專利名稱：一種機電一體化數(shù)控針形閥的制作方法
一種機電一體化數(shù)控針形閥，它用于各種化工、地質(zhì)實驗中的實驗設(shè)備，特別是各種自動化實驗設(shè)備中。
在化工以及地質(zhì)實驗室中，為模擬各種生產(chǎn)及地質(zhì)條件，尋找最佳化工參數(shù)，要使用各種針形閥對各種加入或輸出的液體或氣體進行控制。在整個實驗流程中，各個閥門需要經(jīng)常進行調(diào)整?，F(xiàn)在實驗室中所用的多是手動針形閥，它由人工調(diào)節(jié)。在實驗中，實驗人員通過觀測各種測量顯示，手動調(diào)節(jié)。這一方面需要操作人員有很熟練的操作技巧，且勞動強度大，容易產(chǎn)生操作失誤，另一方面，現(xiàn)在的實驗測量設(shè)備多是數(shù)字化、機電一體化結(jié)構(gòu)，而閥門控制還使用人工手動調(diào)節(jié)，已成為整個實驗設(shè)施自動化的瓶頸問題。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種機電一體化數(shù)控針形閥，采用機電一體化技術(shù)與其它測控設(shè)備相連，可以通過數(shù)字控制改變閥門的開度值，操作方便。
本發(fā)明如附

圖1所示，它有閥體1、閥芯2，其特征在于閥芯2上端連有大速比減速器3和數(shù)控電機4，有標準工業(yè)控制介面5，在標準工業(yè)控制介面5中插有與數(shù)控電機4相連并對其進行控制的適配模塊6，標準工業(yè)控制介面5通過標準串行通訊接口與可與其它測控設(shè)備共有的中央控制計算機7相連。
本發(fā)明在使用時，通過中央控制計算機7與其它測控設(shè)備相連。在中央控制計算機7采集整個實驗參數(shù)后，通過軟件設(shè)置計算，得到本發(fā)明的閥門開度調(diào)整值。調(diào)整時，中央控制計算機7通過標準串行通訊接口發(fā)出地址選通信號，通過標準工業(yè)控制介面5選通適配模塊6，然后計算機發(fā)出信號使數(shù)控電機4正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，使閥門開度增加或減小。閥門開度的變化量可以通過中央控制計算機7的定時中斷控制來實現(xiàn)。由于數(shù)控電機4的轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)閥門移動量參數(shù)可以事先存入中央控制計算機7，由計算機解算出電機通電的時間，通過控制數(shù)控電機4的通電時間得到開度調(diào)整值。閥門開度變化量的控制，也可以采用反饋控制方法，在中央控制計算機控制本發(fā)明中的數(shù)控電機4轉(zhuǎn)動后，通過測量其它參數(shù)(如反應(yīng)溫度、壓力或輸出流量等)是否達到要求來控制數(shù)控電機4的停止。
本發(fā)明采用中央控制計算機和標準工業(yè)控制介面加執(zhí)行機構(gòu)這種機電一體化形式，可以通過計算機數(shù)字化技術(shù)對針形閥的開度進行自動調(diào)節(jié)，特別是可以和其它測控設(shè)備連為一體，使用測量參數(shù)進行反饋控制，能得到較高的控制精度和較快的響應(yīng)速度。使用電力驅(qū)動，操作方便。
在本發(fā)明中，為簡化結(jié)構(gòu)，也可以省去標準工業(yè)控制介面5和中央控制計算機7，將適配模塊6改為一個手控電機4正反轉(zhuǎn)的電路開關(guān)。
本發(fā)明中所采用的數(shù)控電機4可以使用小型儀表交流電動機，如杭州儀表電機廠生產(chǎn)低速同步電機系列。為實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，可以使用兩個轉(zhuǎn)向不同的電機串接，通過不同的電機通電達到正反向控制的目的。本發(fā)明的電機也可以使用小型直流電機，有較大的起動力矩，通過電源極性的改變，使電機旋轉(zhuǎn)方向改變。還可以使用用稀土永磁材料做轉(zhuǎn)子的交流同步電動機，用變頻電源進行驅(qū)動，通過調(diào)整變頻電源的相位關(guān)系來調(diào)整電機的轉(zhuǎn)向，例如專利號為CN89209067的專利。
在本發(fā)明中，減速器3可以使用多級普通減速器，也可以使用諧波齒輪減速器，有較大的減速比。還可以使用如專利申請?zhí)枮镃N91103847的“一種大速比差動減速器”，有很大的減速比和很小的體積。本發(fā)明還可以把電機與減速器做成一個整體，例如專利申請?zhí)枮镃N91103795的“一種差動減速電動伺服單元”的專利，有更小的組合結(jié)構(gòu)尺寸。
在本發(fā)明中，標準工業(yè)控制介面5可以選用美國ME公司(MECHATRONICEQUIPENTINC.)的I/OK32，或是美國OPTO22公司的PB16AH，適配模塊6可以選用美國OPTO22公司的OAC5模塊。中央控制計算機7可以選用美國OPTO22公司的LC4控制器，也可以選用ME公司的PCS-1工業(yè)過程工作站。
權(quán)利要求
1.一種機電一體化數(shù)控針形閥，它有閥體1、閥芯2，其特征在于閥芯2上端連有大速比減速器3和數(shù)控電機4，有標準工業(yè)控制介面5，在標準工業(yè)控制介面5中插有與數(shù)控電機4相連并對其進行控制的適配模塊6，標準工業(yè)控制介面5通過標準串行通訊接口與可與其它測控設(shè)備共有的中央控制計算機7相連。
全文摘要
一種機電一體化數(shù)控針形閥，它用于各種化工、地質(zhì)實驗中的實驗設(shè)備，特別是各種自動化實驗設(shè)備中。它有閥體、針形閥芯，其特征在于閥芯上端連有大速比減速器和數(shù)控電機，有標準工業(yè)控制介面，并在其中插有對數(shù)控電機進行控制的適配模塊，控制介面通過標準串口與可共有的中央控制計算機相連。由于采用了中央控制計算機和控制介面加執(zhí)行元件這種機電一體化形式，可以通過自動控制的方法改變閥門的開度值。
文檔編號G05D27/02GK1073783SQ9110827
公開日1993年6月30日 申請日期1991年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月20日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠