一種采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，包括內(nèi)設有流通通道和開啟或關閉流通通道的啟閉件的閥體、驅(qū)動裝置，閥體中還設有閥桿，驅(qū)動裝置與啟閉件聯(lián)動連接，驅(qū)動裝置包括活塞缸，活塞缸中設有活塞、以及與活塞聯(lián)動連接的活塞桿，活塞桿通過撥叉與閥桿聯(lián)動連接，還包括控制驅(qū)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，伺服閥包括與閥桿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回轉(zhuǎn)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(fā)明通過采用伺服閥控制驅(qū)動裝置可以非常精確的調(diào)節(jié)和控制閥門的啟閉角度。
【專利說明】—種采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種閥門，尤其是一種采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)對于自動化要求的不斷提高，閥門越來越多得采用自動控制。如球閥、蝶閥、旋塞閥等90°旋轉(zhuǎn)開關的閥門通常采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，如當閥門用于系統(tǒng)工況參數(shù)如壓力、流量等的調(diào)節(jié)和控制時，則通常會在閥門的驅(qū)動裝置上安裝定位器，通過閥門出口端的系統(tǒng)工況參數(shù)的反饋來調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的開度，達到調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)工況參數(shù)的目的。閥門的驅(qū)動裝置根據(jù)閥門出口端的系統(tǒng)工況參數(shù)的反饋信號來不斷調(diào)節(jié)閥門的開度，然而由于氣動裝置或液動裝置對閥門開度的調(diào)節(jié)和控制不夠精確，不能確保精確地控制系統(tǒng)工況參數(shù)，而且容易引起閥門及系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，該閥門通過伺服閥控制驅(qū)動裝置可以精確地調(diào)節(jié)和控制閥門的啟閉角度。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，包括閥體、驅(qū)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桿，驅(qū)動裝置與啟閉件聯(lián)動連接，驅(qū)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(lián)動連接的活塞桿，活塞桿通過撥叉與閥桿聯(lián)動連接，其特征在于:還包括控制驅(qū)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桿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回轉(zhuǎn)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(tǒng)指令時，將發(fā)出信號驅(qū)動伺服閥的動力裝置運動并帶動回轉(zhuǎn)閥芯同步運動，伺服閥與壓力源裝置連通，介質(zhì)壓力通過伺服閥與活塞缸連接并驅(qū)動活塞運動，活塞通過撥叉帶動閥桿轉(zhuǎn)動，閥桿帶動閥套運動，隨著閥桿的轉(zhuǎn)動，伺服閥的閥口開度減小，當伺服閥的閥套與回轉(zhuǎn)閥芯的角度一致時，伺服閥與壓力源裝置的連通關閉，驅(qū)動裝置的活塞運動停止，閥桿也停止轉(zhuǎn)動；通過信號控制裝置與伺服閥的聯(lián)機來控制驅(qū)動裝置驅(qū)動啟閉件的開啟或關閉，操作更精確。
[0006]作為本發(fā)明的進一步設置，所述閥桿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并通過脈沖信號將所述閥桿的轉(zhuǎn)動角度數(shù)據(jù)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采集閥桿的轉(zhuǎn)動角度，將該角度變化及時反饋到信號控制裝置，便于閥桿轉(zhuǎn)動角度的實時更新、實時監(jiān)控和調(diào)整閥門的開啟角度，使得驅(qū)動裝置可以更精確地調(diào)節(jié)和控制閥門開度。
[0008]作為本發(fā)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(shù)字干擾，使得信號更強、信號傳輸更準確。
[0010]作為本發(fā)明的進一步設置，所述驅(qū)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桿連接，活塞桿的一端與所述第一活塞固接，活塞桿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桿聯(lián)動連接，閥桿穿過基座并與撥叉連接，活塞桿的軸向往復運動通過撥叉轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動閥桿轉(zhuǎn)動，上述結構使得該驅(qū)動裝置的驅(qū)動閥桿運動更穩(wěn)定。
[0012]作為本發(fā)明的進一步設置，所述閥體朝向所述驅(qū)動裝置的一端固設有托臺，所述驅(qū)動裝置的基座安置于所述托臺上。
[0013]上述結構中，閥體上通過托臺與驅(qū)動裝置連接，該托臺可以起到承托驅(qū)動裝置，并增大其與閥體連接處的接觸面積，使其可以穩(wěn)定安置于閥體上方。
[0014]作為本發(fā)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(zhì)壓力驅(qū)動活塞做軸向運動從而驅(qū)動閥桿的旋轉(zhuǎn)，單缸結構的活塞缸結構簡單，體積小。
[0016]作為本發(fā)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(zhì)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，并通過活塞桿達到同步的軸向運動，使其運動更穩(wěn)定，驅(qū)動閥桿旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力更大。
[0018]作為本發(fā)明的進一步設置，所述信號控制裝置采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(zhuǎn)，并通過脈沖信號的數(shù)量來控制步進電機的旋轉(zhuǎn)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(fā)明作進一步描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖1為本發(fā)明具體實施例雙缸結構的閥門結構示意圖；
附圖2為本發(fā)明具體實施例單缸結構的閥門結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0022]本發(fā)明的具體實施例如圖1-2所示是采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，包括閥體1、驅(qū)動裝置4、控制驅(qū)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固定連接的閥桿3，驅(qū)動裝置4與啟閉件2聯(lián)動連接，驅(qū)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(lián)動連接的活塞桿43，活塞桿43通過撥叉44與閥桿3聯(lián)動連接，活塞桿43的軸向運動通過撥叉44轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動閥桿3轉(zhuǎn)動，伺服閥6包括與閥桿3固定連接且同步運動的閥套61，閥套61中設有與電機7連接且同步運動的回轉(zhuǎn)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]上述閥桿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連接并通過脈沖信號將閥桿3的轉(zhuǎn)動角度數(shù)據(jù)反饋到信號控制裝置8。角位移傳感器5可以實時采集閥桿3的轉(zhuǎn)動角度，將該角度變化及時反饋到信號控制裝置8，便于閥桿3轉(zhuǎn)動角度的實時更新、實時監(jiān)控和調(diào)整閥門的開啟角度，使得驅(qū)動裝置4可以更精確地調(diào)節(jié)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(shù)字干擾，使得信號更強、信號傳輸更準確。
[0025]上述驅(qū)動裝置4中的活塞缸41優(yōu)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通過活塞桿43連接，活塞桿43的一端與第一活塞421固接,活塞桿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桿43聯(lián)動連接，閥桿3穿過基座413并與撥叉44連接，活塞桿43的軸向往復運動通過撥叉44轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動閥桿43轉(zhuǎn)動，上述結構使得該驅(qū)動裝置4的驅(qū)動閥桿3運動更穩(wěn)定。
[0026]上述閥體I朝向驅(qū)動裝置4的一端固設有托臺12，驅(qū)動裝置4的基座413安置于托臺12上。閥體I上通過托臺12與驅(qū)動裝置4連接，該托臺12可以起到承托驅(qū)動裝置4的作用，并增大其與閥體I連接處的接觸面積，使其可以穩(wěn)定安置于閥體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?；钊?1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(zhì)壓力驅(qū)動活塞42做軸向運動從而驅(qū)動閥桿3的旋轉(zhuǎn)，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(zhì)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，并通過活塞桿43達到同步的軸向運動，使其運動更穩(wěn)定，驅(qū)動閥桿3旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力更大。
[0029]上述信號控制裝置8采用可編程邏輯控制器即PLC來控制電機7的旋轉(zhuǎn)，并通過脈沖信號的數(shù)量來控制步進電機7的旋轉(zhuǎn)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(jù)接收的系統(tǒng)參數(shù)來發(fā)出控制脈沖，每一個脈沖信號對應相同的閥桿3旋轉(zhuǎn)角度，脈沖信號的數(shù)量可以設置的很大，因此每一個脈沖信號對應很小的閥桿3旋轉(zhuǎn)角度，因此，采用伺服閥6控制驅(qū)動裝置4可以非常精確的調(diào)節(jié)和控制閥門的啟閉角度。
[0030]本發(fā)明的工作原理如下:介質(zhì)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(qū)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(qū)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(zhì)回收箱相連。當信號控制裝置8 (PLC)接收到用戶或系統(tǒng)指令時，發(fā)出脈沖信號并通過信號放大器9將信號放大增強后驅(qū)動步進電機7旋轉(zhuǎn)，電機7帶動回轉(zhuǎn)閥芯62同步轉(zhuǎn)動，并通過脈沖數(shù)量來控制步進電機7的旋轉(zhuǎn)角度即通過脈沖數(shù)量控制回轉(zhuǎn)閥芯62的旋轉(zhuǎn)角度。
[0031]當伺服閥6的回轉(zhuǎn)閥芯62逆時針轉(zhuǎn)動時，伺服閥6的進口端A與第二連接口 B連通，介質(zhì)壓力從壓力源裝置10經(jīng)過進口端A和第二連接口 B進入到驅(qū)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(qū)動裝置4中位于第一活塞缸411第一腔411a中的介質(zhì)以及位于第二活塞缸412第一腔412a中的介質(zhì)分別通過第一連接口 C與出口端D排放到回收箱。此時，活塞桿43和活塞42在介質(zhì)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及活塞桿43將帶動閥桿3做逆時針旋轉(zhuǎn)，隨著閥桿3的轉(zhuǎn)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(qū)動裝置4的壓力源進出口通道被切斷，驅(qū)動裝置4的活塞42停止運動，閥桿3也停止轉(zhuǎn)動。上述壓力源可以是液態(tài)壓力也可以是氣態(tài)壓力。
[0032]當伺服閥6的回轉(zhuǎn)閥芯62順時針轉(zhuǎn)動時，伺服閥6的進口端A與第一連接口 C連通，介質(zhì)壓力從壓力源裝置10經(jīng)過進口端A和第一連接口 C進入到驅(qū)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(qū)動裝置4中位于第一活塞缸411的第二腔411b中的介質(zhì)以及位于第二活塞缸412的第二腔412b中的介質(zhì)分別通過第二連接口 B與出口端D排放到回收箱。此時，活塞桿43和活塞42在介質(zhì)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及活塞桿43將帶動閥桿3做順時針旋轉(zhuǎn)，隨著閥桿3的轉(zhuǎn)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(qū)動裝置4的壓力進出口通道被切斷，驅(qū)動裝置4的活塞42停止運動，閥桿3也停止轉(zhuǎn)動。
【權利要求】
1.一種采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，包括閥體、驅(qū)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桿，驅(qū)動裝置與啟閉件聯(lián)動連接，驅(qū)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(lián)動連接的活塞桿，活塞桿通過撥叉與閥桿聯(lián)動連接，其特征在于:還包括控制驅(qū)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桿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回轉(zhuǎn)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(jù)權利要求1所述的采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，其特征在于:所述閥桿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并通過脈沖信號將所述閥桿的轉(zhuǎn)動角度數(shù)據(jù)反饋到所述信號控制裝置。
3.根據(jù)權利要求2所述的采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，其特征在于: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(jù)權利要求1所述的采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，其特征在于:所述驅(qū)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桿連接，活塞桿的一端與所述第一活塞固接，活塞桿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(jù)權利要求4所述的采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，其特征在于:所述閥體朝向所述驅(qū)動裝置的一端固設有托臺，所述驅(qū)動裝置的基座安置于所述托臺上。
6.根據(jù)權利要求1所述的采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，其特征在于: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(jù)權利要求4所述的采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，其特征在于: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(jù)權利要求1所述的采用伺服閥控制驅(qū)動裝置的閥門，其特征在于:所述信號控制裝置采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(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】邱曉來, 林潔, 王漢洲, 王云達, 潘興芳, 胡建倫 申請人:超達閥門集團股份有限公司