一種新型氣動(dòng)智能定位器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及閥門定位器領(lǐng)域，具體涉及一種新型氣動(dòng)智能定位器。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)節(jié)閥又稱控制閥，它是過(guò)程控制系統(tǒng)中用動(dòng)力操作改變流體流量的裝置，按實(shí)現(xiàn)方式可分為機(jī)械調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，其中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、使用可靠、易于維護(hù)和防火防爆等優(yōu)點(diǎn)，在冶金、化工、紡織、石化、制藥等大型過(guò)程控制領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。氣動(dòng)智能閥門定位器是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的專用控制部件，可以改善閥門的特性，提高控制的精度、響應(yīng)速度。目前國(guó)外調(diào)節(jié)閥配套的定位器幾乎全部為智能型閥門定位器。國(guó)內(nèi)調(diào)節(jié)閥因工業(yè)發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)等方面的原因，調(diào)節(jié)閥配套智能定位器比例約為40%-70%，其余調(diào)節(jié)閥基本配套電氣閥門定位器。近幾年調(diào)節(jié)閥配套智能定位器的比率正在逐年增大，隨著技術(shù)發(fā)展機(jī)械定位器最終會(huì)被市場(chǎng)淘汰。
[0003]氣動(dòng)智能閥門定位器是氣動(dòng)執(zhí)行器的專用控制部件，氣動(dòng)執(zhí)行器一般由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的推動(dòng)裝置，接受氣壓信號(hào)輸入，推動(dòng)閥桿移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的量，以改變閥桿位移或旋轉(zhuǎn)角度，從而改變閥門閥芯的開(kāi)度，最終實(shí)現(xiàn)控制閥內(nèi)流體的流量變化。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)流體介質(zhì)的流量，改善氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的效能，執(zhí)行機(jī)構(gòu)上需要加裝閥門定位器。閥門定位器是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主要部件之一，與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥配套使用，接收系統(tǒng)控制器的輸出信號(hào)，然后輸出控制信號(hào)去控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，當(dāng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作后，閥桿的位移又通過(guò)位移傳感器反饋到閥門定位器，從而組成一個(gè)閉環(huán)回路。
[0005]當(dāng)前氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行器為傳統(tǒng)彈簧薄膜閥，由輸入氣路1、儲(chǔ)氣膜頭2、彈簧阻尼機(jī)構(gòu)3、閥桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、閥體部件組成。閥桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中包括普通閥桿4。如圖1所示，圖1下方左邊的箭頭代表流體入，右邊的箭頭代表流體出，該結(jié)構(gòu)由于采用單氣室，運(yùn)動(dòng)定位速度慢，且由于流體壓力波動(dòng)以及氣壓波動(dòng)造成閥桿定位精度較低。為提高閥桿定位速度與定位精度，本實(shí)用新型提出了一種新型結(jié)構(gòu)智能定位器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種提高閥桿定位速度與定位精度的新型氣動(dòng)智能定位器。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種新型氣動(dòng)智能定位器，包括閥桿、定位控制器、內(nèi)設(shè)活動(dòng)隔板的腔室，所述活動(dòng)隔板將所述腔室分為上下兩個(gè)氣室，所述閥桿一端設(shè)于所述下氣室內(nèi)并與所述活動(dòng)隔板連接；所述定位控制器與所述上氣室的進(jìn)氣閥和出氣閥連接，所述定位控制器還與所述下氣室的進(jìn)氣閥和出氣閥連接。
[0009]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述閥桿為壓電陶瓷閥桿，在所述閥桿上還設(shè)有接觸電極，所述定位控制器與所述接觸電極連接。
[0010]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，還包括氣體放大器，所述氣體放大器與所述上氣室的進(jìn)氣閥連接，所述氣體放大器還與所述下氣室的進(jìn)氣閥連接，所述定位控制器與所述氣體放大器連接。
[0011]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，在所述閥桿上還設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)，所述定位控制器與所述鎖緊機(jī)構(gòu)連接。
[0012]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，在所述閥桿上還設(shè)有位移檢測(cè)裝置，所述定位控制器與所述位移檢測(cè)裝置連接。
[0013]一種上述的新型氣動(dòng)智能定位器的使用方法，具體步驟如下:
[0014]步驟一:將設(shè)定值輸入定位控制器，比較當(dāng)前閥桿位置與所述設(shè)定值，確定閥桿運(yùn)動(dòng)方向，并打開(kāi)鎖緊機(jī)構(gòu)，定位控制器通過(guò)控制上氣室進(jìn)氣閥和出氣閥、下氣室進(jìn)氣閥和出氣閥，進(jìn)而控制閥桿運(yùn)動(dòng)。閥桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，打開(kāi)上氣室進(jìn)氣閥，關(guān)閉上氣室出氣閥，打開(kāi)下氣室出氣閥，關(guān)閉下氣室進(jìn)氣閥。閥桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，打開(kāi)下氣室進(jìn)氣閥，關(guān)閉下氣室出氣閥，打開(kāi)上氣室出氣閥，關(guān)閉上氣室進(jìn)氣閥。
[0015]步驟二:閥桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制氣體放大器，增加進(jìn)氣量，加快閥桿運(yùn)動(dòng)速度，當(dāng)閥桿位置接近設(shè)定值時(shí)，控制鎖緊機(jī)構(gòu)鎖定閥桿。優(yōu)選的，當(dāng)閥桿位置處于設(shè)定值的±0.1mm范圍內(nèi)時(shí)，控制鎖緊機(jī)構(gòu)鎖定閥桿。
[0016]步驟三:鎖定閥桿后，關(guān)閉上氣室進(jìn)氣閥與出氣閥，關(guān)閉下氣室進(jìn)氣閥與出氣閥。
[0017]步驟四:鎖定閥桿后，控制接觸電極電壓，精確控制閥桿到達(dá)設(shè)定值位置。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]1、本實(shí)用新型采用氣動(dòng)定位與層疊壓電陶瓷兩級(jí)定位的方式，提高了定位精度；
[0019]2、本實(shí)用新型同時(shí)采用雙向推動(dòng)的方式，加快了定位速度。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖
[0022]圖中標(biāo)記:1-輸入氣路，2-膜頭，3-彈簧阻尼機(jī)構(gòu)，4-普通閥桿，5-設(shè)定值，6_定位控制器，7-氣體放大器，8-上氣室，801-上氣室進(jìn)氣閥，802-上氣室出氣閥，9-下氣室，901-下氣室進(jìn)氣閥，902-下氣室出氣閥，10-鎖緊機(jī)構(gòu)，11-閥桿，12-接觸電極，13-位移檢測(cè)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0024]實(shí)施例1
[0025]如圖2所示，一種新型氣動(dòng)智能定位器，包括閥桿11、定位控制器6、內(nèi)設(shè)活動(dòng)隔板的腔室，所述活動(dòng)隔板將所述腔室分為上下兩個(gè)氣室，所述閥桿11 一端設(shè)于所述下氣室9內(nèi)并與所述活動(dòng)隔板連接；所述定位控制器6與所述上氣室8的進(jìn)氣閥801和出氣閥802連接，所述定位控制器6還與所述下氣室9的進(jìn)氣閥901和出氣閥902連接。閥芯設(shè)于所述閥桿11另一端，圖2中閥芯左側(cè)的箭頭代表流動(dòng)介質(zhì)。
[0026]所述閥桿11為層疊壓電陶瓷閥桿，在所述閥桿上還設(shè)有接觸電極12，所述定位控制器6與所述接觸電極12連接。還包括氣體放大器7，所述氣體放大器7與所述上氣室的進(jìn)氣閥801連接，所述氣體放大器7還與所述下氣室的進(jìn)氣閥901連接，所述定位控制器6與所述氣體放大器7連接。
[0027]在所述閥桿11上還設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)10，所述定位控制器6與所述鎖緊機(jī)構(gòu)10連接。在所述閥桿11上還設(shè)有位移檢測(cè)裝置13，所述定位控制器6與所述位移檢測(cè)裝置13連接。
[0028]一種上述的新型氣動(dòng)智能定位器的使用方法，具體步驟如下:
[0029]步驟一:將設(shè)定值輸入定位控制器6，比較當(dāng)前閥桿11位置與所述設(shè)定值，確定閥桿11的運(yùn)動(dòng)方向，并打開(kāi)鎖緊機(jī)構(gòu)10，定位控制器通過(guò)控制上氣室進(jìn)氣閥801和出氣閥802、下氣室進(jìn)氣閥901和出氣閥902，進(jìn)而控制閥桿11運(yùn)動(dòng)。閥桿11向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，打開(kāi)上氣室進(jìn)氣閥801，關(guān)閉上氣室出氣閥802，打開(kāi)下氣室出氣閥902，關(guān)閉下氣室進(jìn)氣閥901。閥桿11向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，打開(kāi)下氣室進(jìn)氣閥901，關(guān)閉下氣室出氣閥902，打開(kāi)上氣室出氣閥902，關(guān)閉上氣室進(jìn)氣閥901。
[0030]步驟二:閥桿11運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制氣體放大器7，增加進(jìn)氣量，加快閥桿11的運(yùn)動(dòng)速度，當(dāng)閥桿11的位置接近設(shè)定值時(shí)，控制鎖緊機(jī)構(gòu)10鎖定閥桿11。
[0031]步驟三:鎖定閥桿11后，關(guān)閉上氣室進(jìn)氣閥801和出氣閥802，關(guān)閉下氣室進(jìn)氣閥901和出氣閥902。
[0032]步驟四:鎖定閥桿11后，控制接觸電極12的電壓，精確控制閥桿11到達(dá)設(shè)定值位置。
[0033]下面再詳述本實(shí)用新型:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種定位精度高、定位速度快的氣動(dòng)智能定位器。
[0034]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:本實(shí)用新型一種新型結(jié)構(gòu)智能定位器結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示。采用雙氣室結(jié)構(gòu)與層疊壓電陶瓷閥桿結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)智能定位器的快速高精度的定位。其中雙氣室結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)閥桿的快速粗定位，層疊壓電陶瓷閥桿實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)智能定位器的高精度定位。具體工作原理:外部設(shè)定值5輸入智能定位控制器6，控制上氣室進(jìn)氣閥801、出氣閥802、下氣室進(jìn)氣閥901、出氣閥902，比較當(dāng)前閥桿11位置與設(shè)定值5，確定閥桿11的運(yùn)動(dòng)方向。向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制氣體放大器7，增加進(jìn)氣量，加快閥桿11的運(yùn)動(dòng)速度。打開(kāi)上進(jìn)氣閥801，關(guān)閉上出氣閥802，打開(kāi)下出氣閥902，關(guān)閉下進(jìn)氣閥901。當(dāng)閥桿11的位置到達(dá)設(shè)定值附近時(shí)，鎖定結(jié)構(gòu)10鎖定閥桿11。關(guān)閉上進(jìn)氣閥801，關(guān)閉下出氣閥902。控制接觸電極12的電壓，精確控制閥桿11到設(shè)定位置。向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制氣體放大器7，增加進(jìn)氣量，加快閥桿11的運(yùn)動(dòng)速度。打開(kāi)下進(jìn)氣閥901，關(guān)閉下出氣閥902，打開(kāi)上出氣閥802，關(guān)閉上進(jìn)氣閥801。當(dāng)閥桿11的位置到達(dá)設(shè)定值附近時(shí)，鎖定結(jié)構(gòu)10鎖定閥桿U。關(guān)閉下進(jìn)氣閥901，關(guān)閉上出氣閥802。控制接觸電極12的電壓，精確控制閥桿11到設(shè)定位置。
[0035]該原理采用雙向推動(dòng)的方式，加快了定位速度，同時(shí)采用氣動(dòng)定位與層疊壓電陶瓷兩級(jí)定位的方式，提高了定位精度。
[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型氣動(dòng)智能定位器，其特征在于，包括閥桿、定位控制器、內(nèi)設(shè)活動(dòng)隔板的腔室，所述活動(dòng)隔板將所述腔室分為上下兩個(gè)氣室，所述閥桿一端設(shè)于所述下氣室內(nèi)并與所述活動(dòng)隔板連接；所述定位控制器與所述上氣室的進(jìn)氣閥和出氣閥連接，所述定位控制器還與所述下氣室的進(jìn)氣閥和出氣閥連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型氣動(dòng)智能定位器，其特征在于，所述閥桿為壓電陶瓷閥桿，在所述閥桿上還設(shè)有接觸電極，所述定位控制器與所述接觸電極連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型氣動(dòng)智能定位器，其特征在于，還包括氣體放大器，所述氣體放大器與所述上氣室的進(jìn)氣閥連接，所述氣體放大器還與所述下氣室的進(jìn)氣閥連接，所述定位控制器與所述氣體放大器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型氣動(dòng)智能定位器，其特征在于，在所述閥桿上還設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)，所述定位控制器與所述鎖緊機(jī)構(gòu)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型氣動(dòng)智能定位器，其特征在于，在所述閥桿上還設(shè)有位移檢測(cè)裝置，所述定位控制器與所述位移檢測(cè)裝置連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及閥門定位器領(lǐng)域，具體涉及一種新型氣動(dòng)智能定位器，包括閥桿、定位控制器、內(nèi)設(shè)活動(dòng)隔板的腔室，所述活動(dòng)隔板將所述腔室分為上下兩個(gè)氣室，所述閥桿一端設(shè)于所述下氣室內(nèi)并與所述活動(dòng)隔板連接；所述定位控制器與所述上氣室的進(jìn)氣閥和出氣閥連接。本實(shí)用新型采用雙向推動(dòng)的方式，加快了定位速度，同時(shí)采用氣動(dòng)定位與層疊壓電陶瓷兩級(jí)定位的方式，提高了定位精度。
【IPC分類】F16K31/00, F16K31/126, F16K31/12, F16K37/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204628755
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520336719
【發(fā)明人】張白, 牛勇, 潘俊濤
【申請(qǐng)人】北方民族大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日