一种采用伺服阀控制驱动装置的阀门的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种采用伺服阀控制驱动装置的阀门，包括内设有流通通道和开启或关闭流通通道的启闭件的阀体、驱动装置，阀体中还设有阀杆，驱动装置与启闭件联动连接，驱动装置包括活塞缸，活塞缸中设有活塞、以及与活塞联动连接的活塞杆，活塞杆通过拨叉与阀杆联动连接，还包括控制驱动装置的伺服阀、伺服阀的动力装置、信号控制装置、以及与伺服阀连通的压力源装置，伺服阀包括与阀杆固定连接且同步运动的阀套，阀套中设有与伺服阀的动力装置连接且同步运动的回转阀芯，信号控制装置与伺服阀的动力装置连接，压力源装置通过伺服阀与活塞缸连接。本实用新型通过采用伺服阀控制驱动装置可以非常精确的调节和控制阀门的启闭角度。
【专利说明】—种采用伺服阀控制驱动装置的阀门
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种阀门，尤其是一种采用伺服阀控制驱动装置的阀门。
【背景技术】
[0002]随着现代工业对于自动化要求的不断提高，阀门越来越多得采用自动控制。如球阀、蝶阀、旋塞阀等90°旋转开关的阀门通常采取气动装置或液动装置进行阀门的开启和关闭控制。然而，在某些特定的工况条件下，如当阀门用于系统工况参数如压力、流量等的调节和控制时，则通常会在阀门的驱动装置上安装定位器，通过阀门出口端的系统工况参数的反馈来调节驱动装置的开度，达到调节和控制系统工况参数的目的。阀门的驱动装置根据阀门出口端的系统工况参数的反馈信号来不断调节阀门的开度，然而由于气动装置或液动装置对阀门开度的调节和控制不够精确，不能确保精确地控制系统工况参数，而且容易引起阀门及系统的不稳定。
实用新型内容
[0003]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种采用伺服阀控制驱动装置的阀门，该阀门通过伺服阀控制驱动装置可以精确地调节和控制阀门的启闭角度。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种采用伺服阀控制驱动装置的阀门，包括阀体、驱动装置，阀体中设有流通通道、以及开启或关闭流通通道的启闭件，阀体中还设有与启闭件固定连接的阀杆，驱动装置与启闭件联动连接，驱动装置包括活塞缸，活塞缸中设有将活塞缸分割成第一腔和第二腔的活塞、以及与活塞联动连接的活塞杆，活塞杆通过拨叉与阀杆联动连接，其特征在于:还包括控制驱动装置的伺服阀、伺服阀的动力装置、信号控制装置、以及与伺服阀连通的压力源装置，所述伺服阀包括与所述阀杆固定连接且同步运动的阀套，阀套中设有与所述伺服阀的动力装置连接且同步运动的回转阀芯，所述信号控制装置与伺服阀的动力装置连接，所述压力源装置通过伺服阀与所述活塞缸连接。
[0005]上述结构中，信号控制装置接收到用户或系统指令时，将发出信号驱动伺服阀的动力装置运动并带动回转阀芯同步运动，伺服阀与压力源装置连通，介质压力通过伺服阀与活塞缸连接并驱动活塞运动，活塞通过拨叉带动阀杆转动，阀杆带动阀套运动，随着阀杆的转动，伺服阀的阀口开度减小，当伺服阀的阀套与回转阀芯的角度一致时，伺服阀与压力源装置的连通关闭，驱动装置的活塞运动停止，阀杆也停止转动；通过信号控制装置与伺服阀的联机来控制驱动装置驱动启闭件的开启或关闭，操作更精确。
[0006]作为本实用新型的进一步设置，所述阀杆相对与所述启闭件固接的另一端伸出所述阀体之外且连接有角位移传感器，所述角位移传感器与所述信号控制装置连接并通过脉冲信号将所述阀杆的转动角度数据反馈到所述信号控制装置。
[0007]上述结构中，角位移传感器可以实时采集阀杆的转动角度，将该角度变化及时反馈到信号控制装置，便于阀杆转动角度的实时更新、实时监控和调整阀门的开启角度，使得驱动装置可以更精确地调节和控制阀门开度。
[0008]作为本实用新型的进一步设置，所述信号控制装置和所述角位移传感器之间设有信号放大器。
[0009]上述结构中，信号放大器可以消除数字干扰，使得信号更强、信号传输更准确。
[0010]作为本实用新型的进一步设置，所述驱动装置包括第一活塞缸和第二活塞缸，第一活塞缸和第二活塞缸之间设有基座,所述第一活塞缸和第二活塞缸中设有分别将第一活塞缸和第二活塞缸分割成第一腔和第二腔的第一活塞和第二活塞,第一活塞和第二活塞通过所述活塞杆连接，活塞杆的一端与所述第一活塞固接，活塞杆的另一端依次穿过第一活塞缸和所述基座进入第二活塞缸与所述第二活塞固接。
[0011]上述结构中，活塞缸呈左右对称设置的两个活塞缸结构，两个活塞缸通过活塞杆联动连接，阀杆穿过基座并与拨叉连接，活塞杆的轴向往复运动通过拨叉转换成旋转运动驱动阀杆转动，上述结构使得该驱动装置的驱动阀杆运动更稳定。
[0012]作为本实用新型的进一步设置，所述阀体朝向所述驱动装置的一端固设有托台，所述驱动装置的基座安置于所述托台上。
[0013]上述结构中，阀体上通过托台与驱动装置连接，该托台可以起到承托驱动装置，并增大其与阀体连接处的接触面积，使其可以稳定安置于阀体上方。
[0014]作为本实用新型的进一步设置，所述伺服阀包括与所述压力源装置连通的进口端、与所述活塞缸的第一腔连通的第一连接口、与所述活塞缸的第二腔连通的第二连接口、以及与外界回收装置连通的出口端。
[0015]上述结构中，活塞缸可以是单缸结构设置，压力源装置通过伺服阀与活塞缸连通，通过介质压力驱动活塞做轴向运动从而驱动阀杆的旋转，单缸结构的活塞缸结构简单，体积小。
[0016]作为本实用新型的进一步设置，所述伺服阀包括进口端、第一连接口、第二连接口，以及与外界回收装置连通的出口端，所述进口端与所述压力源装置连通，所述第一连接口分别与所述第一活塞缸的第一腔以及与第二活塞缸的第一腔连通，所述第二连接口分别与所述第一活塞缸的第二腔以及与第二活塞缸的第二腔连通。
[0017]上述结构中，该活塞缸是双缸结构设置，压力源装置通过伺服阀与活塞缸连接，介质压力同时进入第一活塞缸的第一腔、第二活塞缸的第一腔或者同时进入第一活塞缸的第二腔、第二活塞缸的第二腔，并通过活塞杆达到同步的轴向运动，使其运动更稳定，驱动阀杆旋转的驱动力更大。
[0018]作为本实用新型的进一步设置，所述信号控制装置采用可编程逻辑控制器。
[0019]上述结构中，控制可编程逻辑控制器即PLC来控制电机的旋转，并通过脉冲信号的数量来控制步进电机的旋转角度，使其角度控制更准确，同时提高了阀门的自动化程度。
[0020]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]附图1为本实用新型具体实施例双缸结构的阀门结构示意图；
[0022]附图2为本实用新型具体实施例单缸结构的阀门结构示意图。【具体实施方式】
[0023]本实用新型的具体实施例如图1-2所示是采用伺服阀控制驱动装置的阀门，包括阀体1、驱动装置4、控制驱动装置的伺服阀6、给伺服阀6提供动力的电机7、信号控制装置
8、以及与伺服阀6连通的压力源装置10，阀体I中设有流通通道11、以及开启或关闭流通通道11的启闭件2即阀瓣或阀板等，阀体I中还设有与启闭件2固定连接的阀杆3，驱动装置4与启闭件2联动连接，驱动装置4包括活塞缸41，该活塞缸41可以是单缸结构如图2所示,也可以是双缸结构如图1所示；活塞缸41中设有活塞42、以及与活塞42联动连接的活塞杆43，活塞杆43通过拨叉44与阀杆3联动连接，活塞杆43的轴向运动通过拨叉44转换成旋转运动驱动阀杆3转动，伺服阀6包括与阀杆3固定连接且同步运动的阀套61，阀套61中设有与电机7连接且同步运动的回转阀芯62，信号控制装置8与电机7连接，压力源装置10通过伺服阀6与活塞缸41连接。
[0024]上述阀杆3相对与启闭件2固接的另一端伸出阀体I之外且连接有角位移传感器5，角位移传感器5与信号控制装置8连接并通过脉冲信号将阀杆3的转动角度数据反馈到信号控制装置8。角位移传感器5可以实时采集阀杆3的转动角度，将该角度变化及时反馈到信号控制装置8，便于阀杆3转动角度的实时更新、实时监控和调整阀门的开启角度，使得驱动装置4可以更精确地调节和控制阀门开度。
[0025]上述信号控制装置8和角位移传感器5之间设有信号放大器9。信号放大器9可以消除数字干扰，使得信号更强、信号传输更准确。
[0026]上述驱动装置4中的活塞缸41优选为双缸结构设置如图1所示，其包括第一活塞缸411和第二活塞缸412，第一活塞缸411和第二活塞缸412之间设有基座413，第一活塞缸411和第二活塞缸412中设有分别将第一活塞缸411和第二活塞缸412分割成第一腔和第二腔的第一活塞421和第二活塞422，第一活塞421和第二活塞422通过活塞杆43连接，活塞杆43的一端与第一活塞421固接,活塞杆43的另一端依次穿过第一活塞缸411和基座413进入第二活塞缸412与第二活塞422固接。活塞缸41呈左右对称设置的两个活塞缸结构，两个活塞缸通过活塞杆43联动连接，阀杆3穿过基座413并与拨叉44连接，活塞杆43的轴向往复运动通过拨叉44转换成旋转运动驱动阀杆43转动，上述结构使得该驱动装置4的驱动阀杆3运动更稳定。
[0027]上述阀体I朝向驱动装置4的一端固设有托台12，驱动装置4的基座413安置于托台12上。阀体I上通过托台12与驱动装置4连接，该托台12可以起到承托驱动装置4的作用，并增大其与阀体I连接处的接触面积，使其可以稳定安置于阀体I上方。
[0028]上述活塞缸41为单缸结构设置时如图2所示，活塞42将活塞缸41分割成第一腔41a和第二腔41b，伺服阀6包括与压力源装置10连通的进口端A、与活塞缸41的第一腔41a连通的第一连接口 C、与活塞缸41的第二腔41b连通的第二连接口 B、以及与外界回收装置连通的出口端D。活塞缸41可以是单缸结构设置，压力源装置10通过伺服阀6与活塞缸41连通，通过介质压力驱动活塞42做轴向运动从而驱动阀杆3的旋转，单缸结构的活塞缸结构简单，体积小。
[0029]上述活塞缸41为双缸结构时，伺服阀6包括进口端A、第一连接口 C、第二连接口B，以及与外界回收装置连通的出口端D，进口端A与压力源装置10连通，第一连接口 C分别与第一活塞缸411的第一腔411a以及与第二活塞缸412的第一腔412a连通，第二连接口B分别与第一活塞缸411的第二腔411b以及与第二活塞缸412的第二腔412b连通。该活塞缸41是双缸结构设置，压力源装置10通过伺服阀6与活塞缸41连接，介质压力同时进入第一活塞缸411的第一腔41 la、第二活塞缸412的第一腔412a或者同时进入第一活塞缸411的第二腔41 lb、第二活塞缸412的第二腔412b，并通过活塞杆43达到同步的轴向运动，使其运动更稳定，驱动阀杆3旋转的驱动力更大。
[0030]上述信号控制装置8采用可编程逻辑控制器即PLC来控制电机7的旋转，并通过脉冲信号的数量来控制步进电机7的旋转角度，使其角度控制更准确，同时提高了阀门的自动化程度。PCL可以根据接收的系统参数来发出控制脉冲，每一个脉冲信号对应相同的阀杆3旋转角度，脉冲信号的数量可以设置的很大，因此每一个脉冲信号对应很小的阀杆3旋转角度，因此，采用伺服阀6控制驱动装置4可以非常精确的调节和控制阀门的启闭角度。
[0031]本实用新型的工作原理如下:介质压力通过伺服阀6的进口端A通入伺服阀6，伺服阀6的第二连接口 B与驱动装置4中的第一活塞缸411的第二腔411b以及第二活塞缸412的第二腔412b相连，伺服阀6的第一连接口 C与驱动装置4中的第一活塞缸411的第二腔411b以及与第二活塞缸412的第二 412b相连，伺服阀6的出口端D与介质回收箱相连。当信号控制装置8 (PLC)接收到用户或系统指令时，发出脉冲信号并通过信号放大器9将信号放大增强后驱动步进电机7旋转，电机7带动回转阀芯62同步转动，并通过脉冲数量来控制步进电机7的旋转角度即通过脉冲数量控制回转阀芯62的旋转角度。
[0032]当伺服阀6的回转阀芯62逆时针转动时，伺服阀6的进口端A与第二连接口 B连通，介质压力从压力源装置10经过进口端A和第二连接口 B进入到驱动装置4的第一活塞缸411的第二腔411b和第二活塞缸412的第二腔412b。同时，伺服阀的第一连接口 C与出口端D连通，驱动装置4中位于第一活塞缸411第一腔411a中的介质以及位于第二活塞缸412第一腔412a中的介质分别通过第一连接口 C与出口端D排放到回收箱。此时，活塞杆43和活塞42在介质压力的作用下向左侧运动即各自朝其活塞缸的第一腔运动，活塞42及活塞杆43将带动阀杆3做逆时针旋转，随着阀杆3的转动，伺服阀6的阀口开度减小，当伺服阀6的阀套61与阀芯62的角度一致时，伺服阀6的A、B、C、D阀口关闭，驱动装置4的压力源进出口通道被切断，驱动装置4的活塞42停止运动，阀杆3也停止转动。上述压力源可以是液态压力也可以是气态压力。
[0033]当伺服阀6的回转阀芯62顺时针转动时，伺服阀6的进口端A与第一连接口 C连通，介质压力从压力源装置10经过进口端A和第一连接口 C进入到驱动装置4的第一活塞缸411的第一腔411a和第二活塞缸412的第一腔412a中。同时，伺服阀6的第二连接口 B与出口端D连通，驱动装置4中位于第一活塞缸411的第二腔411b中的介质以及位于第二活塞缸412的第二腔412b中的介质分别通过第二连接口 B与出口端D排放到回收箱。此时，活塞杆43和活塞42在介质压力的作用下向右侧运动即各自朝向其活塞缸的第二腔运动，活塞42及活塞杆43将带动阀杆3做顺时针旋转，随着阀杆3的转动，伺服阀6的阀口开度减小，当伺服阀6的阀套61与阀芯62的角度一致时，伺服阀6的A、B、C、D阀口关闭，驱动装置4的压力进出口通道被切断，驱动装置4的活塞42停止运动，阀杆3也停止转动。
【权利要求】
1.一种采用伺服阀控制驱动装置的阀门，包括阀体、驱动装置，阀体中设有流通通道、以及开启或关闭流通通道的启闭件，阀体中还设有与启闭件固定连接的阀杆，驱动装置与启闭件联动连接，驱动装置包括活塞缸，活塞缸中设有将活塞缸分割成第一腔和第二腔的活塞、以及与活塞联动连接的活塞杆，活塞杆通过拨叉与阀杆联动连接，其特征在于:还包括控制驱动装置的伺服阀、伺服阀的动力装置、信号控制装置、以及与伺服阀连通的压力源装置，所述伺服阀包括与所述阀杆固定连接且同步运动的阀套，阀套中设有与所述伺服阀的动力装置连接且同步运动的回转阀芯，所述信号控制装置与伺服阀的动力装置连接，所述压力源装置通过伺服阀与所述活塞缸连接。
2.根据权利要求1所述的采用伺服阀控制驱动装置的阀门，其特征在于:所述阀杆相对与所述启闭件固接的另一端伸出所述阀体之外且连接有角位移传感器，所述角位移传感器与所述信号控制装置连接并通过脉冲信号将所述阀杆的转动角度数据反馈到所述信号控制装置。
3.根据权利要求2所述的采用伺服阀控制驱动装置的阀门，其特征在于:所述信号控制装置和所述角位移传感器之间设有信号放大器。
4.根据权利要求1所述的采用伺服阀控制驱动装置的阀门，其特征在于:所述驱动装置包括第一活塞缸和第二活塞缸，第一活塞缸和第二活塞缸之间设有基座，所述第一活塞缸和第二活塞缸中设有分别将第一活塞缸和第二活塞缸分割成第一腔和第二腔的第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞通过所述活塞杆连接，活塞杆的一端与所述第一活塞固接，活塞杆的另一端依次穿过第一活塞缸和所述基座进入第二活塞缸与所述第二活塞固接。
5.根据权利要求4所述的采用伺服阀控制驱动装置的阀门，其特征在于:所述阀体朝向所述驱动装置的一端固设有托台，所述驱动装置的基座安置于所述托台上。
6.根据权利要求1所述的采用伺服阀控制驱动装置的阀门，其特征在于:所述伺服阀包括与所述压力源装置连通的进口端、与所述活塞缸的第一腔连通的第一连接口、与所述活塞缸的第二腔连通的第二连接口、以及与外界回收装置连通的出口端。
7.根据权利要求4所述的采用伺服阀控制驱动装置的阀门，其特征在于:所述伺服阀包括进口端、第一连接口、第二连接口，以及与外界回收装置连通的出口端，所述进口端与所述压力源装置连通，所述第一连接口分别与所述第一活塞缸的第一腔以及与第二活塞缸的第一腔连通，所述第二连接口分别与所述第一活塞缸的第二腔以及与第二活塞缸的第二腔连通。
8.根据权利要求1所述的采用伺服阀控制驱动装置的阀门，其特征在于:所述信号控制装置采用可编程逻辑控制器。
【文档编号】F16K31/363GK203656342SQ201320894957
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】邱晓来, 林洁, 王汉洲, 王云达, 潘兴芳, 胡建伦 申请人:超达阀门集团股份有限公司