專利名稱：一種帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于教學(xué)教具技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種帶數(shù)字顯示的電子操作器，特別是應(yīng)用在エ業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中仿真教學(xué)培訓(xùn)裝置的流體輸送管道上的帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥。
技術(shù)背景閥門(mén)是在流體輸送系統(tǒng)中，用來(lái)控制流體的方向、壓力、流量的裝置。這類閥門(mén)是安裝エ藝管道中，使配管和設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)流動(dòng)或停止并能控制其流量大小(閥門(mén)的開(kāi)度)的裝置。閥門(mén)是管路流體輸送系統(tǒng)中控制部件，它是用來(lái)改變介質(zhì)流通面積和介質(zhì)流動(dòng)方向，具有導(dǎo)流、截止、節(jié)流、止回、分流或溢流卸壓等功能。用于流體控制的閥門(mén)，從最簡(jiǎn)單的截止閥到極為復(fù)雜的自控系統(tǒng)中所用的各種閥門(mén)，其品種和規(guī)格繁多，如手動(dòng)閥、自動(dòng)閥、動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)閥等。但是在企業(yè)或大專院校的エ業(yè)生產(chǎn)過(guò)程仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置上，需要應(yīng)用到與實(shí)際エ業(yè)生產(chǎn)過(guò)程情況相似的手動(dòng)操作閥，需要一種安裝在エ藝仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置的エ藝管道上(實(shí)際是無(wú)物料、無(wú)壓カ的管道)的帶數(shù)字(開(kāi)度)顯示的電子仿真連續(xù)可調(diào)的手動(dòng)操作閥，這種手動(dòng)操作閥外形結(jié)構(gòu)需要采用類實(shí)際操作閥門(mén)外形結(jié)構(gòu)，但是安裝在實(shí)際エ藝管道中的手動(dòng)操作閥是借助手輪、手柄、杠桿、等零部件，由人力來(lái)操縱閥門(mén)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)流動(dòng)或停止并能控制其流量的大小，但是，在實(shí)際使用時(shí)必須有實(shí)物介質(zhì)流過(guò)エ藝管道，才能控制流過(guò)其介質(zhì)的流量大小(閥門(mén)的開(kāi)度)，同時(shí)實(shí)際手操閥是沒(méi)有開(kāi)度顯示的，因此在エ業(yè)生產(chǎn)過(guò)程エ藝仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置中，需要在エ藝設(shè)備和管道中有實(shí)際流體介質(zhì)流過(guò)才能進(jìn)行試驗(yàn)和操作訓(xùn)練。因此，在無(wú)物料的エ藝生產(chǎn)過(guò)程仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置的流體輸送管道上需要ー種能夠由人力根據(jù)手輪的動(dòng)作來(lái)改變閥門(mén)開(kāi)度的帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥門(mén)，以實(shí)現(xiàn)流體輸送管道中介質(zhì)流動(dòng)或停止并能控制其流量的大??；同時(shí)，為了方便現(xiàn)場(chǎng)エ藝操作人員的觀察，需要能提供實(shí)際開(kāi)度大小的數(shù)值顯示，因此種閥門(mén)還需要附帯數(shù)字顯示儀表；另外，為了能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)エ藝流程教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置的仿真運(yùn)行，該閥門(mén)還要為中央控制室的DCS系統(tǒng)提供ー個(gè)r20mA的標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào)至控制室DCS系統(tǒng)的控制站，為操作站的仿真軟件提供現(xiàn)場(chǎng)閥門(mén)的開(kāi)度信號(hào)，才能確保エ藝仿真軟件的運(yùn)行。因?yàn)椋绻捎脤?shí)際的手動(dòng)操作閥門(mén)，那么教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置中必須通以實(shí)際物料形成真實(shí)的流體流量的變化，同時(shí)還要安裝有流量監(jiān)測(cè)儀表，這就給教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置造成制作、試驗(yàn)成本高、投入大、維護(hù)保養(yǎng)困難，而且也不便于試驗(yàn)，操作復(fù)雜，易發(fā)生泄漏等狀況，維修費(fèi)時(shí)費(fèi)カ，當(dāng)然也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)借助于現(xiàn)場(chǎng)模擬裝置的エ藝生產(chǎn)仿真運(yùn)行訓(xùn)練。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)狀，而提供一種模仿實(shí)際エ藝輸送管道上的連續(xù)可調(diào)的能夠由人力根據(jù)手輪的動(dòng)作來(lái)改變閥門(mén)開(kāi)度的帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)操作閥門(mén)。本實(shí)用新型是ー種在教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置中使用的不僅帶數(shù)字顯示同時(shí)還有r20mA DC的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出的帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥，用于模仿安裝在實(shí)際エ藝流程管道上的現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作閥功能。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，エ藝生產(chǎn)過(guò)程仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置的流體輸送管道內(nèi)無(wú)需通以實(shí)際的流體介質(zhì)，通過(guò)旋動(dòng)一個(gè)閥門(mén)的手輪，改變閥芯的上下位移量(流體的流通面積即開(kāi)度)，一方面有位移傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)電路將閥門(mén)的開(kāi)度(位移量)轉(zhuǎn)換為4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào)輸出；同時(shí)，又將4 20mA的直流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED顯示器和能接受的信號(hào)，再有四位LED顯示器顯示出現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作閥開(kāi)度的大小，即既可以在仿真連續(xù)可調(diào)操作閥上直接顯示閥門(mén)開(kāi)度的讀數(shù)(參見(jiàn)圖2工作原理方框圖)，又可以為控制室操作站的エ藝仿真軟件提供ー個(gè)反應(yīng)手動(dòng)操作閥開(kāi)度的信號(hào)，具有操作方便顯示直觀、醒目、形象、角寬、視 線遠(yuǎn)、能遠(yuǎn)傳等特點(diǎn)。而且仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，流體輸送管道內(nèi)無(wú)需通以實(shí)際的流體介質(zhì)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的ー種帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥，包括手動(dòng)操作閥，其特征在于手動(dòng)操作閥通過(guò)信號(hào)線連接數(shù)字顯示儀表；所述數(shù)字顯示儀表殼體內(nèi)有位移傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電路及四位LED顯示器。一般地，所手動(dòng)操作閥為針形手動(dòng)操作閥，包括手輪、閥體及連接法蘭，閥體內(nèi)有閥桿、閥芯，手輪連接閥桿。所述數(shù)字顯示儀表殼體為中空的長(zhǎng)方柱形，殼體的正面開(kāi)有ー長(zhǎng)方形顯示窗ロ，窗口上固定透明蓋板，透明蓋板的上方安裝有儀表銘牌；所述數(shù)字顯示儀表的四位LED顯示器正對(duì)著透明蓋板；數(shù)字顯示儀表殼體下方還設(shè)有用于遠(yuǎn)傳信號(hào)的信號(hào)線接頭。本實(shí)用新型帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥是ー種針形手動(dòng)操作閥與數(shù)字顯示儀表的組合體，手動(dòng)操作閥的連接法蘭是用以將仿真手操閥連接到流體輸送管道上，手輪是可調(diào)操作的，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)其相應(yīng)的閥桿、閥芯隨之上下移動(dòng)，則將手輪的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為閥芯的上下直線位移。在數(shù)字顯示儀表殼體內(nèi)固定安裝有位移傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電路及四位LED顯示器，殼體內(nèi)的位移傳感器是將閥芯的直線位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再由信號(hào)轉(zhuǎn)換器及驅(qū)動(dòng)電路變換為r20mA的直流電流信號(hào)輸出實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)傳，同時(shí)送至LED顯示器以顯示閥門(mén)的開(kāi)度大小。在數(shù)字顯示儀表外殼下方還設(shè)有信號(hào)線接頭，用以將固定安裝在表殼內(nèi)驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流信號(hào)送至控制室，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)傳。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型的帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥采用了手動(dòng)操作閥、外殼與數(shù)字顯示器結(jié)合的方式，不但操作方便實(shí)用、讀數(shù)直觀準(zhǔn)確、方便、形象、醒目，而且由于實(shí)際使用時(shí)無(wú)需通以實(shí)際的被測(cè)介質(zhì)，只需操作閥門(mén)的手輪，就可以輸出4 20 mA的直流電流信號(hào)，以電流信號(hào)模擬流過(guò)輸送管道中流量的大小(即閥門(mén)的開(kāi)度)，這樣不會(huì)產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象，降低了成本和投入，不受使用條件的限制，根據(jù)輸出電流信號(hào)(標(biāo)準(zhǔn)的r20mA)的大小顯示出閥門(mén)開(kāi)度的大小來(lái)，同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員也能醒目地觀察到手動(dòng)操作閥的開(kāi)度大小，可以在無(wú)實(shí)物的仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置中應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)借助于現(xiàn)場(chǎng)模擬裝置及仿真閥門(mén)的エ藝生產(chǎn)仿真運(yùn)行訓(xùn)練。本實(shí)用新型不僅有手動(dòng)操作閥模擬實(shí)際操作閥的功能，而且還有LED數(shù)字顯示其開(kāi)度大小的變化，同時(shí)還能輸出ー個(gè)與其開(kāi)度大小成比例關(guān)系的直流電流信號(hào)至控制室控制站，用以為操作站的エ藝仿真運(yùn)行提供一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)閥門(mén)開(kāi)度信號(hào)，以確保操作站仿真軟件的運(yùn)行，具有操作方便、能遠(yuǎn)傳、實(shí)用、顯示直觀、醒目、視角寬、視線遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊合理、使用靈活、安全可靠，無(wú)“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，維護(hù)量小，維修費(fèi)用低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是理想的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥；同吋，四位LED顯示器的讀數(shù)非常精確，具有很好的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的主體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的原理方框示意圖。圖中，I、信號(hào)線，2、信號(hào)線電纜外套管，3、信號(hào)線電纜接頭，4、單位標(biāo)志，5、LED顯示器，6、儀表銘牌，7、顯示儀表殼體，8、透明蓋板，9、連接法蘭，10、閥體，11、閥門(mén)連接螺母，12、手輪，13、閥桿。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作具體的介紹。實(shí)施例本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)如附圖I所示，主要包括手動(dòng)操作閥，其主要特點(diǎn)是手動(dòng)操作閥通過(guò)信號(hào)線連接數(shù)字顯示儀表；所述數(shù)字顯示儀表殼體7內(nèi)有位移傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電路及四位LED顯示器5。為了起到仿真效果，外形是由實(shí)際針形手動(dòng)操作閥和長(zhǎng)方柱形的數(shù)字顯示儀表組合而成。手動(dòng)操作閥包括手輪12、連接有閥芯的閥桿13、閥門(mén)連接螺母11、閥體10及連接法蘭9 (四周有六個(gè)螺栓連接孔)，，可以將手輪12的旋轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)換為閥芯上下的直線位移；手輪12是可調(diào)操作的，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪12時(shí)其相應(yīng)的閥桿(連接有閥芯)13隨之上下移動(dòng)，則將手輪12的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為閥桿(連接有閥芯)13的上下直線位移；在數(shù)字顯示儀表殼體7內(nèi)固定安裝有位移傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電路及四位LED顯示器5，顯示儀表殼體7內(nèi)的位移傳感器是將閥芯的直線位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再有信號(hào)轉(zhuǎn)換器及驅(qū)動(dòng)電路變換為r20mA的直流電流信號(hào)輸出，同時(shí)送至LED顯示器5，經(jīng)數(shù)字顯示儀表中的電路板的處理，由LED顯示器5顯示ー個(gè)相應(yīng)的開(kāi)度的數(shù)值，以顯示閥門(mén)的開(kāi)度大??；數(shù)字顯示儀表殼體7采用中空的長(zhǎng)方柱形，正面的中間設(shè)有ー個(gè)開(kāi)ロ，在開(kāi)口上安裝透明蓋板8，可以看見(jiàn)顯示儀表殼體7內(nèi)安裝的LED顯不器5,可以由LED顯不器5顯不閥門(mén)開(kāi)度的讀數(shù)，同時(shí)有輸出信號(hào)端輸出ー個(gè)與閥門(mén)開(kāi)度成對(duì)應(yīng)關(guān)系的4 20mA直流電流信號(hào)。在數(shù)字顯不儀表殼體7正面透明蓋板8的一側(cè)安裝有單位標(biāo)志4，單位為百分號(hào)(％)，以顯示的閥門(mén)的開(kāi)度大小，顯示的開(kāi)度數(shù)字和單位標(biāo)志4的単位就構(gòu)成了ー個(gè)完整的讀數(shù)。由于數(shù)字LED顯示器5的顯示窗ロ正對(duì)著透明蓋板8，因此可以清晰、方便地讀出顯示器上的讀數(shù)。在數(shù)字顯示儀表殼體7的外周下方設(shè)有信號(hào)線電纜接頭3，信號(hào)線電纜外套管2固定安裝在信號(hào)線電纜接頭3上，信號(hào)線電纜外套管2用于送至控制室信號(hào)線I的連接，將本實(shí)施例仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥的輸出電流信號(hào)送至控制室DCS系統(tǒng)的控制站上。[0023]數(shù)字顯示儀表采用兩線制進(jìn)行信號(hào)傳輸，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為4 20 mA的直流電流信號(hào)，供電電壓為24V DC,特點(diǎn)是在無(wú)介質(zhì)情況下通過(guò)旋動(dòng)手輪從而達(dá)到模仿實(shí)際手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作的目的，同時(shí)有相應(yīng)的電信號(hào)送至控制室操作站的エ藝仿真軟件，以確保實(shí)現(xiàn)エ藝生產(chǎn)過(guò)程的仿真運(yùn)行，簡(jiǎn)單、直觀、便于演示和操作訓(xùn)練。為了節(jié)約成本及加工方便，上述的透明蓋板8可以采用有機(jī)玻璃、塑膠等材料制成。 如附圖I和2所示，在安裝時(shí)，將閥門(mén)的連接法蘭9與流體輸送管路或設(shè)備固定連接，將信號(hào)線I與DCS系統(tǒng)連接，在實(shí)訓(xùn)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)手動(dòng)操作閥的手輪12，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪12時(shí)其相應(yīng)的閥桿13、閥芯隨之上下移動(dòng)，則將手輪12的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為閥桿(連接有閥芯)13的上下直線位移；再通過(guò)數(shù)字顯示儀表殼體7內(nèi)的位移傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電路及和四位LED顯示器5，以顯示出仿真操作閥相應(yīng)的開(kāi)度數(shù)值。位移傳感器是將閥芯的直線位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再有信號(hào)轉(zhuǎn)換器及驅(qū)動(dòng)電路變換為r20mA的直流電流信號(hào)輸出至仿真操作站(計(jì)算機(jī))，實(shí)現(xiàn)仿真操作與運(yùn)行訓(xùn)練，同時(shí)送至LED顯示器5以顯示閥門(mén)的開(kāi)度大小，使得現(xiàn)場(chǎng)操作人員同時(shí)能直觀地看到閥門(mén)開(kāi)度的大小，則有利于現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的參數(shù)控制，從而使得無(wú)物料的仿真訓(xùn)練裝置更具有真實(shí)性。由于本實(shí)用新型在實(shí)訓(xùn)時(shí)無(wú)需通以實(shí)際的介質(zhì)就可以進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，因此對(duì)于維護(hù)保養(yǎng)非常有利；并且本實(shí)用新型采用的是LED數(shù)字顯示器，直接顯示數(shù)值，無(wú)需進(jìn)行換算，讀數(shù)一目了然，形象生動(dòng)。實(shí)訓(xùn)的成本較低，操作方便，無(wú)泄漏顧慮，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。上述實(shí)施例不以任何形式限制本實(shí)用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥，包括手動(dòng)操作閥，其特征在于手動(dòng)操作閥通過(guò)信號(hào)線連接數(shù)字顯示儀表；所述數(shù)字顯示儀表殼體內(nèi)有位移傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電路及四位LED顯示器。
2.如權(quán)利要求I所述的帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥，其特征在于手動(dòng)操作閥為針形手動(dòng)操作閥，包括手輪、閥體及連接法蘭，閥體內(nèi)有閥桿、閥芯，手輪連接閥桿。
3.如權(quán)利要求I所述的帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥，其特征在于數(shù)字顯示儀表殼體為中空的長(zhǎng)方柱形，殼體的正面開(kāi)有ー長(zhǎng)方形顯不窗ロ，窗口上固定透明蓋板，透明蓋板的上方安裝有儀表銘牌；所述數(shù)字顯示儀表的四位LED顯示器正對(duì)著透明蓋板；數(shù)字顯示儀表殼體下方還設(shè)有用于遠(yuǎn)傳信號(hào)的信號(hào)線接頭。
專利摘要本實(shí)用新型屬于教學(xué)教具技術(shù)領(lǐng)域，涉及應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中仿真教學(xué)培訓(xùn)裝置的流體輸送管道上的帶數(shù)字顯示的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥。包括手動(dòng)操作閥，其特征在于手動(dòng)操作閥通過(guò)信號(hào)線連接數(shù)字顯示儀表；數(shù)字顯示儀表殼體內(nèi)有位移傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電路及四位LED顯示器。本實(shí)用新型不僅有手動(dòng)操作閥模擬實(shí)際操作閥的功能，還有LED數(shù)字顯示其開(kāi)度大小的變化，還能輸出一個(gè)與其開(kāi)度大小成比例關(guān)系的直流電流信號(hào)至控制室控制站。具有操作方便、能遠(yuǎn)傳、實(shí)用、顯示直觀、醒目、視角寬、視線遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊合理、使用靈活、安全可靠，無(wú)“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，維護(hù)量小，維修費(fèi)用低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是理想的仿真連續(xù)可調(diào)手動(dòng)操作閥。
文檔編號(hào)G09B25/02GK202363014SQ201120509278
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者任春梅, 吳方, 鄧素萍 申請(qǐng)人:南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院