CN112303314B - 一种集成智能阀门电动装置 - Google Patents

一种集成智能阀门电动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112303314B
CN112303314B CN202011152383.6A CN202011152383A CN112303314B CN 112303314 B CN112303314 B CN 112303314B CN 202011152383 A CN202011152383 A CN 202011152383A CN 112303314 B CN112303314 B CN 112303314B
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
motor
torque
gear
controller
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.)
Active
Application number
CN202011152383.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112303314A (zh
Inventor
杨洋
黄静生
周勇
徐敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Mingtong Fulu Fluid Control Equipment Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Mingtong Fulu Fluid Control Equipment Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Mingtong Fulu Fluid Control Equipment Co ltd filed Critical Jiangsu Mingtong Fulu Fluid Control Equipment Co ltd
Priority to CN202011152383.6A priority Critical patent/CN112303314B/zh
Publication of CN112303314A publication Critical patent/CN112303314A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112303314B publication Critical patent/CN112303314B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/047Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
    • F16K31/048Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means with torque limiters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/046Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor with electric means, e.g. electric switches, to control the motor or to control a clutch between the valve and the motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/53Mechanical actuating means with toothed gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0008Mechanical means
    • F16K37/0016Mechanical means having a graduated scale
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0058Optical means, e.g. light transmission, observation ports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0091For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring fluid parameters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/24Devices for sensing torque, or actuated thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)

Abstract

本发明公开了一种集成智能阀门电动装置,包括传动端和电路系统端两大部分,其特征在于:所述传动端包括电机、传动齿轮一、传动齿轮二、传动齿轮三、蜗轮、蜗杆、行程控制器、中间齿轮、可调式开度指示器、转矩控制器、碟簧组件、输入轴和输出轴,所述电机与传动齿轮一同轴转动,所述传动齿轮一与传动齿轮二齿轮啮合,所述传动齿轮二与输入轴同轴转动,所述输入轴与蜗杆同轴转动,所述蜗杆上方齿轮啮合蜗轮,所述蜗轮中心垂直嵌入有输出轴,所述输入轴还连接有转矩控制器,碟簧组件和传动齿轮三,所述蜗轮同轴连接有行程控制器、中间齿轮和可调试开度指示器,本发明,具有操控精准和抗干扰性强的特点。

Description

一种集成智能阀门电动装置
技术领域
本发明涉及工业通用阀门配套用智能化控制装置技术领域,具体为一种集成智能阀门电动装置。
背景技术
阀门电动装置是驱动和控制阀门的主要机构,从五十年代起就开始广泛用于我国的各个工业部门中。我国每年需要约数万台,目前大量生产和使用的仍然是六、七十年代设计的产品,其主要作用只是代替人力去操作那些大口径的阀门。
随着现代化工业对阀门电动装置要求的提高,现有的阀门电动装置,特别是其控制系统在功能上和使用上的缺点暴露的越来越明显。如控制误差大及难以克服性,没有可靠的故障处理和及时的报警机制,人机界面不好,难于现场标定和维修,阀门电动装置的工作条件经常处于恶劣状况下,为了保证长期正常工作,对系统的抗干扰性能和可靠性都有很高的要求。因此,设计操控精准和抗干扰性强的一种集成智能阀门电动装置是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成智能阀门电动装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种集成智能阀门电动装置,包括传动端和电路系统端两大部分,其特征在于:所述传动端包括电机、传动齿轮一、传动齿轮二、传动齿轮三、蜗轮、蜗杆、行程控制器、中间齿轮、可调式开度指示器、转矩控制器、碟簧组件、输入轴和输出轴。
根据上述技术方案,所述电机与传动齿轮一同轴转动,所述传动齿轮一与传动齿轮二齿轮啮合,所述传动齿轮二与输入轴同轴转动,所述输入轴与蜗杆同轴转动,将电机转动的力经齿轮传动带动输入轴转动,所述蜗杆上方齿轮啮合蜗轮,所述蜗轮中心垂直嵌入有输出轴,蜗轮蜗杆可组成减速器,用于电机和执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用,电动机的动力经减速器传递给输出轴,所述输入轴还连接有转矩控制器,碟簧组件和传动齿轮三,所述蜗轮同轴连接有行程控制器、中间齿轮和可调试开度指示器。
根据上述技术方案,所述电机与传动齿轮一同轴转动,所述转矩控制器由曲拐、碰块、凸轮、分度盘、变速器、支板和微动开关组成,所述输出轴受到一定的阻转矩后,所述蜗杆除旋转外,还用产生轴向位移带动曲拐旋转以及使碰块也产生一定的位移,所述碰块位移后压迫凸轮,使得支板上抬,若输出轴的阻转矩增大到预定值时,则支板上抬直至微动开关动作,所述微动开关可用作启动变速器改变电机转矩实现更强的动力,从而克服受到的阻转矩,用于实现对电动装置输出转矩的控制,达到若遇到一定阻转矩利用矩变速变矩去保护电机。
根据上述技术方案,所述碟簧组件用于阀门的缓冲减震作用,所述传动齿轮三用于与其它轴的传动啮合,所述行程控制器用于对集成阀门电动装置转圈数行程的控制,所述中间齿轮在行程控制器和可调试开度指示器的中间用于将行程控制器与可调式开度指示器齿轮连接,所述可调式开度指示器用于调节和指示阀门的开关量,其内部有减速齿轮组、调节齿轮、阀门开度表盘、凸轮、微动开关及电位器,可根据所配阀门电机转动圈数将调节齿轮调整到所需位置,并与减速齿轮组啮合,当阀门在开启或关闭过程中,开度表盘经减速后转动,从而指示阀门开关的量。
根据上述技术方案,所述电路系统端包括电流传感器、电压传感器、开度传感器、槽型光电开关、PLC控制器、显示面板、报警指示灯、远程控制接收器、有源滤波器、伺服放大器、A/D转换模块和D/A转换模块;
所述电流传感器与PLC控制器电连接,所述电压传感器与PLC控制器电连接,所述槽型光电开关与PLC控制器电连接,所述PLC控制器与显示面板电连接,所述PLC控制与报警指示灯电连接,所述PLC控制器与有源滤波器电连接,所述PLC控制器与伺服放大器电连接,所述远程控制接收器经A/D转换模块与PLC控制器电连接,所述开度传感器经A/D转换模块与PLC控制器电连接,所述PLC控制器经D/A转换模块与远程控制接收器电连接,所述PLC控制器与可调式开度指示器电连接,所述可调式开度指示器与电机电连接,所述电机与转矩控制器电连接。
根据上述技术方案,所述智能阀门电动装置可智能根据阀门开启不同程度所受到的影响控制阀门的输出转矩从而达到节能高效;
A.当阀门全部开启到全部闭合过程中,由于水流影响,阀门所受阻力将不断变大,所述开度传感器将自动感应阀门的闭合程度,并根据感应到的不同闭合程度去调节转矩控制器,从而应对不同的水流阻力,所述电机的驱动力由转矩控制器改变转矩实现电机的扭矩不断变大从而降低关闭阀门的速度,去获得更大驱动力去关闭阀门;当阀门达到闭合点时,连接阀门旁边的槽型光电开关将感应到已达到闭合点最大限位处,去停止电机运行;
B.当阀门关闭中快接近闭合点时,此时瞬间水流影响将达到最大,若通过改变扭矩获得的力依然无法闭合,为保护电机,电源和电压传感器采集到的电机工作电流和电压超载时即判断电机欠压从而断开电机电源,并将欠压信号传输至报警指示灯;
C.当阀门开启时,所受水流阻力影响从一开始最大渐渐减小,开启所需的力将变小,可改变扭矩使开启所需的力变小,增快开启速度,用于节省电机运转所需时间,到最大开启点处有槽型光电开关截止断开继续开启行程。
根据上述技术方案,所述有源滤波器包含有源件晶体管、运算放大器,所述有源滤波器可省去庞大的电感元件,实现小型化,集成化功能,所述有源滤波器用于滤去高频谐波,改善电源波形,阀门电动装置的工作条件经常处于恶劣状况下,为了保证长期正常工作,对系统的抗干扰性能和可靠性都有很高的要求,本集成智能阀门电动装置除本身多带有保护涂层防腐蚀,及一体化结构减少信号传输中的泄露和干扰等因素外,内部还设有有源滤波器,在低压下,当滤波电路载有大电流时,宜用小电感和大电容构成滤波网络,当滤波电路处于高压工作时,则宜采用小电容和允许最大电感构成的滤波网络
在抗干扰方面,除硬件抗干扰还有软件抗干扰措施,包括看门狗措施、指令冗余措施和看门狗措施等,有利于提高装置的可靠性。
所述伺服放大器内置有位置回授装置光电编码器,所述通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,用于精确测量和控制设备位移量,现阀门电动装置普遍纯在控制误差大并且难以克服,本装置引入伺服放大器,采用光电定位,将光敏元件输出波形经整形后,变为脉冲信号,每转一圈输入一个脉冲,根据脉冲的变化,可以精确测量和控制设备位移量,克服无法精准开合定位阀门的问题。
根据上述技术方案,所述显示面板可根据用户操作习惯自适应定制UI界面,显示面板内设有计秒器,使用者打开显示面板操作时计秒器即开始读秒,每次点击屏幕后立即计秒直到下次再次点击屏幕时计秒器刷新计秒,并将上次计的秒数储存,显示面板会根据平均最近一周的计秒刷新的平局秒数会划分三种操作页面:
A.当感应到用户操作平均点触时间大于30秒时,系统将开启新手模式,大量功能信息提示模块显示在页面,并且有二次确认模块和解释功能模块用于将系统功能充分发挥和解释说明,帮助使用者快速上手和深度挖掘操作功能,二次确认用于防止使用者误触;
B.当感应到用户操作平均点触时间10-30秒时,系统将开启普通用户模式,操作页面只有较难信息提示模块,并取消二次确认功能以便使用者快捷操作;
C.当感应到用户操作平均点触时间10秒以内时,系统默认为快捷模式,开启快捷功能模块,操作页面将简单整洁无提示,并提供快捷功能。
根据上述技术方案,所述显示面板内还设有安全芯片,具有防止非工作人员操作功能保护装置安全功能,当计秒器计秒超过300秒时,显示面板将关闭屏幕处于离开状态,再次触碰屏幕,屏幕开启时,显示面板内置安全芯片将为显示面板加密,开启密码为随机提问三个关于操作智能阀门电动装置的基础常识,当使用者全部回答正确安全芯片认可即可进入继续操控显示面板,有效防止使用者离开期间有非操作人员无操作基础而胡乱操控阀门装置给阀门装置带来不可估量的损害,同时还可以帮助使用者温故阀门装置的操作知识和智能化的功能
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明,
(1)通过设有转矩控制器,用于当输出轴遇到的阻转矩增大到一定值时可通过改变电机输出的转矩实现更强动力,从而克服受到的阻转矩,保护了电机;
(2)通过设有A/D转换模块和D/A转换模块的运用,将电路中模电信号和数电信号之间转换切换用于不同电流信号的输出之间灵活切换与传输;
(3)通过设有有源滤波器,其内部包含有源件晶体管、运算放大器,可省去庞大的电感元件,实现小型化,集成化功能,在低压下,当滤波电路载有大电流时,宜用小电感和大电容构成滤波网络,当滤波电路处于高压工作时,则宜采用小电容和允许最大电感构成的滤波网络,改善电源波形,实现抗干扰,提高装置的可靠性;
(4)通过设有伺服放大器,采用光电定位,将光敏元件输出波形经整形后,变为脉冲信号,每转一圈输入一个脉冲,根据脉冲的变化,可以精确测量和控制设备位移量,克服无法精准开合定位阀门的问题;
(5)通过开度传感器感应阀门不同的开度从而对应不同的水流阻力去改变电机的转矩力和速度,和相应保护措施,达到节能高效和安全的效果;
(6)通过显示面板内置的计秒器功能去感应使用者操作平均点触时间从而根据不同时间开启不同的自适应的UI界面,实现了充分发挥智能化的系统功能和简便快速上手的效果
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的传动端示意图;
图2是本发明的电路系统端模块示意图;
图中:1、电机;2、传动齿轮一;3、传动齿轮二;4、传动齿轮三;5、蜗轮;6、输出轴;7、蜗杆;8、行程控制器;9、中间齿轮;10、可调式开度指示器;11、转矩控制器;12、碟簧组件;13、输入轴。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-2,本发明提供技术方案:一种集成智能阀门电动装置,包括传动端和电路系统端两大部分,传动端包括电机1、传动齿轮一2、传动齿轮二3、传动齿轮三4、蜗轮5、蜗杆7、行程控制器8、中间齿轮9、可调式开度指示器10、转矩控制器11、碟簧组件12、输入轴13和输出轴6;
电机1与传动齿轮一2同轴转动,传动齿轮一2与传动齿轮二3齿轮啮合,传动齿轮二3与输入轴13同轴转动,输入轴13与蜗杆7同轴转动,将电机1转动的力经齿轮传动带动输入轴13转动,蜗杆7上方齿轮啮合蜗轮5,蜗轮5中心垂直嵌入有输出轴6,蜗轮5蜗杆7可组成减速器,用于电机1和执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用,电动机的动力经减速器传递给输出轴6,输入轴13还连接有转矩控制器11,碟簧组件12和传动齿轮三4,蜗轮5同轴连接有行程控制器8、中间齿轮9和可调式开度指示器10;
电机1与传动齿轮一2同轴转动,转矩控制器11由曲拐、碰块、凸轮、分度盘、变速器、支板和微动开关组成,输出轴6受到一定的阻转矩后,蜗杆7除旋转外,还用产生轴向位移带动曲拐旋转以及使碰块也产生一定的位移,碰块位移后压迫凸轮,使得支板上抬,若输出轴6的阻转矩增大到预定值时,则支板上抬直至微动开关动作,微动开关可用作启动变速器改变电机输出的转矩实现更强的动力,从而克服受到的阻转矩,用于实现对电动装置输出转矩的控制,达到若遇到一定阻转矩利用矩变速变矩去保护电机1;
碟簧组件12用于阀门的缓冲减震作用,传动齿轮三4用于与其它轴的传动啮合,行程控制器8用于对集成阀门电动装置转圈数行程的控制,中间齿轮9在行程控制器8和可调式开度指示器10的中间用于将行程控制器8与可调式开度指示器10齿轮连接,可调式开度指示器10用于调节和指示阀门的开关量,其内部有减速齿轮组、调节齿轮、阀门开度表盘、凸轮、微动开关及电位器,可根据所配阀门电机1转动圈数将调节齿轮调整到所需位置,并与减速齿轮组啮合,当阀门在开启或关闭过程中,开度表盘经减速后转动,从而指示阀门开关的量;
电路系统端包括电流传感器、电压传感器、开度传感器、槽型光电开关、PLC控制器、显示面板、报警指示灯、远程控制接收器、有源滤波器、伺服放大器、A/D转换模块和D/A转换模块;
电流传感器与PLC控制器电连接,电压传感器与PLC控制器电连接,槽型光电开关与PLC控制器电连接,PLC控制器与显示面板电连接,PLC控制与报警指示灯电连接,PLC控制器与有源滤波器电连接,PLC控制器与伺服放大器电连接,远程控制接收器经A/D转换模块与PLC控制器电连接,开度传感器经A/D转换模块与PLC控制器电连接,PLC控制器经D/A转换模块与远程控制接收器电连接,所述PLC控制器与可调式开度指示器10电连接,所述可调式开度指示器10与电机1电连接,所述电机1与转矩控制器11电连接;
智能阀门电动装置可智能根据阀门开启不同程度所受到的影响控制阀门的输出转矩从而达到节能高效;
A.当阀门全部开启到全部闭合过程中,由于水流影响,阀门所受阻力将不断变大,开度传感器将自动感应阀门的闭合程度,并根据感应到的不同闭合程度去调节转矩控制器11,从而应对不同的水流阻力,电机1的驱动力由转矩控制器11改变转矩实现电机1的扭矩不断变大从而降低关闭阀门的速度,去获得更大驱动力去关闭阀门;当阀门达到闭合点时,连接阀门旁边的槽型光电开关将感应到已达到闭合点最大限位处,去停止电机1运行;
B.当阀门关闭中快接近闭合点时,此时瞬间水流影响将达到最大,若通过改变扭矩获得的力依然无法闭合,为保护电机1,电源和电压传感器采集到的电机1工作电流和电压超载时即判断电机1欠压从而断开电机1电源,并将欠压信号传输至报警指示灯;
C.当阀门开启时,所受水流阻力影响从一开始最大渐渐减小,开启所需的力将变小,可改变扭矩使开启所需的力变小,增快开启速度,用于节省电机1运转所需时间,到最大开启点处有槽型光电开关截止断开继续开启行程;
有源滤波器包含有源件晶体管、运算放大器,有源滤波器可省去庞大的电感元件,实现小型化,集成化功能,有源滤波器用于滤去高频谐波,改善电源波形,阀门电动装置的工作条件经常处于恶劣状况下,为了保证长期正常工作,对系统的抗干扰性能和可靠性都有很高的要求,本集成智能阀门电动装置除本身多带有保护涂层防腐蚀,及一体化结构减少信号传输中的泄露和干扰等因素外,内部还设有有源滤波器,在低压下,当滤波电路载有大电流时,宜用小电感和大电容构成滤波网络,当滤波电路处于高压工作时,则宜采用小电容和允许最大电感构成的滤波网络
在抗干扰方面,除硬件抗干扰还有软件抗干扰措施,包括看门狗措施、指令冗余措施和看门狗措施等,有利于提高装置的可靠性;
伺服放大器内置有位置回授装置光电编码器,通过光电转换将输出轴6上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,用于精确测量和控制设备位移量,现阀门电动装置普遍纯在控制误差大并且难以克服,本装置引入伺服放大器,采用光电定位,将光敏元件输出波形经整形后,变为脉冲信号,每转一圈输入一个脉冲,根据脉冲的变化,可以精确测量和控制设备位移量,克服无法精准开合定位阀门的问题;
显示面板可根据用户操作习惯自适应定制UI界面,显示面板内设有计秒器,使用者打开显示面板操作时计秒器即开始读秒,每次点击屏幕后立即计秒直到下次再次点击屏幕时计秒器刷新计秒,并将上次计的秒数储存,显示面板会根据平均最近一周的计秒刷新的平局秒数会划分三种操作页面:
A.当感应到用户操作平均点触时间大于30秒时,系统将开启新手模式,大量功能信息提示模块显示在页面,并且有二次确认模块和解释功能模块用于将系统功能充分发挥和解释说明,帮助使用者快速上手和深度挖掘操作功能,二次确认用于防止使用者误触;
B.当感应到用户操作平均点触时间10-30秒时,系统将开启普通用户模式,操作页面只有较难信息提示模块,并取消二次确认功能以便使用者快捷操作;
C.当感应到用户操作平均点触时间10秒以内时,系统默认为快捷模式,开启快捷功能模块,操作页面将简单整洁无提示,并提供快捷功能;
显示面板内还设有安全芯片,具有防止非工作人员操作功能保护装置安全功能,当计秒器计秒超过300秒时,显示面板将关闭屏幕处于离开状态,再次触碰屏幕,屏幕开启时,显示面板内置安全芯片将为显示面板加密,开启密码为随机提问三个关于操作智能阀门电动装置的基础常识,当使用者全部回答正确安全芯片认可即可进入继续操控显示面板,有效防止使用者离开期间有非操作人员无操作基础而胡乱操控阀门装置给阀门装置带来不可估量的损害,同时还可以帮助使用者温故阀门装置的操作知识和智能化的功能。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是: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,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (5)

1.一种集成智能阀门电动装置,包括传动端和电路系统端两大部分,其特征在于:所述传动端包括电机(1)、传动齿轮一(2)、传动齿轮二(3)、传动齿轮三(4)、蜗轮(5)、蜗杆(7)、行程控制器(8)、中间齿轮(9)、可调式开度指示器(10)、转矩控制器(11)、碟簧组件(12)、输入轴(13)和输出轴(6);
所述电机(1)与传动齿轮一(2)同轴转动,所述传动齿轮一(2)与传动齿轮二(3)齿轮啮合,所述传动齿轮二(3)与输入轴(13)同轴转动,所述输入轴(13)与蜗杆(7)同轴转动,所述蜗杆(7)上方齿轮啮合蜗轮(5),所述蜗轮(5)中心垂直嵌入有输出轴(6);
所述输入轴(13)还连接有转矩控制器(11),碟簧组件(12)和传动齿轮三(4),所述蜗轮(5)同轴连接有行程控制器(8)、中间齿轮(9)和可调式开度指示器(10);
所述转矩控制器(11)由曲拐、碰块、凸轮、分度盘、变速器、支板和微动开关组成,所述输出轴(6)受到一定的阻转矩后,所述蜗杆(7)除旋转外,还会产生轴向位移带动曲拐旋转以及使碰块也产生一定的位移,所述碰块位移后压迫凸轮,使得支板上抬,若输出轴(6)的阻转矩增大到预定值时,则支板上抬直至微动开关动作,所述微动开关可用作启动变速器改变电机转矩实现更强的动力,从而克服受到的阻转矩;
所述电路系统端包括电流传感器、电压传感器、开度传感器、槽型光电开关、PLC控制器、显示面板、报警指示灯、远程控制接收器、有源滤波器、伺服放大器、A/D转换模块和D/A转换模块;
所述电流传感器与PLC控制器电连接,所述电压传感器与PLC控制器电连接,所述槽型光电开关与PLC控制器电连接,所述PLC控制器与显示面板电连接,所述PLC控制与报警指示灯电连接,所述PLC控制器与有源滤波器电连接,所述PLC控制器与伺服放大器电连接,所述远程控制接收器经A/D转换模块与PLC控制器电连接,所述开度传感器经A/D转换模块与PLC控制器电连接,所述PLC控制器经D/A转换模块与远程控制接收器电连接,所述PLC控制器与可调式开度指示器(10)电连接,所述可调式开度指示器(10)与电机(1)电连接,所述电机(1)与转矩控制器(11)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种集成智能阀门电动装置,其特征在于:所述智能阀门电动装置可智能根据阀门开启不同程度所受到的影响控制阀门的输出转矩从而达到节能高效;
A.当阀门全部开启到全部闭合过程中,由于水流影响,阀门所受阻力将不断变大,所述开度传感器将自动感应阀门的闭合程度,并根据感应到的不同闭合程度去调节转矩控制器(11),从而应对不同的水流阻力,所述电机(1)的驱动力由转矩控制器(11)改变转矩实现电机(1)的扭矩不断变大从而降低关闭阀门的速度,去获得更大驱动力去关闭阀门;当阀门达到闭合点时,连接阀门旁边的槽型光电开关将感应到已达到闭合点最大限位处,去停止电机(1)运行;
B.当阀门关闭中快接近闭合点时,此时瞬间水流影响将达到最大,若通过改变扭矩获得的力依然无法闭合,为保护电机(1),电源和电压传感器采集到的电机(1)工作电流和电压超载时即判断电机(1)欠压从而断开电机(1)电源,并将欠压信号传输至报警指示灯;
C.当阀门开启时,所受水流阻力影响从一开始最大渐渐减小,开启所需的力将变小,可改变扭矩使开启所需的力变小,增快开启速度,用于节省电机(1)运转所需时间,到最大开启点处有槽型光电开关截止断开继续开启行程。
3.根据权利要求2所述的一种集成智能阀门电动装置,其特征在于:所述有源滤波器包含有源件晶体管、运算放大器,所述有源滤波器可省去庞大的电感元件,实现小型化,集成化功能,所述有源滤波器用于滤去高频谐波,改善电源波形,所述伺服放大器内置有位置回授装置光电编码器,所述通过光电转换将输出轴(6)上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,用于精确测量和控制设备位移量。
4.根据权利要求3所述的一种集成智能阀门电动装置,其特征在于:所述显示面板可根据用户操作习惯自适应定制UI界面,显示面板内设有计秒器,使用者打开显示面板操作时计秒器即开始读秒,每次点击屏幕后立即计秒直到下次再次点击屏幕时计秒器刷新计秒,并将上次计的秒数储存,显示面板会根据平均最近一周的计秒刷新的平局秒数会划分三种操作页面:
A.当感应到用户操作平均点触时间大于30秒时,系统将开启新手模式,大量功能信息提示模块显示在页面,并且有二次确认模块和解释功能模块用于将系统功能充分发挥和解释说明,帮助使用者快速上手和深度挖掘操作功能,二次确认用于防止使用者误触;
B.当感应到用户操作平均点触时间10-30秒时,系统将开启普通用户模式,操作页面只有较难信息提示模块,并取消二次确认功能以便使用者快捷操作;
C.当感应到用户操作平均点触时间10秒以内时,系统默认为快捷模式,开启快捷功能模块,操作页面将简单整洁无提示,并提供快捷功能。
5.根据权利要求4所述的一种集成智能阀门电动装置,其特征在于:显示面板内还设有安全芯片,具有防止非工作人员操作功能保护装置安全功能,当计秒器计秒超过300秒时,显示面板将关闭屏幕处于离开状态,再次触碰屏幕,屏幕开启时,显示面板内置安全芯片将为显示面板加密,开启密码为随机提问三个关于操作智能阀门电动装置的基础常识,当使用者全部回答正确安全芯片认可即可进入继续操控显示面板,有效防止使用者离开期间有非操作人员无操作基础而胡乱操控阀门装置给阀门装置带来不可估量的损害,同时还可以帮助使用者温故阀门装置的操作知识和智能化的功能。
CN202011152383.6A 2020-10-26 2020-10-26 一种集成智能阀门电动装置 Active CN112303314B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011152383.6A CN112303314B (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种集成智能阀门电动装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011152383.6A CN112303314B (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种集成智能阀门电动装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112303314A CN112303314A (zh) 2021-02-02
CN112303314B true CN112303314B (zh) 2022-05-13

Family

ID=74330890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011152383.6A Active CN112303314B (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种集成智能阀门电动装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112303314B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023060558A1 (zh) * 2021-10-15 2023-04-20 施镇乾 阀门扭矩控制系统及其控制方法
CN114754187B (zh) * 2022-06-16 2022-09-09 华能平凉发电有限责任公司 一种阀门安全操作的控制装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3341760A (en) * 1963-06-07 1967-09-12 Rotork Eng Co Ltd End position indicating devices for valve actuators
US4715462A (en) * 1986-05-29 1987-12-29 Allied Corporation Electric power assistance steering system
CN87214208U (zh) * 1987-10-14 1988-06-08 袁少勋 阀门电脑电动装置
KR20040047710A (ko) * 2002-11-29 2004-06-05 고요 세이코 가부시키가이샤 전동파워 스티어링 장치
CN102012291A (zh) * 2010-12-15 2011-04-13 天津埃柯特阀门控制设备有限公司 大扭矩阀门扭矩监测系统
CN201875249U (zh) * 2009-12-24 2011-06-22 扬州电力设备修造厂 具有调整转矩控制装置的阀门电动执行机构
CN102624198A (zh) * 2012-04-20 2012-08-01 林贵生 带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置
CN104424410A (zh) * 2013-09-05 2015-03-18 深圳市艾酷通信软件有限公司 移动智能终端分安全等级快捷启动应用的方法及其系统
CN108223884A (zh) * 2018-01-12 2018-06-29 江苏远洋阀门智控股份有限公司 一种阀门电动装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1231517B (de) * 1964-04-25 1966-12-29 Siebeck Metallwerk G M B H Motorischer Stellantrieb fuer Ventile od. dgl. mit Schneckengetriebe
DE4239947C1 (de) * 1992-11-27 1993-11-04 Riester Kg Werner Antriebseinheit zur steuerung und regelung von armaturen o. dgl.
CN2618138Y (zh) * 2002-10-22 2004-05-26 陈仁甫 机械光电检测装置
CN201164746Y (zh) * 2008-01-30 2008-12-17 广州市新之地环保产业有限公司 一种中心传动驱动装置
US8231492B2 (en) * 2009-04-16 2012-07-31 GM Global Technology Operations LLC Torque transmitting device
US10411634B2 (en) * 2017-11-28 2019-09-10 Steering Solutions Ip Holding Corporation Controller anti-windup for permanent magnet synchronous machines

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3341760A (en) * 1963-06-07 1967-09-12 Rotork Eng Co Ltd End position indicating devices for valve actuators
US4715462A (en) * 1986-05-29 1987-12-29 Allied Corporation Electric power assistance steering system
CN87214208U (zh) * 1987-10-14 1988-06-08 袁少勋 阀门电脑电动装置
KR20040047710A (ko) * 2002-11-29 2004-06-05 고요 세이코 가부시키가이샤 전동파워 스티어링 장치
CN201875249U (zh) * 2009-12-24 2011-06-22 扬州电力设备修造厂 具有调整转矩控制装置的阀门电动执行机构
CN102012291A (zh) * 2010-12-15 2011-04-13 天津埃柯特阀门控制设备有限公司 大扭矩阀门扭矩监测系统
CN102624198A (zh) * 2012-04-20 2012-08-01 林贵生 带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置
CN104424410A (zh) * 2013-09-05 2015-03-18 深圳市艾酷通信软件有限公司 移动智能终端分安全等级快捷启动应用的方法及其系统
CN108223884A (zh) * 2018-01-12 2018-06-29 江苏远洋阀门智控股份有限公司 一种阀门电动装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112303314A (zh) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112303314B (zh) 一种集成智能阀门电动装置
CN203101925U (zh) 电动执行机构智能控制器
CN102003563A (zh) 一种智能型阀门电动执行机构控制器
CN106090387B (zh) 一种智能电动阀门
CN209146453U (zh) 一种直联式电动执行机构
CN204213452U (zh) 位置检测装置
CN101183784A (zh) 具有过载保护功能的智能电动执行机构
CN107817023A (zh) 一种无磁感应水表及其使用方法
CN102183911B (zh) 伺服压力机的控制系统
CN201278008Y (zh) 一种变压器综合监控仪
CN201225880Y (zh) 闸门开度测量装置
CN102109397A (zh) 一种电动执行机构扭矩动态检测装置
CN205938091U (zh) 一种智能电动阀门
CN103256423A (zh) 一种仪阀一体化水龙头装置
CN202512460U (zh) 一种变压器油面温度仪
CN207378241U (zh) Lcd显示带有停电开关阀门和过载保护的电动阀门控制器
CN206670710U (zh) 防泄露智能燃气表
CN2371171Y (zh) 塔式起重机变幅、高度及起重量数字式显示装置
CN201875252U (zh) 一种智能型阀门电动执行机构控制器
CN202126243U (zh) 一种蠕动监测装置
CN205068174U (zh) 一种电子凸轮限位器
CN201884758U (zh) 智能型阀门控制电动执行机构
CN201554923U (zh) 智能型阀门电动装置用电子式转矩识别装置
CN209146454U (zh) 一种底座式电动执行机构
CN204314374U (zh) 一种多功能智能数字显示仪表

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant