專利名稱：一種機(jī)電一體化數(shù)控調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種機(jī)電一體化數(shù)控調(diào)壓器，它用在各種輸氣、液管路中，用于調(diào)節(jié)輸氣、液管路的輸送壓力，特別適用于石油化工以及實驗室等需要經(jīng)常調(diào)節(jié)其壓力值的地方。
現(xiàn)在在各種應(yīng)用領(lǐng)域所用的壓力調(diào)節(jié)器(俗稱減壓閥)多是彈簧式壓力調(diào)節(jié)器。使用一個壓縮彈簧頂住一個可動閥芯，在氣體或液體壓力的平衡作用下，閥芯有一定的開口量。通過開口量的節(jié)流減壓，保持輸出壓力值的衡定，而輸出壓力值的設(shè)定，是通過調(diào)節(jié)壓縮彈簧的預(yù)緊來實現(xiàn)的。由于彈簧預(yù)緊力是通過手工調(diào)節(jié)的，每次改變壓力值都必須重新調(diào)整，在需要經(jīng)常調(diào)節(jié)時，有較大的工作量，同時也不適應(yīng)自動化操作。此外，調(diào)整量與壓力的改變值不是線性關(guān)系，需要一定的技巧。
本實用新型的目的是發(fā)明一種機(jī)電一體化數(shù)控調(diào)壓器，它采用彈簧調(diào)壓器原理，使用機(jī)電一體化技術(shù)，可以通過數(shù)字控制改變調(diào)壓器的輸出壓力值，操作方便。
本實用新型如附


圖1所示，它有閥體1、閥芯2、壓縮彈簧3和調(diào)節(jié)壓縮彈簧3壓縮量的滑塊4，其特征在于在滑塊軸線上有螺紋，該螺紋與螺桿5相配，螺桿5上端連有大速比減速器6和數(shù)控電機(jī)7，在閥體1近旁有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面11，在閥體1出口裝有壓力傳感器12，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面11內(nèi)插有對數(shù)控電機(jī)7進(jìn)行控制的適配模塊8和連接于壓力傳感器12的測量適配模塊9，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)制介面6通過標(biāo)準(zhǔn)串行接口與可為其它測量控制系統(tǒng)所共有的中央控制計算機(jī)10相連。
本實用新型保持壓力的方法是當(dāng)輸出壓力降低時，閥芯2底面所受壓力減小，與壓縮彈簧3的壓力不平衡，在壓縮彈簧3的作用下，閥芯2下移使其進(jìn)口開度增加，節(jié)流壓差減小，輸出壓力恢復(fù)，重新保持與壓縮彈簧3的平衡。反之，當(dāng)輸出壓力升高時，閥芯2底面所受壓力增大，大于壓縮彈簧3的壓力，使閥芯2上移，從而使進(jìn)口開度減小，節(jié)流壓差增大，輸出壓力得以減小，重新保持與彈簧彈性力平衡。在需要調(diào)節(jié)輸出壓力時，中央控制計算機(jī)10通過標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口發(fā)出地址選通信號，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面11收到地址選通信號后，選通相應(yīng)的控制電機(jī)的適配模塊8。在需要增加輸出壓力時，中央控制計算機(jī)10發(fā)出電機(jī)正轉(zhuǎn)信號，由適配模塊7鎖存并控制數(shù)控電機(jī)7正轉(zhuǎn)。在適配模塊8鎖存后，中央控制計算機(jī)10發(fā)出新的地址選通信號，通過標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面11選通測量適配模塊9，測量適配模塊9不斷把壓力傳感器12測得的輸出壓力值經(jīng)A／D變換后送回中央控制計算機(jī)10，通過中央控制計算機(jī)10的處理與要求調(diào)整值比較，在滿足需要后，重新發(fā)出選通適配模塊8的地址選通信號，選通適配模塊8，給出電機(jī)停轉(zhuǎn)信號，通過適配模塊8控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。由于在調(diào)節(jié)過程中，數(shù)控電機(jī)7正向轉(zhuǎn)動時，通過減速器6帶動螺桿5正向轉(zhuǎn)動，使滑塊4向下移動，增加壓縮彈簧3的預(yù)壓力，從而增大了本實用新型輸出口邊的設(shè)定壓力。反之，在需要降低本實用新型輸出口邊的設(shè)定壓力時，中央控制計算機(jī)10與控制增壓過程相仿，只是把控制數(shù)控電機(jī)7正轉(zhuǎn)改為控制其反轉(zhuǎn)，螺桿5帶動滑塊4向上移動，減小了壓縮彈簧的預(yù)緊壓力，使輸出口壓力降低。
本實用新型使用中央控制計算機(jī)加標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面這種機(jī)電一體化的方法，可以通過數(shù)字化技術(shù)對其進(jìn)行壓力的調(diào)節(jié)控制，從而解決了人工調(diào)定的操作困難問題。在調(diào)節(jié)過程中，通過直接測量輸出口的壓力值進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，也解決了輸出壓力與滑塊位移的非線性問題。由于壓力傳感器的測量精度很高，因此本實用新型有較高的設(shè)定精度。
在本實用新型中，用于直接調(diào)節(jié)壓力的閥芯2、閥體1與普通彈簧式壓力調(diào)節(jié)閥一樣，可以使用現(xiàn)有調(diào)節(jié)閥進(jìn)行改型設(shè)計或直接改造。可以使用如本實用新型附
圖1所給出的移動閥芯的形式。其閥芯也可以是變形薄膜形式。
在本實用新型中，減速器6可以使用多級普通減速器，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?zhí)枮镃N91103847的“一種大速比差動減速器”，有很大的減速比和很小的體積。在本實用新型中的數(shù)控電機(jī)7，可以使用普通的步進(jìn)電機(jī)，但為簡化電機(jī)控制與驅(qū)動系統(tǒng)，也可以采用用稀土永磁材料做轉(zhuǎn)子的交流同步電動機(jī)。如使用變頻電源進(jìn)行驅(qū)動，可以通過調(diào)整變頻電源的頻率來調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，例如專利號為CN89209067的專利。或使用以霍爾元件為無機(jī)械接觸同步換向控制器的檢測元件的隨機(jī)同軸換向電動機(jī)，例如專利號為CN89215098的專利。和普通直流電機(jī)一樣，可以通過輸入電壓控制電機(jī)工作工況，也可以用數(shù)控方法對其控制。采用稀土材料的永磁轉(zhuǎn)子，可以比感應(yīng)電機(jī)有更大的起動力矩，制造簡單。本實用新型還可以把電機(jī)與減速器做成一個整體，例如專利申請?zhí)枮镃N91103795的“一種差動減速電動伺服單元”的專利，有更小的組合結(jié)構(gòu)尺寸。
在本發(fā)明中，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面11可以選用美國ME公司(MECHATRONICEQUIPMENT INC.)的I／O K 32，或是美國OPTO 22公司的PB16AH，適配模塊8和9可以選用美國OPTO 22公司的OAC5和AD3模塊。中央控制計算機(jī)10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)控調(diào)壓器，它有閥體1、閥芯2、壓縮彈簧3和調(diào)節(jié)壓縮彈簧3壓縮量的滑塊4，其特征在于在滑塊軸線上有螺紋，該螺紋與螺桿5相配，螺桿5上端連有大速比減速器6和數(shù)控電機(jī)7，在閥體1近旁有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面11，在閥體1出口裝有壓力傳感器12，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面11內(nèi)插有對數(shù)控電機(jī)7進(jìn)行控制的適配模塊8和連接于壓力傳感器12的測量適配模塊9，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)制介面6通過標(biāo)準(zhǔn)串行接口與可為其它測量控制系統(tǒng)所共有的中央控制計算機(jī)10相連。
專利摘要一種機(jī)電一體化數(shù)控調(diào)壓器，它用在各種輸氣、液管路中。它有閥體、閥芯、壓縮彈簧和滑塊，其特征在于有螺桿與滑塊相配，在螺桿上端連有大速比減速器和數(shù)控電機(jī)，在閥體近旁有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面，在閥體出口裝有壓力傳感器，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面內(nèi)插有控制數(shù)控電機(jī)和壓力傳感器的適配模塊，有與標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面相連的中央控制計算機(jī)。由于使用機(jī)電一體化的方法，通過數(shù)字進(jìn)行自動操作，使操作簡便，控制精度較高。
文檔編號F16K31/04GK2112054SQ91232099
公開日1992年8月5日 申請日期1991年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月20日
發(fā)明者石行 申請人:北京西城區(qū)新開通用試驗廠