[发明专利]一种高精度气体质量流量控制阀

说明书

一种高精度气体质量流量控制阀，PLC控制伺服电机驱动器作为动力源，伺服电机接收到信号之后做出相应的转动，伺服电机转动轴通过丝杆与限位螺母带动阀芯轴向移动，进而控制阀芯与阀座的开合度最终控制气体流量，在阀体的进气口处连接气体流量计和压力传感器，气体流量计输出的流量信号和压力传感器检测的压力信号做为反馈信号，PLC接收到反馈信号后与系统指令进行比较，做出判断发送新的指令给伺服电机，如此形成了流量、压力闭环控制，最终实现阀芯位置闭环控制达到高精度流量控制。

技术领域

本发明涉及一种高精度气体质量流量控制阀，属于控制阀技术领域。

背景技术

现有技术中，流量控制阀包括气动阀、液压阀，电磁开关活门、电动闸阀等，其特征为：小量程的控制阀精度高，大量程的控制阀精度低。其中，大量程气体流量阀门精度不够，所以主要以开关控制为主，市场上现有的比例电磁阀其计量精度低于全行程的±0.5％；此外步进电机带动闸阀在轴向伸缩的过程中，容易出现卡顿现象；而螺纹丝杆、螺母也有自锁现象，存在电机抱死无法重启问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种高精度气体质量流量控制阀，用于天然气气体质量流量大量程高精度控制，阀门开关全行程中的局部实现天然气质量流量线性控制，同时天然气气体质量流量的控制精度可调节，以满足不同流量精度需求；此外兼具防爆和快速精确响应功能。具体的，本发明气体质量流量控制阀，PLC控制伺服电机驱动器作为动力源，伺服电机接收到信号之后做出相应的转动，伺服电机轴通过螺母带动阀芯轴向移动，进而控制阀芯与阀座的开合度最终控制气体流量，在阀体的进气口处连接气体流量计和压力传感器，气体流量计输出的流量信号和压力传感器检测的压力信号做为反馈信号，PLC接收到反馈信号后与系统指令进行比较，做出判断发送新的指令给伺服电机，如此形成了流量、压力闭环控制，最终实现阀芯位置闭环控制达到高精度流量控制。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种高精度气体质量流量控制阀，包括质量流量计、进气口法兰、阀体流量控制结构、阀芯传动机构、出气口法兰；

进气口法兰的两端分别与质量流量计和阀体流量控制结构连接，阀芯传动机构和出气口法兰均安装在阀体流量控制结构上；外部气体依次经质量流量计、进气口法兰进入阀体流量控制结构，然后从出气口法兰流出控制阀；

阀体流量控制结构包括阀体、阀芯支座、导程端盖；阀芯、阀芯支座、导程端盖均安装在阀体内；阀芯传动机构包括伺服电机、电机固定支座、联轴器、丝杆、丝杆螺母、步进连杆、步进连杆导程支座、阀芯；

阀芯穿过导程端盖后插入阀芯支座，用于完成流量控制；

伺服电机安装在电机固定支座上，步进连杆安装在步进连杆导程支座上，步进连杆导程支座安装在导程端盖上，导程端盖和电机固定支座均安装在阀体上；伺服电机通过联轴器与丝杆连接，丝杆穿过丝杆螺母，丝杆螺母与步进连杆连接，步进连杆与阀芯连接。

上述高精度气体质量流量控制阀，优选的，传动机构还包括推力杆，推力杆位于联轴器内，推力杆与联轴器的内径留有0.1～0.2mm间隙，推力杆轴向位置偏差通过位于伺服电机轴端部的调整螺丝进行调节。

上述高精度气体质量流量控制阀，优选的，伺服电机输出扭矩带动联轴器和丝杆旋转，丝杆螺母、步进连杆、阀芯形成一个整体，丝杆的旋转带动丝杆螺母移动，进而带动阀芯移动。

上述高精度气体质量流量控制阀，优选的，进出气口法兰与阀体之间采用O形圈密封，阀体表面粗糙度不大于1.6μm，O型圈压缩量为自身直径的10％～15％。

上述高精度气体质量流量控制阀，优选的，阀芯与阀芯支座通过锥面配合完成紧密贴合，锥面的粗糙度不大于0.8μm。

上述高精度气体质量流量控制阀，优选的，阀芯支座采用聚酯纤维材料制成。