[发明专利]步进控制式流量阀

说明书

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。

附图说明

图1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是采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。