專利名稱：一種電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于教學(xué)教具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種帶數(shù)字顯示的電子操作器，特別是應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)過程中仿真教學(xué)培訓(xùn)裝置的流體輸送管道上的電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥。
背景技術(shù)：
閥門是在流體輸送系統(tǒng)中，用來控制流體的方向、壓力、流量的裝置。這類閥門是安裝工藝管道中，使配管和設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)流動或停止并能控制其流量大小(閥門的開度)的
直ο閥門是管路流體輸送系統(tǒng)中控制部件，它是用來改變介質(zhì)流通面積和介質(zhì)流動方向，具有導(dǎo)流、截止、節(jié)流、止回、分流或溢流卸壓等功能。用于流體控制的閥門，從最簡單的截止閥到極為復(fù)雜的自控系統(tǒng)中所用的各種閥門，其品種和規(guī)格繁多，如手動閥、自動閥、 動力驅(qū)動閥等。但是在企業(yè)或大專院校的工業(yè)生產(chǎn)過程仿真教學(xué)實訓(xùn)裝置上，需要應(yīng)用到與實際工業(yè)生產(chǎn)過程情況相似的手動操作閥，需要一種安裝在工藝仿真教學(xué)實訓(xùn)裝置的工藝管道上(實際是無物料、無壓力的管道)的帶數(shù)字(開度)顯示的電子仿真連續(xù)可調(diào)的手動操作閥，這種手動操作閥外形結(jié)構(gòu)需要采用類實際操作閥門外形結(jié)構(gòu)，但是安裝在實際工藝管道中的手動操作閥是借助手輪、手柄、杠桿、等零部件，由人力來操縱閥門動作，以實現(xiàn)介質(zhì)流動或停止并能控制其流量的大小，但是，在實際使用時必須有實物介質(zhì)流過工藝管道，才能控制流過其介質(zhì)的流量大小(閥門的開度)，同時實際手操閥是沒有開度顯示的，因此在工業(yè)生產(chǎn)過程工藝仿真教學(xué)實訓(xùn)裝置中，需要在工藝設(shè)備和管道中有實際流體介質(zhì)流過才能進行試驗和操作訓(xùn)練。因此，在無物料的工藝生產(chǎn)過程仿真教學(xué)實訓(xùn)裝置的流體輸送管道上需要一種能夠由人力根據(jù)手輪的動作來改變閥門開度的電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥門，以實現(xiàn)流體輸送管道中介質(zhì)流動或停止并能控制其流量的大小；同時，為了方便現(xiàn)場工藝操作人員的觀察，需要能提供實際開度大小的數(shù)值顯示，因此種閥門還需要附帶數(shù)字顯示儀表；另外，為了能實現(xiàn)生產(chǎn)工藝流程教學(xué)實訓(xùn)裝置的仿真運行，該閥門還要為中央控制室的DCS 系統(tǒng)提供一個Γ20πιΑ的標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號至控制室DCS系統(tǒng)的控制站，為操作站的仿真軟件提供現(xiàn)場閥門的開度信號，才能確保工藝仿真軟件的運行。因為，如果采用實際的手動操作閥門，那么教學(xué)實訓(xùn)裝置中必須通以實際物料形成真實的流體流量的變化，同時還要安裝有流量監(jiān)測儀表，這就給教學(xué)實訓(xùn)裝置造成制作、試驗成本高、投入大、維護保養(yǎng)困難， 而且也不便于試驗，操作復(fù)雜，易發(fā)生泄漏等狀況，維修費時費力，當(dāng)然也就無法實現(xiàn)借助于現(xiàn)場模擬裝置的工藝生產(chǎn)仿真運行訓(xùn)練。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)狀，而提供一種模仿實際工藝輸送管道上的連續(xù)可調(diào)的能夠由人力根據(jù)手輪的動作來改變閥門開度的電子式仿真連續(xù)可調(diào)操作閥門。本發(fā)明是一種在教學(xué)實訓(xùn)裝置中使用的不僅帶數(shù)字顯示同時還有壙20mA DC的標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出的電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥，用于模仿安裝在實際工藝流程管道上的現(xiàn)場手動操作閥功能。在實際應(yīng)用時，工藝生產(chǎn)過程仿真教學(xué)實訓(xùn)裝置的流體輸送管道內(nèi)無需通以實際的流體介質(zhì)，通過旋動一個閥門的手輪，改變閥芯的上下位移量(流體的流通面積即開度)， 一方面有位移傳感器、信號轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動電路將閥門的開度(位移量)轉(zhuǎn)換為4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號輸出；同時，又將Γ20πιΑ的直流電流信號轉(zhuǎn)換為LED顯示器和能接受的信號， 再有四位LED顯示器顯示出現(xiàn)場手動操作閥開度的大小，即既可以在仿真連續(xù)可調(diào)操作閥上直接顯示閥門開度的讀數(shù)(參見圖2工作原理方框圖)，又可以為控制室操作站的工藝仿真軟件提供一個反應(yīng)手動操作閥開度的信號，具有操作方便顯示直觀、醒目、形象、角寬、視線遠、能遠傳等特點。而且仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥在實際應(yīng)用時，流體輸送管道內(nèi)無需通以實際的流體介質(zhì)。為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥，包括手動操作閥，其特征在于手動操作閥通過信號線連接數(shù)字顯示儀表； 所述數(shù)字顯示儀表殼體內(nèi)有位移傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電路及四位LED顯示器。一般地，所手動操作閥為針形手動操作閥，包括手輪、閥體及連接法蘭，閥體內(nèi)有閥桿、閥芯，手輪連接閥桿。所述數(shù)字顯示儀表殼體為中空的長方柱形，殼體的正面開有一長方形顯示窗口， 窗口上固定透明蓋板，透明蓋板的上方安裝有儀表銘牌；所述數(shù)字顯示儀表的四位LED顯示器正對著透明蓋板；數(shù)字顯示儀表殼體下方還設(shè)有用于遠傳信號的信號線接頭。本發(fā)明電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥是一種針形手動操作閥與數(shù)字顯示儀表的組合體，手動操作閥的連接法蘭是用以將仿真手操閥連接到流體輸送管道上，手輪是可調(diào)操作的，當(dāng)轉(zhuǎn)動手輪時其相應(yīng)的閥桿、閥芯隨之上下移動，則將手輪的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為閥芯的上下直線位移。在數(shù)字顯示儀表殼體內(nèi)固定安裝有位移傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電路及四位LED 顯示器，殼體內(nèi)的位移傳感器是將閥芯的直線位移轉(zhuǎn)換為電信號，再由信號轉(zhuǎn)換器及驅(qū)動電路變換為Γ20πιΑ的直流電流信號輸出實現(xiàn)信號的遠傳，同時送至LED顯示器以顯示閥門的開度大小。在數(shù)字顯示儀表外殼下方還設(shè)有信號線接頭，用以將固定安裝在表殼內(nèi)驅(qū)動電路的輸出電流信號送至控制室，實現(xiàn)信號的遠傳。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥采用了手動操作閥、外殼與數(shù)字顯示器結(jié)合的方式，不但操作方便實用、讀數(shù)直觀準(zhǔn)確、方便、形象、醒目，而且由于實際使用時無需通以實際的被測介質(zhì)，只需操作閥門的手輪，就可以輸出Γ20 mA的直流電流信號，以電流信號模擬流過輸送管道中流量的大小(即閥門的開度)，這樣不會產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象，降低了成本和投入，不受使用條件的限制，根據(jù)輸出電流信號(標(biāo)準(zhǔn)的Γ20πιΑ)的大小顯示出閥門開度的大小來，同時，現(xiàn)場操作人員也能醒目地觀察到手動操作閥的開度大小，可以在無實物的仿真教學(xué)實訓(xùn)裝置中應(yīng)用，從而實現(xiàn)借助于現(xiàn)場模擬裝置及仿真閥門的工藝生產(chǎn)仿真運行訓(xùn)練。
本發(fā)明不僅有手動操作閥模擬實際操作閥的功能，而且還有LED數(shù)字顯示其開度大小的變化，同時還能輸出一個與其開度大小成比例關(guān)系的直流電流信號至控制室控制站，用以為操作站的工藝仿真運行提供一個現(xiàn)場閥門開度信號，以確保操作站仿真軟件的運行，具有操作方便、能遠傳、實用、顯示直觀、醒目、視角寬、視線遠，結(jié)構(gòu)緊湊合理、使用靈活、安全可靠，無“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，維護量小，維修費用低、壽命長等優(yōu)點，是理想的仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥；同時，四位LED顯示器的讀數(shù)非常精確，具有很好的市場應(yīng)用價值。


圖1是本發(fā)明實施例的主體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的原理方框示意圖。圖中，1、信號線，2、信號線電纜外套管，3、信號線電纜接頭，4、單位標(biāo)志，5、LED顯示器，6、儀表銘牌，7、顯示儀表殼體，8、透明蓋板，9、連接法蘭，10、閥體，11、閥門連接螺母， 12、手輪，13、閥桿。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。實施例本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)如附圖1所示，主要包括手動操作閥，其主要特點是手動操作閥通過信號線連接數(shù)字顯示儀表；所述數(shù)字顯示儀表殼體7內(nèi)有位移傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電路及四位LED顯示器5。為了起到仿真效果，外形是由實際針形手動操作閥和長方柱形的數(shù)字顯示儀表組合而成。手動操作閥包括手輪12、連接有閥芯的閥桿13、閥門連接螺母11、閥體10及連接法蘭9 (四周有六個螺栓連接孔)，，可以將手輪12的旋轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)換為閥芯上下的直線位移；手輪12是可調(diào)操作的，當(dāng)轉(zhuǎn)動手輪12時其相應(yīng)的閥桿(連接有閥芯)13隨之上下移動， 則將手輪12的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為閥桿(連接有閥芯)13的上下直線位移；在數(shù)字顯示儀表殼體7內(nèi)固定安裝有位移傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電路及四位LED顯示器5，顯示儀表殼體 7內(nèi)的位移傳感器是將閥芯的直線位移轉(zhuǎn)換為電信號，再有信號轉(zhuǎn)換器及驅(qū)動電路變換為壙20mA的直流電流信號輸出，同時送至LED顯示器5，經(jīng)數(shù)字顯示儀表中的電路板的處理， 由LED顯示器5顯示一個相應(yīng)的開度的數(shù)值，以顯示閥門的開度大?。粩?shù)字顯示儀表殼體7 采用中空的長方柱形，正面的中間設(shè)有一個開口，在開口上安裝透明蓋板8，可以看見顯示儀表殼體7內(nèi)安裝的LED顯示器5，可以由LED顯示器5顯示閥門開度的讀數(shù)，同時有輸出信號端輸出一個與閥門開度成一一對應(yīng)關(guān)系的Γ20πιΑ直流電流信號。在數(shù)字顯示儀表殼體7正面透明蓋板8的一側(cè)安裝有單位標(biāo)志4，單位為百分號(％)，以顯示的閥門的開度大小，顯示的開度數(shù)字和單位標(biāo)志4的單位就構(gòu)成了一個完整的讀數(shù)。由于數(shù)字LED顯示器 5的顯示窗口正對著透明蓋板8，因此可以清晰、方便地讀出顯示器上的讀數(shù)。 在數(shù)字顯示儀表殼體7的外周下方設(shè)有信號線電纜接頭3，信號線電纜外套管2固定安裝在信號線電纜接頭3上，信號線電纜外套管2用于送至控制室信號線1的連接，將本實施例仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥的輸出電流信號送至控制室DCS系統(tǒng)的控制站上。
數(shù)字顯示儀表采用兩線制進行信號傳輸，標(biāo)準(zhǔn)信號為Γ20 mA的直流電流信號，供電電壓為MV DC,特點是在無介質(zhì)情況下通過旋動手輪從而達到模仿實際手動調(diào)節(jié)閥的動作的目的，同時有相應(yīng)的電信號送至控制室操作站的工藝仿真軟件，以確保實現(xiàn)工藝生產(chǎn)過程的仿真運行，簡單、直觀、便于演示和操作訓(xùn)練。為了節(jié)約成本及加工方便，上述的透明蓋板8可以采用有機玻璃、塑膠等材料制成。如附圖1和2所示，在安裝時，將閥門的連接法蘭9與流體輸送管路或設(shè)備固定連接，將信號線1與DCS系統(tǒng)連接，在實訓(xùn)時，通過調(diào)節(jié)手動操作閥的手輪12，當(dāng)轉(zhuǎn)動手輪12 時其相應(yīng)的閥桿13、閥芯隨之上下移動，則將手輪12的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為閥桿(連接有閥芯) 13的上下直線位移；再通過數(shù)字顯示儀表殼體7內(nèi)的位移傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電路及和四位LED顯示器5，以顯示出仿真操作閥相應(yīng)的開度數(shù)值。位移傳感器是將閥芯的直線位移轉(zhuǎn)換為電信號，再有信號轉(zhuǎn)換器及驅(qū)動電路變換為Γ20πιΑ的直流電流信號輸出至仿真操作站(計算機)，實現(xiàn)仿真操作與運行訓(xùn)練，同時送至LED顯示器5以顯示閥門的開度大小，使得現(xiàn)場操作人員同時能直觀地看到閥門開度的大小，則有利于現(xiàn)場操作人員對生產(chǎn)過程的參數(shù)控制，從而使得無物料的仿真訓(xùn)練裝置更具有真實性。由于本發(fā)明在實訓(xùn)時無需通以實際的介質(zhì)就可以進行實訓(xùn)，因此對于維護保養(yǎng)非常有利；并且本發(fā)明采用的是LED數(shù)字顯示器，直接顯示數(shù)值，無需進行換算，讀數(shù)一目了然，形象生動。實訓(xùn)的成本較低，操作方便，無泄漏顧慮，具有很高的應(yīng)用價值。上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥，包括手動操作閥，其特征在于手動操作閥通過信號線連接數(shù)字顯示儀表；所述數(shù)字顯示儀表殼體內(nèi)有位移傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電路及四位LED顯示器。
2.如權(quán)利要求1所述的電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥，其特征在于手動操作閥為針形手動操作閥，包括手輪、閥體及連接法蘭，閥體內(nèi)有閥桿、閥芯，手輪連接閥桿。
3.如權(quán)利要求1所述的電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥，其特征在于數(shù)字顯示儀表殼體為中空的長方柱形，殼體的正面開有一長方形顯示窗口，窗口上固定透明蓋板，透明蓋板的上方安裝有儀表銘牌；所述數(shù)字顯示儀表的四位LED顯示器正對著透明蓋板；數(shù)字顯示儀表殼體下方還設(shè)有用于遠傳信號的信號線接頭。
全文摘要
本發(fā)明屬于教學(xué)教具技術(shù)領(lǐng)域，涉及應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)過程中仿真教學(xué)培訓(xùn)裝置的流體輸送管道上的電子式仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥。主要包括手動操作閥，其特征在于手動操作閥通過信號線連接數(shù)字顯示儀表；所述數(shù)字顯示儀表殼體內(nèi)有位移傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電路及四位LED顯示器。本發(fā)明不僅有手動操作閥模擬實際操作閥的功能，還有LED數(shù)字顯示其開度大小的變化，還能輸出一個與其開度大小成比例關(guān)系的直流電流信號至控制室控制站。具有操作方便、能遠傳、實用、顯示直觀、醒目、視角寬、視線遠，結(jié)構(gòu)緊湊合理、使用靈活、安全可靠，無“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，維護量小，維修費用低、壽命長等優(yōu)點，是理想的仿真連續(xù)可調(diào)手動操作閥。
文檔編號G09B25/02GK102436777SQ20111040426
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者張東海, 張泉, 秦補枝 申請人:南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院