CN207278994U - 一种高可靠性的电动调节阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高可靠性的电动调节阀，包括控制电路、电动机、传动机构和阀体，所述传动机构包括主传动机构、行程控制机构、转矩限制机构和阀位测量机构，所述行程控制机构设有行程控制辅助电路，通过行程控制辅助电路能够实现对调节阀开启、闭合的准确限位，即使在行程开关出现问题不能及时动作的情况下，电动机也能够及时启动或停止，从而避免因限位开关失常造成的阀门卡死、烧毁电动机等问题，提高了电动调节阀的可靠性，降低了故障率。

Description

一种高可靠性的电动调节阀

技术领域

本实用新型涉及调节阀的控制技术领域，尤其涉及一种高可靠性的电动调节阀。

背景技术

电动调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表，随着工业领域的自动化程度越来越高，正被越来越多的应用在各种工业生产领域中。现有的电动调节阀使用电动机作为原动机，电动机通过主传动机构减速后带动阀门的开启、闭合，并通过行程控制机构来定位阀门开启、闭合的位置。行程控制机构设有阀门开启行程开关和阀门闭合行程开关，当行程控制机构达到阀门开启行程开关位置时，发出信号给控制电路，电动机得电启动，传动机构带动阀门开启。当传动机构的行程(阀门开度)达到行程控制机构的整定值时，行程控制机构会推动阀门闭合行程开关，发出信号给控制电路去切断电动机电源，电动机停止，传动机构带动阀阀门关闭。这种通过行程开关触发阀门开启、闭合的控制方式经常因为行程开关动作不及时或不可靠造成电动机不能及时启动或停止，从而造成阀门卡死，甚至电动机烧毁等情况，大大降低了电动调节阀动作的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高可靠性的电动调节阀，解决上述技术问题，采用行程控制辅助电路实现对调节阀开启、闭合的准确限位，避免因限位失常造成的阀门卡死、烧毁电动机等问题，提高电动调节阀的可靠性，降低故障率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种高可靠性的电动调节阀，包括控制电路、电动机、传动机构和阀体，

所述控制电路与电动机电连接，用于发出控制指令；

所述电动机与传动机构机械连接，用于根据控制电路发出的控制指令，将电能转化为机械能，带动传动机构动作；

所述传动机构包括主传动机构、行程控制机构、转矩限制机构和阀位测量机构，所述主传动机构与控制电路电连接，同时与阀体机械连接，用于驱动阀体动作；所述转矩限制机构与控制电路电连接，同时与主传动机构机械连接，用于控制主传动机构输出转矩；所述阀位测量机构与控制电路电连接，同时与主传动机构机械连接，用于获取阀门位置信息；所述行程控制机构与控制电路电连接，同时与主传动机构机械连接，用于控制控制阀门开启、关闭位置；所述行程控制机构设有行程控制辅助电路，所述行程控制辅助电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管、第一继电器、第二继电器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管，第一电阻一端连接电源正端，另一端依次经第一可调电阻固定端和第四电阻接地，第二电阻一端连接电源正端，另一端依次经第二可调电阻固定端和第五电阻接地，第三电阻一端连接电源正端，另一端依次经第三可调电阻固定端和第六电阻接地，第一可调电阻的调节端连接第一运算放大器的输入正端，第二可调电阻的调节端连接第一运算放大器的输入负端，第三可调电阻的调节端连接第二运算放大器的输入正端，第二运算放大器的输入负端连接第一运算放大器的输入正端，第一二极管的阴极和第二二极管的阳极均连接第一运算放大器的输入负端，第一二极管的阳极和第二二极管的阴极均连接第一运算放大器的输入正端，第三二极管的阴极和第四二极管的阳极均连接第二运算放大器的输入负端，第三二极管的阳极和第四二极管的阴极均连接第二运算放大器的输入正端，第一运算放大器的电源端连接电源正端，第一运算放大器的输出端连接第五二极管的阳极，第五二极管的阴极连接第一三极管的基极，第一三极管的发射极接地，第一继电器线圈和第七二极管并联，第七二极管阴极连接电源正端，第七二极管阳极连接第一三极管的集电极，第二运算放大器的电源端连接电源负端，第二运算放大器的输出端连接第六二极管的阳极，第六二极管的阴极连接第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二继电器线圈和第八二极管并联，第八二极管的阴极连接电源正端，第八二极管的阳极连接第二三极管的集电极，所述第一继电器触点和第二继电器触点均连接控制电路，所述第一可调电阻与行程控制机构同轴；

所述阀体用于控制介质通过。

特别地，所述电动机采用三相异步电动机。

特别地，所述主传动机构采用正齿轮传动结合涡轮传动。

特别地，所述传动机构还包括手轮，所述手轮与主传动机构机械连接，用于手动驱动阀体动作。

本实用新型提出了一种高可靠性的电动调节阀，与现有技术相比的有益效果为：所述电动调节阀设有行程控制辅助电路，能够实现对调节阀开启、闭合的准确限位，避免因限位开关失常造成的阀门卡死、烧毁电动机等问题，提高电动调节阀的可靠性，降低故障率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例1提供的高可靠性的电动调节阀结构框图。

图2为本实用新型实施例1提供的形成控制辅助电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，图1为本实用新型实施例1提供的高可靠性的电动调节阀结构框图。

本实施例所述电动调节阀包括控制电路、电动机、传动机构和阀体，

所述控制电路与电动机电连接，发出控制指令，具体包括控制单元及其相应的外围电路，所述控制单元优选MC51单片机。控制电路向电动机发出控制指令，控制电动机动作。

所述电动机与传动机构机械连接，用于根据控制电路发出的控制指令，将电能转化为机械能，带动传动机构动作。所述电动机优选三相异步电动机，具有软的或较软的机械特性，对于可靠性要求高的场合，优选串激直流电动机，对于要求改变转速的场合，优选变速三相异步电动机。

所述传动机构包括主传动机构、行程控制机构、转矩限制机构和阀位测量机构。所述主传动机构与控制电路电连接，同时与阀体机械连接，用于驱动阀体动作。本实施例所述主传动机构的传动方式采用正齿轮传动、涡轮传动、正齿轮行星触动、摆线针齿行星传动、谐波传动中的任一种，也可采用正齿轮传动和涡轮传动的结合。主传动机构输出的转矩通过梯形螺纹转换为推力，带动阀体动作，控制阀门的开启、关闭。所述转矩限制机构与控制电路电连接，同时与主传动机构机械连接，用于控制主传动机构输出转矩，当主传动机构输出的转矩达到转矩限制机构的整定值时，转矩限制机构推动转矩开关发出信号给控制单元切断电动机的电源。所述阀位测量机构与控制电路电连接，同时与主传动机构机械连接，用于获取阀门位置信息，所述阀门位置信息以模拟量的形式发送至控制单元，供给远程工作人员监控阀门开度使用，也可以供给其他联动装置使用。所述行程控制机构与控制电路电连接，同时与主传动机构机械连接，用于控制控制阀门开启、关闭位置。现有的行程控制机构设有阀门开启行程开关和阀门闭合行程开关，当行程控制机构达到阀门开启行程开关位置时，发出信号给控制电路，电动机得电启动，传动机构带动阀门开启。当传动机构的行程(阀门开度)达到行程控制机构的整定值时，行程控制机构会推动阀门闭合行程开关，发出信号给控制电路去切断电动机电源，电动机停止，传动机构带动阀阀门关闭。这种通过行程开关触发阀门开启、闭合的控制方式经常因为行程开关动作不及时或不可靠造成电动机不能及时启动或停止，从而造成阀门卡死，甚至电动机烧毁等情况，大大降低了电动调节阀动作的可靠性。为解决上述问题，本实施例所述行程控制机构在现有技术的基础上另外设置了行程控制辅助电路。如图2所示，图2为本实用新型实施例1提供的形成控制辅助电路原理图。所述行程控制辅助电路包括第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第一可调电阻RP1、第二可调电阻RP2、第三可调电阻RP3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一继电器K1、第二继电器K2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8，第一电阻R1一端连接电源正端，另一端依次经第一可调电阻RP1固定端和第四电阻R4接地，第二电阻R2一端连接电源正端，另一端依次经第二可调电阻RP2固定端和第五电阻R5接地，第三电阻R3一端连接电源正端，另一端依次经第三可调电阻RP3固定端和第六电阻R6接地，第一可调电阻RP1的调节端连接第一运算放大器A1的输入正端，第二可调电阻RP2的调节端连接第一运算放大器A2的输入负端，第三可调电阻RP3的调节端连接第二运算放大器A2的输入正端，第二运算放大器A2的输入负端连接第一运算放大器A1的输入正端，第一二极管D1的阴极和第二二极管D2的阳极均连接第一运算放大器A1的输入负端，第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阴极均连接第一运算放大器A1的输入正端，第三二极管D3的阴极和第四二极管D4的阳极均连接第二运算放大器A2的输入负端，第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阴极均连接第二运算放大器A2的输入正端，第一运算放大器A1的电源端连接电源正端，第一运算放大器A1的输出端连接第五二极管D5的阳极，第五二极管D5的阴极连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的发射极接地，第一继电器K1线圈和第七二极管D7并联，第七二极管D7阴极连接电源正端，第七二极管D7阳极连接第一三极管Q1的集电极，第二运算放大器A2的电源端连接电源负端，第二运算放大器A2的输出端连接第六二极管D6的阳极，第六二极管D6的阴极连接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极接地，第二继电器K2线圈和第八二极管D8并联，第八二极管D8的阴极连接电源正端，第八二极管D8的阳极连接第二三极管Q2的集电极，所述第一继电器K1的触点和第二继电器K2的触点均连接控制电路，控制电动机的启动、停止，所述第一可调电阻RP1与行程控制机构同轴。

所述行程控制辅助电路的工作原理如下：

第一可调电阻RP1与行程控制机构同轴，RP1的阻值随着电动调节阀的开度变化而变化，第一可调电阻RP1上C点电位U_C发生相应变化。在电动调节阀投入使用前进行以下调整：将阀门处于全关位置，此时，C点电位U_C值较小，调整第三可调电阻RP3至第二三极管Q2恰好导通，第三可调电阻RP3上A点电位U_A＞U_C，锁定第三可调电阻RP3，此时，第二继电器K2线圈得电，将第二继电器K2的常闭触点接入控制电路，控制关小阀门接触器不能吸合，则调节阀不能再关闭；当阀门处于全开位置，此时，C点电位U_C值较大，调整第二可调电阻RP2至第一三极管Q1恰好导通，第二可调电阻RP2上B点电位U_B＜U_C，锁定第二可调电阻RP2，此时，第一继电器K1线圈得电，将第一继电器K1的常闭触点接入控制电路，控制开大阀门接触器不能吸合，则调节阀不能再打开；当阀门处于中间位置时，U_B＞U_C＞U_A，第一运算放大器A1和第二运算放大器A2均输出低电平，第一三极管Q1和第二三极管Q2均截止，第一继电器K1和第二继电器K2线圈均失电，其常闭触点均闭合，调节阀可以正常进行打开、关闭操作。所述行程控制机构采用上述行程控制辅助电路，即使在行程开关出现问题不能及时动作的情况下，电动机也能够及时启动或停止，从而可靠地实现电动调节阀的限位，避免阀门卡死或电动机烧毁等情况。

本实施例的优选实施方式为所述传动机构还包括手轮，所述手轮与主传动机构机械连接，通过手轮手动驱动阀体动作，控制阀体开关以及开度。

所述阀体在主传动机构驱动下开启或关闭，控制介质通过，其开度由控制单元或手轮控制。

本实用新型的技术方案，通过行程控制辅助电路实现对调节阀开启、闭合的准确限位，即使在行程开关出现问题不能及时动作的情况下，电动机也能够及时启动或停止，从而可以避免因限位开关失常造成的阀门卡死、烧毁电动机等问题，进而提高电动调节阀的可靠性，降低故障率。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高可靠性的电动调节阀，其特征在于，包括控制电路、电动机、传动机构和阀体，

所述控制电路与电动机电连接，用于发出控制指令；

所述电动机与传动机构机械连接，用于根据控制电路发出的控制指令，将电能转化为机械能，带动传动机构动作；

所述传动机构包括主传动机构、行程控制机构、转矩限制机构和阀位测量机构，所述主传动机构与控制电路电连接，同时与阀体机械连接，用于驱动阀体动作；所述转矩限制机构与控制电路电连接，同时与主传动机构机械连接，用于控制主传动机构输出转矩；所述阀位测量机构与控制电路电连接，同时与主传动机构机械连接，用于获取阀门位置信息；所述行程控制机构与控制电路电连接，同时与主传动机构机械连接，用于控制控制阀门开启、关闭位置；所述行程控制机构设有行程控制辅助电路，所述行程控制辅助电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管、第一继电器、第二继电器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管，第一电阻一端连接电源正端，另一端依次经第一可调电阻固定端和第四电阻接地，第二电阻一端连接电源正端，另一端依次经第二可调电阻固定端和第五电阻接地，第三电阻一端连接电源正端，另一端依次经第三可调电阻固定端和第六电阻接地，第一可调电阻的调节端连接第一运算放大器的输入正端，第二可调电阻的调节端连接第一运算放大器的输入负端，第三可调电阻的调节端连接第二运算放大器的输入正端，第二运算放大器的输入负端连接第一运算放大器的输入正端，第一二极管的阴极和第二二极管的阳极均连接第一运算放大器的输入负端，第一二极管的阳极和第二二极管的阴极均连接第一运算放大器的输入正端，第三二极管的阴极和第四二极管的阳极均连接第二运算放大器的输入负端，第三二极管的阳极和第四二极管的阴极均连接第二运算放大器的输入正端，第一运算放大器的电源端连接电源正端，第一运算放大器的输出端连接第五二极管的阳极，第五二极管的阴极连接第一三极管的基极，第一三极管的发射极接地，第一继电器线圈和第七二极管并联，第七二极管阴极连接电源正端，第七二极管阳极连接第一三极管的集电极，第二运算放大器的电源端连接电源负端，第二运算放大器的输出端连接第六二极管的阳极，第六二极管的阴极连接第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二继电器线圈和第八二极管并联，第八二极管的阴极连接电源正端，第八二极管的阳极连接第二三极管的集电极，所述第一继电器触点和第二继电器触点均连接控制电路，所述第一可调电阻与行程控制机构同轴；

所述阀体用于控制介质通过。

2.根据权利要求1所述的高可靠性的电动调节阀，其特征在于，所述电动机采用三相异步电动机。

3.根据权利要求1所述的高可靠性的电动调节阀，其特征在于，所述主传动机构采用正齿轮传动结合涡轮传动。

4.根据权利要求1所述的高可靠性的电动调节阀，其特征在于，所述传动机构还包括手轮，所述手轮与主传动机构机械连接，用于手动驱动阀体动作。