專利名稱：一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥門(mén)技術(shù)領(lǐng)域，特別與一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置有關(guān)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)閥門(mén)是閥門(mén)系列中應(yīng)用最廣泛、用量最大的·一個(gè)品種。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)閥門(mén)電動(dòng)裝置一直沿用20世紀(jì)50、60年代的傳統(tǒng)技術(shù)，產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合遠(yuǎn)距離集中控制，很難滿足生產(chǎn)自動(dòng)化的需要。操作使用中很多弊端無(wú)法克服，極易產(chǎn)生控制失靈。而且在很多場(chǎng)合下只能人工現(xiàn)場(chǎng)控制，如果是在有毒、易爆或易燃介質(zhì)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，人工操作就極為危險(xiǎn)。為此我國(guó)每年從國(guó)外進(jìn)口大量?jī)r(jià)格昂貴的閥門(mén)，以解決閥門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)化問(wèn)題。當(dāng)今世界工業(yè)高速發(fā)展，向自動(dòng)化邁進(jìn)。在現(xiàn)代過(guò)程控制領(lǐng)域中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是必不可少的部分，從早先的手動(dòng)、氣動(dòng)執(zhí)行器到現(xiàn)在的電動(dòng)執(zhí)行器，在不同的控制場(chǎng)所都得到了廣泛的應(yīng)用。目前，電動(dòng)閥門(mén)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，所以對(duì)電動(dòng)閥門(mén)控制器的要求越來(lái)越高。閥門(mén)電動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)選擇不當(dāng)會(huì)使電動(dòng)閥門(mén)出現(xiàn)兩種情況一種是因輸出轉(zhuǎn)矩選擇過(guò)小而使被控閥門(mén)啟閉困難，這時(shí)容易使電動(dòng)機(jī)燒毀；另一種則是輸出轉(zhuǎn)矩選擇過(guò)大，一旦電動(dòng)裝置的控制失靈則極易造成閥門(mén)局部結(jié)構(gòu)破壞，尤其是多回轉(zhuǎn)閥門(mén)更是如此。電動(dòng)閥門(mén)產(chǎn)生問(wèn)題的因素較多，主要在產(chǎn)品選型、閥門(mén)與電動(dòng)裝置成套、閥門(mén)與電動(dòng)裝置的制造等方面，這些都應(yīng)引起注意。值得指出的是，目前我國(guó)僅有各類(lèi)閥門(mén)的分項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和閥門(mén)電動(dòng)裝置的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并無(wú)組合成套后電動(dòng)閥門(mén)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這使得電動(dòng)閥門(mén)在成套、驗(yàn)收上依據(jù)不足。因而，必須盡快根據(jù)實(shí)際情況制訂出相應(yīng)的電動(dòng)閥門(mén)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，制訂電動(dòng)閥門(mén)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)涉及到不同工業(yè)門(mén)類(lèi)的使用情況和要求，需要做大量的工作，但對(duì)保證和提高電動(dòng)閥門(mén)的質(zhì)量是需要的。因此，設(shè)計(jì)一種高效穩(wěn)定的閥門(mén)系統(tǒng)是十分必要的，本發(fā)明人設(shè)計(jì)出一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置，本案由此產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置，經(jīng)過(guò)對(duì)閥門(mén)動(dòng)力的傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)采用電子技術(shù)，將閥門(mén)實(shí)現(xiàn)高精度的全面控制。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置，包括電動(dòng)機(jī)、多級(jí)減速器、閥門(mén)、控制箱；電動(dòng)機(jī)輸出依次通過(guò)多級(jí)減速器連接到閥門(mén)上，閥門(mén)上安裝有扭矩傳感器和光電傳感器，控制箱的輸入端連接扭矩傳感器和光電傳感器，輸出端連接電動(dòng)機(jī)。所述的多級(jí)減速器包括6級(jí)直齒傳動(dòng)減速器，其速比分別為4、3. 8,3. 67、3、57、3、43、3· 25。所述的控制箱為單片機(jī)單元。
所述的單片機(jī)為P87LPC767單片機(jī)。采用上述方案后，本發(fā)明具有諸多有益效果
本發(fā)明結(jié)合了機(jī)械與電子控制技術(shù)，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)，使得閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置由原來(lái)的諸多零部件集中在幾個(gè)零部件就可實(shí)現(xiàn)并超過(guò)原來(lái)的功能，這項(xiàng)技術(shù)是閥門(mén)行業(yè)的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。這項(xiàng)成果預(yù)示著在其他領(lǐng)域中一些電動(dòng)裝置也將有著廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明具有先進(jìn)的力矩檢測(cè)，可以準(zhǔn)確進(jìn)行閥門(mén)位置控制，采用單片機(jī)，為系統(tǒng)形成網(wǎng)絡(luò)化管理提供前提。
圖I為本發(fā)明較佳實(shí)施例的功能模塊示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置，本實(shí)施例中包括的模塊有電動(dòng)機(jī)I、多級(jí)減速器2、閥門(mén)3、控制箱4。電動(dòng)機(jī)I是本發(fā)明的動(dòng)力部件，本實(shí)施例中為步進(jìn)電機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)功率為6W，輸出轉(zhuǎn)數(shù)為O. 67r/min,預(yù)設(shè)電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速為1500r/min。由于工作功率P = 6W轉(zhuǎn)速N = O. 67r/min 因此選小電機(jī)功率10W,轉(zhuǎn)速Nm = 1500r/min
電動(dòng)機(jī)I輸出后，通過(guò)6級(jí)直齒傳動(dòng)減速器實(shí)現(xiàn)依次為電動(dòng)機(jī)I齒輪與第一級(jí)齒輪組合，第一級(jí)齒輪組合與第二級(jí)齒輪組合，第二級(jí)齒輪組合與第三級(jí)齒輪組合，第三級(jí)齒輪組合與第四級(jí)齒輪組合，第四級(jí)齒輪組合與第五級(jí)齒輪組合，第五級(jí)齒輪組合與輸出軸齒輪?？倐鲃?dòng):
N 1500I = ^- =——= 2238.8 ,
N 0.67
其中1 :步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，N:輸出軸的轉(zhuǎn)數(shù)。采用直齒輪結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)比分配如下
Z1 =4I1 :第一級(jí)傳動(dòng)比
h =3. 8I2 第二級(jí)傳動(dòng)比
4= 3-67h 第三級(jí)傳動(dòng)比
八=3.57Z4 :第四級(jí)傳動(dòng)比
Z5 =3. 43Z5 :第五級(jí)傳動(dòng)比
h =3.25I6 :第六級(jí)傳動(dòng)比
電動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力經(jīng)過(guò)傳動(dòng)后，最終連接到閥門(mén)3上，閥門(mén)3上分別連接扭矩傳感器5和光電傳感器6,分別用來(lái)檢測(cè)閥門(mén)3的扭矩和開(kāi)度。扭矩傳感器5和光電傳感器6是本行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中已有的部件，這里不做贅述。
扭矩傳感器5和光電傳感器6，將采集到的開(kāi)度信號(hào)連接到控制箱4上，本實(shí)施例中控制箱4實(shí)際是采用P87LPC767系列單片機(jī)，具有高速和低速的晶振和RC振蕩方式，可編程選擇。具有較寬的操作電壓范圍?？删幊蘄/O 口線輸出模式選擇，可選擇施密特觸發(fā)輸入，LED驅(qū)動(dòng)輸出。有內(nèi)部看門(mén)狗定時(shí)器。抗干擾能力強(qiáng)?？刂葡?時(shí)刻檢測(cè)閥門(mén)中的信號(hào)，并通過(guò)內(nèi)部程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行分析和處理 ，并得出控制信號(hào)反饋連接至電動(dòng)機(jī)I上，對(duì)電動(dòng)機(jī)I進(jìn)行精準(zhǔn)控制。上述實(shí)施例僅用于解釋說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對(duì)本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置，其特征在于包括電動(dòng)機(jī)、多級(jí)減速器、閥門(mén)、控制箱；電動(dòng)機(jī)輸出依次通過(guò)多級(jí)減速器連接到閥門(mén)上，閥門(mén)上安裝有扭矩傳感器和光電傳感器，控制箱的輸入端連接扭矩傳感器和光電傳感器，輸出端連接電動(dòng)機(jī)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的多級(jí)減速器包括6級(jí)直齒傳動(dòng)減速器，其速比分別為4,3. 8,3. 67、3、57、3、43、3· 25。
3.如權(quán)利要求I所述的一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的控制箱為單片機(jī)單元。
4.如權(quán)利要求I所述的一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的單片機(jī)單元為P87LPC767 單片機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明主要公開(kāi)了一種閥門(mén)電動(dòng)控制裝置，包括電動(dòng)機(jī)、多級(jí)減速器、閥門(mén)、控制箱。電動(dòng)機(jī)輸出依次通過(guò)多級(jí)減速器連接到閥門(mén)上，閥門(mén)上安裝有扭矩傳感器和光電傳感器，控制箱的輸入端連接扭矩傳感器和光電傳感器，輸出端連接電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明經(jīng)過(guò)對(duì)閥門(mén)動(dòng)力的傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)采用電子技術(shù)，將閥門(mén)實(shí)現(xiàn)高精度的全面控制。
文檔編號(hào)F16K37/00GK102853147SQ20121032231
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者張新華, 張若煜 申請(qǐng)人:紹興文理學(xué)院