一種採用伺服閥控制驅動裝置的閥門的製作方法
2023-10-06 06:11:29 2
一種採用伺服閥控制驅動裝置的閥門的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，包括內設有流通通道和開啟或關閉流通通道的啟閉件的閥體、驅動裝置，閥體中還設有閥杆，驅動裝置與啟閉件聯動連接，驅動裝置包括活塞缸，活塞缸中設有活塞、以及與活塞聯動連接的活塞杆，活塞杆通過撥叉與閥杆聯動連接，還包括控制驅動裝置的伺服閥、伺服閥的動力裝置、信號控制裝置、以及與伺服閥連通的壓力源裝置，伺服閥包括與閥杆固定連接且同步運動的閥套，閥套中設有與伺服閥的動力裝置連接且同步運動的迴轉閥芯，信號控制裝置與伺服閥的動力裝置連接，壓力源裝置通過伺服閥與活塞缸連接。本發明通過採用伺服閥控制驅動裝置可以非常精確的調節和控制閥門的啟閉角度。
【專利說明】—種採用伺服閥控制驅動裝置的閥門
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種閥門，尤其是一種採用伺服閥控制驅動裝置的閥門。
【背景技術】
[0002]隨著現代工業對於自動化要求的不斷提高，閥門越來越多得採用自動控制。如球閥、蝶閥、旋塞閥等90°旋轉開關的閥門通常採取氣動裝置或液動裝置進行閥門的開啟和關閉控制。然而，在某些特定的工況條件下，如當閥門用於系統工況參數如壓力、流量等的調節和控制時，則通常會在閥門的驅動裝置上安裝定位器，通過閥門出口端的系統工況參數的反饋來調節驅動裝置的開度，達到調節和控制系統工況參數的目的。閥門的驅動裝置根據閥門出口端的系統工況參數的反饋信號來不斷調節閥門的開度，然而由於氣動裝置或液動裝置對閥門開度的調節和控制不夠精確，不能確保精確地控制系統工況參數，而且容易引起閥門及系統的不穩定。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，該閥門通過伺服閥控制驅動裝置可以精確地調節和控制閥門的啟閉角度。
[0004]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是:一種採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，包括閥體、驅動裝置，閥體中設有流通通道、以及開啟或關閉流通通道的啟閉件，閥體中還設有與啟閉件固定連接的閥杆，驅動裝置與啟閉件聯動連接，驅動裝置包括活塞缸，活塞缸中設有將活塞缸分割成第一腔和第二腔的活塞、以及與活塞聯動連接的活塞杆，活塞杆通過撥叉與閥杆聯動連接，其特徵在於:還包括控制驅動裝置的伺服閥、伺服閥的動力裝置、信號控制裝置、以及與伺服閥連通的壓力源裝置，所述伺服閥包括與所述閥杆固定連接且同步運動的閥套，閥套中設有與所述伺服閥的動力裝置連接且同步運動的迴轉閥芯，所述信號控制裝置與伺服閥的動力裝置連接，所述壓力源裝置通過伺服閥與所述活塞缸連接。
[0005]上述結構中，信號控制裝置接收到用戶或系統指令時，將發出信號驅動伺服閥的動力裝置運動並帶動迴轉閥芯同步運動，伺服閥與壓力源裝置連通，介質壓力通過伺服閥與活塞缸連接並驅動活塞運動，活塞通過撥叉帶動閥杆轉動，閥杆帶動閥套運動，隨著閥杆的轉動，伺服閥的閥口開度減小，當伺服閥的閥套與迴轉閥芯的角度一致時，伺服閥與壓力源裝置的連通關閉，驅動裝置的活塞運動停止，閥杆也停止轉動；通過信號控制裝置與伺服閥的聯機來控制驅動裝置驅動啟閉件的開啟或關閉，操作更精確。
[0006]作為本發明的進一步設置，所述閥杆相對與所述啟閉件固接的另一端伸出所述閥體之外且連接有角位移傳感器，所述角位移傳感器與所述信號控制裝置連接並通過脈衝信號將所述閥杆的轉動角度數據反饋到所述信號控制裝置。
[0007]上述結構中，角位移傳感器可以實時採集閥杆的轉動角度，將該角度變化及時反饋到信號控制裝置，便於閥杆轉動角度的實時更新、實時監控和調整閥門的開啟角度，使得驅動裝置可以更精確地調節和控制閥門開度。
[0008]作為本發明的進一步設置，所述信號控制裝置和所述角位移傳感器之間設有信號放大器。
[0009]上述結構中，信號放大器可以消除數字幹擾，使得信號更強、信號傳輸更準確。
[0010]作為本發明的進一步設置，所述驅動裝置包括第一活塞缸和第二活塞缸，第一活塞缸和第二活塞缸之間設有基座,所述第一活塞缸和第二活塞缸中設有分別將第一活塞缸和第二活塞缸分割成第一腔和第二腔的第一活塞和第二活塞,第一活塞和第二活塞通過所述活塞杆連接，活塞杆的一端與所述第一活塞固接，活塞杆的另一端依次穿過第一活塞缸和所述基座進入第二活塞缸與所述第二活塞固接。
[0011]上述結構中，活塞缸呈左右對稱設置的兩個活塞缸結構，兩個活塞缸通過活塞杆聯動連接，閥杆穿過基座並與撥叉連接，活塞杆的軸嚮往復運動通過撥叉轉換成旋轉運動驅動閥杆轉動，上述結構使得該驅動裝置的驅動閥杆運動更穩定。
[0012]作為本發明的進一步設置，所述閥體朝向所述驅動裝置的一端固設有託臺，所述驅動裝置的基座安置於所述託臺上。
[0013]上述結構中，閥體上通過託臺與驅動裝置連接，該託臺可以起到承託驅動裝置，並增大其與閥體連接處的接觸面積，使其可以穩定安置於閥體上方。
[0014]作為本發明的進一步設置，所述伺服閥包括與所述壓力源裝置連通的進口端、與所述活塞缸的第一腔連通的第一連接口、與所述活塞缸的第二腔連通的第二連接口、以及與外界回收裝置連通的出口端。
[0015]上述結構中，活塞缸可以是單缸結構設置，壓力源裝置通過伺服閥與活塞缸連通，通過介質壓力驅動活塞做軸向運動從而驅動閥杆的旋轉，單缸結構的活塞缸結構簡單，體積小。
[0016]作為本發明的進一步設置，所述伺服閥包括進口端、第一連接口、第二連接口，以及與外界回收裝置連通的出口端，所述進口端與所述壓力源裝置連通，所述第一連接口分別與所述第一活塞缸的第一腔以及與第二活塞缸的第一腔連通，所述第二連接口分別與所述第一活塞缸的第二腔以及與第二活塞缸的第二腔連通。
[0017]上述結構中，該活塞缸是雙缸結構設置，壓力源裝置通過伺服閥與活塞缸連接，介質壓力同時進入第一活塞缸的第一腔、第二活塞缸的第一腔或者同時進入第一活塞缸的第二腔、第二活塞缸的第二腔，並通過活塞杆達到同步的軸向運動，使其運動更穩定，驅動閥杆旋轉的驅動力更大。
[0018]作為本發明的進一步設置，所述信號控制裝置採用可編程邏輯控制器。
[0019]上述結構中，控制可編程邏輯控制器即PLC來控制電機的旋轉，並通過脈衝信號的數量來控制步進電機的旋轉角度，使其角度控制更準確，同時提高了閥門的自動化程度。
[0020]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]附圖1為本發明具體實施例雙缸結構的閥門結構示意圖；
附圖2為本發明具體實施例單缸結構的閥門結構示意圖。【具體實施方式】
[0022]本發明的具體實施例如圖1-2所示是採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，包括閥體1、驅動裝置4、控制驅動裝置的伺服閥6、給伺服閥6提供動力的電機7、信號控制裝置8、以及與伺服閥6連通的壓力源裝置10，閥體I中設有流通通道11、以及開啟或關閉流通通道11的啟閉件2即閥瓣或閥板等，閥體I中還設有與啟閉件2固定連接的閥杆3，驅動裝置4與啟閉件2聯動連接，驅動裝置4包括活塞缸41，該活塞缸41可以是單缸結構如圖2所示，也可以是雙缸結構如圖1所示；活塞缸41中設有活塞42、以及與活塞42聯動連接的活塞杆43，活塞杆43通過撥叉44與閥杆3聯動連接，活塞杆43的軸向運動通過撥叉44轉換成旋轉運動驅動閥杆3轉動，伺服閥6包括與閥杆3固定連接且同步運動的閥套61，閥套61中設有與電機7連接且同步運動的迴轉閥芯62，信號控制裝置8與電機7連接，壓力源裝置10通過伺服閥6與活塞缸41連接。
[0023]上述閥杆3相對與啟閉件2固接的另一端伸出閥體I之外且連接有角位移傳感器5，角位移傳感器5與信號控制裝置8連接並通過脈衝信號將閥杆3的轉動角度數據反饋到信號控制裝置8。角位移傳感器5可以實時採集閥杆3的轉動角度，將該角度變化及時反饋到信號控制裝置8，便於閥杆3轉動角度的實時更新、實時監控和調整閥門的開啟角度，使得驅動裝置4可以更精確地調節和控制閥門開度。
[0024]上述信號控制裝置8和角位移傳感器5之間設有信號放大器9。信號放大器9可以消除數字幹擾，使得信號更強、信號傳輸更準確。
[0025]上述驅動裝置4中的活塞缸41優選為雙缸結構設置如圖1所示，其包括第一活塞缸411和第二活塞缸412，第一活塞缸411和第二活塞缸412之間設有基座413，第一活塞缸411和第二活塞缸412中設有分別將第一活塞缸411和第二活塞缸412分割成第一腔和第二腔的第一活塞421和第二活塞422，第一活塞421和第二活塞422通過活塞杆43連接，活塞杆43的一端與第一活塞421固接,活塞杆43的另一端依次穿過第一活塞缸411和基座413進入第二活塞缸412與第二活塞422固接。活塞缸41呈左右對稱設置的兩個活塞缸結構，兩個活塞缸通過活塞杆43聯動連接，閥杆3穿過基座413並與撥叉44連接，活塞杆43的軸嚮往復運動通過撥叉44轉換成旋轉運動驅動閥杆43轉動，上述結構使得該驅動裝置4的驅動閥杆3運動更穩定。
[0026]上述閥體I朝向驅動裝置4的一端固設有託臺12，驅動裝置4的基座413安置於託臺12上。閥體I上通過託臺12與驅動裝置4連接，該託臺12可以起到承託驅動裝置4的作用，並增大其與閥體I連接處的接觸面積，使其可以穩定安置於閥體I上方。
[0027]上述活塞缸41為單缸結構設置時如圖2所示，活塞42將活塞缸41分割成第一腔41a和第二腔41b，伺服閥6包括與壓力源裝置10連通的進口端A、與活塞缸41的第一腔41a連通的第一連接口 C、與活塞缸41的第二腔41b連通的第二連接口 B、以及與外界回收裝置連通的出口端D。活塞缸41可以是單缸結構設置，壓力源裝置10通過伺服閥6與活塞缸41連通，通過介質壓力驅動活塞42做軸向運動從而驅動閥杆3的旋轉，單缸結構的活塞缸結構簡單，體積小。
[0028]上述活塞缸41為雙缸結構時，伺服閥6包括進口端A、第一連接口 C、第二連接口B，以及與外界回收裝置連通的出口端D，進口端A與壓力源裝置10連通，第一連接口 C分別與第一活塞缸411的第一腔411a以及與第二活塞缸412的第一腔412a連通，第二連接口B分別與第一活塞缸411的第二腔411b以及與第二活塞缸412的第二腔412b連通。該活塞缸41是雙缸結構設置，壓力源裝置10通過伺服閥6與活塞缸41連接，介質壓力同時進入第一活塞缸411的第一腔41 la、第二活塞缸412的第一腔412a或者同時進入第一活塞缸411的第二腔41 lb、第二活塞缸412的第二腔412b，並通過活塞杆43達到同步的軸向運動，使其運動更穩定，驅動閥杆3旋轉的驅動力更大。
[0029]上述信號控制裝置8採用可編程邏輯控制器即PLC來控制電機7的旋轉，並通過脈衝信號的數量來控制步進電機7的旋轉角度，使其角度控制更準確，同時提高了閥門的自動化程度。PCL可以根據接收的系統參數來發出控制脈衝，每一個脈衝信號對應相同的閥杆3旋轉角度，脈衝信號的數量可以設置的很大，因此每一個脈衝信號對應很小的閥杆3旋轉角度，因此，採用伺服閥6控制驅動裝置4可以非常精確的調節和控制閥門的啟閉角度。
[0030]本發明的工作原理如下:介質壓力通過伺服閥6的進口端A通入伺服閥6，伺服閥6的第二連接口 B與驅動裝置4中的第一活塞缸411的第二腔411b以及第二活塞缸412的第二腔412b相連，伺服閥6的第一連接口 C與驅動裝置4中的第一活塞缸411的第二腔411b以及與第二活塞缸412的第二 412b相連，伺服閥6的出口端D與介質回收箱相連。當信號控制裝置8 (PLC)接收到用戶或系統指令時，發出脈衝信號並通過信號放大器9將信號放大增強後驅動步進電機7旋轉，電機7帶動迴轉閥芯62同步轉動，並通過脈衝數量來控制步進電機7的旋轉角度即通過脈衝數量控制迴轉閥芯62的旋轉角度。
[0031]當伺服閥6的迴轉閥芯62逆時針轉動時，伺服閥6的進口端A與第二連接口 B連通，介質壓力從壓力源裝置10經過進口端A和第二連接口 B進入到驅動裝置4的第一活塞缸411的第二腔411b和第二活塞缸412的第二腔412b。同時，伺服閥的第一連接口 C與出口端D連通，驅動裝置4中位於第一活塞缸411第一腔411a中的介質以及位於第二活塞缸412第一腔412a中的介質分別通過第一連接口 C與出口端D排放到回收箱。此時，活塞杆43和活塞42在介質壓力的作用下向左側運動即各自朝其活塞缸的第一腔運動，活塞42及活塞杆43將帶動閥杆3做逆時針旋轉，隨著閥杆3的轉動，伺服閥6的閥口開度減小，當伺服閥6的閥套61與閥芯62的角度一致時，伺服閥6的A、B、C、D閥口關閉，驅動裝置4的壓力源進出口通道被切斷，驅動裝置4的活塞42停止運動，閥杆3也停止轉動。上述壓力源可以是液態壓力也可以是氣態壓力。
[0032]當伺服閥6的迴轉閥芯62順時針轉動時，伺服閥6的進口端A與第一連接口 C連通，介質壓力從壓力源裝置10經過進口端A和第一連接口 C進入到驅動裝置4的第一活塞缸411的第一腔411a和第二活塞缸412的第一腔412a中。同時，伺服閥6的第二連接口 B與出口端D連通，驅動裝置4中位於第一活塞缸411的第二腔411b中的介質以及位於第二活塞缸412的第二腔412b中的介質分別通過第二連接口 B與出口端D排放到回收箱。此時，活塞杆43和活塞42在介質壓力的作用下向右側運動即各自朝向其活塞缸的第二腔運動，活塞42及活塞杆43將帶動閥杆3做順時針旋轉，隨著閥杆3的轉動，伺服閥6的閥口開度減小，當伺服閥6的閥套61與閥芯62的角度一致時，伺服閥6的A、B、C、D閥口關閉，驅動裝置4的壓力進出口通道被切斷，驅動裝置4的活塞42停止運動，閥杆3也停止轉動。
【權利要求】
1.一種採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，包括閥體、驅動裝置，閥體中設有流通通道、以及開啟或關閉流通通道的啟閉件，閥體中還設有與啟閉件固定連接的閥杆，驅動裝置與啟閉件聯動連接，驅動裝置包括活塞缸，活塞缸中設有將活塞缸分割成第一腔和第二腔的活塞、以及與活塞聯動連接的活塞杆，活塞杆通過撥叉與閥杆聯動連接，其特徵在於:還包括控制驅動裝置的伺服閥、伺服閥的動力裝置、信號控制裝置、以及與伺服閥連通的壓力源裝置，所述伺服閥包括與所述閥杆固定連接且同步運動的閥套，閥套中設有與所述伺服閥的動力裝置連接且同步運動的迴轉閥芯，所述信號控制裝置與伺服閥的動力裝置連接，所述壓力源裝置通過伺服閥與所述活塞缸連接。
2.根據權利要求1所述的採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，其特徵在於:所述閥杆相對與所述啟閉件固接的另一端伸出所述閥體之外且連接有角位移傳感器，所述角位移傳感器與所述信號控制裝置連接並通過脈衝信號將所述閥杆的轉動角度數據反饋到所述信號控制裝置。
3.根據權利要求2所述的採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，其特徵在於:所述信號控制裝置和所述角位移傳感器之間設有信號放大器。
4.根據權利要求1所述的採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，其特徵在於:所述驅動裝置包括第一活塞缸和第二活塞缸，第一活塞缸和第二活塞缸之間設有基座，所述第一活塞缸和第二活塞缸中設有分別將第一活塞缸和第二活塞缸分割成第一腔和第二腔的第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞通過所述活塞杆連接，活塞杆的一端與所述第一活塞固接，活塞杆的另一端依次穿過第一活塞缸和所述基座進入第二活塞缸與所述第二活塞固接。
5.根據權利要求4所述的採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，其特徵在於:所述閥體朝向所述驅動裝置的一端固設有託臺，所述驅動裝置的基座安置於所述託臺上。
6.根據權利要求1所述的採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，其特徵在於:所述伺服閥包括與所述壓力源裝置連通的進口端、與所述活塞缸的第一腔連通的第一連接口、與所述活塞缸的第二腔連通的第二連接口、以及與外界回收裝置連通的出口端。
7.根據權利要求4所述的採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，其特徵在於:所述伺服閥包括進口端、第一連接口、第二連接口，以及與外界回收裝置連通的出口端，所述進口端與所述壓力源裝置連通，所述第一連接口分別與所述第一活塞缸的第一腔以及與第二活塞缸的第一腔連通，所述第二連接口分別與所述第一活塞缸的第二腔以及與第二活塞缸的第二腔連通。
8.根據權利要求1所述的採用伺服閥控制驅動裝置的閥門，其特徵在於:所述信號控制裝置採用可編程邏輯控制器。
【文檔編號】F16K31/04GK103727285SQ201310755157
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】邱曉來, 林潔, 王漢洲, 王雲達, 潘興芳, 胡建倫 申請人:超達閥門集團股份有限公司