專利名稱：一種氣體流量切換的集中控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體控制裝置，特別涉及一種氣體流量切換的集中控制裝置。
背景技術(shù)：
在氣動自動控制技術(shù)中，通常使用電動控制節(jié)流閥或溢流閥進(jìn)行集中式氣體流量轉(zhuǎn)換的自動控制。當(dāng)需要進(jìn)行指定流量的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換控制時(shí)，則一般必須采用“PID”或“模糊”控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)流量的定點(diǎn)調(diào)節(jié)。這就使得控制復(fù)雜，流量點(diǎn)的轉(zhuǎn)換會有時(shí)間延遲，還需要有一定能力的技術(shù)人員才能完成。在小流量氣路且流量點(diǎn)較少的控制系統(tǒng)中，其性價(jià)比很差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種易于實(shí)現(xiàn)的四流量點(diǎn)開關(guān)式節(jié)流與溢流方式并用的流量切換集中控制裝置以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)之不足。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種氣體流量切換的集中控制裝置，其特征在于包括節(jié)流式流量轉(zhuǎn)換閥組I，溢流調(diào)節(jié)閥組II和驅(qū)動機(jī)構(gòu)III ；節(jié)流式流量轉(zhuǎn)換閥組包括四位五通球閥1，兩位兩通球閥2、3、4，孔板節(jié)流件5和由管路連接件連接成的外接口 A、B、C ； 溢流調(diào)節(jié)閥組II包括四位五通球閥6，兩位兩通球閥7、8，孔板節(jié)流件9和由管路連接件連接成的外接口 D ；外接口 C和D通過管E連通；驅(qū)動機(jī)構(gòu)III包括基座10和帶減速器交流電機(jī)11 ；四位五通球閥1的閥體Ia和四位五通球閥6的閥體6a都整體安裝在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的基座10上；驅(qū)動機(jī)構(gòu)III的主動輪16嚙合并驅(qū)動從動輪17a、17b，從動輪17a、17b的從動輪軸 18a、18b分別連接并驅(qū)動四位五通球閥1和四位五通球閥6 ；在從動輪17a、17b上設(shè)置有永磁體20a、20b，在基座10上與永磁體20a、20b相適應(yīng)位置有磁電傳感器2la、2lb。所述的一種氣體流量切換的集中控制裝置，其特征在于主動輪軸15上設(shè)置有反向超越離合器，反向超越離合器包括主動輪盤13和從動輪盤14，主動輪盤13端面齒與從動輪盤14端面齒配合。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明通過“開關(guān)量”對驅(qū)動機(jī)構(gòu)電機(jī)進(jìn)行控制，通過對位置傳感器的“開關(guān)量”的檢測，即可實(shí)現(xiàn)預(yù)先調(diào)定的不同流量的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，以供系統(tǒng)聯(lián)機(jī)自動控制使用；如果使用手柄對驅(qū)動機(jī)構(gòu)主動輪軸逆電機(jī)運(yùn)行方向回轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)預(yù)先調(diào)定的不同流量的手動集中操作轉(zhuǎn)換，以供系統(tǒng)調(diào)試使用，本發(fā)明采用節(jié)流與溢流配合的流量調(diào)節(jié)方式既可擴(kuò)大流量調(diào)節(jié)范圍又可在一定范圍內(nèi)控制節(jié)流背壓；本發(fā)明不涉及復(fù)雜控制技術(shù)，性/價(jià)比較好，特別適合流量轉(zhuǎn)換點(diǎn)不多、要求一定準(zhǔn)確度流量的中小流量氣路的流量轉(zhuǎn)換控制與操作。本發(fā)明采用球閥作為流體回路轉(zhuǎn)換及溢流調(diào)節(jié)開關(guān)，對有泄漏率要求的控制回路具有更顯著的效果，很適合用于需要少數(shù)流量點(diǎn)轉(zhuǎn)換的氣路的末端控制流量。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)前視示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)后視示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的節(jié)流式流量轉(zhuǎn)換閥組I的示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的四位五通球閥1的示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的溢流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)II的示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的四位五通球閥6的示意圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例的驅(qū)動機(jī)構(gòu)III與反向超越離合器的示意圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例的氣路原理圖。下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例四位五通球閥1為“1入4出”結(jié)構(gòu)，兩位兩通球閥2、3與孔板節(jié)流件5分別與四位五通球閥1的3個輸出口連接用于流量的節(jié)流調(diào)節(jié)；兩位兩通球閥4與四位五通球閥1的所有輸出口皆相通，用于流量的總量溢流調(diào)節(jié)；四位五通球閥1前端設(shè)計(jì)有“一”字型鍵與十字滑塊聯(lián)軸器19a配合，可隨從動輪17a轉(zhuǎn)動；當(dāng)本裝置用于負(fù)壓(吸入大氣)工作時(shí)在兩位兩通球閥2、3、4入(出)口處安裝有過濾罩。溢流調(diào)節(jié)閥組II的四位五通球閥6被驅(qū)動機(jī)構(gòu)III的從動輪17b帶動實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動；兩個兩位兩通球閥7、8與孔板節(jié)流件9分別與四位五通球閥6的3個輸出口連接實(shí)現(xiàn)三組流量的溢流調(diào)節(jié)；當(dāng)本裝置用于負(fù)壓(吸入大氣)工作時(shí)在兩位兩通球閥7、8入(出)口處安裝有過濾罩。在基座10上安裝一個小型交流電機(jī)作11為驅(qū)動源，通過反向超越離合器與主動輪軸15連接；主動輪16左右兩側(cè)嚙合兩組從動輪17a、17b，從動輪軸17a、17b上裝有十字滑塊聯(lián)軸器19a、另一個聯(lián)軸器(對稱的另一個聯(lián)軸器在圖中沒有剖出)連接四位五通球閥 1和6 ；從動輪17a、17b的輪殼內(nèi)側(cè)面安裝有帶隔磁套的永磁體20a、20b，在永磁體20a、20b 對應(yīng)的基體10部位的法蘭盤上安裝有磁電傳感器21a、21b，磁電傳感器21a、21b每組數(shù)量為4個，且在圓周上成90°安裝。永磁體20a、20b對磁電傳感器21a、21b觸發(fā)提供四位五通球閥1和6的轉(zhuǎn)動位置信號，每四分之一轉(zhuǎn)同時(shí)觸發(fā)磁電傳感器21a、21b —次，輸出一個開關(guān)(電平)量。四位五通球閥1和6包括閥體la、6a，閥芯IbAb以及球面密封連接堵頭；閥體la、 6a為正方體與圓柱體組合體，一個圓孔沿圓柱體軸心線貫穿圓柱體與正方體，在正方體與圓柱體平行的4個面上鉆有垂直通孔；閥芯lb、6b為一中部成球形的圓柱體，閥芯lb、6b心部有一“ Γ ”字形孔，從球的中部球頂致球心再垂直向圓柱體一端穿透柱體中心，閥芯lb、 6b圓柱體的另一端頭有“一”字形鍵與十字滑塊聯(lián)軸器19a、另一個聯(lián)軸器配合；球面密封連接堵頭分別安裝在閥體的5個孔(1A、IB、1C、ID、IE和6A、6B、6C、6D、6E)上，里端通過密封件與閥芯lb、6b貼合形成密封，外端有螺紋用于回路管道的連接；閥芯lb、6b園柱體一端連接氣源，閥體1、6正方體上的4個孔分別與流量的節(jié)流調(diào)節(jié)或流量的溢流調(diào)節(jié)部分連接。反向超越離合器是包括同軸的兩個具有端面齒的主動輪盤13和從動輪盤14。主動輪盤13滑動配合在電機(jī)11減速器的輸出軸上，其背面安裝有軸向壓縮彈簧12使主動輪盤13齒面與從動輪盤14齒面貼合；主動輪盤13和從動輪盤14的齒形沿圓周展開面為“
”形，主動輪盤13和從動輪盤14輪齒相對反向嚙合；當(dāng)電機(jī)11帶動主動輪盤13順向轉(zhuǎn)動時(shí)，主動輪盤13和從動輪盤14 "C^3"形齒的直角短邊嚙合，從動輪盤14能被主動輪盤13帶動；當(dāng)手動逆向轉(zhuǎn)動從動輪軸18a、18b時(shí)，主動輪盤13和從動輪盤14 “Γ:::、”形齒的斜邊貼合轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生軸向推力壓縮主動輪盤13后端面的彈簧12，主動輪盤13沿電機(jī) 11減速器輸出軸軸向滑動退讓，實(shí)現(xiàn)傳動分離。主傳動軸15的一端順次安裝主傳動輪16、指示盤22，主傳動軸15的前端頭為手柄連接用六方頭，主傳動軸15由兩組滾動軸承支撐在機(jī)座安裝孔中；從動輪17a、17b及從動輪軸18a、18b由滾動軸承支撐在機(jī)座的另兩個安裝孔中，且左右兩側(cè)與主動輪16嚙合， 兩組從動軸18a、18b通過其軸端的十字滑塊聯(lián)軸器19a、另一個聯(lián)軸器傳遞動力。本發(fā)明的節(jié)流式流量轉(zhuǎn)換閥組I與溢流調(diào)節(jié)閥組II安裝到驅(qū)動機(jī)構(gòu)III的基座10 上后，通過管E將接口 C與接口 D連接，使流量轉(zhuǎn)換閥組I與溢流調(diào)節(jié)閥組II被連接在同一氣路中，接口 A與B為整個裝置的外接口。本發(fā)明組裝完成后的氣路原理圖中1的四個閥標(biāo)
記從下至上依次對應(yīng)四位五通球閥1的1B、1C、1D、1E。閥芯Ib每轉(zhuǎn)90°時(shí)，接口
IA- IB、IA-1C、IA- ID、IA-IE順次成接通狀態(tài)；氣路原理圖中的四個閥標(biāo)記從
上至下依次對應(yīng)四位五通球閥6的1B、1C、1D、1E接口，閥芯6b每轉(zhuǎn)90°時(shí)，接口 6A—6B、 6A—6C、6A—6D、6A—6E順次成接通狀態(tài)；氣路原理圖中2、3、4、5、7、8、9分別與同號兩位兩通球閥和孔板節(jié)流件對應(yīng)。自動控制方式。A 口為氣路入口，B 口為氣路出口。初始狀態(tài)。第一種工作流量。設(shè)初始狀態(tài)為節(jié)流式流量轉(zhuǎn)換閥組I閥芯Ib處于使接口 IA—IB接通位置，溢流調(diào)節(jié)閥組II閥芯乩處于使接口 6A—6B接通位置，于是當(dāng)氣流從A 口進(jìn)入本發(fā)明裝置時(shí)， 通過k— IF— IB— IA后，在端口 D被阻斷，部分氣流從兩位兩通球閥4溢流，主氣流從B 口輸出，氣路在設(shè)定的第一種流量下工作；此時(shí)永磁體20a、20b分別處于觸發(fā)第一個磁電傳感器21a、21b的位置，可分別向系統(tǒng)輸出閥組I與閥組II當(dāng)前的工位信號。第二種工作流量轉(zhuǎn)換。啟動電機(jī)11使主動輪16逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，從動輪17a、17b通過從動軸18a、18b 帶動閥芯Ib與閥芯6b同步順時(shí)針回轉(zhuǎn)90°于是當(dāng)氣流從A 口進(jìn)入本發(fā)明裝置流量轉(zhuǎn)換閥組I通過A—兩位兩通球閥3節(jié)流一IC一IA到達(dá)C 口，部分氣流被兩位兩通球閥4溢流；部分氣流經(jīng)管E從D 口流向閥組II，經(jīng)6A—6C到溢流孔板9，在此溢流；主氣流從B 口輸出。 此時(shí)系統(tǒng)檢測到永磁體20a、20b分別處于觸發(fā)第二個磁電傳感器21a、21b的輸出信號，令電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，氣路在設(shè)定的第二種流量下工作。第三種工作流量轉(zhuǎn)換。再啟動電機(jī)11使主動輪16逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，從動輪17a、17b通過從動軸18a、 18b帶動閥芯Ib與閥芯6b同步順時(shí)針回轉(zhuǎn)90°于是當(dāng)氣流從A 口進(jìn)入本發(fā)明裝置流量轉(zhuǎn)換閥組I通過A—兩位兩通球閥2節(jié)流一 ID— IA到達(dá)C 口，部分氣流被兩位兩通球閥4溢流；部分氣流經(jīng)管E從D 口流向閥組II，經(jīng)6A— 6D到兩位兩通球閥8，在此溢流；主氣流從 B 口輸出。此時(shí)系統(tǒng)檢測到永磁體20a、20b分別處于觸發(fā)第三個磁電傳感器21a、21b的輸
5出信號，令電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，氣路在設(shè)定的第三種流量下工作。繼續(xù)啟動電機(jī)11使主動輪16再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，從動輪17a、17b通過從動軸 18a、18b帶動閥芯Ib與閥芯6b同步順時(shí)針回轉(zhuǎn)90°于是當(dāng)氣流從A 口進(jìn)入本發(fā)明裝置流量轉(zhuǎn)換閥組I通過A—兩位兩通球閥5節(jié)流一 IE— IA到達(dá)C 口，部分氣流被兩位兩通球閥 4溢流；部分氣流經(jīng)管E從D 口流向閥組II，經(jīng)6A—6E到兩位兩通球閥7，在此溢流；主氣流從B 口輸出。此時(shí)系統(tǒng)檢測到永磁體20a、20b分別處于觸發(fā)第四個磁電傳感器21a、21b 的輸出信號，令電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，氣路在設(shè)定的第四種流量下工作。機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動90°氣路回復(fù)初始狀態(tài)。手動集中操作方式。手動操作時(shí)，使用手柄順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動主動輪軸15，固定在主動輪軸端的超越離合器從輪盤14與主動輪盤13的端齒斜面貼合打滑，主動輪16脫離電機(jī)減速器回轉(zhuǎn)。主動輪每轉(zhuǎn)90°得到一個流量設(shè)定點(diǎn)，其順序與上述自動控制流量點(diǎn)相反；手動操作位置由指示盤22上的標(biāo)志指示。
權(quán)利要求
1.一種氣體流量切換的集中控制裝置，其特征在于包括節(jié)流式流量轉(zhuǎn)換閥組(I )， 溢流調(diào)節(jié)閥組(II )和驅(qū)動機(jī)構(gòu)(III)；節(jié)流式流量轉(zhuǎn)換閥組包括四位五通球閥(1)，兩位兩通球閥(2)、(3)、(4)，孔板節(jié)流件(5)和由管路連接件連接成的外接口(A)、(B)、(C)；溢流調(diào)節(jié)閥組(II)包括四位五通球閥(6)，兩位兩通球閥(7)、(8)，孔板節(jié)流件(9)和由管路連接件連接成的外接口⑶；外接口(C)和⑶通過管(E)連通；驅(qū)動機(jī)構(gòu)(III)包括基座(10)和帶減速器電機(jī)(11)；四位五通球閥(1)的閥體(Ia)和四位五通球閥(6)的閥體 (6a)都整體安裝在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的基座(10)上；驅(qū)動機(jī)構(gòu)(III)的主動輪(16)嚙合并驅(qū)動從動輪(17a)、(17b)，從動輪(17a)、(17b)的從動輪軸(18a)、(18b)分別連接并驅(qū)動四位五通球閥(1)和四位五通球閥(6 )；在從動輪(17a)、( 17b )上設(shè)置有永磁體(20a)、( 20b )，在基座 (10)上與永磁體(20a)、(20b)相適應(yīng)位置有磁電傳感器(21a)、(21b)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種氣體流量切換的集中控制裝置，其特征在于主動輪軸 (15)上設(shè)置有反向超越離合器，反向超越離合器包括主動輪盤(13)和從動輪盤(14)，主動輪盤(1 端面齒與從動輪盤(14)端面齒配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣體流量切換的集中控制裝置，其特征在于包括節(jié)流式流量轉(zhuǎn)換閥組，溢流調(diào)節(jié)閥組和驅(qū)動機(jī)構(gòu)；節(jié)流式流量轉(zhuǎn)換閥組包括四位五通球閥，兩位兩通球閥和外接口；溢流調(diào)節(jié)閥組包括四位五通球閥，兩位兩通球閥和外接口；驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括基座和電機(jī)；驅(qū)動機(jī)構(gòu)的主動輪驅(qū)動從動輪、從動輪軸、四位五通球閥。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)預(yù)先調(diào)定的不同流量的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，以供系統(tǒng)聯(lián)機(jī)自動控制使用；還可實(shí)現(xiàn)預(yù)先調(diào)定的不同流量的手動集中操作轉(zhuǎn)換，以供系統(tǒng)調(diào)試使用，本發(fā)明采用節(jié)流與溢流配合的流量調(diào)節(jié)方式既可擴(kuò)大流量調(diào)節(jié)范圍又可在一定范圍內(nèi)控制節(jié)流背壓。
文檔編號F16K31/04GK102364181SQ20111028182
公開日2012年2月29日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者孫毓湖, 孫鴻, 胡曉賓 申請人:宜賓機(jī)電一體化研究所