CN114182566A - 一种流浆箱阀门开度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流浆箱阀门开度控制系统，涉及阀门控制技术领域，该流浆箱阀门开度控制系统包括：市电电源模块，用于供给220V交流电；降压整流滤波模块，用于将220V交流电转化为直流电；开关模块，用于控制电路导通；流浆进入控制模块，用于在流浆进入到达设定值时断开电路；电容充放电模块，用于电容充放电改变电容上的电压，电容上的电压输出给方波输出模块；方波输出模块，用于根据电容电压变化，输出方波信号；本发明通过改变方波信号的占空比，以此来控制电磁线圈产生的磁场大小，根据磁场大小完成对阀门开度的控制，同时对流浆箱内部流浆深度进行调控，在达到需求的流浆深度时，阀门关闭，停止稀释白水进入。

Description

一种流浆箱阀门开度控制系统

技术领域

本发明涉及阀门控制技术领域，具体是一种流浆箱阀门开度控制系统。

背景技术

流浆箱用于生产纸张，通过对进入流浆箱管束的浆料进行稀释，达到改善纸页局部定量的目的，从而改善整幅纸页横幅定量。控制阀门开度控制稀释白水进入流浆箱管束流量，因此水阀调节的好坏直接影响到了整幅纸的横幅定量。

电动阀门动作力矩比普通阀门大，电动阀门开关动作速度可以调整，结构简单，易维护，可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。而传统的气动阀门动作过程中因气体本身的缓冲特性，不易因卡住而损坏，但必须有气源，且其控制系统也比电动阀门复杂。电磁阀是电动阀的一个种类；是利用电磁线圈产生的磁场来拉动阀芯，从而改变阀体的通断，线圈断电，阀芯就依靠弹簧的压力退回。

现有技术中的阀门往往采用驱动电机正转或者反转来控制阀门开度，到达指定位置时停止电机转动，完成特定开度的调节，其精确度不高，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流浆箱阀门开度控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种流浆箱阀门开度控制系统，包括：

市电电源模块，用于供给220V交流电；

降压整流滤波模块，用于将220V交流电转化为直流电；

开关模块，用于控制电路导通；

流浆进入控制模块，用于在流浆进入到达设定值时断开电路；

电容充放电模块，用于电容充放电改变电容上的电压，电容上的电压输出给方波输出模块；

方波输出模块，用于根据电容上的电压变化，输出方波信号；

信号放大模块，用于放大方波信号，驱动电磁转换模块工作；

电磁转换模块，用于通过电磁线圈产生磁场，控制阀门开度；

市电电源模块的输出端连接降压整流滤波模块的输入端，降压整流滤波模块的输出端连接开关模块的输入端，开关模块的输出端连接流浆进入控制模块的输入端、电容充放电模块的输入端，电容充放电模块的输出端连接方波输出模块的第一输入端，流浆进入控制模块的输出端连接方波输出模块的第二输入端，方波输出模块的输出端连接信号放大模块的输入端，信号放大模块的输出端连接电磁转换模块的输入端。

作为本发明再进一步的方案：降压整流滤波模块包括变压器W、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电容C2、电阻R1，变压器W的输入端连接市电电源模块的输出端，变压器W的输出端一端连接二极管D1的正极、二极管D3的负极，变压器W的输出端另一端连接二极管D2的正极、二极管D4的负极，二极管D1的负极连接二极管D2的负极、电容C1、电阻R1，二极管D3的正极连接二极管D4的正极、电容C1的另一端、电容C2，电容C2的另一端连接电阻R1的另一端、开关模块的输入端。

作为本发明再进一步的方案：开关模块包括电阻R2、开关S1，电阻R2的一端连接降压整流滤波模块的输出端，电阻R2的另一端连接开关S1，开关S1的另一端连接流浆进入控制模块的输入端、电容充放电模块的输入端。

作为本发明再进一步的方案：流浆进入控制模块包括二极管D7、二极管D8、探头B、探头A、三极管V1、电容C5，二极管D7的正极连接开关模块的输出端，二极管D7的负极连接二极管D8的正极、探头B，探头A连接电容C5、三极管V1的基极，电容C5的另一端接地，三极管V1的集电极连接方波输出模块的第二输入端，三极管V1的发射极连接二极管D8的负极。

作为本发明再进一步的方案：电容充放电模块包括电阻R3、二极管D5、二极管D6、电阻R4、电位器RP1、电容C3，电阻R3的一端连接开关模块的输出端，电阻R3的另一端连接二极管D5的正极、电阻R4，二极管D5的负极连接电位器RP1，电位器RP1的另一端连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接电阻R4的另一端，电位器RP1的滑动端连接电容C3、方波输出模块的第一输入端，电容C3的另一端接地。

作为本发明再进一步的方案：方波输出模块包括定时器U1，定时器U1的2号引脚连接定时器U1的6号引脚、电容充放电模块的输出端，定时器U1的4号引脚连接流浆进入控制模块的输出端，定时器U1的5号引脚通过电容C4接地，定时器U1的1号引脚接地，定时器U1的3号引脚连接电阻R5，电阻R5的另一端连接信号放大模块的输入端。

作为本发明再进一步的方案：定时器U1型号为555定时器。

作为本发明再进一步的方案：信号放大模块包括电容C6、放大器U2、电阻R6、电阻R7、放大器U2的同相端连接方波输出模块的输出端、电容C6，电容C6的另一端接地，放大器U2的反相端连接电阻R6、电阻R7，电阻R6的另一端接地，放大器U2的输出端连接电磁转换模块的输入端、电阻R7的另一端。

作为本发明再进一步的方案：放大器U2型号为AD8606。

作为本发明再进一步的方案：电磁转换模块包括电磁线圈L1、电压表VC、电阻R8，电磁线圈L1的一端连接信号放大模块的输出端、电压表VC，电磁线圈L1的另一端连接电压表VC的另一端、电阻R8，电阻R8的另一端接地。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过改变方波信号的占空比，以此来控制电磁线圈产生的磁场大小，根据磁场大小完成对阀门开度的控制，同时对流浆箱内部流浆深度进行调控，在达到需求的流浆深度时，阀门关闭，停止稀释白水进入。

附图说明

图1为一种流浆箱阀门开度控制系统的原理图。

图2为一种流浆箱阀门开度控制系统的电路图。

图3为流浆箱内部探针的工作示意图。

图4为555定时器的引脚图。

图5为放大器AD8606的引脚图。

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1，一种流浆箱阀门开度控制系统，包括：

市电电源模块1，用于供给220V交流电；

降压整流滤波模块2，用于将220V交流电转化为直流电；

开关模块3，用于控制电路导通；

流浆进入控制模块4，用于在流浆进入到达设定值时断开电路；

电容充放电模块5，用于电容充放电改变电容上的电压，电容上的电压输出给方波输出模块6；

方波输出模块6，用于根据电容上的电压变化，输出方波信号；

信号放大模块7，用于放大方波信号，驱动电磁转换模块8工作；

电磁转换模块8，用于通过电磁线圈产生磁场，控制阀门开度；

市电电源模块1的输出端连接降压整流滤波模块2的输入端，降压整流滤波模块2的输出端连接开关模块3的输入端，开关模块3的输出端连接流浆进入控制模块4的输入端、电容充放电模块5的输入端，电容充放电模块5的输出端连接方波输出模块6的第一输入端，流浆进入控制模块4的输出端连接方波输出模块6的第二输入端，方波输出模块6的输出端连接信号放大模块7的输入端，信号放大模块7的输出端连接电磁转换模块8的输入端。

在本实施例中：请参阅图2，降压整流滤波模块2包括变压器W、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电容C2、电阻R1，变压器W的输入端连接市电电源模块1的输出端，变压器W的输出端一端连接二极管D1的正极、二极管D3的负极，变压器W的输出端另一端连接二极管D2的正极、二极管D4的负极，二极管D1的负极连接二极管D2的负极、电容C1、电阻R1，二极管D3的正极连接二极管D4的正极、电容C1的另一端、电容C2，电容C2的另一端连接电阻R1的另一端、开关模块3的输入端。

市电电源模块1输出220V交流电，变压器W将220V交流电转化为低伏交流电，低伏交流电经过二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4组成的桥式整流电路转化为低伏直流电，此时的低伏直流电不平稳，通过电容C1、电容C2、电阻R1构成的滤波电路转换为稳定的直流电。

在另一个实施例中：可选用半波整流电路代替桥式整流电路，半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。

在本实施例中：请参阅图2，开关模块3包括电阻R2、开关S1，电阻R2的一端连接降压整流滤波模块2的输出端，电阻R2的另一端连接开关S1，开关S1的另一端连接流浆进入控制模块4的输入端、电容充放电模块5的输入端。

开关S1作为电路的开关，闭合时电路运行，弹开时电路截止。

在另一个实施例中：可略去电阻R2，电阻R2在电路中起到限流作用，略去后电路电流过大可能会造成元器件损坏。

在本实施例中：请参阅图2和图3，流浆进入控制模块4包括二极管D7、二极管D8、探头B、探头A、三极管V1、电容C5，二极管D7的正极连接开关模块3的输出端，二极管D7的负极连接二极管D8的正极、探头B，探头A连接电容C5、三极管V1的基极，电容C5的另一端接地，三极管V1的集电极连接方波输出模块6的第二输入端，三极管V1的发射极连接二极管D8的负极。

探头A和探头B设于流浆箱内部，流浆未上升到探头所在位置时，三极管V1的基极为低电平，三极管V1导通(三极管V1为PNP三极管)，为方波输出模块6供应工作电压；

在流浆上升到探头所在位置时，探头A和探头B通过流浆接通导电，这时三极管V1的基极电压为高电平，三极管V1截止，不在为方波输出模块6供电，后续电路不再工作，则阀门关闭，停止稀释白水进入。防止生成需要的流浆过多，造成浪费。探头A和探头B的位置根据实际需要改变。

二极管D7、二极管D8为发光二极管，起到指示作用，二极管D7指示电路是否供电正常，可用于判断开关S1是否闭合，二极管D8指示流浆箱内的流浆是否达到指定位置，未到达指定位置时，二极管D8发光，到达指定位置时，二极管D8熄灭。

在另一个实施例中：可将三极管V1换成PMOS管同样能够达到所要效果，但是PMOS管价格高于三极管。

在本实施例中：请参阅图2，电容充放电模块5包括电阻R3、二极管D5、二极管D6、电阻R4、电位器RP1、电容C3，电阻R3的一端连接开关模块3的输出端，电阻R3的另一端连接二极管D5的正极、电阻R4，二极管D5的负极连接电位器RP1，电位器RP1的另一端连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接电阻R4的另一端，电位器RP1的滑动端连接电容C3、方波输出模块6的第一输入端，电容C3的另一端接地。

开关S1闭合后，电容C3通过电阻R3、二极管D5、电位器RP1滑动端左半部分进行充电，在充电到达阈值时，电容C3通过电位器RP1滑动端右半部分、二极管D6、电阻R4放电。通过改变电位器RP1的滑动端位置，改变电容C3充放电速度。

在另一个实施例中：可将电位器RP1换成电阻，这样会导致电容C3的充电时间和放大时间无法调节。

在本实施例中：请参阅图2，方波输出模块6包括定时器U1，定时器U1的2号引脚连接定时器U1的6号引脚、电容充放电模块5的输出端，定时器U1的4号引脚连接流浆进入控制模块4的输出端，定时器U1的5号引脚通过电容C4接地，定时器U1的1号引脚接地，定时器U1的3号引脚连接电阻R5，电阻R5的另一端连接信号放大模块7的输入端。

在本实施例中：请参阅图4，定时器U1型号为555定时器。

555定时器是一种集成电路芯片，常被用于定时器、脉冲产生器和震荡电路。555可被作为电路中的延时器件、触发器或起振元件。

555定时器可工作在三种工作模式下：

单稳态模式：在此模式下，555功能为单次触发。应用范围包括定时器，脉冲丢失检测，反弹跳开关，轻触开关，分频器，电容测量，脉冲宽度调制(PWM)等。本发明中即为单稳态模式，产生方波信号(对应脉冲宽度调制)。

无稳态模式：在此模式下，555以振荡器的方式工作。这一工作模式下的555芯片常被用于频闪灯、脉冲发生器、逻辑电路时钟、音调发生器、脉冲位置调制(PPM)等电路中。如果使用热敏电阻作为定时电阻，555可构成温度传感器，其输出信号的频率由温度决定。

双稳态模式(或称施密特触发器模式)：在DIS引脚空置且不外接电容的情况下，555的工作方式类似于一个RS触发器，可用于构成锁存开关。

555定时器的2号引脚和6号引脚都为高电平时，3号引脚输出低电平，其余状况下3号引脚输出高电平；2号引脚上的电压达到输入电压(8号引脚上的电压)1/3时即为高电平，在6号引脚上的电压达到输入电压2/3时，7号引脚所在处内部电路导通，用于放电；4号引脚为复位端，其上的电压低于0.4V时，不管2号引脚、6号引脚上的电压为高电平还是低电平，3号引脚固定输出低电平。

因此，在定时器U1的4号引脚处不断开供电(即三极管V1导通)，电容C3通过充放电改变定时器U1的2号引脚、6号引脚上的电压大小，使得定时器U1的3号引脚输出方波信号。

在另一个实施例中：如果不考虑流浆箱流浆到达设定位置停止稀释白水进入，可以将定时器U1的4号引脚直接接大于0.4V的电压。

在本实施例中：请参阅图2，信号放大模块7包括电容C6、放大器U2、电阻R6、电阻R7、放大器U2的同相端连接方波输出模块6的输出端、电容C6，电容C6的另一端接地，放大器U2的反相端连接电阻R6、电阻R7，电阻R6的另一端接地，放大器U2的输出端连接电磁转换模块8的输入端、电阻R7的另一端。

在本实施例中：请参阅图5，放大器U2型号为AD8606。

AD8606是双路单电源放大器，具有极低失调电压、低输入电压和电流噪声以及宽信号带宽等特性。低失调、低噪声、极低的输入偏置电流和高速度特性相结合，适合各种应用。在本发明中，将其放大方波信号。

放大器U2的同相端电压和反相端电压相等，反相端电压为电阻R6上的电压，而输出端电压为电阻R6和电阻R7上的电压和，因此同相端电压经过放大器U2信号强度为原来的(R7+R6)/R6倍。

在另一个实施例中：可将电容C6略去，电容C6用于滤波，将方波信号转化为恒定的电压信号，便于放大器放大。

在本实施例中：请参阅图2，电磁转换模块8包括电磁线圈L1、电压表VC、电阻R8，电磁线圈L1的一端连接信号放大模块7的输出端、电压表VC，电磁线圈L1的另一端连接电压表VC的另一端、电阻R8，电阻R8的另一端接地。

放大后的电压输出给电磁线圈L1，电磁线圈L1得电产生磁场，磁场拉动阀门的阀芯，改变阀门的开度，电磁线圈L1断电后，阀芯在弹簧的作用下弹回，电压表通过测量电磁线圈L1上的电压大小，可估算产生的磁场强度，进而估算阀门的开度。

在另一个实施例中：也可以通过电磁线圈L1串联电流表来估算阀门的开度。

本发明的工作原理是：市电电源模块1供给220V交流电，降压整流滤波模块2将220V交流电转化为直流电，开关模块3控制电路导通，流浆进入控制模块4在流浆进入到达设定值时断开电路，设定值可以通过调节探头A、探头B所在位置进行改变，电容充放电模块5通过电容充放电改变电容上的电压，改变输出给方波输出模块6的电压大小，方波输出模块6根据输入的电压发生的变化，输出方波信号，信号放大模块7放大方波信号，驱动电磁转换模块8工作，电磁转换模块8通过电磁线圈工作产生磁场，控制阀门开度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种流浆箱阀门开度控制系统，其特征在于：

该流浆箱阀门开度控制系统包括：

市电电源模块，用于供给220V交流电；

降压整流滤波模块，用于将220V交流电转化为直流电；

开关模块，用于控制电路导通；

流浆进入控制模块，用于在流浆进入到达设定值时断开电路；

电容充放电模块，用于电容充放电改变电容上的电压，电容上的电压输出给方波输出模块；

方波输出模块，用于根据电容上的电压变化，输出方波信号；

信号放大模块，用于放大方波信号，驱动电磁转换模块工作；

电磁转换模块，用于通过电磁线圈产生磁场，控制阀门开度；

市电电源模块的输出端连接降压整流滤波模块的输入端，降压整流滤波模块的输出端连接开关模块的输入端，开关模块的输出端连接流浆进入控制模块的输入端、电容充放电模块的输入端，电容充放电模块的输出端连接方波输出模块的第一输入端，流浆进入控制模块的输出端连接方波输出模块的第二输入端，方波输出模块的输出端连接信号放大模块的输入端，信号放大模块的输出端连接电磁转换模块的输入端。

2.根据权利要求1所述的流浆箱阀门开度控制系统，其特征在于，降压整流滤波模块包括变压器W、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电容C2、电阻R1，变压器W的输入端连接市电电源模块的输出端，变压器W的输出端一端连接二极管D1的正极、二极管D3的负极，变压器W的输出端另一端连接二极管D2的正极、二极管D4的负极，二极管D1的负极连接二极管D2的负极、电容C1、电阻R1，二极管D3的正极连接二极管D4的正极、电容C1的另一端、电容C2，电容C2的另一端连接电阻R1的另一端、开关模块的输入端。

3.根据权利要求1所述的流浆箱阀门开度控制系统，其特征在于，开关模块包括电阻R2、开关S1，电阻R2的一端连接降压整流滤波模块的输出端，电阻R2的另一端连接开关S1，开关S1的另一端连接流浆进入控制模块的输入端、电容充放电模块的输入端。

4.根据权利要求1所述的流浆箱阀门开度控制系统，其特征在于，流浆进入控制模块包括二极管D7、二极管D8、探头B、探头A、三极管V1、电容C5，二极管D7的正极连接开关模块的输出端，二极管D7的负极连接二极管D8的正极、探头B，探头A连接电容C5、三极管V1的基极，电容C5的另一端接地，三极管V1的集电极连接方波输出模块的第二输入端，三极管V1的发射极连接二极管D8的负极。

5.根据权利要求1所述的流浆箱阀门开度控制系统，其特征在于，电容充放电模块包括电阻R3、二极管D5、二极管D6、电阻R4、电位器RP1、电容C3，电阻R3的一端连接开关模块的输出端，电阻R3的另一端连接二极管D5的正极、电阻R4，二极管D5的负极连接电位器RP1，电位器RP1的另一端连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接电阻R4的另一端，电位器RP1的滑动端连接电容C3、方波输出模块的第一输入端，电容C3的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的流浆箱阀门开度控制系统，其特征在于，方波输出模块包括定时器U1，定时器U1的2号引脚连接定时器U1的6号引脚、电容充放电模块的输出端，定时器U1的4号引脚连接流浆进入控制模块的输出端，定时器U1的5号引脚通过电容C4接地，定时器U1的1号引脚接地，定时器U1的3号引脚连接电阻R5，电阻R5的另一端连接信号放大模块的输入端。

7.根据权利要求6所述的流浆箱阀门开度控制系统，其特征在于，定时器U1型号为555定时器。

8.根据权利要求1所述的流浆箱阀门开度控制系统，其特征在于，信号放大模块包括电容C6、放大器U2、电阻R6、电阻R7、放大器U2的同相端连接方波输出模块的输出端、电容C6，电容C6的另一端接地，放大器U2的反相端连接电阻R6、电阻R7，电阻R6的另一端接地，放大器U2的输出端连接电磁转换模块的输入端、电阻R7的另一端。

9.根据权利要求8所述的流浆箱阀门开度控制系统，其特征在于，放大器U2型号为AD8606。

10.根据权利要求1所述的流浆箱阀门开度控制系统，其特征在于，电磁转换模块包括电磁线圈L1、电压表VC、电阻R8，电磁线圈L1的一端连接信号放大模块的输出端、电压表VC，电磁线圈L1的另一端连接电压表VC的另一端、电阻R8，电阻R8的另一端接地。

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