CN201025306Y - 一种带定位器的流量阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种带定位器的流量阀。该流量阀包括流量阀的工作腔、与阀芯相连的阀杆、位于工作腔内的活塞，通过输出单元与流量阀的工作腔相连的微处理控制器，固定在流量阀内的直线电位器；直线电位器的连接杆与阀杆的端面相接触，位于工作腔内活塞一侧的阀杆外围设有复位弹簧；直线电位器通过放大电路与微处理控制器相连，用于输出与阀芯位置成比例的电压信号；输出单元用于接收微处理控制器的开关信号，通过活塞的上下运动，改变阀芯的位置，包括分别与工作腔相连的高频电磁进气阀和高频电磁排气阀。本实用新型解决了带定位器的流量阀结构复杂，价格昂贵，对气源的清洁度要求很高，特别是用于高温蒸汽流量控制，对材料的要求更高的缺陷。

Description

一种带定位器的流量阀

技术领域

本发明涉及一种带定位器的流量阀。

背景技术

有定位器的流量阀是为了保持阀芯的位置，即阀门的开度，与输入电信号成比例，以达到控制流量的目的。当微处理器接收到输入设置电信号后，根据控制对象上的传感器信号，经过特定的算法，向输出单元发出当前阀芯所期待的位置信号。如果测量的信号需要增加流量，则控制电路将增加活塞工作腔内的压力，提高阀门的开度；反之，则降低活塞工作腔的压力，减少阀门的开度，以达到控制流量的目的。如果阀门的实际位置与系统期望的位置相同，则进气阀门和放气阀门都关闭，活塞工作腔内的压力也保持不变，在介质压力也不变的情况下，阀芯将不会移动，保持流量不变，此时，即使断开电源，阀芯的位置也是保持的。

由于基础技术和工艺水平的限制，早期国外产品的结构复杂，价格昂贵，对气源的清洁度要求很高，特别是用于高温蒸汽流量控制，对材料的要求更高，使得其很难在中国国内获得广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种克服上述不足、结构简单、性能可靠、生产成本低、高性价比的带定位器的流量阀。

本发明的技术方案是：

一种带定位器的流量阀，包括流量阀的工作腔、与阀芯相连的阀杆、位于工作腔内的活塞，通过输出单元与流量阀的工作腔相连的微处理控制器，固定在流量阀内的直线电位器；所述直线电位器的连接杆与所述阀杆的端面相接触，位于所述工作腔内活塞一侧的阀杆外围设有复位弹簧；所述直线电位器通过放大电路与所述微处理控制器相连，用于输出与所述阀芯位置成比例的电压信号；所述输出单元用于接收所述微处理控制器的开关信号，通过活塞的上下运动，改变所述阀芯的位置，包括分别与所述工作腔相连的高频电磁进气阀和高频电磁排气阀。

还包括与所述微处理控制器相连的外部输入信号放大电路和电源电路。

还包括与所述微处理控制器相连的显示屏和操作面板。

所述微处理控制器为内置有A/D、D/A转换、PWM控制的单片机芯片。

所述高频电磁进气阀和高频电磁排气阀为大口径高频先导阀。

本发明的有益效果在于：本发明由于直线电位器与流量阀的阀杆成端面接触，依靠电位器的弹簧紧贴着阀杆，这样的非刚性连接可以降低安装精度要求，避免刚性连接时因为安装间隙或误差引起的抖动，以及容易对传感器造成损坏的横向作用力；同时由于采用现有的微处理控制器包含了内置的10位高速A/D转换器，可获得较高的控制精度；8K FLASH的程序空间，允许用户采用高级语言编程，可大大提高程序质量，缩短开发时间；输出单元中采用现有的大口径高频先导阀，具有体积小，寿命长，响应快，价格便宜等优点。

附图说明

现结合一实施例及其附图对本发明作进一步说明。

图1是带定位器的流量阀结构示意图；

图2是带定位器的流量阀控制部分的电路原理图。

具体实施方式

参见附图1，本发明带定位器的流量阀主要包括直线电位器1、延伸腔2、电位器连接杆3、复位弹簧4、活塞5、工作腔6、阀杆7、阀芯8、阀体9、高频电磁进气阀10和高频电磁排气阀11以及控制电路、显示和操作面板。

根据附图2，带定位器的流量阀控制部分的电路由直线电位器以及放大电路21、微处理控制器23、输出驱动电路25、外部输入信号和放大电路22、电源电路24、显示和操作面板组成。

和液晶显示和按键操作人机界面5所组成。

直线电位器被直接安装在阀体上端的延伸腔2内，与流量阀的阀杆7成端面接触，依靠复位弹簧4紧贴着阀杆7，采用的是日本SAKAE公司生产的高精度直线电位器。直线电位器经过运算放大器的缓冲处理，向微处理控制器输出与阀芯8位置成比例的电压信号。

输出驱动电路25包括高频电磁进气阀J2、高频电磁排气阀J3、高反压晶体管T1、T2以及反峰抑制二极管D2、D3。

微处理控制器23采用美国SILICON LABS公司型号为C8051F330的单片机芯片，该芯片具备全内置的A/D、D/A转换、基准电压、时钟电路、看门狗、PWM等控制功能，以及可重写的大容量FLASH和EEPROM存储器。来自直线电位器经过缓冲的电压信号和/或由外部输入信号和放大电路22导入的设定信号分别与微处理控制器23的两个A/D转换通道连接。在显示和操作面板上可以选择经过放大电路导入的外部标准电信号作为位置设定信号，也可以选择在显示和操作面板上直接输入数值作为位置设定信号。微处理控制器23对经过LM358运算放大器的缓冲驱动和直线电位器衰减的输入信号进行采样、模数转换、运算处理，并将运算结果以脉宽调制的方式输出。微处理控制器23通过输出驱动电路中的电阻R12和R13向晶体管T1、T2输出一定宽度的脉冲，以决定高频电磁进气阀J2和高频电磁排气阀J3的开或关以及开关的时间。当微处理控制器23的端口P1.7向电阻R12输出高电平时，NPN三极管T1导通，高频电磁进气阀J2被打开，压缩空气向活塞工作腔6充气，活塞5带动阀芯8增加开度，反之则关闭压缩空气。而微处理控制器23的端口P1.6向电阻R13输出高电平时，NPN三极管T2导通，高频电磁排气阀J3被打开，活塞工作腔6被直接与大气接通，活塞5将带动阀芯8降低开度，反之则封闭工作腔6。

或者说，当设定信号大于直线电位器检测到的信号(已经经过上下限校准和标度变换)，则关闭高频电磁排气阀11，打开高频电磁进气阀J2。活塞工作腔6内的压力升高，推动活塞5上升，阀芯8开度加大，流量增加。

当设定信号小于直线电位器检测到的信号，将关闭高频电磁进气阀J2，打开高频电磁排气阀11放气阀门，活塞工作腔6内的压力降低，活塞5被另一侧的复位弹簧4压下，阀芯8开度降低，流量减小。

如果设定信号与直线电位器检测到的信号相等，则高频电磁排气阀11和高频电磁进气阀J2都关闭。活塞工作腔6内的压力不变，阀芯8开度不变，流量也不变(如果介质压力不变的话)。

电源电路24采用摩托罗拉公司的MC34063A专用直流变换集成电路，加上少数电阻电容和电感，用于获得供液晶显示屏及其他电子元件工作的5V电压，通过AS1117三端电源芯片得到3V稳压电源供CPU芯片用。三端器件7812则直接从24V降压到12V给运算放大器用。

流量阀的阀芯8在输入信号到达下限时，应能完全关闭；在输入信号到达上限时应能完全打开；当输入信号在0-10V电压或者4-20MA电流之间时(可以通过操作面板选择不同的信号标准制式)，阀杆7和阀芯8的位移应在全量程内与输入信号成比例。

显示和操作面板提供友好的人机界面，16X2的液晶显示器可以实时显示定位器的设置参数和当前阀芯8的位置以及其他相关信息。4个轻触按键用于检测和设置定位器的工作参数和过程控制的状态。

Claims (5)

1.一种带定位器的流量阀，包括流量阀的工作腔、与阀芯相连的阀杆、位于工作腔内的活塞，通过输出单元与流量阀的工作腔相连的微处理控制器，固定在流量阀内的直线电位器，其特征在于：所述直线电位器的连接杆与所述阀杆的端面相接触，位于所述工作腔内活塞一侧的阀杆外围设有复位弹簧；所述直线电位器通过放大电路与所述微处理控制器相连，用于输出与所述阀芯位置成比例的电压信号；所述输出单元用于接收所述微处理控制器的开关信号，通过活塞的上下运动，改变所述阀芯的位置，包括分别与所述工作腔相连的高频电磁进气阀和高频电磁排气阀。

2.根据权利要求1所述的一种带定位器的流量阀，其特征在于：还包括与所述微处理控制器相连的外部输入信号放大电路和电源电路。

3.根据权利要求1所述的一种带定位器的流量阀，其特征在于：还包括与所述微处理控制器相连的显示屏和操作面板。

4.根据权利要求1或2所述的一种带定位器的流量阀，其特征在于：所述微处理控制器为内置有A/D、D/A转换、PWM控制的单片机芯片。

5.根据权利要求1所述的一种带定位器的流量阀，其特征在于：所述高频电磁进气阀和高频电磁排气阀为大口径高频先导阀。

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