CN87104851A - 自调压力控制阀 - Google Patents

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Abstract

一种自调压力控制阀，类似一种自调减压阀，其主要部件包括，压力控制阀，调压部件，驱动调压部件的驱动部件，控制驱动部件运转的控制部件，以及一设定设定压力的压力设定部件。调压部件的调压构件的压力调整位置是根据调压构件的压力调整位置与被控制压力之间的预定的函数关系来调整的，以使调压构件恰好处于将被控制压力调整到设定压力的位置。自调压力控制阀能以高的反应速度控制着被控制压力。

Description

本发明涉及一种自调压力控制阀，它能控制第二压力（即与其相连的控制系统的压力）处于预定的设定压力上，它是根据由压力检测装置检测的、与控制系统的流动压力对应的控制信号，通过压力设定条件的自调实现的。
本发明的申请人在日本专利申请号为59-207779里推荐过一种自动减压隔膜阀。这种自动减压隔膜阀包括一减压隔膜阀部件，一具有一调压弹簧的调压部件，一操纵调压部件的驱动机构，和一控制部件，该控制部件在检测的第二压力（即被控制压力）的压力偏差从一目标压力超出一预定的参照偏差时会提供一个控制信号去驱动驱动机构，从而使压力偏差降到零。
这种自动减压隔膜阀能进行稳定的减压运转，当第二压力的压力偏差在参照压力偏差之下时通过机械作用能使第二压力稳定。然而，由于该自动减压隔膜阀是根据检测的压力偏差和参照的压力偏差之间的比较结果来调整第二压力的，由此它要化很长的时间才能使第二压力稳定在预定的设定压力上。
因此本发明的一个目的是提供一种自调压力控制阀，它能很快地将第二压力调整到预定的设定值。
本发明利用了调压装置的位置和自调减压阀的第二压力之间的函数关系，该减压阀包括调压装置及用来驱动调压装置的驱动装置。
为了实现本发明的目的，本发明提供一自调压力控制阀，它包括：一压力控制阀部件，一用来检测第二压力的检测部件，调整压力控制阀部件的第二压力的调压部件，驱动调压部件的驱动部件，控制驱动部件的控制部件，以及设定一设定压力的压力设定部件。
控制部件根据调压部件的位置和对应于被控制压力的第二压力之间的函数关系来控制驱动部件，从而调整第二压力至想要的压力，即设定压力。
在实现本发明的一种方法里，控制部件包括一具有运算器，校正器和记忆器的计算机。
根据本发明，当任选的设定压力由压力设定部件给出后，控制部件的操纵机构根据第二压力和调压构件位置之间的函数关系计算出调压部件上的调压构件的适当位置，然后控制部件提供一控制信号给驱动部件，以便调整调压构件的位置至计算出的适当位置，因而使第二压力被调整至设定压力。
在第二压力被调整到设定压力后，自调阀门部件开始以通常的方法进行机械压力控制运转。当第二压力需要进一步精密控制时，最好提供一第二压力检测装置，连续地或周期地检测第二压力，并通过控制部件的操纵机构根据设定压力和检测的第二压力之间的不同计算出的校正信号去控制驱动部件，从而连续地或周期地控制第二压力。
这样，自调压力控制阀能很快地响应第二压力的变化，并且立即调整第二压力（即被控制压力）至设定压力（即目标压力）。
本发明的上述的和其它的目的、特点和优点通过下面推荐的实施例结合附图的描述将会变得更清楚。
图1是自调压力控制阀局部剖视图，特别地显示了调压部件;
图2是一表示调压部件的调压构件和控制压力之间的图表;
图3是本发明自调压力控制阀第一实施例的框图;
图4是本发明自调压力控制阀第二实施例的框图;
图5是本发明自调压力控制阀第三实施例的框图;
第一实施例（图1和2）：
第一实施例是把本发明用于减压阀1。参看图1，减压阀1有一调压弹簧2，弹簧2的一端安置在弹簧座3上，另一端安置在弹簧座6上。弹簧座3和6分别紧压着隔膜4以及通过球7紧压着调压丝杠8的下端，如图1所示。减压阀1的第二压力存在于由隔膜4覆盖的压力室5里。隔膜的位置取决于加在它上面的调压弹簧2产生的压力与存在于压力室5里的第二压力之间的压力比较。因为隔膜4对第二压力的控制作用是众所周知的。这里就不再叙述了。
调压丝杠8的下部有外螺纹9。把调压丝杠8有螺纹的下端拧入一其中心部分具有内螺纹10的固定构件。如图1所示，调压丝杠8的上部有一轴向孔。夹住球12的保持架11嵌入调压丝杠8的轴向孔。花键轴13安装在调压丝杠8的轴向孔里并与球12啮合。花键轴13通过减速齿轮14与马达15的输出轴连接。
调压丝杠8与固定构件的内螺纹10啮合，当马达15的输出轴向一个方向旋转时，调压丝杠8通过花键轴13而旋转，并向下移动，由此调压弹簧2通过弹簧座6被调压丝杠8所压缩，从而增加了设定压力。相反，当马达15的输出轴向另一方向旋转时，调压丝杠8也向另一方向旋转，并向上移动，由此调压弹簧2的压缩被放松，并使设定压力降低。
调压丝杠8的下端从预定的参照位置（在该位置，调压丝杠8的下端在调压弹簧2不受压缩的情况下通过球7与弹簧座6接触）一以后将被称为“丝杠位置”一移动的距离与调压弹簧2的压缩大小成正比，由此来设定压力，如图2所示。本发明实际上利用了调压丝杠8的下端移动距离与设定压力之间的关系。
参看图3所示的本发明的第一实施例，自调压力控制阀包括一减压阀1，一含有调压丝杠8的调压部件50，一包括马达15的驱动部件52，一压力检测部件54，一信号变换部件55，一包括一计算机的控制部件56，该计算机能存储表示丝杠位置和被控制压力之间的函数关系的丝杠位置资料，以及一压力设定部件58。在第一实施例里，马达15是步进马达。
压力检测部件54的压力传感器检测减压阀1的第二压力，并输出一表示第二压力的压力信号给信号变换部件55。然后，信号变换部件55把压力信号转变成相应的数字压力信号，再将它输给控制部件56的计算机。
根据从压力设定部件58上接受的一个表示设定压力的设定压力信号，计算机根据先前存储在里面的丝杠位置数据，为调压丝杠8计算出对应于设定压力的丝杠位置，然后输出一个对应于计算出的丝杠位置的脉冲位号给驱动部件52，使其驱动调压部件50，将调压丝杠8移动到计算出的丝杠位置;因此，减压阀1的第二压力立刻被调整到设定压力。步进马达15输出轴的旋转角度与脉冲信号的脉冲数成正比，因此调压丝杠8的位置对应于脉冲信号的脉冲数。
压力检测部件54连续地或周期地检测第二压力，而信号变换部件55将数字信号相应地输给控制部件56。控制部件56里的计算机将检测到的第二压力与设定压力相比。当检测到的第二压力相对于设定压力的偏差在预定的偏差范围内时，控制部件不提供任何信号去启动驱动部件52。当检测到的第二压力相对于设定压力的偏差大于预定的偏差范围的极限值时，计算机计算出一个校正距离，也就是调压丝杠8需要移动的距离，从而去校正这个偏差，根据被检测到的第二压力和设定压力之间的不同，以及存储在其中的丝杠位置数据，然后提供一个供第二压力校正的、表示计算出的校正距离的控制信号，以便启动驱动部件去移动调压丝杠8，从而精密地调整第二压力。
例如，当设定压力是5公斤/平方厘米，偏差的参照范围±0.1公斤/平方厘米，而检测到的第二压力是4.5公斤/平方厘米，则计算机根据丝杠位置数据计算出一个对应于0.5公斤/平方厘米压力偏差的校正距离，并去相应地移动调压丝杠8。
在更先进的压力控制里，表示设定压力和丝杠位置之间函数关系的数字数据，例如设定压力和由1公斤/平方厘米间隔的设定压力表示的丝杠位置以及相应的丝杠位置之间的预定的相互关系，被存储在计算机记忆器的表格里，而控制操作和校正操作根据由预定的相互关系而来的数字资料执行的。校正时，表示以前丝杠位置的数字数据由表示新的丝杠位置的校正数据所替换，并更新记忆器的表格。
例如，假定存储在计算机的记忆器里的丝杠位置S4和S5对应于设定压力，更具体地说，分别对应于设定的第二压力4和5公斤/平方厘米。当通过压力调定装置将阀调置在设定压力5公斤/平方厘米时，马达驱动调压丝杠至相应的丝杠位置S5。当偏差参照范围是±0.1公斤/平方厘米时，如果实际的第二压力相对于设定压力的偏差在偏差参照范围内，则马达保持不动。
假定设定压力是5公斤/平方厘米，偏差参照范围是±0.1公斤/平方厘米，而现在的第二压力是4.5公斤/平方厘米。则计算机利用公式：
△S＝（S5-S4）×0.5/（5-4）
可以计算出对应于偏差：5.0-4.5＝0.5公斤/平方厘米的丝杠位置校正移动量△S。然后，根据计算出的丝杠位置校正移动量△S，马达驱动调压丝杠，将第二压力从4.5公斤/平方厘米增至5.0公斤/平方厘米。并且存储在记忆器里的原先的丝杠位置S5被S5+△S所替换。
在调压丝杠从原先的丝杠位置移动以改变设定压力后，当将同样的设定压力输给控制部件，以便将控制压力调至同样的目标压力时，计算机计算出实际的丝杠位置，并立即将第二压力调至目标压力。
如自调压力控制阀的压力控制系统是这样构成的，压力控制系统就能产生理想的控制信息，即使在减压阀的运转条件是变化的时候，这样自调压力控制阀就能以很快的反应速度进行运转。
第二实施例（图1和4）：
第二实施例在结构和作用上基本与第一实施例相同。第二实施例使用一旋转电位器来检测调压丝杠8的位置。并使用一可逆马达来代替步进马达以驱动调压丝杠。
参看图4，第二实施例包括减压阀1，调压部件50，驱动部件52，压力检测器54，信号变换部件55，控制部件56，压力设定部件58，减速齿轮14，和一旋转电位器20。
参看图1，旋转电位器20与减速齿轮14中的一个齿轮（未示）有效地联锁。电位器20的输出电压与调压丝杠8从参照位置（在该位置，调压丝杠在调压弹簧2未被压缩的情况下与调压弹簧2接合）-即丝杠位置一开始移动的距离成正比。因此，旋转电位器20的输出电压表示调压丝杠位置，从而也表示了第二压力，即被控制压力。在第二实施例里，由旋转电位器20的输出电压所代表的丝杠位置和第二压力之间函数关系所代表的丝杠位置数据被存储在计算机里。
旋转电位器20可由一线性电位器或一差动变压器代替。如使用线性电位器，则线性电位器的臂被安装成能与调压丝杠8一起线性地移动。如使用差动变压器，则差动变压器的芯子被安装成能与调压丝杠8一起线性地移动。
控制部件56不断地发信号给驱动部件52，直到旋转电位器20的输出信号，即丝杠位置信号与由压力设定部件58发出的给控制部件56的信号相同为止。由于其它工作原理与第一实施例相同，为避免重复这里就不再叙述了。
第三实施例（图5）：
参看图5，第三实施例包括减压阀1，减速齿轮14，旋转电位器20，调压部件50，驱动部件52，控制部件70，和具有一电位器的压力设定部件72。
控制部件70内没有任何计算机。第三实施例根据丝杠位置和第二压力，即被控制压力之间的关系能以最简单的方式控制第二压力。有效地连接在减速齿轮14上的旋转电位器20发出一个表示对应于第二压力的丝杠位置的电压信号给控制部件70，而压力设定部件72上的电位器发出一个表示设定压力的电压信号给控制部件70。控制部件70比较表示丝杠位置的电压信号和表示设定压力的电压信号，然后发出一个控制信号给驱动部件52，使其移动调压丝杠，直到旋转电位器20提供的电压信号与表示设定压力的电压信号相同为止。
旋转电位器20可如上述第二实施例一样，由一线性电位器和一差动变压器代替。
虽然本发明根据推荐的实施例进行了一定程度的描叙，但是应该明白，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的范围和构思的情况下，可以作出许多改变。

Claims (6)

1、一种自调压力控制阀包括：
-压力控制阀；
-用来设定设定压力的压力设定部件；
-用来调整所述的压力控制阀的被控制压力的调压部件；
-用来驱动所述的调压部件的驱动部件；
-用来控制所述的驱动部件运转的控制部件，它根据所述的压力设定部件确定的设定压力和所述的调压部件的调压构件的位置与被控制压力之间的预定的函数关系来控制所述的驱动部件的运转，从而移动所述的调压部件的调压构件到一个位置，使被控制压力调整到设定压力。
2、根据权利要求1所述的自调压力控制阀，其特征在于，所述的控制部件包括一存储表示所述的调压部件的调压构件的位置和被控制压力之间的预定的函数关系的控制数据的计算机，计算机根据所述的控制数据和压力设定部件提供的设定压力信号计算出所述调压零件应处的位置，所述的调压构件的位置由一如电位器之类的位置检测装置所检测，所述的控制部件控制所述的驱动部件的运转以便驱动所述的调压部件，直至所述位置检测装置的检测信号与表示所述控制部件的计算机根据控制数据和表示设定压力的信号计算出来的位置的信号相同。
3、根据权利要求1所述的自调压力控制阀，其特征在于，所述的控制部件包括一存储表示所述的调压部件的调压构件的位置和被控制压力之间的预定的函数关系的控制数据的计算机，所述的驱动部件包括一步进马达，计算机根据由所述的压力设定部件给出的设定压力信号计算出具有对应于所述调压构件应处位置的脉冲数的脉冲信号，然后输出脉冲信号给步进马达，将被控制压力调整到设定压力。
4、根据权利要求2或3所述的自调压力控制阀，它进一步包括一用来检测被控制压力的被控制压力检测装置，其特征在于，由所述的被控制压力检测装置提供的检测信号和由所述的压力设定部件提供的设定压力信号不断地或周期性地由所述的控制部件进行比较，以确定被控制压力相对于设定压力的偏差，如果被控制压力相对于设定压力存在着值得注意的偏差，计算机根据偏差和存储在计算机里的控制数据计算出所述的调压部件的调压构件从现在的位置需要移动的校正距离，从而校正被控制压力，使被控制压力与设定压力相同。
5、根据权利要求4所述的自调压力控制阀，其特征在于，由所述控制部件通过由于表示检测到的被控制压力的被控制压力信号与表示设定压力的设定压力信号之间的不同而产生的运转所确定的所述调压部件的调压构件的位置，作为所述的调压部件的调压构件的新的校正位置被存储在计算机里。
6、根据权利要求1所述的自调压力控制阀，其特征在于，所述的控制部件控制所述的驱动部件，使其运转到由电位器或类似的所述位置检测部件检测的对应于所述调压部件的调压构件位置的检测信号与由电位器或类似的所述压力设定部件提供的表示设定压力的设定压力信号相同为止。
CN87104851A 1986-07-15 1987-07-14 自调压力控制阀 Expired CN1009315B (zh)

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