專利名稱：步進(jìn)控制式流量閥的制作方法
步進(jìn)控制式流量閥技術(shù)領(lǐng)域一種步進(jìn)控制式流量閥，屬于機(jī)電一體化的流量自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景現(xiàn)有的液體流量自動(dòng)控制技術(shù)，如對(duì)水、油流量的控制，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)一 般是采用兩位式的電磁閥，或異步電機(jī)，因此體積都較大，不適合在一些要 求體積較小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分緊湊、精細(xì)、自成體系的產(chǎn)品中應(yīng)用。由于現(xiàn)有 技術(shù)是位式結(jié)構(gòu)，只有開和關(guān)兩個(gè)動(dòng)作，輸出的流量是波動(dòng)的。在一些需要 平穩(wěn)輸出流量，特別是需要精密輸出流量的場(chǎng)合，如果輸出的流量是波動(dòng)的， 則會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種步進(jìn)控制式流量閥(以下簡(jiǎn)稱步進(jìn)閥)的技術(shù)方案。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣來實(shí)現(xiàn)的，如果流量的輸出對(duì)象稱為主系統(tǒng)，本 系統(tǒng)就稱為支系統(tǒng)，支系統(tǒng)由控制部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部份組成，控制部分可以獨(dú)立使用，也可以與主系統(tǒng)合二為一，或直接接受主系統(tǒng)的指令；控制部 分由信號(hào)輸入、指令輸出及核心控制部件組成；由傳感器送來的模擬信號(hào)經(jīng) A/D芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并送到核心控制部件內(nèi)進(jìn)行處理，核心控制部件將 信號(hào)與預(yù)先設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比較，然后輸出控制指令，再經(jīng)功率放大器驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行步長(zhǎng)控制，步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)角為1.8度，一周為360度，即200步進(jìn) 數(shù)完成一轉(zhuǎn)，改變電機(jī)線圈的勵(lì)磁順序，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制、瞬間啟動(dòng)和急速停止；系統(tǒng)工作由核心控制部件內(nèi)的軟件程序控制，核心控 制部件可以是單片機(jī)MCU、工控機(jī)或微處理器CPU組成，整個(gè)控制系統(tǒng)采 用微型件，集成在一塊電路板上，根據(jù)需要，電路板可安裝在步進(jìn)閥內(nèi)，也 可安裝在閥外；執(zhí)行機(jī)構(gòu)是在密封的罩內(nèi)安裝有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的輸出 軸通過螺紋與傳動(dòng)桿連接，傳動(dòng)桿安裝在活塞內(nèi)腔，并與活塞件內(nèi)腔滑動(dòng)連接，傳動(dòng)桿的下部安裝有密封圈，密封圈通過螺母被固定在傳動(dòng)桿的下部， 密封圈與步進(jìn)閥的內(nèi)腔出液口配合，密封圈的上部頂住活塞件的底部，活塞件的上外部鑲有密封用活塞套，密封活塞套與閥體內(nèi)腔動(dòng)配合；傳動(dòng)桿的中 間有一從上到下的泄壓孔，泄壓孔可使閥門準(zhǔn)確的開啟或關(guān)閉。系統(tǒng)可根據(jù) 流量的需要，預(yù)先設(shè)定控制參數(shù)值，由于電機(jī)按"步"進(jìn)行工作，控制精度 很高，閥門出液口的開口量控制精度相應(yīng)很高，使流量能在預(yù)先設(shè)定的范圍 內(nèi)穩(wěn)定的輸出。閥門可以制作成直通，也可以制作成角型或三通型。接口可 按需要選擇。本發(fā)明的有益效果是，步進(jìn)閥由于采用機(jī)電一體化，內(nèi)鑲體積很小的步 進(jìn)電機(jī)、并配以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的閥芯，所以閥體體積可以制作的很小，形狀也可 多樣，能滿足許多要求空間較小的設(shè)備使用；又由于系統(tǒng)能自動(dòng)跟蹤并輸出 穩(wěn)定的流量值，因此很適合流量輸出要求較穩(wěn)定的技術(shù)領(lǐng)域。


圖l是系統(tǒng)控制原理圖。圖2是步進(jìn)閥的結(jié)構(gòu)圖。圖2中，1閥體，2活塞，3連動(dòng)桿，4活塞套，5閥蓋密封圈，6密 封罩，7固定螺栓，8步進(jìn)電機(jī)，9連動(dòng)桿，10密封圈，11出液口，12固定螺母，13泄壓孔。介質(zhì)流量方向如圖中箭頭。 具體實(shí)施例圖2是釆用直通方式的步進(jìn)閥的結(jié)構(gòu)，閥體(1)可用不銹鋼或銅材加 工而成，兩端的接口可根據(jù)設(shè)備的要求來設(shè)計(jì)，例如可加工成外絲或內(nèi)絲， 也可以加工成活接方式。閥體(1)內(nèi)有出水口 (11)，閥體(1)的上部通過 螺紋和閥蓋密封圈(5)，與密封罩(6)連接，密封罩(6)內(nèi)安裝有步進(jìn)電 機(jī)(8)，步進(jìn)電機(jī)(8)的輸出軸通過螺紋與連動(dòng)桿(9)連接，傳動(dòng)桿(9) 安裝在活塞(2)內(nèi)腔，并與活塞(2)內(nèi)腔滑動(dòng)連接，傳動(dòng)桿(9)的下部安 裝有密封圈(10)，密封圈(10)通過固定螺母(12)被固定在傳動(dòng)桿(9) 的下部，密封圈(10)與步進(jìn)閥的內(nèi)腔出液口 (11)配合，密封圈(10)的 上部頂住活塞(2)的底部，活塞(2)的上外部鑲有密封用活塞套(4)，密 封活塞套(4)與閥體(1)內(nèi)腔動(dòng)配合密封；傳動(dòng)桿(9)的中間有一從上到 下的泄壓孔(13)，泄壓孔(13)可使閥門準(zhǔn)確的開啟或關(guān)閉?？刂葡到y(tǒng)原理 框圖見圖1，除傳感器外，所有元器件集成在一塊電路板上，本實(shí)施例的電 路板放置在步進(jìn)閥的外面，控制信號(hào)通過電纜與步進(jìn)電機(jī)連接。傳感器檢測(cè) 到的信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)到的流量信號(hào)值偏離了設(shè)定值， 系統(tǒng)通過軟件控制芯片輸出糾偏數(shù)據(jù)，再經(jīng)功率放大器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行步 長(zhǎng)控制，步進(jìn)電機(jī)的每一步只轉(zhuǎn)動(dòng)1.8度，轉(zhuǎn)一圈360度需要200步進(jìn)數(shù)，因 此電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的每一步步長(zhǎng)，帶動(dòng)傳動(dòng)桿(9)所作的直線運(yùn)動(dòng)精度很高。系統(tǒng) 控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)幾步或反轉(zhuǎn)幾步，就能迅速恢復(fù)到設(shè)定值，維持流量穩(wěn)定 的輸出。
權(quán)利要求
1. 一種步進(jìn)控制式流量閥，由控制部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其特征是傳感器送來的模擬信號(hào)，經(jīng)A/D芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并送到核心控制部件內(nèi)進(jìn)行處理，核心控制部件將信號(hào)與預(yù)先設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比較后，輸出控制指令，經(jīng)功率放大器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)安裝在密封的步進(jìn)閥罩內(nèi)。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)控制式流量閥，其特征是步進(jìn)電機(jī)的輸出軸通過螺紋與傳動(dòng)桿連接，傳動(dòng)桿安裝在活塞內(nèi)腔，并與活塞件內(nèi)腔滑動(dòng)連接；傳動(dòng)桿的下部安裝有密封圈，密封圈通過螺母被固定在傳動(dòng)桿的下部，密封圈與步進(jìn)閥的內(nèi)腔出液口配合。
3，根據(jù)權(quán)利要求l、 2所述的步進(jìn)控制式流量閥，其特征是密封圈的上部頂 住活塞件的底部，活塞件的上外部鑲有密封用活塞套，密封活塞套與閥體內(nèi) 腔動(dòng)配合連接。
4，根據(jù)權(quán)利要求l、 2所述的步進(jìn)控制式流量閥，其特征是傳動(dòng)桿的中間有 一從上到下的泄壓孔。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)控制式流量閥，其特征是步進(jìn)控制式流量閥門 可以制作成直通型，也可以制作成角型或三通型。
6，根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)控制式流量閥，其特征是核心控制部件可以是 單片機(jī)MCU、工控機(jī)或微處理器CPU，控制系統(tǒng)集成在電路板上，根據(jù)需要， 電路板可安裝在閥罩內(nèi)，也可安裝在閥罩外。
全文摘要
一種步進(jìn)控制式流量閥，屬于機(jī)電一體化的流量自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)由控制部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其特征是傳感器送來的模擬信號(hào)經(jīng)A/D芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并送到核心控制部件內(nèi)進(jìn)行處理，核心控制部件將信號(hào)與預(yù)先設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比較后，輸出控制指令，經(jīng)功率放大器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)；步進(jìn)電機(jī)安裝在密封的步進(jìn)控制式流量閥罩內(nèi)。
文檔編號(hào)F16K1/00GK101270812SQ20071008723
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者全龍浩, 董民超 申請(qǐng)人:航天科工海鷹集團(tuán)有限公司