CN212839654U - 一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行机构 - Google Patents
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Abstract
一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行机构，包括执行器，执行器包括依次连接的步进电机驱动器、步进电机及减速机，所述步进电机驱动器的电力输出端通过导线与步进电机电力输入端相连接，步进电机的动力输出端与减速机的动力输入端相连接，减速机的动力输出端与阀门的阀门转轴相连接，步进电机驱动器不同应用端口与阀门控制器相应端口连接；通过对执行机构电流设定，使同一规格电动阀门执行器驱动电流步进电机、减速机规格型号不变的条件下，满足多个额定输出转矩要求；具有结构简单，操作方便及实用高效的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于流体机械领域，具体涉及一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行机构。
背景技术
电动阀门是流程工业中重要的终端执行元件，通常由电动执行器及阀体组合而成，执行器驱动阀体中的阀芯运动，从而调节管道内流体流量。随着生产工艺的不断进步及提升，对电动阀门执行器的定位精度提出了更高的要求，为了实现精密的流量调节，出现了新型的由步进电机驱动的电动阀门执行器。步进电机能够按照控制脉冲驱动阀芯运转，实现更精密的定位控制，适用于对流量调节精度高的应用场合，阀门的结构参照专利《闭环高精度定量阀》(ZL20131009466.1)、《一种稀释水阀执行器》(ZL201420553135.6)等由步进电机驱动的电动阀门。
电动阀门的额定驱动转矩是重要的技术指标，在设计制造阀门时，需要使阀门驱动电机经过减速机构产生的驱动转矩与额定值相符。如果产生的驱动转矩或推力过大，则容易造成阀门驱动装置或阀体承受载荷过大造成损坏；如果产生的驱动转矩或推力不足，则容易产生丢步，造成定位误差。步进电机属于标准化系列化产品，它的额定电流及额定转矩是固定的，为了满足执行器输出转矩与阀门额定转矩值一致，则需要选配特定减速比的减速器。以阀门驱动步进电机额定转矩为1.25N·m、执行器额定输出转矩为125N·m为例，减速器的减速比应该为100：1；若执行器的额定输出转矩为250N·m，则减速器的减速比应为200：1。可见，不同额定转矩的电动阀门执行器，就需要配不同减速比的减速器，造成电动阀门制造商库存的减速器种类型号繁多，采购及库存成本较高，加重了企业负担。
执行器减速机减速比规格繁多，会带来的另一个问题，不同减速比的执行器，会具有不同数量的操作步数，以额定输出转矩为 125N·m、减速比为100：1的执行器为例，假设步进电机每转200个控制脉冲，阀门执行器的转角行程范围为0～90°，则阀门从全开到全关，步进电机转动25整周，所需的控制脉冲个数为5000；如果执行器额定输出转矩为250N·m、减速比为200：1的执行器，则阀门从全开到全关，步进电机转动50整周，假设步进电机型号不变，每转仍为200个控制脉冲，则阀门从全开到全关所需的控制脉冲个数为 10000。不同额定转矩的电动阀门执行器，控制脉冲个数不同，也不便于形成规格统一的产品，不利于产品的标准化及系列化。
因此，为了解决这一问题，迫切需要发明一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行器，使同一规格的步进电机及减速机，能够适应不同额定输出转矩的需求，减少生产电动阀门所需的步进电机及减速机的规格数量，并能够统一电动阀门从全开到全关所需的脉冲数，提高产品标准化系列化水平。
发明内容
为克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行机构，能够减少生产电动阀门执行器所需的步进电机及减速机的规格数量，并且能够使生产的电动阀门执行器具有统一的操作步数，便于产品的管理和维护，提高产品标准化、系列化的水平，具有结构简单，操作方便及实用高效的优点。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行机构，包括执行器4，所述执行器4包括依次连接的步进电机驱动器1、步进电机2及减速机3，所述步进电机驱动器1的电力输出端通过导线与步进电机2的电力输入端相连接，步进电机2的动力输出端与减速机3的动力输入端相连接，减速机3的动力输出端与阀门6的阀门转轴5相连接；
步进电机驱动器1的Power+、Power-端口分别与阀门控制器7 的电源输出端口连接，提供步进电机驱动器1工作所需的直流电源，阀门控制器7的共阳极端口连接到步进电机驱动器1的OPTO端口，作为控制信号的共阳极，阀门控制器7的使能控制端口连接到步进电机驱动器1的ENA端口，提供步进电机2运行所需的使能控制信号，阀门控制器7的方向控制端口连接到步进电机驱动器1的DIR端口，提供步进电机2运行所需的方向控制信号，阀门控制器7的脉冲控制端口连接到步进电机驱动器1的PLS端口，提供步进电机2运行所需的脉冲控制信号，步进电机驱动器1上具有DIP开关，可以设定步进电机2运行的驱动电流值大小。
所述步进电机2采用两相步进电机，分别为A、B相，步进电机 2的A+、A-、B+、B-端口分别与步进电机驱动器1的A+、A-、B+、 B-驱动电流输出端口连接。
所述步进电机2输出的转矩大于阀门6驱动转矩要求时，不配置减速机3。
本实用新型的有益效果在于：
根据执行器4额定输出转矩规格，结合步进电机2、减速机3的规格型号调整，能够得出全系列执行器4驱动电流设定值，在同一规格型号步进电机2、减速机3条件下，通过调整执行器4驱动电流设定值的方法，能够使同一规格型号的步进电机2、减速机3能够适应多个额定输出转矩；使用较少规格数量的步进电机及减速机，实现多种规格的额定输出转矩，有利于减少执行器4生产制造所需的零部件数量，降低生产成本；而且能解决为了匹配额定输出转矩，采用不同减速比减速机，造成执行器4操作步数规格繁多，不同执行器4操作步数不一致，操作步数规格过多，不利于形成统一产品规格的问题；具有结构简单，操作方便及实用高效的优点。
附图说明
图1是本实用新型机械结构示意图。
图2是本实用新型结构原理图。
图3是本实用新型控制系统连接图。
图中：1、步进电机驱动器；2、步进电机；3、减速机；4、执行器；5、阀门转轴、6、阀门；7、阀门控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明：
参见图1，一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行机构，包括执行器4，所述执行器4包括依次连接的步进电机驱动器1、步进电机2及减速机3，所述步进电机驱动器1的电力输出端通过导线与步进电机2电力输入端相连接，步进电机2的动力输出端与减速机3 的动力输入端相连接，减速机3的动力输出端与阀门6的阀门转轴5 相连接；
参见图3，步进电机驱动器1的Power+、Power-端口分别与阀门控制器7的电源输出端口连接，提供步进电机驱动器1工作所需的直流电源，阀门控制器7的共阳极端口连接到步进电机驱动器1的OPTO端口，作为控制信号的共阳极，阀门控制器7的使能控制端口连接到步进电机驱动器1的ENA端口，提供步进电机2运行所需的使能控制信号，阀门控制器7的方向控制端口连接到步进电机驱动器 1的DIR端口，提供步进电机2运行所需的方向控制信号，阀门控制器7的脉冲控制端口连接到步进电机驱动器1的PLS端口，提供步进电机2运行所需的脉冲控制信号，步进电机驱动器1上具有DIP 开关，可以设定步进电机2运行的驱动电流值大小。
所述步进电机2采用两相步进电机，分别为A、B相，步进电机 2的A+、A-、B+、B-端口分别与步进电机驱动器1的A+、A-、B+、 B-驱动电流输出端口连接。
所述步进电机2输出的转矩大于阀门6驱动转矩要求时，可以不配置减速机3。
本实用新型的工作原理为：
参见图2，步进电机驱动器1提供步进电机2运行的电流，根据步进电机驱动器1提供驱动电流的大小不同，步进电机2能够产生不同大小的驱动转矩，减速机3将步进电机2输出的转矩放大，向阀门 6提供输出转矩；步进电机驱动器1可以通过开关或者软件设定驱动电流，从而调节步进电机2能够提供的驱动转矩；执行器4额定输出转矩规格，结合步进电机2、减速机3的规格型号调整，能够得出全系列执行器4驱动电流设定值，在同一规格型号步进电机2、减速机 3条件下，通过调整执行器4驱动电流设定值的方法，能够使同一规格型号的步进电机2、减速机3能够适应多个额定输出转矩；使用较少规格数量的步进电机及减速机，实现多种规格的额定输出转矩。
Claims (3)
1.一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行机构，包括执行器(4)，所述执行器(4)包括依次连接的步进电机驱动器(1)、步进电机(2)及减速机(3)，所述步进电机驱动器(1)的电力输出端通过导线与步进电机(2)电力输入端相连接，步进电机(2)的动力输出端与减速机(3)的动力输入端相连接，减速机(3)的动力输出端与阀门(6)的阀门转轴(5)相连接；
其特征在于：步进电机驱动器(1)的Power+、Power-端口分别与阀门控制器(7)的电源输出端口连接，提供步进电机驱动器(1)工作所需的直流电源，阀门控制器(7)的共阳极端口连接到步进电机驱动器(1)的OPTO端口，作为控制信号的共阳极，阀门控制器(7)的使能控制端口连接到步进电机驱动器(1)的ENA端口，提供步进电机(2)运行所需的使能控制信号，阀门控制器(7)的方向控制端口连接到步进电机驱动器(1)的DIR端口，提供步进电机(2)运行所需的方向控制信号，阀门控制器(7)的脉冲控制端口连接到步进电机驱动器(1)的PLS端口，提供步进电机(2)运行所需的脉冲控制信号，步进电机驱动器(1)上具有DIP开关，可以设定步进电机(2)运行的驱动电流值大小。
2.根据权利要求1所述的一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行机构，其特征在于：所述步进电机(2)采用两相步进电机，分别为A、B相，步进电机(2)的A+、A-、B+、B-端口分别与步进电机驱动器(1)的A+、A-、B+、B-驱动电流输出端口连接。
3.根据权利要求1所述的一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行机构，其特征在于：所述步进电机(2)输出的转矩大于阀门(6)驱动转矩要求时，不配置减速机(3)。
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| CN202021414613.7U CN212839654U (zh) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | 一种能够适应不同额定转矩的电动阀门执行机构 |
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