一种二进制流量控制阀的制作方法

本发明涉及一种二进制流量控制阀。属于流量控制阀技术领域。

背景技术：

随着工业大生产的工艺日趋复杂和自动化水平不断提高，对生产过程的控制已由运行稳定为主要目的，发展到现在所要求的最佳化工艺控制。为此，对流量的控制精度准提出了更多、更高和更新的要求，作为控制回路终端执行元件的控制阀在流程工业过程控制中凸显重要。但目前工业上所使用的无论是静态控制阀还是动态控制阀，对于流量都是一种反馈式控制，使得实际流量始终围绕着标准值上下波动,无法实现真正恒定。在流体流量的计算机或数字控制器中，过去一般都是将数字控制信号经数模转换接口控制伺服阀或比例阀进行调节的，这种方法环节较多，使用不便。近年来相继出现的数字阀可直接接收数字信号，虽然不需数模转换接口，但这类阀大多结构复杂，制造成本较高。

技术实现要素：

本发明提出一种能够让流量始终恒定在标准值，减少工业生产中因流量误差而产生的相关问题，达到最佳化工艺控制的二进制流量控制阀，解决现有技术存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种二进制流量控制阀，包括阀体，所述阀体内设置有n个不同孔径的流通孔，以及所述流通孔各自对应的阀芯，所述流通孔的数目n的数值由流体最小变化量决定，以流体最小变化量的计量体积为基准体积，所述流通孔的通量qi在管道的总通量q中的占比从小到大分别为q0＝2⁰％＝1％，q1＝2¹％＝2％，q2＝2²％＝4％，q3＝2³％＝8％，q4＝2⁴％＝16％，q5＝2⁵％＝32％，q6＝2⁶％＝64％，…，qn＝2ⁿ％，每个所述阀芯设置有与所述阀芯对应的执行机构，每个所述执行机构设置有与所述执行机构对应的控制器，通过n个控制器分别控制各个所述阀芯从0度到90度的转动，带动所述执行机构与阀芯几何中心连线上的旋转轴，实现开关单个阀芯，可调节1/(2ⁿ⁺¹-1)％-100％的流量百分比，使流量恒定于所需的设定值。例如有一个由7个阀芯组成的控制阀，我们把它们的阀芯通量分别标记(排列)为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7；当需要把调节阀的阀通量确定为88％时，只要开启f7、f5和f4三个阀芯，其余阀芯关闭；因为88＝26+24+23。以数字1代表开启，以数字0代表关闭。在控制过程，这7个阀芯的开闭状态所组成的一组数据为1011000，这既是阀通量的数值，也是控制阀各阀芯的实际开闭状态。

每个所述执行机构设置有对应的控制器，所述控制器将阀芯的阀通量确定值送至单片机；单片机根据接收的信号计算需要从多个所述流通孔溢流的流量值，并按照与最大溢流量的比例，将需要所述流通孔开启、闭合的对应编码记录。

本发明具有以下的特点和有益效果：

本发明涉及的一种二进制流量控制阀通过采用多个独立阀芯来控制流量，当流量保持于一个恒定值时，不存在传统流量控制阀的流量波动，采用多个阀芯开闭来控制流量，当流量需要变化时，不论变化跨度有多大，都可以通过开闭不同的阀芯迅速完成切换；采用二进制的加权系数形式作为流量变化的计算方式，可实现0％-100％的全范围流量调节。整个二进制流量控制阀具有精确、恒定、快速的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种二进制流量控制阀的结构示意图(1)；

图2为本发明一种二进制流量控制阀的结构示意图(2)；

图3为本发明一种二进制流量控制阀的结构示意图(3)。

图中，1-阀体；2-阀芯；3-执行机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图3所示的一种二进制流量控制阀的结构示意图(1)、结构示意图(2)和结构示意图(3)。一种二进制流量控制阀，包括阀体1，所述阀体1内设置有n个不同孔径的流通孔，以及所述流通孔各自对应的阀芯2，所述流通孔的数目n的数值由流体最小变化量决定，以流体最小变化量的计量体积为基准体积，所述流通孔的通量qi在管道的总通量q中的占比从小到大分别为q0＝2⁰％＝1％，q1＝2¹％＝2％，q2＝2²％＝4％，q3＝2³％＝8％，q4＝2⁴％＝16％，q5＝2⁵％＝32％，q6＝2⁶％＝64％，…，qn＝2ⁿ％，每个所述阀芯2设置有与所述阀芯2对应的执行机构3，每个所述执行机构3设置有与所述执行机构3对应的控制器，通过n个控制器分别控制各个所述阀芯2从0度到90度的转动，带动所述执行机构3与阀芯2几何中心连线上的旋转轴，实现开关单个阀芯2，可调节1/(2ⁿ⁺¹-1)％-100％的流量百分比，使流量恒定于所需的设定值。例如有一个由7个阀芯组成的控制阀，我们把它们的阀芯2通量分别标记(排列)为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7；当需要把调节阀的阀通量确定为88％时，只要开启f7、f5和f4三个阀芯2，其余阀芯2关闭；因为88＝26+24+23。

以数字1代表开启，以数字0代表关闭。在控制过程，这7个阀芯2的开闭状态所组成的一组数据为1011000，这既是阀通量的数值，也是控制阀各阀芯2的实际开闭状态。

每个所述执行机构3设置有对应的控制器，所述控制器将阀芯2的阀通量确定值送至单片机；单片机根据接收的信号计算需要从多个所述流通孔溢流的流量值，并按照与最大溢流量的比例，将需要所述流通孔开启、闭合的对应编码记录。

本发明专利主要改进在于流量的稳定性与流量切换的计算方式，目的在于使流量切换准确快速高效且始终恒定在标准值，减少工业生产中因流量误差而产生的相关问题，达到最佳化工艺控制。通过控制各个流通孔的阀芯2开闭组合，可任意调节1/(2n+1-1)％-100％的流量，并且使流量始终恒定于标准值。通过改变流通孔n的数量，可以改变控制阀对于流体的最小变化量。本专利的工作原理如下：流体通过管道进入阀体1，通过控制各个阀芯2开闭组合，以此来调节流量大小。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。