专利名称：步进控制式流量阀的制作方法
步进控制式流量阀技术领域一种步进控制式流量阀，属于机电一体化的流量自动控制技术领域。 技术背景现有的液体流量自动控制技术，如对水、油流量的控制，其执行机构一 般是采用两位式的电磁阀，或异步电机，因此体积都较大，不适合在一些要 求体积较小，内部结构十分紧凑、精细、自成体系的产品中应用。由于现有 技术是位式结构，只有开和关两个动作，输出的流量是波动的。在一些需要 平稳输出流量，特别是需要精密输出流量的场合，如果输出的流量是波动的， 则会造成整个系统工作的不稳定。 发明内容本发明的目的是提供一种步进控制式流量阀(以下简称步进阀)的技术方案。本发明的技术方案是这样来实现的，如果流量的输出对象称为主系统，本 系统就称为支系统，支系统由控制部分和执行机构两部份组成，控制部分可以独立使用，也可以与主系统合二为一，或直接接受主系统的指令；控制部 分由信号输入、指令输出及核心控制部件组成；由传感器送来的模拟信号经 A/D芯片转换为数字信号并送到核心控制部件内进行处理，核心控制部件将 信号与预先设置的参数进行比较，然后输出控制指令，再经功率放大器驱动 步进电机进行步长控制，步进电机步进角为1.8度，一周为360度，即200步进 数完成一转，改变电机线圈的励磁顺序，就能实现对电机转动方向的控制、瞬间启动和急速停止；系统工作由核心控制部件内的软件程序控制，核心控 制部件可以是单片机MCU、工控机或微处理器CPU组成，整个控制系统采 用微型件，集成在一块电路板上，根据需要，电路板可安装在步进阀内，也 可安装在阀外；执行机构是在密封的罩内安装有步进电机，步进电机的输出 轴通过螺纹与传动杆连接，传动杆安装在活塞内腔，并与活塞件内腔滑动连接，传动杆的下部安装有密封圈，密封圈通过螺母被固定在传动杆的下部， 密封圈与步进阀的内腔出液口配合，密封圈的上部顶住活塞件的底部，活塞件的上外部镶有密封用活塞套，密封活塞套与阀体内腔动配合；传动杆的中 间有一从上到下的泄压孔，泄压孔可使阀门准确的开启或关闭。系统可根据 流量的需要，预先设定控制参数值，由于电机按"步"进行工作，控制精度 很高，阀门出液口的开口量控制精度相应很高，使流量能在预先设定的范围 内稳定的输出。阀门可以制作成直通，也可以制作成角型或三通型。接口可 按需要选择。本发明的有益效果是，步进阀由于采用机电一体化，内镶体积很小的步 进电机、并配以结构简单的阀芯，所以阀体体积可以制作的很小，形状也可 多样，能满足许多要求空间较小的设备使用；又由于系统能自动跟踪并输出 稳定的流量值，因此很适合流量输出要求较稳定的技术领域。
图l是系统控制原理图。图2是步进阀的结构图。图2中，1阀体，2活塞，3连动杆，4活塞套，5阀盖密封圈，6密 封罩，7固定螺栓，8步进电机，9连动杆，10密封圈，11出液口，12固定螺母，13泄压孔。介质流量方向如图中箭头。 具体实施例图2是釆用直通方式的步进阀的结构，阀体(1)可用不锈钢或铜材加 工而成，两端的接口可根据设备的要求来设计，例如可加工成外丝或内丝， 也可以加工成活接方式。阀体(1)内有出水口 (11)，阀体(1)的上部通过 螺纹和阀盖密封圈(5)，与密封罩(6)连接，密封罩(6)内安装有步进电 机(8)，步进电机(8)的输出轴通过螺纹与连动杆(9)连接，传动杆(9) 安装在活塞(2)内腔，并与活塞(2)内腔滑动连接，传动杆(9)的下部安 装有密封圈(10)，密封圈(10)通过固定螺母(12)被固定在传动杆(9) 的下部，密封圈(10)与步进阀的内腔出液口 (11)配合，密封圈(10)的 上部顶住活塞(2)的底部，活塞(2)的上外部镶有密封用活塞套(4)，密 封活塞套(4)与阀体(1)内腔动配合密封；传动杆(9)的中间有一从上到 下的泄压孔(13)，泄压孔(13)可使阀门准确的开启或关闭。控制系统原理 框图见图1，除传感器外，所有元器件集成在一块电路板上，本实施例的电 路板放置在步进阀的外面，控制信号通过电缆与步进电机连接。传感器检测 到的信号与预先设定的参数进行比较，当检测到的流量信号值偏离了设定值， 系统通过软件控制芯片输出纠偏数据，再经功率放大器驱动步进电机进行步 长控制，步进电机的每一步只转动1.8度，转一圈360度需要200步进数，因 此电机转动的每一步步长，带动传动杆(9)所作的直线运动精度很高。系统 控制步进电机正转几步或反转几步，就能迅速恢复到设定值，维持流量稳定 的输出。
权利要求
1. 一种步进控制式流量阀，由控制部分和执行机构组成，其特征是传感器送来的模拟信号，经A/D芯片转换为数字信号并送到核心控制部件内进行处理，核心控制部件将信号与预先设置的参数进行比较后，输出控制指令，经功率放大器驱动步进电机，步进电机安装在密封的步进阀罩内。
2，根据权利要求1所述的步进控制式流量阀，其特征是步进电机的输出轴通过螺纹与传动杆连接，传动杆安装在活塞内腔，并与活塞件内腔滑动连接；传动杆的下部安装有密封圈，密封圈通过螺母被固定在传动杆的下部，密封圈与步进阀的内腔出液口配合。
3，根据权利要求l、 2所述的步进控制式流量阀，其特征是密封圈的上部顶 住活塞件的底部，活塞件的上外部镶有密封用活塞套，密封活塞套与阀体内 腔动配合连接。
4，根据权利要求l、 2所述的步进控制式流量阀，其特征是传动杆的中间有 一从上到下的泄压孔。
5，根据权利要求1所述的步进控制式流量阀，其特征是步进控制式流量阀门 可以制作成直通型，也可以制作成角型或三通型。
6，根据权利要求1所述的步进控制式流量阀，其特征是核心控制部件可以是 单片机MCU、工控机或微处理器CPU，控制系统集成在电路板上，根据需要， 电路板可安装在阀罩内，也可安装在阀罩外。
全文摘要
一种步进控制式流量阀，属于机电一体化的流量自动控制技术领域。系统由控制部分和执行机构组成，其特征是传感器送来的模拟信号经A/D芯片转换为数字信号，并送到核心控制部件内进行处理，核心控制部件将信号与预先设置的参数进行比较后，输出控制指令，经功率放大器驱动步进电机；步进电机安装在密封的步进控制式流量阀罩内。
文档编号F16K1/00GK101270812SQ20071008723
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月22日 优先权日2007年3月22日
发明者全龙浩, 董民超 申请人:航天科工海鹰集团有限公司