CN112228573A - 阀门开度控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阀门开度控制装置，包括阀门开度检测装置、控制装置和执行装置；阀门开度检测装置包括拉线式绝对值编码器，拉线式绝对值编码器包括拉线盒和绝对值编码器，拉线盒中拉绳的拉伸长度与绝对值编码器的编码值成正比例，拉绳的拉伸端设置在阀门上；控制装置包括主处理器、与主处理器电连接的输入输出模块元件和与输入输出模块元件连接的电控系统；阀门开度检测装置与输入输出模块元件电连接；执行装置包括设置在阀门上的控制阀门转动方向的电动执行机构，电动执行机构与电控系统信号连接。利用本发明能够解决目前的阀门定位器成本高以及开关型的执行机构控制误差较大等问题。

Description

阀门开度控制装置

技术领域

本发明属于阀门技术领域，更为具体地，涉及一种阀门开度控制装置。

背景技术

在采矿、选矿等生产工艺中，经常会有一些下料阀门需要根据下游的需料量调整阀门开度，这就要求阀门具有自动调节功能，或者具有阀门开度检测功能，这样才能形成闭环控制，提高调节精度。

目前现场应用中经常出现两种情况，一种是由于矿山生产中的阀门一般都是重型阀门，功率较大，调节型的执行机构需要配置阀门定位器，价格昂贵；另一种是以前安装了开关型的执行机构，依靠操作工的经验控制阀门的开关，只能根据阀门自带的位置开关判断出阀门全开或者全关两个状态，而对于阀门开度在全开和全关之间把握不准，属于开环控制，误差较大。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种阀门开度控制装置，以解决目前的阀门定位器成本高以及开关型的执行机构控制误差较大等问题。

本发明提供一种阀门开度控制装置，包括阀门开度检测装置、控制装置和执行装置；其中，所述阀门开度检测装置包括拉线式绝对值编码器，所述拉线式绝对值编码器包括拉线盒和绝对值编码器，所述拉线盒中拉绳的拉伸长度与所述绝对值编码器的编码值成正比例，所述拉绳的拉伸端设置在阀门上；所述控制装置包括主处理器、与所述主处理器电连接的输入输出模块元件和与所述输入输出模块元件连接的电控系统；所述阀门开度检测装置与所述输入输出模块元件电连接；所述执行装置包括设置在所述阀门上的控制所述阀门转动方向的电动执行机构，所述电动执行机构与所述电控系统信号连接。

此外，优选的方案是，在所述阀门的一侧设置有安装支架；所述阀门开度检测装置设置在所述安装支架上。

此外，优选的方案是，所述拉绳的拉伸端通过固定件固定在所述阀门上；且当所述阀门的开度位于所述阀门的中轴线时，所述拉绳的拉伸长度为所述拉绳的总拉伸长度的一半。

此外，优选的方案是，所述固定件为安装螺栓。

此外，优选的方案是，所述电控系统包括主电路；所述主电路包括与所述电动执行机构连接的热继电器、分别与所述热继电器连接的正转接触器和反转接触器。

此外，优选的方案是，所述电控系统还包括与所述阀门的主电路连接的控制电路；在所述控制电路上设置有手自动转换开关；所述控制电路包括分别与所述手自动转换开关连接的手动控制电路和自动控制电路；在所述手动控制电路上设置有与所述正转接触器连接的手动正转开关和与所述反转接触器连接的手动反转开关；在所述自动控制电路上设置有与所述正转接触器连接的正转信号开关和与所述反转接触器连接的反转信号开关，所述正转信号开关接收所述输入输出模块元件输出的正转信号，所述反转信号开关接收所述输入输出模块元件输出的反转信号。

此外，优选的方案是，在所述手动控制电路上设置有停止开关。

此外，优选的方案是，在所述控制电路上设置有最大极限开关和最小极限开关。

此外，优选的方案是，在所述阀门的附近设置有操作箱；所述手动正转开关、所述手动反转开关和所述停止开关均设置在所述操作箱内。

从上面的技术方案可知，本发明提供的阀门开度控制装置，通过阀门开度检测装置，对阀门的开度进行实时检测，由于阀门开度检测装置包括拉线式绝对值编码器，拉线式绝对值编码器包括拉线盒和绝对值编码器，拉线盒中拉绳的拉伸长度与绝对值编码器的编码值成正比例，拉绳的拉伸端设置在阀门上；因此，在阀门开关的过程中带动拉绳运动，从而得到绝对值编码器与拉绳的拉伸长度对应的编码值，再通过输入输出模块元件将编码值传输给主处理器，经过主处理器对编码值与预定编码值比对分析生成控制阀门正转和反转的控制信号，控制信号通过输入输出模块元件传输给电控系统，电控系统控制电动执行机构工作，从而对阀门的开度进行控制，本发明具有节约成本、对阀门的开度控制精度高等优点。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的阀门开度控制装置的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的执行装置的电路原理图。

在附图中，1-拉线式绝对值编码器，11-拉线盒，12-绝对值编码器，13-拉绳，2-电动执行机构，3-控制装置，4-电控系统，41-主电路，411-正转接触器，412-反转接触器，413-热继电器，42-控制电路，421-手自动转换开关，43-手动控制电路，431-手动正转开关，432-手动反转开关，433-停止开关，44-自动控制电路，441-正转信号开关，442-反转信号开关，5-安装支架，6-固定件，7-最大极限开关，8-最小极限开关，9-阀门。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

针对前述提出的目前在现有技术中阀门定位器成本高以及开关型的执行机构控制误差较大等问题，提出了一种阀门开度控制装置。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的阀门开度控制装置，图1示出了本发明实施例的阀门开度控制装置的结构；图2示出了本发明实施例的执行装置的电路。如图1所示，本发明提供的阀门开度控制装置，包括阀门开度检测装置、控制装置3和执行装置；其中，阀门开度检测装置包括拉线式绝对值编码器1，拉线式绝对值编码器1包括拉线盒11和绝对值编码器12，拉线盒11中拉绳13的拉伸长度与绝对值编码器12的编码值成正比例，拉绳13的拉伸端设置在阀门9上；控制装置3包括主处理器、与主处理器电连接的输入输出模块元件和与输入输出模块元件连接的电控系统4；阀门开度检测装置与输入输出模块元件电连接；执行装置包括设置在阀门9上的控制阀门9转动方向的电动执行机构2，电动执行机构2与电控系统4信号连接。

其中，控制装置3优选为PLC控制系统，PLC控制系统一般包括处理器和I/O模块。

电动执行机构2优选为电机，也可由其它能够通过接收电控系统4发出的控制信号带动阀门9正反转动的机构代替，在此不作特别限定。

通过阀门开度检测装置，对阀门的开度进行实时检测，由于阀门开度检测装置包括拉线式绝对值编码器，拉线式绝对值编码器包括拉线盒和绝对值编码器，拉线盒中拉绳的拉伸长度与绝对值编码器的编码值成正比例，拉绳的拉伸端设置在阀门上；因此，在阀门开关的过程中带动拉绳运动，从而得到绝对值编码器与拉绳的拉伸长度对应的编码值，再通过输入输出模块元件将编码值传输给主处理器，经过主处理器对编码值与预定编码值比对分析生成控制阀门正转和反转的控制信号，控制信号通过输入输出模块元件传输给电控系统，电控系统控制电动执行机构工作，从而对阀门的开度进行控制，本发明具有节约成本、对阀门的开度控制精度高等优点。

作为本发明的优选方案，在阀门9的一侧设置有安装支架5；阀门开度检测装置设置在安装支架5上。通过安装支架5便于拉线式绝对值编码器1的固定安装。

作为本发明的优选方案，拉绳13的拉伸端通过固定件6固定在阀门9上；且当阀门9的开度位于阀门9的中轴线时，拉绳13的拉伸长度为拉绳13的总拉伸长度的一半。

拉线式绝对值编码器1由拉线盒11和多圈绝对值编码器12组成，拉线盒11与多圈绝对值编码器需配套使用，使得拉绳13伸长的长度和绝对值编码器12的编码值成正比，选择一定分辨率的绝对值编码器12，如总长度为8192，每圈的分辨率为1024，则编码器为8圈，从0～8192对应4～20mA信号，将拉绳13拉出，与阀门9的合适位置连接，使得阀门9位于阀门9的中轴线时，即阀门9的开度为50％时，对应编码器的数值为4096，对应电流为12mA，由于拉线安装在阀门9的边上，距离阀门9有一定的距离，阀门9即使全关状态拉绳13的长度也不可能等于零，故在选择拉线式绝对值编码器1安装位置的时候应使得其保留一定的死区数值，比如1024，在阀门9全开的位置也保留一定的死区数值，并使其与阀门9全关时的死区相等，也为1024，这样阀门9从全开到全关的过程中，拉线式绝对值编码器1的数值将会在1024～7168之间变化，对应6～18mA模拟量信号，当拉线式绝对值编码器1的数值为4096时，输出12mA，对应阀门9的50％的开度。将拉线式绝对值编码器1用电缆连接到PLC控制系统的I/O模块上，可以实时采集阀门9开度的检测信号。

作为本发明的优选方案，固定件6为安装螺栓。安装螺栓焊接在阀门9的合适位置，便于拉绳13与阀门9的连接。

如图2所示，作为本发明的优选方案，电控系统4包括主电路41；主电路41包括与电动执行机构2连接的热继电器413、分别与热继电器413连接的正转接触器411和反转接触器412。

热继电器413控制主电路的负载，正转接触器411和反转接触器412分别通过控制电动执行机构2带动阀门9正转和反转。

作为本发明的优选方案，电控系统4还包括与阀门9的主电路41连接的控制电路42；在控制电路42上设置有手自动转换开关421；控制电路42包括分别与手自动转换开关421连接的手动控制电路43和自动控制电路44；在手动控制电路43上设置有与正转接触器411连接的手动正转开关431和与反转接触器412连接的手动反转开关432；在自动控制电路44上设置有与正转接触器411连接的正转信号开关441和与反转接触器412连接的反转信号开关442，正转信号开关441接收输入输出模块元件输出的正转信号，反转信号开关442接收输入输出模块元件输出的反转信号。

通过手动控制电路43和自动控制电路44的上述设计，能够实现就地手动控制阀门9的开度和远程自动控制阀门9的开度。当手自动转换开关421与手动控制电路43连接时，采用就地控制方式，通过手动正转开关431和手动反转开关432操作阀门9的正转、反转；当手自动转换开关421与自动控制电路44连接时，采用自动控制方式，通过来自控制装置3的输出指令，生成能够控制电动执行机构2带动阀门9正向转动的信号和带动阀门9反向转动的信号，其中，上述的正转信号开关441和反转信号开关442分别为控制电动执行机构2带动阀门9正向转动的信号开关和控制电动执行机构2带动阀门9反向转动的信号开关，通过正转信号开关441和反转信号开关442实现对阀门9的正反转的自动控制。

作为本发明的优选方案，在手动控制电路43上设置有停止开关433。通过停止开关433控制手动控制电路43的开合。

作为本发明的优选方案，在控制电路42上设置有最大极限开关7和最小极限开关8。当阀门转到最大极限位置或最小极限位置时，最大极限开关7或者最小极限开关8动作，从而切断电路。

作为本发明的优选方案，在阀门9的附近设置有操作箱；手动正转开关431、手动反转开关432和停止开关433均设置在操作箱内。操作箱对内部开关有保护作用。

通过上述具体实施方式可看出，通过阀门开度检测装置，对阀门的开度进行实时检测，由于阀门开度检测装置包括拉线式绝对值编码器，拉线式绝对值编码器包括拉线盒和绝对值编码器，拉线盒中拉绳的拉伸长度与绝对值编码器的编码值成正比例，拉绳的拉伸端设置在阀门上；因此，在阀门开关的过程中带动拉绳运动，从而得到绝对值编码器与拉绳的拉伸长度对应的编码值，再通过输入输出模块元件将编码值传输给主处理器，经过主处理器对编码值与预定编码值比对分析生成控制阀门正转和反转的控制信号，控制信号通过输入输出模块元件传输给电控系统，电控系统控制电动执行机构工作，从而对阀门的开度进行控制，本发明具有节约成本、对阀门的开度控制精度高等优点。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的阀门开度控制装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的阀门开度控制装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (9)

1.一种阀门开度控制装置，其特征在于，包括阀门开度检测装置、控制装置和执行装置；其中，

所述阀门开度检测装置包括拉线式绝对值编码器，所述拉线式绝对值编码器包括拉线盒和绝对值编码器，所述拉线盒中拉绳的拉伸长度与所述绝对值编码器的编码值成正比例，所述拉绳的拉伸端设置在阀门上；

所述控制装置包括主处理器、与所述主处理器电连接的输入输出模块元件和与所述输入输出模块元件连接的电控系统；所述阀门开度检测装置与所述输入输出模块元件电连接；

所述执行装置包括设置在所述阀门上的控制所述阀门转动方向的电动执行机构，所述电动执行机构与所述电控系统信号连接。

2.根据权利要求1所述的阀门开度控制装置，其特征在于，

在所述阀门的一侧设置有安装支架；

所述阀门开度检测装置设置在所述安装支架上。

3.根据权利要求1所述的阀门开度控制装置，其特征在于，

所述拉绳的拉伸端通过固定件固定在所述阀门上；

且当所述阀门的开度位于所述阀门的中轴线时，所述拉绳的拉伸长度为所述拉绳的总拉伸长度的一半。

4.根据权利要求3所述的阀门开度控制装置，其特征在于，

所述固定件为安装螺栓。

5.根据权利要求1所述的阀门开度控制装置，其特征在于，

所述电控系统包括主电路；

所述主电路包括与所述电动执行机构连接的热继电器、分别与所述热继电器连接的正转接触器和反转接触器。

6.根据权利要求5所述的阀门开度控制装置，其特征在于，

所述电控系统还包括与所述阀门的主电路连接的控制电路；

在所述控制电路上设置有手自动转换开关；

所述控制电路包括分别与所述手自动转换开关连接的手动控制电路和自动控制电路；

在所述手动控制电路上设置有与所述正转接触器连接的手动正转开关和与所述反转接触器连接的手动反转开关；

在所述自动控制电路上设置有与所述正转接触器连接的正转信号开关和与所述反转接触器连接的反转信号开关，所述正转信号开关接收所述输入输出模块元件输出的正转信号，所述反转信号开关接收所述输入输出模块元件输出的反转信号。

7.根据权利要求6所述的阀门开度控制装置，其特征在于，

在所述手动控制电路上设置有停止开关。

8.根据权利要求7所述的阀门开度控制装置，其特征在于，

在所述控制电路上设置有最大极限开关和最小极限开关。

9.根据权利要求7所述的阀门开度控制装置，其特征在于，

在所述阀门的附近设置有操作箱；

所述手动正转开关、所述手动反转开关和所述停止开关均设置在所述操作箱内。

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