CN214305540U - 一种柔性冗余液压阀门反馈装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性冗余液压阀门反馈装置，涉及阀门开度测控技术领域，具体是一种液压阀门反馈装置，其包括：位移传感器、连接器以及安装座；连接器为一种轴向刚性好、径向弹性变形能力好的轴，通过控制连接轴的长径比，从而在发生阀杆与测量杆两者轨迹不一致时，通过连接器的径向弹性变形抵消两者的作用力，保护位移传感器不被磨损。由于连接器轴向有较好的刚性，故保证了位移传感器的检测精度，本装置设有至少两个位移传感器，工作人员如果发现两个数据不一致，则应当及时进行检修，而非盲目作业，如果一个位移传感器的数据明显出现偏差，还能通过另外一个位移传感器得到正确的检测信号，故此冗余设计提高了系统的稳定性。

Description

一种柔性冗余液压阀门反馈装置

技术领域

本实用新型涉及阀门开度测控技术领域，具体是一种液压阀门反馈装置。

背景技术

能源电力化工行业、制造业、食品和制药、市政工程等行业的生产现场，以及化工、热工水力学等各学科的试验现场，由于流量和压力调节的需求，常常用到截止阀、球阀、蝶阀、安全阀等各类阀门，在这些水或气系统中，正常运行工况下各个阀门的所需的状态不同，可能是常开、常关，或调节至一定开度，提供一定的局部阻力以调节和控制流量、压力。

传统的流量控制阀在开关动作时，通常是经过操作培训具备上岗资质的操作人员根据操作规程、现场要求和经验进行判断和操作，而大多数的流量控制阀没有开度指示，通常仅依靠阀明杆伸长的长度来判断开度，或者在阀门上悬挂有记录开度的标牌，会导致操作人员对开度的误记录和误判，严重的情况下，甚至对常开或常关阀门的状态误判，导致回路发生事故。目前，市场上具有开度显示的阀门通常都需要配备电子仪表指示器，将开度信号连接数采和控制系统，结构复杂且价格昂贵，推广应用受到限制。

此外，应用于电厂的阀门，其将开度反馈装置与阀门的阀杆固定连接，在应用中反馈装置与阀门的安装要求较高，如两者需具备较高的平行度，否则的话，会导致开度反馈装置过早磨损失效。

如何解决因反馈装置安装不当导致过早失效的问题，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本实用新型提供了一种柔性冗余液压阀门反馈装置，用于解决阀门反馈装置安装不当导致阀门反馈装置过早失效的问题。

本实用新型采用如下技术方案：

一种柔性冗余液压阀门反馈装置，包括：位移传感器，所述位移传感器包括：传感器本体以及与传感器本体滑动连接的测量杆，还包括：连接器以及安装座；

所述连接器第一端与所述测量杆固定连接，所述连接器第二端与所述安装座固定连接；

所述连接器为轴向刚性的弹性软轴。

进一步地，所述位移传感器至少为两个，所述安装座包括：连接板、杆端关节轴承、螺杆、第一调节螺母、第二调节螺母以及第三调节螺母；

所述连接板设有传感器连接孔以及螺杆连接孔；

所述传感器连接孔与所述连接器第二端固定连接，所述螺杆与所述螺杆连接孔间隙配合，所述螺杆第一端与所述杆端关节轴承杆端螺纹连接，所述螺杆第一端与所述第一调节螺母螺纹连接，所述螺杆第二端通过所述第二调节螺母以及所述第三调节螺母与所述螺杆连接孔固定连接，所述第二调节螺母以及所述第三调节螺母分别设置在所述连接板的上下表面。

进一步地，所述安装座还包括：调节杆以及第四调节螺母；

所述调节杆两端设有螺纹，所述调节杆第二端与所述杆端关节轴承球体的孔间隙配合；

所述调节杆第二端通过所述第四调节螺母与所述杆端关节轴承球体固定连接。

进一步地，所述连接器为柱体，所述连接器柱面设有环状槽。

进一步地，所述位移传感器为电感式位移传感器，所述传感器本体包括：壳体以及线圈，所述壳体为筒形物，所述线圈与所述壳体同轴设置，所述线圈固定设置在壳体内部，所述测量杆为软磁材料制成，所述测量杆与所述壳体滑动连接。

进一步地，所述测量杆表面设有刻度，所述刻度沿所述测量杆轴向设置。

本实用新型的积极效果如下：

一种柔性冗余液压阀门反馈装置，包括：位移传感器，位移传感器包括：传感器本体以及与传感器本体滑动连接的测量杆，还包括：连接器以及安装座；连接器为一种轴向刚性、径向为弹性的连接轴，该轴轴向刚性好，径向弹性变形能力较好，通过控制连接轴的长径比，可以控制弹性模量，控制轴向刚性，从而在发生阀杆与测量杆两者轨迹不一致时，通过连接器的径向弹性变形抵消两者的作用力，保护位移传感器不被磨损。由于连接器轴向有较好的刚性，故测量杆的直线运动轨迹与阀杆的直线轨迹一致，保证了位移传感器的检测精度。

本实用新型装置在系统稳定性方面，采用至少两个位移传感器同时反馈阀门开度的信号，工作人员如果发现两个数据不一致，则应当及时进行检修，而非盲目作业，如果一个位移传感器的数据明显出现偏差，还能通过另外一个位移传感器得到正确的检测信号，故此冗余设计提高了系统的稳定性，能够及时发现反馈装置的故障。

本实用新型装置安装座设有杆端关节轴承，杆端关节轴承具备两个方向旋转的自由度，能够解决连接板与阀杆相对位置的问题，从而降低了连接板安装位置以及安装精度的问题，此外，通过螺杆在端关节轴承旋入的长度，可以微调连接板与阀杆的相对位置，为安装提供了便利，降低了安装难度。

本实用新型装置安装座的调节杆用于连接关节轴承和阀杆，调节杆穿入端关节轴承球体的孔，在调整好调节杆旋入阀杆的长度后，在通过第四调节螺母进行固定，调节杆以及第四螺母能够调节端关节轴承与阀杆的间距，降低了本实用新型装置的连接安装难度。

本实用新型装置位移传感器为电感式位移传感器，其原理为在测量杆插入线圈长度不同时，线圈的电感量发生变化，从而检测出测量杆的位移量，电感式位移传感器相对于光栅式位移传感器，抗粉尘、抗震动能力好，更适合恶劣的环境使用。

本实用新型装置位移传感器的测量杆表面设有刻度，工作人员检修时，可以参照刻度以及系统读数进行校对，在发生问题时能快速判断问题所在。

附图说明

图1为本实用新型实施方式柔性冗余液压阀门反馈装置立体图；

图2为本实用新型实施方式连接器主视图；

图3为本实用新型实施方式位移传感器剖视图。

图中：

1测量杆；

2连接器；

3连接板；

4杆端关节轴承；

5螺杆；

6第一调节螺母；

7第二调节螺母；

8第三调节螺母；

9调节杆；

10第四调节螺母；

11壳体；

12线圈；

13刻度。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-3所示，一种柔性冗余液压阀门反馈装置，包括：位移传感器，所述位移传感器包括：传感器本体以及与传感器本体滑动连接的测量杆1，还包括：连接器2以及安装座；

所述连接器2第一端与所述测量杆1固定连接，所述连接器2第二端与所述安装座固定连接；

所述连接器2为轴向刚性的弹性软轴。

进一步地，所述位移传感器至少为两个，所述安装座包括：连接板3、杆端关节轴承4、螺杆5、第一调节螺母6、第二调节螺母7以及第三调节螺母8；

所述连接板3设有传感器连接孔以及螺杆5连接孔；

所述传感器连接孔与所述连接器2第二端固定连接，所述螺杆5与所述螺杆5连接孔间隙配合，所述螺杆5第一端与所述杆端关节轴承4杆端螺纹连接，所述螺杆5第一端与所述第一调节螺母6螺纹连接，所述螺杆5第二端通过所述第二调节螺母7以及所述第三调节螺母8与所述螺杆5连接孔固定连接，所述第二调节螺母7以及所述第三调节螺母8分别设置在所述连接板3的上下表面。

更为具体地，安装座用于连接阀门的阀杆，本实用新型涉及的阀杆为直线运动的阀杆，安装座一端与阀门的阀杆固定连接，安装座另一端与弹性软轴一端固定连接，弹性软轴另一端与测量杆1固定连接，阀杆的直线运动带动安装座直线运动，安装座直线运动带动弹性软轴直线运动，弹性软轴再带动测量杆1运动，从而实现位移传感器对阀杆位置的检测。

在应用中，阀杆的运动轨迹线应当与测量杆1的运动轨迹线平行，如果阀杆运动轨迹线与测量杆1的运动轨迹线不平行，导致测量杆1产生与测量杆1理论运动轨迹垂直的运动轨迹分量，该分量导致位移传感器过早磨损，失效。

本实用新型公开的连接器2为一种轴向刚性、径向为弹性的连接轴，一种具体的实施方式为弹簧钢制作的轴，显而易见的，该轴轴向刚性好，径向弹性变形能力较好，通过控制连接轴的长径比，可以控制弹性模量，控制轴向刚性，从而在发生阀杆与测量杆1两者轨迹不一致时，通过连接器2的径向弹性变形抵消两者的作用力，保护位移传感器不被磨损。由于连接器2轴向有较好的刚性，故测量杆1的直线运动轨迹与阀杆的直线轨迹一致，保证了位移传感器的检测精度。

在系统稳定性方面，本实用新型采用至少两个位移传感器同时反馈阀门开度的信号，工作人员如果发现两个数据不一致，则应当及时进行检修，而非盲目作业，如果一个位移传感器的数据明显出现偏差，还能通过另外一个位移传感器得到正确的检测信号，故此冗余设计提高了系统的稳定性，能够及时发现反馈装置的故障。

连接板3用于连接连接器2，连接板3设有与位移传感器数量相等的传感器连接孔，在解决阀杆与连接板3变向问题上，本实用新型采用杆端关节轴承4来解决，关节轴承为两个自由度的转动连接件，能够解决连接板3与阀杆的相对安装位置问题，此外，连接板3与位移传感器的相对位置，还可以通过螺杆5来进行调节。第一调节螺母6用于锁紧螺杆5相对关节轴承4的位置，第二调节螺母7以及第三调节螺母8用于将螺杆5锁定在连接板3上。如连接板3与位移传感器相对位置需要调整的更远一些，则将螺杆5从杆端关节轴承4中旋出一段，再通过第一调节螺母6、第二调节螺母7以及第三调节螺母8进行固定，通常在调节螺母上涂抹螺纹紧固胶，防止了因机械振动导致调整好的位置发生变化的问题发生。

杆端关节轴承4具备两个方向旋转的自由度，能够解决连接板3与阀杆相对位置的问题，从而降低了连接板3安装位置以及安装精度的问题，此外，通过螺杆5在端关节轴承旋入的长度，可以微调连接板3与阀杆的相对位置，为安装提供了便利，降低了安装难度。

进一步地，所述安装座还包括：调节杆9以及第四调节螺母10；

所述调节杆9两端设有螺纹，所述调节杆9第二端与所述杆端关节轴承4球体的孔间隙配合；

所述调节杆9第二端通过所述第四调节螺母10与所述杆端关节轴承4球体固定连接。

更为具体地，调节杆9用于连接关节轴承和阀杆，调节杆9穿入端关节轴承球体的孔，在调整好调节杆9旋入阀杆的长度后，在通过第四调节螺母10进行固定，调节杆9以及第四螺母能够调节端关节轴承与阀杆的间距，降低了本实用新型装置的连接安装难度。

进一步地，所述连接器2为柱体，所述连接器2柱面设有环状槽。

更为具体地，连接器2为柱状物，柱面设有环状槽，环状槽用于在连接器2发生径向变形时，增加连接器2径向变形空间，防止因连接器2疲劳导致连接器2断裂问题的发生。

进一步地，所述位移传感器为电感式位移传感器，所述传感器本体包括：壳体11以及线圈12，所述壳体11为筒形物，所述线圈12与所述壳体11同轴设置，所述线圈12固定设置在壳体11内部，所述测量杆1为软磁材料制成，所述测量杆1与所述壳体11滑动连接。

更为具体地，电感式位移传感器其原理为在测量杆1插入线圈12长度不同时，线圈12的电感量发生变化，从而检测出测量杆1的位移量，电感式位移传感器相对于光栅式位移传感器，抗粉尘、抗震动能力好，更适合恶劣的环境使用。

进一步地，所述测量杆1表面设有刻度13，所述刻度13沿所述测量杆1轴向设置。

更为具体地，测量杆1表面设有刻度13，工作人员检修时，可以参照刻度13以及系统读数进行校对，在发生问题时能快速判断问题所在。

以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种柔性冗余液压阀门反馈装置，包括：位移传感器，所述位移传感器包括：传感器本体以及与传感器本体滑动连接的测量杆（1），其特征在于，还包括：连接器（2）以及安装座；

所述连接器（2）第一端与所述测量杆（1）固定连接，所述连接器（2）第二端与所述安装座固定连接；

所述连接器（2）为轴向刚性的弹性软轴。

2.根据权利要求1所述的一种柔性冗余液压阀门反馈装置，其特征在于，所述位移传感器至少为两个，所述安装座包括：连接板（3）、杆端关节轴承（4）、螺杆（5）、第一调节螺母（6）、第二调节螺母（7）以及第三调节螺母（8）；

所述连接板（3）设有传感器连接孔以及螺杆（5）连接孔；

所述传感器连接孔与所述连接器（2）第二端固定连接，所述螺杆（5）与所述螺杆（5）连接孔间隙配合，所述螺杆（5）第一端与所述杆端关节轴承（4）杆端螺纹连接，所述螺杆（5）第一端与所述第一调节螺母（6）螺纹连接，所述螺杆（5）第二端通过所述第二调节螺母（7）以及所述第三调节螺母（8）与所述螺杆（5）连接孔固定连接，所述第二调节螺母（7）以及所述第三调节螺母（8）分别设置在所述连接板（3）的上下表面。

3.根据权利要求2所述的一种柔性冗余液压阀门反馈装置，其特征在于，所述安装座还包括：调节杆（9）以及第四调节螺母（10）；

所述调节杆（9）两端设有螺纹，所述调节杆（9）第二端与所述杆端关节轴承（4）球体的孔间隙配合；

所述调节杆（9）第二端通过所述第四调节螺母（10）与所述杆端关节轴承（4）球体固定连接。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种柔性冗余液压阀门反馈装置，其特征在于，所述连接器（2）为柱体，所述连接器（2）柱面设有环状槽。

5.根据权利要求1所述的一种柔性冗余液压阀门反馈装置，其特征在于，所述位移传感器为电感式位移传感器，所述传感器本体包括：壳体（11）以及线圈（12），所述壳体（11）为筒形物，所述线圈（12）与所述壳体（11）同轴设置，所述线圈（12）固定设置在壳体（11）内部，所述测量杆（1）为软磁材料制成，所述测量杆（1）与所述壳体（11）滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种柔性冗余液压阀门反馈装置，其特征在于，所述测量杆（1）表面设有刻度（13），所述刻度（13）沿所述测量杆（1）轴向设置。

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