專利名稱：一種機(jī)電一體化數(shù)控針形閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種機(jī)電一體化數(shù)控針形閥，它用于各種化工、地質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，特別是各種自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備中。
在化工以及地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室中，為模擬各種生產(chǎn)及地質(zhì)條件，尋找最佳化工參數(shù)，要使用各種針形閥對(duì)各種加入或輸出的液體或氣體進(jìn)行控制。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程中，各個(gè)閥門需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整?，F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中所用的多是手動(dòng)針形閥，它由人工調(diào)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)人員通過觀測各種測量顯示，手動(dòng)調(diào)節(jié)。這一方面需要操作人員有很熟練的操作技巧，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易產(chǎn)生操作失誤，另一方面，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)測量設(shè)備多是數(shù)字化、機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，而閥門控制還使用人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，已成為整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)施自動(dòng)化的瓶頸問題。
本實(shí)用新型的目的是發(fā)明一種機(jī)電一體化數(shù)控針形閥，采用機(jī)電一體化技術(shù)與其它測控設(shè)備相連，可以通過數(shù)字控制改變閥門的開度值，操作方便。
本實(shí)用新型如附


圖1所示，它有閥體1、閥芯2、其特征在于閥芯2上端連有大速比減速器3和數(shù)控電機(jī)4，有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面5，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面5中插有與數(shù)控電機(jī)4相連并對(duì)其進(jìn)行控制的適配模塊6，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面5通過標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口與可與其它測控設(shè)備共有的中央控制計(jì)算機(jī)7相連。
本實(shí)用新型在使用時(shí)，通過中央控制計(jì)算機(jī)7與其它測控設(shè)備相連。在中央控制計(jì)算機(jī)7采集整個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)后，通過軟件設(shè)置計(jì)算，得到本實(shí)用新型的閥門開度調(diào)整值。調(diào)整時(shí)，中央控制計(jì)算機(jī)7通過標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口發(fā)出地址選通信號(hào)，通過標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面5選通適配模塊6，然后計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)使數(shù)控電機(jī)4正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，使閥門開度增加或減小。閥門開度的變化量可以通過中央控制計(jì)算機(jī)7的定時(shí)中斷控制來實(shí)現(xiàn)。由于數(shù)控電機(jī)4的轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)閥門移動(dòng)量參數(shù)可以事先存入中央控制計(jì)算機(jī)7，由計(jì)算機(jī)解算出電機(jī)通電的時(shí)間，通過控制數(shù)控電機(jī)4的通電時(shí)間得到開度調(diào)整值。閥門開度變化量的控制，也可以采用反饋控制方法，在中央控制計(jì)算機(jī)控制本實(shí)用新型中的數(shù)控電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)后，通過測量其它參數(shù)(如反應(yīng)溫度、壓力或輸出流量等)是否達(dá)到要求來控制數(shù)控電機(jī)4的停止。
本實(shí)用新型采用中央控制計(jì)算機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面加執(zhí)行機(jī)構(gòu)這種機(jī)電一體化形式，可以通過計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)對(duì)針形閥的開度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，特別是可以和其它測控設(shè)備連為一體，使用測量參數(shù)進(jìn)行反饋控制，能得到較高的控制精度和較快的響應(yīng)速度。使用電力驅(qū)動(dòng)，操作方便。
在本實(shí)用新型中，為簡化結(jié)構(gòu)，也可以省去標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面5和中央控制計(jì)算機(jī)7，將適配模塊6改為一個(gè)手控電機(jī)4正反轉(zhuǎn)的電路開關(guān)。
本實(shí)用新型中所采用的數(shù)控電機(jī)4可以使用小型儀表交流電動(dòng)機(jī)，如杭州儀表電機(jī)廠生產(chǎn)低速同步電機(jī)系列。為實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，可以使用兩個(gè)轉(zhuǎn)向不同的電機(jī)串接，通過不同的電機(jī)通電達(dá)到正反向控制的目的。本實(shí)用新型的電機(jī)也可以使用小型直流電機(jī)，有較大的起動(dòng)力矩，通過電源極性的改變，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向改變。還可以使用用稀土永磁材料做轉(zhuǎn)子的交流同步電動(dòng)機(jī)，用變頻電源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過調(diào)整變頻電源的相位關(guān)系來調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)向，例如專利號(hào)為CN89209067的專利。
在本實(shí)用新型中，減速器3可以使用多級(jí)普通減速器，也可以使用諧波齒輪減速器，有較大的減速比。還可以使用如專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N91103847的“一種大速比差動(dòng)減速器”，有很大的減速比和很小的體積。本實(shí)用新型還可以把電機(jī)與減速器做成一個(gè)整體，例如專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N91103795的“一種差動(dòng)減速電動(dòng)伺服單元”的專利，有更小的組合結(jié)構(gòu)尺寸。
在本實(shí)用新型中，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面5可以選用美國ME公司(MECHATRONICEQUIPENT INC.)的I／O K32，或是美國OPTO 22公司的PB16AH，適配模塊6可以選用美國OPTO 22公司的OAC5模塊。中央控制計(jì)算機(jī)7可以選用美國OPTO 22公司的LC4控制器，也可以選用ME公司的PCS－1工業(yè)過程工作站。
權(quán)利要求1.一種機(jī)電一體化數(shù)控針形閥，它有閥體1、閥芯2，其特征在于閥芯2上端連有大速比減速器3和數(shù)控電機(jī)4，有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面5，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面5中插有與數(shù)控電機(jī)4相連并對(duì)其進(jìn)行控制的適配模塊6，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面5通過標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口與可與其它測控設(shè)備共有的中央控制計(jì)算機(jī)7相連。
專利摘要一種機(jī)電一體化數(shù)控針形閥，它用于各種化工、地質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，特別是各種自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備中。它有閥體、針形閥芯，其特征在于閥芯上端連有大速比減速器和數(shù)控電機(jī)，有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面，并在其中插有對(duì)數(shù)控電機(jī)進(jìn)行控制的適配模塊，控制介面通過標(biāo)準(zhǔn)串口與可共有的中央控制計(jì)算機(jī)相連。由于采用了中央控制計(jì)算機(jī)和控制介面加執(zhí)行元件這種機(jī)電一體化形式，可以通過自動(dòng)控制的方法改變閥門的開度值，操作方便。
文檔編號(hào)F16K31/00GK2108836SQ9123206
公開日1992年7月1日 申請(qǐng)日期1991年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月20日
發(fā)明者石行 申請(qǐng)人:北京市西城區(qū)新開通用試驗(yàn)廠