CN109780296A - 一种直线电机阀门定位器 - Google Patents
一种直线电机阀门定位器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109780296A CN109780296A CN201910227896.XA CN201910227896A CN109780296A CN 109780296 A CN109780296 A CN 109780296A CN 201910227896 A CN201910227896 A CN 201910227896A CN 109780296 A CN109780296 A CN 109780296A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- linear motor
- shaft
- connect
- output
- pneumatic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Servomotors (AREA)
Abstract
本发明公开一种直线电机阀门定位器，包括CPU控制电路，CPU控制电路与直线电机连接并向直线电机输出电流信号；直线电机的输出轴与气动放大器中的滑阀芯连接，通过输出轴驱动滑阀芯作直线往复机械运动；直线电机与行程调整件连接，行程调整件用于调整直线电机中输出轴的轴向往复移动位移；气动放大器上设有输出气压通道、气源通道和放空通道，气动放大器通过输出气压通道与气动控制阀连接并向气动控制阀的执行机构输出气压信号；位移传感器与执行机构的推杆连接，并随着推杆的往复移动而运动，位移传感器将推杆的位移转换成电信号反馈到CPU控制电路。本发明根据气动执行机构推杆位移进行反馈，使阀门位置能够按给定的输入信号进行正确定位。
Description
技术领域
本发明涉及一种直线电机阀门定位器，属于直线电机阀门领域。
背景技术
阀门定位器是控制阀的主要附件，起阀门定位作用，使阀门位置能够按控制系统给定的阀门定位器输入信号进行正确定位。现在DCS在现场使用越来越多，很多控制器都是使用了中控系统的控制器，所以中控到现场的都是4-20mA的电信号，到现场又需要阀动作的快而精确。
由于常用电气阀门定位器多数采用机械式力平衡原理工作，机械运动部件太多，易受温度、振动的影响，造成控制阀的波动；另外，弹簧的弹性系数在恶劣现场会发生变化，造成控制阀非线性导致控制质量下降。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种直线电机阀门定位器，使阀门位置能够按给定的输入信号进行正确定位。
为了实现上述目的，本发明采用的直线电机阀门定位器，其特征在于，包括CPU控制电路，所述CPU控制电路与直线电机连接并向直线电机输出电流信号；
所述直线电机的输出轴与气动放大器中的滑阀芯连接，通过输出轴驱动滑阀芯作直线往复机械运动；所述直线电机与行程调整件连接，行程调整件用于调整直线电机中输出轴的轴向往复移动位移；
所述气动放大器上设有输出气压通道、气源通道和放空通道，气动放大器通过输出气压通道与气动控制阀连接并向气动控制阀的执行机构输出气压信号；位移传感器与执行机构的推杆连接，并随着推杆的往复移动而运动，所述位移传感器将推杆的位移转换成电信号反馈到CPU控制电路。
作为改进，所述CPU控制电路具有两个输入接线端子，还设有一个直流电流输出端。
作为改进，所述直线电机有四根电源引出线，电源引出线与CPU控制电路的直流电流输出端通过导线连接，用于接收CPU控制电路输出的直流电流信号；
所述直线电机将接收到的直流电流信号转换成输出轴的直线往复机械运动。
作为改进，所述输出轴的输出端加工有螺纹，输出轴通过连接套与气动放大器的滑阀芯连接。
作为改进，所述连接套呈圆筒形，连接套内表面加工有螺纹。
作为改进，所述气动放大器包括两位三通型气动放大器和三位五通型气动放大器，所述两位三通型气动放大器与单作用气动执行机构配合使用，三位五通型气动放大器与双作用型气动执行机构配合使用。
作为改进，所述两位三通型气动放大器上设有一个用于连接气源的气源通道、一个用于向气动控制阀的执行机构膜室输出气压信号的输出气压通道、及一个用于放空的放空通道；
所述三位五通型气动放大器上设有一个用于连接气源的气源通道、两个用于向气动控制阀的执行机构膜室输出气压信号的输出气压通道、及两个用于放空的放空通道。
作为改进，所述位移传感器包括反馈板Ⅰ、滚轴、反馈板Ⅱ、转轴、齿轮Ⅰ、齿轮Ⅱ、电位计和电位计转轴；
所述转轴的外端固定有反馈板Ⅱ，反馈板Ⅱ上连接有滚轴，所述滚轴与反馈板Ⅰ连接，反馈板Ⅰ固定在气动控制阀的执行机构的推杆上；所述转轴的内端安装有齿轮Ⅰ，电位计转轴的一端连接有与齿轮Ⅰ啮合的齿轮Ⅱ，所述电位计转轴的另一端固定有电位计；
所述反馈板Ⅰ随推杆的往复移动而运动，并将推杆的位移经过电位计转换成电信号反馈到CPU控制电路。
作为改进，所述齿轮Ⅰ的分度圆直径大于齿轮Ⅱ的分度圆直径。
作为改进，所述反馈板Ⅱ与转轴连接的一端弯折成U形，在U形折弯端上设有用于所述转轴穿过的连接孔，转轴的轴端形状与连接孔的形状相匹配，所述连接孔带动转轴转动。
与现有技术相比，本发明的直线电机阀门定位器具有如下有益效果：
1)将减低性能和缩短机械寿命的零件去除，工况恶劣时，受温度和振动的影响比较小。
2)能够克服常规定位器的力平衡的缺点，位置反馈不采用弹簧和凸轮，可很好地保持输入信号与控制阀行程的线性关系。
3)定位精度、重复精度好，直线电机因运动部件和固定部件间有安装间隙，无接触，无磨损，长时间使用对运动定位精度无影响。
4)直线电机零回程间隙和柔度，输出轴驱动气动放大器的滑阀芯的速度非常平稳。
5)可以克服液体对阀芯产生的不平衡力，减小行程误差。可克服因阀杆与填料间的摩擦力引起的时滞；可克服介质对阀杆移动的阻力。
6)即使工作条件经常变化，控制阀性能仍稳定，提高控制阀的定位精确及可靠性。
7)可用于各种工业自动化过程控制领域当中。
附图说明
图1为本发明直线电机阀门定位器的单作用示意图；
图2为本发明直线电机阀门定位器的双作用示意图；
图3为本发明直线电机阀门定位器的安装示意图一；
图4为本发明直线电机阀门定位器的安装示意图二；
图中：1、CPU控制电路，2、直线电机，3、行程调整件，4、连接套，5、气动放大器，5-1、滑阀芯，6、位移传感器，6-1、反馈板Ⅰ，6-2、滚轴，6-3、反馈板Ⅱ，6-4、转轴，6-5、齿轮Ⅰ，6-6、齿轮Ⅱ，6-7、电位计，6-8、电位计转轴，7、气动控制阀，8、4-20mA输入信号，9、直流电流输出端，10、气源通道，11、放空通道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1、图2和图3所示，一种直线电机阀门定位器，包括CPU控制电路1，所述CPU控制电路1与直线电机2连接并向直线电机2输出电流信号；
所述直线电机2的输出轴与气动放大器5中的滑阀芯5-1连接，通过输出轴驱动滑阀芯5-1作直线往复机械运动；所述直线电机2与行程调整件3连接，行程调整件3用于调整直线电机2中输出轴的轴向往复移动位移；
所述气动放大器5上设有输出气压通道、气源通道10和放空通道11，气动放大器5通过输出气压通道与气动控制阀7连接并向气动控制阀7的执行机构输出气压信号；位移传感器6与执行机构的推杆连接，并随着推杆的往复移动而运动，所述位移传感器6将推杆的位移转换成电信号反馈到CPU控制电路1。
作为实施例的改进，所述CPU控制电路1具有两个输入接线端子，一个用于接收4-20mA输入信号8，另一个用于接收来自位移传感器6的反馈阀位电信号；还设有一个直流电流输出端8，用于向直线电机2输出直流电流。
作为实施例的改进，所述直线电机2有四根电源引出线，电源引出线与CPU控制电路1的直流电流输出端9通过导线连接，用于接收CPU控制电路1输出的直流电流信号；
所述直线电机2将接收到的直流电流信号转换成输出轴的直线往复机械运动，而不需要任何中间转换机构。
作为实施例的改进，所述输出轴的输出端加工有螺纹，输出轴通过连接套4与气动放大器5的滑阀芯5-1连接。进一步的改进，所述连接套4呈圆筒形，连接套4内表面加工有螺纹，将直线电机2的输出轴与气动放大器5的滑阀芯5-1进行可靠地螺纹连接。
如图1和图2所示，所述气动放大器5包括两位三通型气动放大器和三位五通型气动放大器，所述两位三通型气动放大器与单作用气动执行机构配合使用，三位五通型气动放大器与双作用型气动执行机构配合使用。
作为实施例的改进，所述两位三通型气动放大器上设有一个用于连接气源的气源通道10、一个用于向气动控制阀7的执行机构膜室输出气压信号的输出气压通道、及一个用于放空的放空通道11；
所述三位五通型气动放大器5上设有一个用于连接气源的气源通道10、两个用于向气动控制阀7的执行机构膜室输出气压信号的输出气压通道、及两个用于放空的放空通道11。
作为实施例的改进，如图4所示，所述位移传感器6包括反馈板Ⅰ6-1、滚轴6-2、反馈板Ⅱ6-3、转轴6-4、齿轮Ⅰ6-5、齿轮Ⅱ6-6、电位计6-7和电位计转轴6-8；
所述转轴6-4的外端固定有反馈板Ⅱ6-3，反馈板Ⅱ6-3上连接有滚轴6-2，所述滚轴6-2与反馈板Ⅰ6-1连接，反馈板Ⅰ6-1固定在气动控制阀7的执行机构的推杆上；所述转轴6-4的内端安装有齿轮Ⅰ6-5，电位计转轴6-8的一端连接有与齿轮Ⅰ6-5啮合的齿轮Ⅱ6-6，所述电位计转轴6-8的另一端固定有电位计6-7；
所述反馈板Ⅰ6-1随推杆的往复移动而运动，并将推杆的位移经过电位计6-7转换成电信号反馈到CPU控制电路1。
作为实施例的改进，所述齿轮Ⅰ6-5的分度圆直径大于齿轮Ⅱ6-6的分度圆直径。
作为实施例的改进，所述反馈板Ⅱ6-3与转轴6-4连接的一端弯折成U形，在U形折弯端上设有用于所述转轴6-4穿过的连接孔，转轴6-4的轴端形状与连接孔的形状相匹配，所述连接孔带动转轴6-4转动。
当给定输入信号增加时，CPU控制电路1输出到直线电机2的输出电流信号为正方向，直线电机2输出轴沿轴向产生向上的位移，从而带动气动放大器5的滑阀芯5-1向上移动，这时气源通道10与定位器输出通道接通，气源压力进入气动控制阀7的执行机构膜室，在气源压力的作用下，执行机构膜室内的弹簧受力压缩，带动推杆产生位移(向下)，固定在推杆上的位置传感器6的反馈板Ⅰ6-1随推杆位移，反馈板Ⅰ6-1通过滚轴6-2带动反馈板Ⅱ6-3转动，与反馈板Ⅱ6-3固定在一起的转轴6-4就会随之转动，同时带动齿轮Ⅰ6-5同步转动，齿轮Ⅰ6-5带动齿轮Ⅱ6-6转动，齿轮Ⅱ6-6就会带动电位计转轴6-8转动，电位计6-7将检测到的位置变化转变成电信号反馈到CPU控制电路1；
当给定输入信号降低时，CPU控制电路1输出到直线电机2的输出电流信号为反方向，直线电机2输出轴沿轴向产生向下的位移，从而带动气动放大器5的滑阀芯向下移动，气源压力无法进入控制阀膜室，同时放空通道11与定位器输出通道接通，控制阀膜室压力随之下降，在执行机构膜室内的弹簧力的作用下，推杆产生位移(向上)，固定在推杆上的位置传感器6的反馈板Ⅰ6-1随推杆位移，反馈板Ⅰ6-1通过滚轴6-2带动反馈板Ⅱ6-3转动，与反馈板Ⅱ6-3固定在一起的转轴6-4就会随之转动，同时带动齿轮Ⅰ6-5同步转动，齿轮Ⅰ6-5带动齿轮Ⅱ6-6转动，齿轮Ⅱ6-6就会带动电位计转轴6-8转动，电位计6-7将检测到的位置变化转变成电信号反馈到CPU控制电路1。
CPU控制电路1将来自位移传感器6的实际阀位反馈电信号与设定的4-20mA输入信号进行比较，检测到偏差以后，根据偏差大小和方向改变到直线电机2的输出直流电流，从而控制进入气动执行机构的输出气压，保证了控制阀的行程与4-20mA输入信号一一对应。
本发明调试直线电机阀门定位器的行程，调整零点时给定输入信号(4mA)，如若阀位指针指示不在零位上，调节阀门定位器上的行程调整件3，使阀位指针指示零位。零点校准以后，分别给定输入信号8mA、12mA、16mA和20mA，阀位指针应分别指向25％、50％、75％和100％。如果指示不准确，调节行程调整件3，便能指示准确。
本发明通过给定输入信号经过控制电路输出直流电流信号并驱动直线电机输出轴做往复机械运动，进而控制气动放大器对气动执行机构输出的气信号，控制阀门的动作。同时根据气动执行机构推杆位移进行反馈，使阀门位置能够按给定的输入信号进行正确定位。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直线电机阀门定位器，其特征在于，包括CPU控制电路(1)，所述CPU控制电路(1)与直线电机(2)连接并向直线电机(2)输出电流信号；
所述直线电机(2)的输出轴与气动放大器(5)中的滑阀芯(5-1)连接，通过输出轴驱动滑阀芯(5-1)作直线往复机械运动；所述直线电机(2)与行程调整件(3)连接，行程调整件(3)用于调整直线电机(2)中输出轴的轴向往复移动位移；
所述气动放大器(5)上设有输出气压通道、气源通道(10)和放空通道(11)，气动放大器(5)通过输出气压通道与气动控制阀(7)连接并向气动控制阀(7)的执行机构输出气压信号；位移传感器(6)与执行机构的推杆连接，并随着推杆的往复移动而运动，所述位移传感器(6)将推杆的位移转换成电信号反馈到CPU控制电路(1)。
2.根据权利要求1所述的直线电机阀门定位器，其特征在于，所述CPU控制电路(1)具有两个输入接线端子，还设有一个直流电流输出端(8)。
3.根据权利要求1所述的直线电机阀门定位器，其特征在于，所述直线电机(2)有四根电源引出线，电源引出线与CPU控制电路(1)的直流电流输出端(9)通过导线连接，用于接收CPU控制电路(1)输出的直流电流信号；
所述直线电机(2)将接收到的直流电流信号转换成输出轴的直线往复机械运动。
4.根据权利要求1所述的直线电机阀门定位器，其特征在于，所述输出轴的输出端加工有螺纹，输出轴通过连接套(4)与气动放大器(5)的滑阀芯(5-1)连接。
5.根据权利要求4所述的直线电机阀门定位器，其特征在于，所述连接套(4)呈圆筒形，连接套(4)内表面加工有螺纹。
6.根据权利要求1所述的直线电机阀门定位器，其特征在于，所述气动放大器(5)包括两位三通型气动放大器和三位五通型气动放大器，所述两位三通型气动放大器与单作用气动执行机构配合使用，三位五通型气动放大器与双作用型气动执行机构配合使用。
7.根据权利要求6所述的直线电机阀门定位器，其特征在于，所述两位三通型气动放大器上设有一个用于连接气源的气源通道(10)、一个用于向气动控制阀(7)的执行机构膜室输出气压信号的输出气压通道、及一个用于放空的放空通道(11)；
所述三位五通型气动放大器(5)上设有一个用于连接气源的气源通道(10)、两个用于向气动控制阀(7)的执行机构膜室输出气压信号的输出气压通道、及两个用于放空的放空通道(11)。
8.根据权利要求1所述的直线电机阀门定位器，其特征在于，所述位移传感器(6)包括反馈板Ⅰ(6-1)、滚轴(6-2)、反馈板Ⅱ(6-3)、转轴(6-4)、齿轮Ⅰ(6-5)、齿轮Ⅱ(6-6)、电位计(6-7)和电位计转轴(6-8)；
所述转轴(6-4)的外端固定有反馈板Ⅱ(6-3)，反馈板Ⅱ(6-3)上连接有滚轴(6-2)，所述滚轴(6-2)与反馈板Ⅰ(6-1)连接，反馈板Ⅰ(6-1)固定在气动控制阀(7)的执行机构的推杆上；所述转轴(6-4)的内端安装有齿轮Ⅰ(6-5)，电位计转轴(6-8)的一端连接有与齿轮Ⅰ(6-5)啮合的齿轮Ⅱ(6-6)，所述电位计转轴(6-8)的另一端固定有电位计(6-7)；
所述反馈板Ⅰ(6-1)随推杆的往复移动而运动，并将推杆的位移经过电位计(6-7)转换成电信号反馈到CPU控制电路(1)。
9.根据权利要求8所述的直线电机阀门定位器，其特征在于，所述齿轮Ⅰ(6-5)的分度圆直径大于齿轮Ⅱ(6-6)的分度圆直径。
10.根据权利要求8或9所述的直线电机阀门定位器，其特征在于，所述反馈板Ⅱ(6-3)与转轴(6-4)连接的一端弯折成U形，在U形折弯端上设有用于所述转轴(6-4)穿过的连接孔，转轴(6-4)的轴端形状与连接孔的形状相匹配，所述连接孔带动转轴(6-4)转动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910227896.XA CN109780296A (zh) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | 一种直线电机阀门定位器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910227896.XA CN109780296A (zh) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | 一种直线电机阀门定位器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109780296A true CN109780296A (zh) | 2019-05-21 |
Family
ID=66490484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910227896.XA Pending CN109780296A (zh) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | 一种直线电机阀门定位器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109780296A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114215956A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-22 | 中国核动力研究设计院 | 一种用于阀门位置指示器的标定装置及标定方法 |
| CN115425873A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-12-02 | 上海衡拓液压控制技术有限公司 | 一种直动式线性力马达零位调节控制装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006184195A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 空気駆動弁の現場監視装置 |
| US20090283160A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | James Fishwick | Fluid flow control device and control circuit |
| CN103899830A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-02 | 徐州阿卡控制阀门有限公司 | 智能型带故障诊断气动执行机构 |
| KR101470310B1 (ko) * | 2014-07-07 | 2014-12-09 | 주식회사 프로세이브 | 수충격 방지용 밸브개폐장치 |
| CN104832698A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-08-12 | 北方民族大学 | 一种新型气动智能定位器及其使用方法 |
| CN209818863U (zh) * | 2019-03-25 | 2019-12-20 | 徐州化工机械有限公司 | 直线电机阀门定位器 |
-
2019
- 2019-03-25 CN CN201910227896.XA patent/CN109780296A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006184195A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 空気駆動弁の現場監視装置 |
| US20090283160A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | James Fishwick | Fluid flow control device and control circuit |
| CN103899830A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-02 | 徐州阿卡控制阀门有限公司 | 智能型带故障诊断气动执行机构 |
| KR101470310B1 (ko) * | 2014-07-07 | 2014-12-09 | 주식회사 프로세이브 | 수충격 방지용 밸브개폐장치 |
| CN104832698A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-08-12 | 北方民族大学 | 一种新型气动智能定位器及其使用方法 |
| CN209818863U (zh) * | 2019-03-25 | 2019-12-20 | 徐州化工机械有限公司 | 直线电机阀门定位器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114215956A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-22 | 中国核动力研究设计院 | 一种用于阀门位置指示器的标定装置及标定方法 |
| CN115425873A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-12-02 | 上海衡拓液压控制技术有限公司 | 一种直动式线性力马达零位调节控制装置 |
| CN115425873B (zh) * | 2022-08-30 | 2024-04-05 | 上海衡拓液压控制技术有限公司 | 一种直动式线性力马达零位调节控制装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2061984B1 (en) | Apparatus to determine the position of an actuator | |
| US10619761B2 (en) | Valve and a method of operating a valve | |
| CN101256417B (zh) | 比例阀门对精密气压控制装置 | |
| CN102866033B (zh) | 一种双向拉压力动态加载装置 | |
| CN109780296A (zh) | 一种直线电机阀门定位器 | |
| CN203979570U (zh) | 控制阀组件 | |
| US11274685B2 (en) | Actuator of a process device having a controller configured to operate in a measured position feedback mode and a simulated position feedback mode | |
| WO2022188308A1 (zh) | 压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统及方法 | |
| CN209818863U (zh) | 直线电机阀门定位器 | |
| DE4431463A1 (de) | Kompaktregler für ein Regelventil | |
| US6989646B2 (en) | Multi-axis air/electrical control system | |
| CN213812846U (zh) | 角行程控制阀位置精度测试设备 | |
| US3266379A (en) | Electro-pneumatic process controller | |
| US8281705B2 (en) | Method for detecting the drive type of an actuator (II) | |
| CN111098319A (zh) | 一种工业级机械臂多联控制系统 | |
| US3306170A (en) | Electro-pneumatic process control system for valves and the like | |
| CN106441467B (zh) | 玻璃转子流量计的流量自动调节装置 | |
| CN213748328U (zh) | 直行程控制阀位置精度测试设备 | |
| CN220668565U (zh) | 一种在线运行阀门免调试更换定位器 | |
| CN211615626U (zh) | 一种工业级机械臂多联控制系统 | |
| RU88131U1 (ru) | Измерительная головка | |
| US3385310A (en) | Digital positioner | |
| CN113431910A (zh) | 半导体工艺设备及其门阀中位调节装置 | |
| KR200221210Y1 (ko) | 유압체적 제어방식을 이용한 고정밀 압력제어장치 | |
| CN112555427A (zh) | 制冷系统用电子节流装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |