专利名称：智能控制隔膜阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀门，尤其涉及一种智能控制隔膜阀。
背景技术：
现有的隔膜阀由阀体、缸体、活塞、阀芯、隔膜片、执行机构、上端盖等部件组成，其中的执行机构多采用电动或液压或气动，而无执行机构和活塞之间缺乏一个精确协调两者工作的控制系统，很难实现每次对活塞的驱动力大小的控制，很难实现比较高的阀门定位精度。阀门的控制量为阀门开度，在应用场合往往会根据实际需要将阀门开或关，或者开到一定程度，甚至动态的以某种规律开关。在传统的模拟控制方式中用时间、电流的大小来表示阀门的开启角度。由于影响时间、电流、电压等参数的因素很多，因此显示的开启角度与阀门的实际位置不易达到同步，经常出现明显的误差。同时，简单的模拟量控制提供的信息极为有限，不利于系统的调试和检修。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构设计更优化、可实现比较高的阀门定位精度的智能控制隔膜阀。 为实现上述目的，本发明采用一种智能控制隔膜阀，包括缸体、阀体、阀芯、阀杆、
隔膜片、执行机构，阀体内两端形成进、出流道，缸体设置在阀体的正上方，缸体的底部形成
连接腔，阀体内的进、出流道通过连接腔构成连通，隔膜片置于缸体和阀体之间对应连接腔
位置，阀芯设置在隔膜片的上方并与隔膜片固定连接，阀杆沿轴向穿过缸体，阀杆下端与阀
芯固定连接，阀杆上端与执行机构固定连接，执行机构动作使阀芯上下移动构成隔膜片上
移/下移以实现进、出流道的通/断，缸体内部对应连接腔上方形成密闭的气室，活塞固定
套设在阀杆上并可滑移地设置在气室内，活塞将气室分隔成上、下两部分，复位弹簧设置在
活塞的上方，复位弹簧下端抵压在活塞上，上端抵压在缸体内壁上，活塞下端为进气室，进
气室一侧的缸体壁上开设有进气孔，执行机构为气动执行器，气动执行器的输气管延伸至
缸体上的进气孔中，智能控制隔膜阀包括设置在缸体上方的智能控制机构和固定架，智能
控制机构包括反馈杆、带电位器的智能定位器、连杆，反馈杆上沿杆身方向开设有滑移槽，
反馈杆上相对滑移槽的另一侧与智能定位器上的电位器旋转联动连接，连杆一端可滑移地
设置在滑移槽内，另一端通过固定架与阀杆的上端部固定连接，反馈杆的安装位置与连杆
的安装位置呈垂直关系，具有活塞上下移动使阀杆动作构成连杆在滑移槽内滑移实现反馈
杆驱动电位器旋转，活塞的上下移动距离与反馈杆的旋转角度成比例关系。 本发明进一步设置为智能定位器包括CPU、输入、输出接口、光电隔离模块、断电存
储器模块、通信模块、模数转化模块，其中输入接口一端与电位器821连接，另一端与CPU连
接，CPU中有三个输出端分别与断电存储器模块、通信模块、气动执行器的开关连接，CPU中
的另一个输出接口相连，即气动执行器的开关相连，输出端与光电隔离模块与CPU交互连
接，模数转化模块与光电隔离模块交互连接。
为了实现对参数的设置，本发明进一步设置为智能定位器具有一个调节按钮，调 节按钮通过模数转化模块与光电隔离模块相连。 为了便于观察，本发明进一步设置为反馈杆上沿滑移槽的长度方向形成位移刻 度。 为了保证控制的高精度，本发明再进一步设置为智能定位器通过安装架置于缸体 上方一侧，智能定位器与阀杆平行设置。 本发明在阀门开始工作时，根据需求，在智能控制器上通过调节按钮进行参数设 置，接通电流，智能控制器根据设定的参数进行判别控制压縮空气的开，闭，流量的控制排 放气动执行器内的压縮空气，从而由压縮空气进一步的控制气气动执行器的运动，并将活 塞的运动转化成为连杆的运动，同时通过反馈杆对电位器做旋转进行电位的调节达到对智 能定位器的信号输入。采用智能控制器，保证了控制的高精度。开关惯性非常小，可以执 行很高的开关频率，对输出气路压力进行控制，驱动执行机构，可以达到很高的阀门定位精 度。而且反馈元件定位精度高，寿命长。反馈杆是一个结构简单、高精度、高可靠性的机械 传导机构，将执行机构的直线移动距离转换为电阻信号，因而可以精确的检测阀位并且可 以方便的对阀门进行零位，满度及阀门流量特性曲线的定位。
图1是本发明实施例智能控制隔膜阀主视结构示意图。 图2是本发明实施例智能控制隔膜阀后视结构示意图。 图3是本发明实施例智能控制隔膜阀左视结构示意图。 图4是本发明实施例智能控制器主视结构示意图。 图5是本发明实施例智能控制器左视结构示意图。 图6是本发明实施例反馈杆主视结构示意图。 图7是本发明实施例反馈杆俯视结构示意图。 图8是本发明实施例智能控制隔膜阀原理框图。 图9是本发明实施例智能控制器原理框图。
具体实施例方式
如图l-9所示，本发明的具体实施例是一种智能控制隔膜阀，包括缸体l、阀体2、 阀芯3、阀杆4、隔膜片5、活塞6、气动执行器7、智能控制机构8和固定架9，阀体2内两端 形成进、出流道(21、22)，缸体1设置在阀体2的正上方，缸体1的底部形成连接腔11，阀体 2内的进、出流道(21、22)通过连接腔11构成连通，隔膜片5置于缸体1和阀体2之间对应 连接腔11位置，阀芯3设置在隔膜片5的上方并与隔膜片5固定连接，阀杆4沿轴向穿过 缸体1，阀杆4下端与阀芯3固定连接，缸体1内部对应连接腔11上方形成密闭的气室，活 塞6固定套设在阀杆4上并可滑移地设置在气室内，活塞6将气室分隔成上、下两部分，复 位弹簧10设置在活塞6的上方，复位弹簧10下端抵压在活塞6上，复位弹簧10上端抵压 在缸体1内壁上，活塞6下端为进气室12，进气室12 —侧的缸体壁上开设有进气孔，气动 执行器7的输气管71延伸至缸体1上的进气孔中，智能控制机构8包括反馈杆81、带电位 器821的智能定位器82、连杆83，智能定位器82通过安装架84置于缸体1上方一侧，智能定位器82与阀杆4平行设置。反馈杆81上沿杆身方向开设有滑移槽811，反馈杆81上沿 滑移槽811的长度方向形成位移刻度812。反馈杆81上相对滑移槽811的另一侧与智能 定位器82上的电位器821旋转联动连接，连杆83 —端可滑移地设置在滑移槽811内，另一 端通过固定架9与阀杆4的上端部41固定连接，反馈杆81的安装位置与连杆83的安装位 置呈垂直关系，活塞6上下移动使阀杆4动作构成连杆83在滑移槽811内滑移实现反馈杆 81驱动电位器821旋转，活塞6的上下移动距离与反馈杆81的旋转角度成比例关系，即智 能定位器82输出一个P丽脉宽调制脉冲信号来控制压电阀开、闭动作，其中的脉冲的宽度 对应于气动执行器7输出气源压力的增量。其中智能定位器82包括CPU、输入、输出接口、 光电隔离模块、断电存储器模块、通信模块、模数转化模块，其中输入接口一端与电位器821 连接，另一端与CPU连接，CPU中有三个输出端分别与断电存储器模块、通信模块、气动执行 器的开关连接，CPU中的另一个输出接口相连，即气动执行器7的开关相连。输出端与光电 隔离模块与CPU交互连接，模数转化模块与光电隔离模块交互连接。智能定位器82具有一 个调节按钮822，调节按钮822通过模数转化模块与光电隔离模块相连。
智能气动隔膜阀新颖之处 1)由智能定位器82输出压力调节采用PID脉宽调制(P丽)技术，迅速准确。由于
CPU对压电阀的控制采用一个五步开关程序来控制，可以精确、快速地控制输出气源压力增
减。其控制算法采用数字PID方式，CPU根据输入信号与阀位产生偏差的大小和方向进行
PID计算，输出一个P丽脉宽调制脉冲信号来控制压电阀开、闭动作。由于脉冲的宽度对应
于气动执行器7输出气源压力的增量，从而可以迅速、准确的改变气源压力输出来控制活
塞6的运动。当偏差较大时，智能定位器82输出一个连续信号，快速连续、大幅度的改变输
出气压的大小，当偏差较小时，智能定位器82输出一个较小脉宽的脉冲信号，断续、小幅改
变输出气压的大小，当偏差很小(进入死区)时，则无脉冲输出，阀位稳定工作。 2)该智能气动隔膜阀采用智能定位器82，保证了控制的高精度。开关惯性非常
小，可以执行很高的开关频率，对输出气路压力进行控制，驱动气动执行器7，可以达到很高
的阀门定位精度。 3)反馈杆81定位精度高，寿命长。反馈杆81是一个结构简单、高精度、高可靠性 的机械传导机构，将活塞6的直线移动距离转换为电阻信号，因而可以精确的检测阀位并 且可以方便的对阀门进 零位，满度及阀门流量特性曲线的定位。
权利要求
一种智能控制隔膜阀，包括缸体、阀体、阀芯、阀杆、隔膜片、执行机构，阀体内两端形成进、出流道，缸体设置在阀体的正上方，缸体的底部形成连接腔，阀体内的进、出流道通过连接腔构成连通，隔膜片置于缸体和阀体之间对应连接腔位置，阀芯设置在隔膜片的上方并与隔膜片固定连接，阀杆沿轴向穿过缸体，阀杆下端与阀芯固定连接，阀杆上端与执行机构固定连接，执行机构动作使阀芯上下移动构成隔膜片上移/下移以实现进、出流道的通/断，其特征在于缸体内部对应连接腔上方形成密闭的气室，活塞固定套设在阀杆上并可滑移地设置在气室内，活塞将气室分隔成上、下两部分，复位弹簧设置在活塞的上方，复位弹簧下端抵压在活塞上，上端抵压在缸体内壁上，活塞下端为进气室，进气室一侧的缸体壁上开设有进气孔，执行机构为气动执行器，气动执行器的输气管延伸至缸体上的进气孔中，智能控制隔膜阀包括设置在缸体上方的智能控制机构和固定架，智能控制机构包括反馈杆、带电位器的智能定位器、连杆，反馈杆上沿杆身方向开设有滑移槽，反馈杆上相对滑移槽的另一侧与智能定位器上的电位器旋转联动连接，连杆一端可滑移地设置在滑移槽内，另一端通过固定架与阀杆的上端部固定连接，反馈杆的安装位置与连杆的安装位置呈垂直关系，具有活塞上下移动使阀杆动作构成连杆在滑移槽内滑移实现反馈杆驱动电位器旋转，活塞的上下移动距离与反馈杆的旋转角度成比例关系。
2. 根据权利要求1所述的智能控制隔膜阀，其特征在于所述智能定位器包括CPU、输入、输出接口、光电隔离模块、断电存储器模块、通信模块、模数转化模块，其中输入接口一端与电位器821连接，另一端与CPU连接，CPU中有三个输出端分别与断电存储器模块、通信模块、气动执行器的开关连接，CPU中的另一个输出接口相连，即气动执行器的开关相连。输出端与光电隔离模块与CPU交互连接，模数转化模块与光电隔离模块交互连接。
3. 根据权利要求1或2所述的智能控制隔膜阀，其特征在于所述智能定位器具有一个调节按钮，调节按钮通过模数转化模块与光电隔离模块相连。
4. 根据权利要求1或2所述的智能控制隔膜阀，其特征在于所述反馈杆上沿滑移槽的长度方向形成位移刻度。
5. 根据权利要求3所述的智能控制隔膜阀，其特征在于所述反馈杆上沿滑移槽的长度方向形成位移刻度。
6. 根据权利要求1或2所述的智能控制隔膜阀，其特征在于所述智能定位器通过安装架置于缸体上方一侧，智能定位器与阀杆平行设置。
7. 根据权利要求4所述的智能控制隔膜阀，其特征在于所述智能定位器通过安装架置于缸体上方一侧，智能定位器与阀杆平行设置。
全文摘要
本发明涉及一种智能控制隔膜阀，智能控制隔膜阀包括设置在缸体上方的智能控制机构和固定架，智能控制机构包括反馈杆、带电位器的智能定位器、连杆，反馈杆上沿杆身方向开设有滑移槽，反馈杆上相对滑移槽的另一侧与智能定位器上的电位器旋转联动连接，连杆一端可滑移地设置在滑移槽内，另一端通过固定架与阀杆的上端部固定连接，反馈杆的安装位置与连杆的安装位置呈垂直关系，具有活塞上下移动使阀杆动作构成连杆在滑移槽内滑移实现反馈杆驱动电位器旋转，活塞的上下移动距离与反馈杆的旋转角度成比例关系。本发明将执行机构的直线转换为电阻信号，可以精确的检测阀位并且可以方便的对阀门进行零位，满度及阀门流量特性曲线的定位。
文档编号G05D3/10GK101706008SQ20091030950
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者孙安远, 韩平平 申请人:温州希伯伦流体设备有限公司