机4通过输入齿轮401带动减速齿轮2驱动输入轴1转动。输出轴6的一端与输入轴1直接或间接连接，其另一端通过连杆机构与阀门的转轴相连接。位置传感器通过传动装置与输入轴1传动连接，由于输入轴1以及输出轴6之间的减速关系是固定的，因此位置传感器可以通过测量输入轴1的转动位置信号来检测输出轴6的转动位置角度。位置传感器的信号输出端与接口电路电连接，接口电路可方便工作人员使用控制电路连接位置传感器对执行器进行调中。

参考图1，根据本申请的一种实施例，所述输入轴1上设置有凸轮盘3，直滑式电位器5的一端固定在所述壳体上，直滑式电位器5的滑杆顶在凸轮盘3一侧的凸轮面上，凸轮盘3转动时，直滑式电位器5的滑杆随着凸轮面的曲面上下运动，其电位数据随之改变，可得到不同的电信号，将电信号转换成与直滑式电位器5的滑杆位移变化呈线性比的数字信号，可通过不同的数字信号换算出凸轮盘3转动的不同角度。

参考图1，根据本申请的一种实施例，所述壳体上设置有定位销7，定位销7的端部伸入凸轮盘3上的限位槽301中，当凸轮盘3转动时，定位销7沿着限位槽301相对运动，当凸轮盘3快转到限位槽301的延伸角度外的范围时，销钉挡在限位槽301内部的一端，可阻止凸轮盘3继续转动。

参考图1，根据本申请的一种实施例，凸轮盘3与输入轴1之间可相对转动，输入轴1与凸轮盘3之间连接有盘簧8，通过盘簧8带动凸轮盘3转动，可防止定位销7在凸轮盘3上的限位槽301中因受到冲击而损坏。

参考图2，根据本申请的一种实施例，所述壳体内还设置有检测轴9，检测轴9通过检测齿轮11与输入轴1上的导出齿轮12相啮合，旋转式电位器10通过转轴连接在检测轴9的一端。

参考图1和图2，根据本申请的一种实施例，输入轴1与输出轴6之间的减速装置可以进一步降低输出轴6的转动速度，增大输出轴6上的扭矩，使其能够更安全和可靠地开闭阀门。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种阀门执行器调中方法，包括：

将阀门与执行器相连接，将阀门调节到全关闭和全打开之间的中间位置状态；

将阀门的执行器上的位置传感器的信号输出端通过接口电路与控制电路相连接；

在控制电路中将所述位置传感器的电信号对应的数字信号值的中间值设定为控制电路的检测目标值；

在执行器上调整位置传感器，通过控制电路不断检测位置传感器输出的电信号对应的数字信号值，当检测到的数字信号值与设定的检测目标值相等时，位置传感器调节完成；

所述控制电路包括控制器和模数转换器，所述模数转换器的信号接收端通过接口电路与所述位置传感器的信号输出端相连接，所述模数转换器的信号输出端与所述控制器的信号接收端相连接，所述模数转换器将所述位置传感器检测到的电信号转换成数字信号，所述控制器通过程序将数字信号处理后得到与所述执行器的输出轴的位置变化呈线性比例的数字信号值，对最大数字信号值和最小数字信号值进行取中值判断；

所述控制器的信号输出端连接有显示器、蜂鸣器和指示灯中的一种或多种；

当检测到的位置传感器的数字信号值与检测目标值相等时，所述控制器通过所述显示器、所述蜂鸣器或所述指示灯进行报警响应。

2.一种阀门执行器，其特征在于，其采用如权利要求1所述的阀门执行器调中方法进行调中，所述阀门执行器包括壳体，所述壳体内至少设置有：

输入轴（1），其转动设置在所述壳体内，所述输入轴（1）上设置有减速齿轮（2）；

伺服电机（4），所述伺服电机（4）的主轴上设置有输入齿轮（401），所述输入齿轮（401）与所述减速齿轮（2）相啮合；

位置传感器，所述位置传感器通过传动装置与所述输入轴（1）传动连接；

接口电路，所述接口电路与所述位置传感器的信号输出端相连接；

输出轴（6），其转动设置在所述壳体内，其一端与所述输入轴（1）直接或间接连接，其另一端伸出所述壳体外，并通过连杆机构与阀门的转轴相连接；

所述输入轴（1）上设置有凸轮盘（3），所述位置传感器为直滑式电位器（5），所述直滑式电位器（5）固定在所述壳体上，所述直滑式电位器（5）具有滑杆，所述滑杆顶在所述凸轮盘（3）一侧的凸轮面上；所述壳体上设置有定位销（7），所述凸轮盘（3）上设置有限位槽（301），所述限位槽（301）以所述输入轴（1）的轴心为弧心排列，所述定位销（7）的端部伸入所述限位槽（301）中；所述凸轮盘（3）转动套在在所述输入轴（1）上，所述输入轴（1）上设置有盘簧（8），所述盘簧（8）的一端固定连接在输入轴（1）上，另一端固定连接在凸轮盘（3）上。

3.根据权利要求2所述的阀门执行器，其特征在于，所述输入轴（1）与所述输出轴（6）之间设置有减速齿轮组。

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