CN202834300U - 一种阀门电动控制装置 - Google Patents

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张新华
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Abstract

本实用新型主要公开了一种阀门电动控制装置，包括电动机、多级减速器、阀门、控制箱。电动机输出依次通过多级减速器连接到阀门上，阀门上安装有扭矩传感器和光电传感器，控制箱的输入端连接扭矩传感器和光电传感器，输出端连接电动机。本实用新型经过对阀门动力的传动优化设计，同时采用电子技术，将阀门实现高精度的全面控制。

Description

一种阀门电动控制装置
技术领域
本实用新型涉及阀门技术领域，特别与一种阀门电动控制装置有关。 
背景技术
电动阀门是阀门系列中应用最广泛、用量最大的一个品种。长期以来,国内阀门电动装置一直沿用20世纪50 、60 年代的传统技术,产品机械结构复杂,不适合远距离集中控制,很难满足生产自动化的需要。操作使用中很多弊端无法克服,极易产生控制失灵。而且在很多场合下只能人工现场控制,如果是在有毒、易爆或易燃介质的生产现场,人工操作就极为危险。为此我国每年从国外进口大量价格昂贵的阀门,以解决阀门运转的自动化问题。当今世界工业高速发展，向自动化迈进。 
在现代过程控制领域中,执行机构是必不可少的部分,从早先的手动、气动执行器到现在的电动执行器,在不同的控制场所都得到了广泛的应用。目前,电动阀门得到了越来越广泛的应用,所以对电动阀门控制器的要求越来越高。 
阀门电动装置动力参数选择不当会使电动阀门出现两种情况:一种是因输出转矩选择过小而使被控阀门启闭困难,这时容易使电动机烧毁;另一种则是输出转矩选择过大,一旦电动装置的控制失灵则极易造成阀门局部结构破坏,尤其是多回转阀门更是如此。 
电动阀门产生问题的因素较多,主要在产品选型、阀门与电动装置成套、阀门与电动装置的制造等方面,这些都应引起注意。值得指出的是,目前我国仅有各类阀门的分项技术标准和阀门电动装置的行业标准,并无组合成套后电动阀门的技术标准。这使得电动阀门在成套、验收上依据不足。因而,必须尽快根据实际情况制订出相应的电动阀门技术标准。当然,制订电动阀门的技术标准涉及到不同工业门类的使用情况和要求,需要做大量的工作,但对保证和提高电动阀门的质量是需要的。 
因此，设计一种高效稳定的阀门系统是十分必要的，本发明人设计出一种阀门电动控制装置，本案由此产生。 
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种阀门电动控制装置，经过对阀门动力的传动优化设计，同时采用电子技术，将阀门实现高精度的全面控制。 
为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现： 
一种阀门电动控制装置，包括电动机、多级减速器、阀门、控制箱；电动机输出依次通过多级减速器连接到阀门上，阀门上安装有扭矩传感器和光电传感器，控制箱的输入端连接扭矩传感器和光电传感器，输出端连接电动机。
所述的多级减速器包括6级直齿传动减速器，其速比分别为4、3.8、3.67、3.57、3.43、3.25。 
所述的控制箱为单片机单元。 
所述的单片机为P87LPC767单片机。 
采用上述方案后，本实用新型具有诸多有益效果： 
本实用新型结合了机械与电子控制技术，尤其是计算机技术，使得阀门驱动装置由原来的诸多零部件集中在几个零部件就可实现并超过原来的功能，这项技术是阀门行业的一项技术创新。这项成果预示着在其他领域中一些电动装置也将有着广泛的应用前景。本实用新型具有先进的力矩检测，可以准确进行阀门位置控制，采用单片机，为系统形成网络化管理提供前提。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施例的功能模块示意图。 
具体实施方式
结合附图，对本实用新型较佳实施例做进一步详细说明。 
一种阀门电动控制装置，本实施例中包括的模块有电动机1、多级减速器2、阀门3、控制箱4。 
电动机1是本实用新型的动力部件，本实施例中为步进电机，整个系统功率为6W，输出转数为0.67r/min,预设电动机1的转速为1500r/min。 
由于工作功率P＝6W  转速N＝0.67r/min 
因此选小电机：功率10W, 转速Nm＝1500r/min
电动机1输出后，通过6级直齿传动减速器实现：依次为电动机1齿轮与第一级齿轮组合，第一级齿轮组合与第二级齿轮组合，第二级齿轮组合与第三级齿轮组合，第三级齿轮组合与第四级齿轮组合，第四级齿轮组合与第五级齿轮组合，第五级齿轮组合与输出轴齿轮。
总传动比： 
Figure DEST_PATH_IMAGE002
， 
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE004
：步进电机的转速，N：输出轴的转数。
采用直齿轮结构，传动比分配如下： 
         
Figure DEST_PATH_IMAGE008
            
Figure DEST_PATH_IMAGE010
: 第一级传动比
Figure DEST_PATH_IMAGE012
=3.8          
Figure 628396DEST_PATH_IMAGE012
: 第二级传动比
Figure DEST_PATH_IMAGE014
         
Figure DEST_PATH_IMAGE016
: 第三级传动比
         
Figure DEST_PATH_IMAGE020
: 第四级传动比
Figure DEST_PATH_IMAGE022
=3.43         
Figure 481951DEST_PATH_IMAGE022
: 第五级传动比
Figure DEST_PATH_IMAGE024
=3.25         
Figure 498449DEST_PATH_IMAGE024
: 第六级传动比
电动机1的动力经过传动后，最终连接到阀门3上，阀门3上分别连接扭矩传感器5和光电传感器6，分别用来检测阀门3的扭矩和开度。扭矩传感器5和光电传感器6是本行业技术领域中已有的部件，这里不做赘述。
扭矩传感器5和光电传感器6，将采集到的开度信号连接到控制箱4上，本实施例中控制箱4实际是采用P87LPC767系列单片机，具有高速和低速的晶振和RC振荡方式，可编程选择。具有较宽的操作电压范围。可编程I/O口线输出模式选择，可选择施密特触发输入，LED驱动输出。有内部看门狗定时器。抗干扰能力强。 
控制箱4时刻检测阀门中的信号，并通过内部程序对信号进行分析和处理，并得出控制信号反馈连接至电动机1上，对电动机1进行精准控制。 
上述实施例仅用于解释说明本实用新型的发明构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.一种阀门电动控制装置，其特征在于：包括电动机、多级减速器、阀门、控制箱；电动机输出依次通过多级减速器连接到阀门上，阀门上安装有扭矩传感器和光电传感器，控制箱的输入端连接扭矩传感器和光电传感器，输出端连接电动机。
2.如权利要求1所述的一种阀门电动控制装置，其特征在于：所述的多级减速器包括6级直齿传动减速器，其速比分别为4、3.8、3.67、3.57、3.43、3.25。
3.如权利要求1所述的一种阀门电动控制装置，其特征在于：所述的控制箱为单片机单元。
4.如权利要求3所述的一种阀门电动控制装置，其特征在于：所述的单片机单元为P87LPC767单片机。 
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102853147A (zh) * 2012-09-04 2013-01-02 绍兴文理学院 一种阀门电动控制装置
CN104455641A (zh) * 2014-12-04 2015-03-25 天津埃柯特测控技术有限公司 检测级执行机构

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