CN215487915U - 一种高精度控制流量的阀门装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度控制流量的阀门装置，涉及球阀控制技术领域；其包括壳体、设置在壳体上的阀体、控制器、驱动器、执行器和齿轮箱组件，所述控制器的控制端与驱动器的控制端电连接，所述驱动器的输出端与执行器的输入端电连接，所述执行器与齿轮箱组件驱动连接，所述齿轮箱组件与阀体传动连接，还包括设置在壳体、阀体、执行器或者齿轮箱组件上用于获知阀体旋转开度的位置传感器，所述位置传感器的输出端与控制器的输入端电连接；其通过壳体、阀体、控制器、驱动器、执行器、齿轮箱组件和位置传感器等，实现阀门控制精度较高、流量调控到位。

Description

一种高精度控制流量的阀门装置

技术领域

本实用新型涉及球阀控制技术领域，尤其涉及一种高精度控制流量的阀门装置。

背景技术

目前，大多数新型热表户阀采用自动调节水流量的方式来实现对热量的控制，只要将阀门轴杆加上电子控制阀门装置就能做到对阀门开度的控制。但是现有的阀门存在控制精度低，流量调控不到位的问题。

现有技术问题及思考：

如何解决阀门控制精度低、流量调控不到位的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高精度控制流量的阀门装置，其通过壳体、阀体、控制器、驱动器、执行器、齿轮箱组件和位置传感器等，实现阀门控制精度较高、流量调控到位。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种高精度控制流量的阀门装置包括壳体、设置在壳体上的阀体、控制器、驱动器、执行器和齿轮箱组件，所述控制器的控制端与驱动器的控制端电连接，所述驱动器的输出端与执行器的输入端电连接，所述执行器与齿轮箱组件驱动连接，所述齿轮箱组件与阀体传动连接，还包括设置在壳体、阀体、执行器或者齿轮箱组件上用于获知阀体旋转开度的位置传感器，所述位置传感器的输出端与控制器的输入端电连接。

进一步的技术方案在于：还包括运算放大器，所述位置传感器为设置在齿轮箱组件上的旋转式位置传感器，所述旋转式位置传感器的输出端与运算放大器的输入端电连接，所述运算放大器的输出端与控制器的输入端电连接。

进一步的技术方案在于：所述运算放大器为单通道运算放大器。

进一步的技术方案在于：所述执行器为步进电机。

进一步的技术方案在于：所述步进电机为两相四线步进电机。

进一步的技术方案在于：还包括设置在壳体、阀体、执行器或者齿轮箱组件上用于获知阀体旋转开度最大的第一微型到位开关和用于获知阀体旋转开度最小的第二微型到位开关，所述第一微型到位开关的输出端与控制器的输入端电连接，所述第二微型到位开关的输出端与控制器的输入端电连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

一种高精度控制流量的阀门装置包括壳体、设置在壳体上的阀体、控制器、驱动器、执行器和齿轮箱组件，所述控制器的控制端与驱动器的控制端电连接，所述驱动器的输出端与执行器的输入端电连接，所述执行器与齿轮箱组件驱动连接，所述齿轮箱组件与阀体传动连接，还包括设置在壳体、阀体、执行器或者齿轮箱组件上用于获知阀体旋转开度的位置传感器，所述位置传感器的输出端与控制器的输入端电连接。该技术方案，其通过壳体、阀体、控制器、驱动器、执行器、齿轮箱组件和位置传感器等，实现阀门控制精度较高、流量调控到位。

通过步进电机进一步精确调控，控制精度更高、流量调控更到位。

通过第一微型到位开关和第二微型到位开关进一步精确调控，控制精度更高、流量调控更到位。

详见具体实施方式部分描述。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的接线图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实用新型公开了一种高精度控制流量的阀门装置包括壳体、安装在壳体上的阀体、控制器、驱动器、执行器、齿轮箱组件、运算放大器、安装在齿轮箱组件上用于获知阀体旋转开度的旋转式位置传感器、安装在壳体内用于获知阀体旋转开度最大的第一微型到位开关和用于获知阀体旋转开度最小的第二微型到位开关，所述控制器为单片机，所述执行器为两相四线步进电机，所述运算放大器为单通道运算放大器。

所述旋转式位置传感器的输出端与运算放大器的输入端电连接，所述运算放大器的输出端与控制器的输入端电连接。所述第一微型到位开关的输出端与控制器的输入端电连接，所述第二微型到位开关的输出端与控制器的输入端电连接。所述控制器的控制端与驱动器的控制端电连接，所述驱动器的输出端与执行器的输入端电连接，所述执行器与齿轮箱组件驱动连接，所述齿轮箱组件与阀体传动连接。

其中，单片机、驱动器、步进电机、运算放大器、旋转式位置传感器和微型到位开关本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。

本申请的技术贡献：

1、利用步进电机控制阀门开度，准确、精度高。

2、步进电机的控制电路、反馈电路的实现。

保护点：实现控制阀门开度，准确、精度高的电路。

本申请的技术特点：

本设计主要部分由阀体、控制器、齿轮箱组件构成，控制器控制齿轮箱运转调整阀体开度，实现高精度流量控制。阀体部分通过壳体结构与齿轮箱组件和控制器连接，控制电路部分集成了高精度控制流量的主要电路，包括阀门电机驱动部分和反馈开度部分。阀门电机驱动部分采用驱动芯片驱动两相四线步进电机并对电机运转电流进行采样分析，可对电机运转状态进行掌控。反馈开度部分采用专用的旋转式位置传感器进行反馈，传感器测得的模拟信号经单通道运算放大器处理后将开度信号输入到单片机中进行信息处理，信息处理本身为现有技术不再赘述。

阀门控制采用闭环的控制方式，用一个0～3V的电压反馈阀门的开关程度，0V时阀门是关闭状态，3V时阀门是完全打开状态，0～3V分为100个档位。单片机通过电压进行采样，经处理后转与目标值作比较。若误差值没有超过允许的波动范围，则判定开度到位，若误差超过允许的波动范围则根据差值的正负判断阀门运转位置，通过计算后给步进电机一定数量的正向或反向的脉冲信号，直至反馈信号达到目标值，实现开度精准控制的目的。计算的方法步骤以及程序部分本身为现有技术不再赘述

此外，此装置可通过自校正的方式避免外界因素对控制精度的影响，通过两个微型到位开关判断阀门开关到位情况，并记录开关到位时反馈的电压信号的最大值和最小值，程序自动根据这两个值计算每个开度档位对应的电压值，有效解决了因安装问题和环境问题导致的反馈信号误差大的问题。

技术方案说明：

如图2所示，单片机向电机驱动芯片发送一定数量的脉冲，电机驱动芯片驱动两相四线步进电机，通过采样电阻对电流进行采样，经RC滤波后输入到单片机AD接口，单片机处理后判断电机运转状态。齿轮箱组件轴杆穿过旋转式位置传感器，电机转动过程中，轴杆缓慢转动，旋转式位置传感器输出的模拟电压信号经单通道运算放大器放大后输入到单片机的AD接口，单片机处理后计算出阀门开度位置。两个微型开关检测阀门到位情况，并作为两个基准点校正阀门开度反馈的电压量程。

驱动器即电机驱动芯片，第一微型到位开关即开到位微型开关，第二微型到位开关即关到位微型开关。

Claims (6)

1.一种高精度控制流量的阀门装置，包括壳体、设置在壳体上的阀体、控制器、驱动器、执行器和齿轮箱组件，所述控制器的控制端与驱动器的控制端电连接，所述驱动器的输出端与执行器的输入端电连接，所述执行器与齿轮箱组件驱动连接，所述齿轮箱组件与阀体传动连接，其特征在于：还包括设置在壳体、阀体、执行器或者齿轮箱组件上用于获知阀体旋转开度的位置传感器，所述位置传感器的输出端与控制器的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度控制流量的阀门装置，其特征在于：还包括运算放大器，所述位置传感器为设置在齿轮箱组件上的旋转式位置传感器，所述旋转式位置传感器的输出端与运算放大器的输入端电连接，所述运算放大器的输出端与控制器的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种高精度控制流量的阀门装置，其特征在于：所述运算放大器为单通道运算放大器。

4.根据权利要求1所述的一种高精度控制流量的阀门装置，其特征在于：所述执行器为步进电机。

5.根据权利要求4所述的一种高精度控制流量的阀门装置，其特征在于：所述步进电机为两相四线步进电机。

6.根据权利要求1所述的一种高精度控制流量的阀门装置，其特征在于：还包括设置在壳体、阀体、执行器或者齿轮箱组件上用于获知阀体旋转开度最大的第一微型到位开关和用于获知阀体旋转开度最小的第二微型到位开关，所述第一微型到位开关的输出端与控制器的输入端电连接，所述第二微型到位开关的输出端与控制器的输入端电连接。

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