[实用新型]一种带超声电机对液体介质流量调节的调节阀

说明书

一种带超声电机对液体介质流量调节的调节阀。超声电机是利用压电材料的逆压电效应，驱动电机定子机械振动，通过定子和转子之间的摩擦力，将电能转化为机械能输出，驱动转子的定向转动，转子的定向转动驱动流量阀的阀芯转动(调节流体介质的流通面积)，完成要求的流量调节任务。该流量阀由阀体、阀芯和超声电机构成，为液体介质提供一个一定范围内的高精度的流量调节阀体结构。

技术领域

本实用新型涉及流量调节领域，特别是涉及到一种带超声电机对液体介质流量调节的调节阀。

背景技术

目前的流量调节阀大部分是基于电磁电机驱动控制液体介质流量的。虽然电磁电机可以控制阀门的开度，但具有较大的局限性。由于电磁电机启动时间和停止时间较长，无法断电自锁，所以不适用于高精度流量控制。电磁电机的体积和重量也无法满足流量控制阀轻量化和小型化的需求，而且在对电磁敏感的环境下无法使用。在对于微小管路的微小流量，电磁电机由于响应速度慢，无法实现高精度地控制。

实用新型内容

为了解决上述存在问题。本实用新型提供一种带超声电机对液体介质流量调节的调节阀，可以满足轻量化，小型化和微流量的基于超声电机控制阀门开度的流量控制阀。这种超声电机流量控制阀具有结构简单，不受磁场影响，不产生磁场，响应速度快，低速扭矩大，能量转换率高，精度高，分辨率高等优点。超声电机的控制转动可以到达微米级，在对微小管路的微小流量的高精度调节控制，比电磁电机更加游刃有余。

本实用新型提供一种带超声电机对液体介质流量调节的调节阀，包括超声电机、流量调节阀体、流量调节阀芯和外壳：

所述超声电机通过驱动阀芯转动实现阀门开口开度的调节控制，包括外壳、超声电机转子和超声电机定子，所述外壳设置在流量调节阀体上方，所述超声电机转子和超声电机定子设置在外壳内，所述超声电机定子通过压电陶瓷的逆压电效应产生机械振动，所述超声电机转子在定子的机械振动和摩擦力的作用下作实现转动；

所述流量调节阀芯在流量调节阀体内，所述流量调节阀芯的流量通道为方形，流量通道的轴线垂直，所述流量调节阀体的流量通道为变截面，内部接口为方形，外部接口为圆形，所述流量调节阀芯的方形流量通道的界面和流量调节阀体的流量通道的方形截面相同，所述流量调节阀芯与超声电机转子相连且同轴，所述流量调节阀芯的旋转方向和超声电机旋转方向相同。

作为本实用新型进一步改进，所述流量调节阀芯与超声电机转子之间通过螺纹和销连接固定，通过螺纹和销连接固定，方便超声电机的拆装。

作为本实用新型进一步改进，所述流量调节阀还包括驱动电源、控制器和压电陶瓷驱动器，所述压电陶瓷驱动器的输出电压频率为20~90KHz。

作为本实用新型进一步改进，所述流量调节阀芯上部和流量调节阀体的配合间有密封圈，加入密封圈，阻止液体介质的外漏。

本实用新型提供一种带超声电机对液体介质流量调节的调节阀的控制方法，具体步骤如下：

第一步：

流量调节阀阀芯通过一对扭矩相反的弹簧在断电情况下保持常闭状态，控制器在接收到调节指令时，通过控制压电陶瓷驱动器产生不同频率，占空比和相序的电压脉冲信号，使超声电机上的压电陶瓷定子产生行波，通过定子和转子之间的紧密摩擦配合，行波和驻波组合成一个使转子定向转动的机械振动；

第二步：

超声电机转子的定向转动，驱动流量控制阀阀芯的定向转动，从而控制阀门的开度，达到控制液体介质流量的效果；

第三步：

到所需的调节流量时，停止压电陶瓷驱动器的信号输出，超声电机的定子不再产生机械振动，和转子之间的摩擦力会使转子迅速停下并保持在该位置，定子和转子的摩擦力足够使阀门的开度不受液体流量压力的影响而发生变化，从而控制流量的大小保持稳定。