專利名稱：智能控制隔膜閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥門(mén)，尤其涉及一種智能控制隔膜閥。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的隔膜閥由閥體、缸體、活塞、閥芯、隔膜片、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、上端蓋等部件組成，其中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)多采用電動(dòng)或液壓或氣動(dòng)，而無(wú)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和活塞之間缺乏一個(gè)精確協(xié)調(diào)兩者工作的控制系統(tǒng)，很難實(shí)現(xiàn)每次對(duì)活塞的驅(qū)動(dòng)力大小的控制，很難實(shí)現(xiàn)比較高的閥門(mén)定位精度。閥門(mén)的控制量為閥門(mén)開(kāi)度，在應(yīng)用場(chǎng)合往往會(huì)根據(jù)實(shí)際需要將閥門(mén)開(kāi)或關(guān)，或者開(kāi)到一定程度，甚至動(dòng)態(tài)的以某種規(guī)律開(kāi)關(guān)。在傳統(tǒng)的模擬控制方式中用時(shí)間、電流的大小來(lái)表示閥門(mén)的開(kāi)啟角度。由于影響時(shí)間、電流、電壓等參數(shù)的因素很多，因此顯示的開(kāi)啟角度與閥門(mén)的實(shí)際位置不易達(dá)到同步，經(jīng)常出現(xiàn)明顯的誤差。同時(shí)，簡(jiǎn)單的模擬量控制提供的信息極為有限，不利于系統(tǒng)的調(diào)試和檢修。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更優(yōu)化、可實(shí)現(xiàn)比較高的閥門(mén)定位精度的智能控制隔膜閥。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用一種智能控制隔膜閥，包括缸體、閥體、閥芯、閥桿、
隔膜片、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥體內(nèi)兩端形成進(jìn)、出流道，缸體設(shè)置在閥體的正上方，缸體的底部形成
連接腔，閥體內(nèi)的進(jìn)、出流道通過(guò)連接腔構(gòu)成連通，隔膜片置于缸體和閥體之間對(duì)應(yīng)連接腔
位置，閥芯設(shè)置在隔膜片的上方并與隔膜片固定連接，閥桿沿軸向穿過(guò)缸體，閥桿下端與閥
芯固定連接，閥桿上端與執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定連接，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作使閥芯上下移動(dòng)構(gòu)成隔膜片上
移/下移以實(shí)現(xiàn)進(jìn)、出流道的通/斷，缸體內(nèi)部對(duì)應(yīng)連接腔上方形成密閉的氣室，活塞固定
套設(shè)在閥桿上并可滑移地設(shè)置在氣室內(nèi)，活塞將氣室分隔成上、下兩部分，復(fù)位彈簧設(shè)置在
活塞的上方，復(fù)位彈簧下端抵壓在活塞上，上端抵壓在缸體內(nèi)壁上，活塞下端為進(jìn)氣室，進(jìn)
氣室一側(cè)的缸體壁上開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣孔，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)執(zhí)行器，氣動(dòng)執(zhí)行器的輸氣管延伸至
缸體上的進(jìn)氣孔中，智能控制隔膜閥包括設(shè)置在缸體上方的智能控制機(jī)構(gòu)和固定架，智能
控制機(jī)構(gòu)包括反饋桿、帶電位器的智能定位器、連桿，反饋桿上沿桿身方向開(kāi)設(shè)有滑移槽，
反饋桿上相對(duì)滑移槽的另一側(cè)與智能定位器上的電位器旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)連接，連桿一端可滑移地
設(shè)置在滑移槽內(nèi)，另一端通過(guò)固定架與閥桿的上端部固定連接，反饋桿的安裝位置與連桿
的安裝位置呈垂直關(guān)系，具有活塞上下移動(dòng)使閥桿動(dòng)作構(gòu)成連桿在滑移槽內(nèi)滑移實(shí)現(xiàn)反饋
桿驅(qū)動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，活塞的上下移動(dòng)距離與反饋桿的旋轉(zhuǎn)角度成比例關(guān)系。 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為智能定位器包括CPU、輸入、輸出接口、光電隔離模塊、斷電存
儲(chǔ)器模塊、通信模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊，其中輸入接口一端與電位器821連接，另一端與CPU連
接，CPU中有三個(gè)輸出端分別與斷電存儲(chǔ)器模塊、通信模塊、氣動(dòng)執(zhí)行器的開(kāi)關(guān)連接，CPU中
的另一個(gè)輸出接口相連，即氣動(dòng)執(zhí)行器的開(kāi)關(guān)相連，輸出端與光電隔離模塊與CPU交互連
接，模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊與光電隔離模塊交互連接。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)的設(shè)置，本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為智能定位器具有一個(gè)調(diào)節(jié)按鈕，調(diào) 節(jié)按鈕通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊與光電隔離模塊相連。 為了便于觀察，本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為反饋桿上沿滑移槽的長(zhǎng)度方向形成位移刻 度。 為了保證控制的高精度，本發(fā)明再進(jìn)一步設(shè)置為智能定位器通過(guò)安裝架置于缸體 上方一側(cè)，智能定位器與閥桿平行設(shè)置。 本發(fā)明在閥門(mén)開(kāi)始工作時(shí)，根據(jù)需求，在智能控制器上通過(guò)調(diào)節(jié)按鈕進(jìn)行參數(shù)設(shè) 置，接通電流，智能控制器根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行判別控制壓縮空氣的開(kāi)，閉，流量的控制排 放氣動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)的壓縮空氣，從而由壓縮空氣進(jìn)一步的控制氣氣動(dòng)執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)，并將活 塞的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成為連桿的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)反饋桿對(duì)電位器做旋轉(zhuǎn)進(jìn)行電位的調(diào)節(jié)達(dá)到對(duì)智 能定位器的信號(hào)輸入。采用智能控制器，保證了控制的高精度。開(kāi)關(guān)慣性非常小，可以執(zhí) 行很高的開(kāi)關(guān)頻率，對(duì)輸出氣路壓力進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以達(dá)到很高的閥門(mén)定位精 度。而且反饋元件定位精度高，壽命長(zhǎng)。反饋桿是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高精度、高可靠性的機(jī)械 傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線移動(dòng)距離轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)，因而可以精確的檢測(cè)閥位并且可 以方便的對(duì)閥門(mén)進(jìn)行零位，滿度及閥門(mén)流量特性曲線的定位。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例智能控制隔膜閥主視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明實(shí)施例智能控制隔膜閥后視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明實(shí)施例智能控制隔膜閥左視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明實(shí)施例智能控制器主視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明實(shí)施例智能控制器左視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明實(shí)施例反饋桿主視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本發(fā)明實(shí)施例反饋桿俯視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8是本發(fā)明實(shí)施例智能控制隔膜閥原理框圖。 圖9是本發(fā)明實(shí)施例智能控制器原理框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l-9所示，本發(fā)明的具體實(shí)施例是一種智能控制隔膜閥，包括缸體l、閥體2、 閥芯3、閥桿4、隔膜片5、活塞6、氣動(dòng)執(zhí)行器7、智能控制機(jī)構(gòu)8和固定架9，閥體2內(nèi)兩端 形成進(jìn)、出流道(21、22)，缸體1設(shè)置在閥體2的正上方，缸體1的底部形成連接腔11，閥體 2內(nèi)的進(jìn)、出流道(21、22)通過(guò)連接腔11構(gòu)成連通，隔膜片5置于缸體1和閥體2之間對(duì)應(yīng) 連接腔11位置，閥芯3設(shè)置在隔膜片5的上方并與隔膜片5固定連接，閥桿4沿軸向穿過(guò) 缸體1，閥桿4下端與閥芯3固定連接，缸體1內(nèi)部對(duì)應(yīng)連接腔11上方形成密閉的氣室，活 塞6固定套設(shè)在閥桿4上并可滑移地設(shè)置在氣室內(nèi)，活塞6將氣室分隔成上、下兩部分，復(fù) 位彈簧10設(shè)置在活塞6的上方，復(fù)位彈簧10下端抵壓在活塞6上，復(fù)位彈簧10上端抵壓 在缸體1內(nèi)壁上，活塞6下端為進(jìn)氣室12，進(jìn)氣室12 —側(cè)的缸體壁上開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣孔，氣動(dòng) 執(zhí)行器7的輸氣管71延伸至缸體1上的進(jìn)氣孔中，智能控制機(jī)構(gòu)8包括反饋桿81、帶電位 器821的智能定位器82、連桿83，智能定位器82通過(guò)安裝架84置于缸體1上方一側(cè)，智能定位器82與閥桿4平行設(shè)置。反饋桿81上沿桿身方向開(kāi)設(shè)有滑移槽811，反饋桿81上沿 滑移槽811的長(zhǎng)度方向形成位移刻度812。反饋桿81上相對(duì)滑移槽811的另一側(cè)與智能 定位器82上的電位器821旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)連接，連桿83 —端可滑移地設(shè)置在滑移槽811內(nèi)，另一 端通過(guò)固定架9與閥桿4的上端部41固定連接，反饋桿81的安裝位置與連桿83的安裝位 置呈垂直關(guān)系，活塞6上下移動(dòng)使閥桿4動(dòng)作構(gòu)成連桿83在滑移槽811內(nèi)滑移實(shí)現(xiàn)反饋桿 81驅(qū)動(dòng)電位器821旋轉(zhuǎn)，活塞6的上下移動(dòng)距離與反饋桿81的旋轉(zhuǎn)角度成比例關(guān)系，即智 能定位器82輸出一個(gè)P麗脈寬調(diào)制脈沖信號(hào)來(lái)控制壓電閥開(kāi)、閉動(dòng)作，其中的脈沖的寬度 對(duì)應(yīng)于氣動(dòng)執(zhí)行器7輸出氣源壓力的增量。其中智能定位器82包括CPU、輸入、輸出接口、 光電隔離模塊、斷電存儲(chǔ)器模塊、通信模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊，其中輸入接口一端與電位器821 連接，另一端與CPU連接，CPU中有三個(gè)輸出端分別與斷電存儲(chǔ)器模塊、通信模塊、氣動(dòng)執(zhí)行 器的開(kāi)關(guān)連接，CPU中的另一個(gè)輸出接口相連，即氣動(dòng)執(zhí)行器7的開(kāi)關(guān)相連。輸出端與光電 隔離模塊與CPU交互連接，模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊與光電隔離模塊交互連接。智能定位器82具有一 個(gè)調(diào)節(jié)按鈕822，調(diào)節(jié)按鈕822通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊與光電隔離模塊相連。
智能氣動(dòng)隔膜閥新穎之處 1)由智能定位器82輸出壓力調(diào)節(jié)采用PID脈寬調(diào)制(P麗)技術(shù)，迅速準(zhǔn)確。由于
CPU對(duì)壓電閥的控制采用一個(gè)五步開(kāi)關(guān)程序來(lái)控制，可以精確、快速地控制輸出氣源壓力增
減。其控制算法采用數(shù)字PID方式，CPU根據(jù)輸入信號(hào)與閥位產(chǎn)生偏差的大小和方向進(jìn)行
PID計(jì)算，輸出一個(gè)P麗脈寬調(diào)制脈沖信號(hào)來(lái)控制壓電閥開(kāi)、閉動(dòng)作。由于脈沖的寬度對(duì)應(yīng)
于氣動(dòng)執(zhí)行器7輸出氣源壓力的增量，從而可以迅速、準(zhǔn)確的改變氣源壓力輸出來(lái)控制活
塞6的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)偏差較大時(shí)，智能定位器82輸出一個(gè)連續(xù)信號(hào)，快速連續(xù)、大幅度的改變輸
出氣壓的大小，當(dāng)偏差較小時(shí)，智能定位器82輸出一個(gè)較小脈寬的脈沖信號(hào)，斷續(xù)、小幅改
變輸出氣壓的大小，當(dāng)偏差很小(進(jìn)入死區(qū))時(shí)，則無(wú)脈沖輸出，閥位穩(wěn)定工作。 2)該智能氣動(dòng)隔膜閥采用智能定位器82，保證了控制的高精度。開(kāi)關(guān)慣性非常
小，可以執(zhí)行很高的開(kāi)關(guān)頻率，對(duì)輸出氣路壓力進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行器7，可以達(dá)到很高
的閥門(mén)定位精度。 3)反饋桿81定位精度高，壽命長(zhǎng)。反饋桿81是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高精度、高可靠性 的機(jī)械傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)，將活塞6的直線移動(dòng)距離轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)，因而可以精確的檢測(cè)閥位并 且可以方便的對(duì)閥門(mén)進(jìn) 零位，滿度及閥門(mén)流量特性曲線的定位。
權(quán)利要求
一種智能控制隔膜閥，包括缸體、閥體、閥芯、閥桿、隔膜片、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥體內(nèi)兩端形成進(jìn)、出流道，缸體設(shè)置在閥體的正上方，缸體的底部形成連接腔，閥體內(nèi)的進(jìn)、出流道通過(guò)連接腔構(gòu)成連通，隔膜片置于缸體和閥體之間對(duì)應(yīng)連接腔位置，閥芯設(shè)置在隔膜片的上方并與隔膜片固定連接，閥桿沿軸向穿過(guò)缸體，閥桿下端與閥芯固定連接，閥桿上端與執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定連接，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作使閥芯上下移動(dòng)構(gòu)成隔膜片上移/下移以實(shí)現(xiàn)進(jìn)、出流道的通/斷，其特征在于缸體內(nèi)部對(duì)應(yīng)連接腔上方形成密閉的氣室，活塞固定套設(shè)在閥桿上并可滑移地設(shè)置在氣室內(nèi)，活塞將氣室分隔成上、下兩部分，復(fù)位彈簧設(shè)置在活塞的上方，復(fù)位彈簧下端抵壓在活塞上，上端抵壓在缸體內(nèi)壁上，活塞下端為進(jìn)氣室，進(jìn)氣室一側(cè)的缸體壁上開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣孔，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)執(zhí)行器，氣動(dòng)執(zhí)行器的輸氣管延伸至缸體上的進(jìn)氣孔中，智能控制隔膜閥包括設(shè)置在缸體上方的智能控制機(jī)構(gòu)和固定架，智能控制機(jī)構(gòu)包括反饋桿、帶電位器的智能定位器、連桿，反饋桿上沿桿身方向開(kāi)設(shè)有滑移槽，反饋桿上相對(duì)滑移槽的另一側(cè)與智能定位器上的電位器旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)連接，連桿一端可滑移地設(shè)置在滑移槽內(nèi)，另一端通過(guò)固定架與閥桿的上端部固定連接，反饋桿的安裝位置與連桿的安裝位置呈垂直關(guān)系，具有活塞上下移動(dòng)使閥桿動(dòng)作構(gòu)成連桿在滑移槽內(nèi)滑移實(shí)現(xiàn)反饋桿驅(qū)動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，活塞的上下移動(dòng)距離與反饋桿的旋轉(zhuǎn)角度成比例關(guān)系。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制隔膜閥，其特征在于所述智能定位器包括CPU、輸入、輸出接口、光電隔離模塊、斷電存儲(chǔ)器模塊、通信模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊，其中輸入接口一端與電位器821連接，另一端與CPU連接，CPU中有三個(gè)輸出端分別與斷電存儲(chǔ)器模塊、通信模塊、氣動(dòng)執(zhí)行器的開(kāi)關(guān)連接，CPU中的另一個(gè)輸出接口相連，即氣動(dòng)執(zhí)行器的開(kāi)關(guān)相連。輸出端與光電隔離模塊與CPU交互連接，模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊與光電隔離模塊交互連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能控制隔膜閥，其特征在于所述智能定位器具有一個(gè)調(diào)節(jié)按鈕，調(diào)節(jié)按鈕通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊與光電隔離模塊相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能控制隔膜閥，其特征在于所述反饋桿上沿滑移槽的長(zhǎng)度方向形成位移刻度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能控制隔膜閥，其特征在于所述反饋桿上沿滑移槽的長(zhǎng)度方向形成位移刻度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能控制隔膜閥，其特征在于所述智能定位器通過(guò)安裝架置于缸體上方一側(cè)，智能定位器與閥桿平行設(shè)置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能控制隔膜閥，其特征在于所述智能定位器通過(guò)安裝架置于缸體上方一側(cè)，智能定位器與閥桿平行設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能控制隔膜閥，智能控制隔膜閥包括設(shè)置在缸體上方的智能控制機(jī)構(gòu)和固定架，智能控制機(jī)構(gòu)包括反饋桿、帶電位器的智能定位器、連桿，反饋桿上沿桿身方向開(kāi)設(shè)有滑移槽，反饋桿上相對(duì)滑移槽的另一側(cè)與智能定位器上的電位器旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)連接，連桿一端可滑移地設(shè)置在滑移槽內(nèi)，另一端通過(guò)固定架與閥桿的上端部固定連接，反饋桿的安裝位置與連桿的安裝位置呈垂直關(guān)系，具有活塞上下移動(dòng)使閥桿動(dòng)作構(gòu)成連桿在滑移槽內(nèi)滑移實(shí)現(xiàn)反饋桿驅(qū)動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，活塞的上下移動(dòng)距離與反饋桿的旋轉(zhuǎn)角度成比例關(guān)系。本發(fā)明將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)，可以精確的檢測(cè)閥位并且可以方便的對(duì)閥門(mén)進(jìn)行零位，滿度及閥門(mén)流量特性曲線的定位。
文檔編號(hào)G05D3/10GK101706008SQ20091030950
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者孫安遠(yuǎn), 韓平平 申請(qǐng)人:溫州希伯倫流體設(shè)備有限公司