一種防堵塞智能閥門定位器及智能閥門的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及閥門定位器領(lǐng)域，具體涉及一種防堵塞智能閥門定位器及智能閥門。
【背景技術(shù)】
[0002]閥門定位器是控制閥的主要附件，它將閥桿位移信號作為輸入的反饋測量信號，以控制器輸出信號作為設(shè)定信號，進行比較，當(dāng)兩者有偏差時，改變其到執(zhí)行機構(gòu)的輸出信號，使執(zhí)行機構(gòu)動作，建立了閥桿位移量與控制器輸出信號之間的一一對應(yīng)關(guān)系。因此，閥門定位器組成以閥桿位移為測量信號，以控制器輸出為設(shè)定信號的反饋控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)的操縱變量是閥門定位器去執(zhí)行機構(gòu)的輸出信號。
[0003]與氣動執(zhí)行器配合的閥門定位器，目前國內(nèi)外已經(jīng)有了通用的智能閥門定位器產(chǎn)品，其中以西門子、ABB等公司的智能閥門定位器產(chǎn)品為代表，這些智能閥門定位器為了實現(xiàn)其通用性，大多采用電氣轉(zhuǎn)換機構(gòu)如噴嘴擋板或壓電閥實現(xiàn)執(zhí)行器壓力或通氣流量的控制，以保證閥門的開啟、關(guān)閉速度和調(diào)節(jié)過程中的響應(yīng)能力。
[0004]然而，此類定位器由于采用精度很高的電氣轉(zhuǎn)換元件，內(nèi)部氣路長且孔徑小，對氣源質(zhì)量有很高的要求。隨著工業(yè)過程中供熱、燃燒產(chǎn)生的煙塵增多，汽車尾氣排放增多等各種原因，空氣中顆粒物含量不斷上升，導(dǎo)致目前的氣動智能閥門定位器在經(jīng)過一段時間的使用之后，會出現(xiàn)壓電閥進氣口或排氣口堵塞而工作異常的現(xiàn)象。
[0005]公開號為CN101650555A(申請?zhí)枮?00910101852.9)的中國發(fā)明專利申請公開了一種智能電氣閥門定位器，包括控制單元、Ι/P轉(zhuǎn)換單元、閥位檢測反饋單元以及電源單元，所述的電源單元包括電流采樣電路和接收閥門控制信號的穩(wěn)壓電路，所述的穩(wěn)壓電路輸出端連接低壓差線性穩(wěn)壓器，用于驅(qū)動控制單元、Ι/p轉(zhuǎn)換單元、閥位檢測反饋單元工作；所述的電流采樣電路由兩端分別連接閥門控制信號負端和穩(wěn)壓電路接地端的電阻以及電阻連接的放大器組成，放大器輸出端連接控制單元，使得智能電氣閥門定位器功耗更小、精度更高，但是該智能定位器使用Ι/p轉(zhuǎn)換單元，沒有考慮到氣源污染會造成的不良影響。
[0006]授權(quán)公告號CN103216664A(申請?zhí)枮?01310143943.5)的中國發(fā)明專利申請公開了一種智能閥門定位器，包括壓電模塊，壓電模塊包括具有進氣口和出氣口的進氣腔室和用于密封或打開進氣腔室的進氣口的密封球，進氣口為沿進氣方向截面直徑逐漸變大的錐形孔，密封球由復(fù)位彈簧支撐且可沿進氣口的軸心線方向移動地設(shè)于進氣口中，密封球的直徑大于或等于進氣口的最小截面直徑且小于進氣口最大處的截面直徑，其中密封球由鋁合金材料制成，具有更好的耐油，耐水及抗膨脹性能，因而使用壽命更長，壓電模塊就不會因進油進水問題而損壞，但是對于氣源污染也沒有提到好的解決辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種防堵塞智能閥門定位器及智能閥門，在具備當(dāng)前定位器一般應(yīng)用功能的前提下，能夠有效避免因為氣源污染而造成內(nèi)部堵塞，特別適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的過程控制。
[0008]一種防堵塞智能閥門定位器，包括:
[0009]用于與氣源連接的氣源凈化單元；
[0010]與所述氣源凈化單元連接用于控制閥門執(zhí)行器的防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元；
[0011]與所述防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元連接，用于向所述防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元發(fā)出控制信號的電路控制單元；
[0012]與所述電路控制單元連接，用于檢測閥門執(zhí)行器的執(zhí)行位置的位置反饋單元。
[0013]本發(fā)明中，防堵塞智能閥門定位器與外接的氣源連接，氣源先將氣源輸入到氣源凈化單元進行凈化，凈化的氣體傳送到防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元，驅(qū)動防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元，防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元根據(jù)電路控制單元發(fā)出的控制信號執(zhí)行操作，從而控制閥門執(zhí)行器，位置反饋單元將閥門執(zhí)行器的執(zhí)行位置反饋給電路控制單元，實現(xiàn)智能化閥門定位，并且能夠有效避免因氣源污染而造成內(nèi)部的堵塞。
[0014]以下作為本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu):
[0015]所述的防堵塞智能閥門定位器，還包括:與所述氣源凈化單元連接用于清除氣源凈化單元內(nèi)雜質(zhì)的雜質(zhì)清理單元，能在斷電后將濾網(wǎng)攔截的顆粒物吸入并保留在內(nèi)，可手動打開清理。
[0016]所述的氣源凈化單元包括:沿氣源進入方向依次設(shè)置的纖維濾網(wǎng)、帶負電的電柵、帶正電的濾網(wǎng)以及碳質(zhì)濾網(wǎng)。纖維濾網(wǎng)能過濾體積較大的微粒，如懸浮塵埃，微生物等。帶負電的電柵和帶正電的濾網(wǎng)能分別在電極作用下吸附反電極性的相關(guān)粒子。碳質(zhì)濾網(wǎng)可吸收化學(xué)氣體，當(dāng)氣體中含有化學(xué)成分時，碳質(zhì)濾網(wǎng)可有效對其進行吸收，以保護后端電氣設(shè)備。
[0017]所述的雜質(zhì)清理單元，包括:依次連接的第一單向閥、密閉氣路以及第二單向閥，所述的第一單向閥與所述氣源凈化單元(具體為纖維濾網(wǎng)、帶負電的電柵或帶正電的濾網(wǎng)，優(yōu)選為帶正電的濾網(wǎng))連接，所述的第二單向閥與除雜質(zhì)氣源連接。除雜質(zhì)氣源采用高壓的氣體，具體可采用高壓空氣。采用第二單向閥用于與除雜質(zhì)氣源隔離二次保護。斷電時，帶正電的濾網(wǎng)和帶負電的電柵都不帶電，不具備吸附能力，因此，可以將帶正電的濾網(wǎng)和帶負電的電柵帶電時吸附的相關(guān)粒子以及纖維濾網(wǎng)過濾的體積較大微粒等從進氣口反方向吹出，因此，通過除雜質(zhì)氣源采用高壓的氣體，將氣源凈化單元吸附的顆粒物、微塵等從進氣口反方向吹出，起到簡單清理的作用。
[0018]所述的防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元可采用先導(dǎo)三通閥，所述的防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元包括:通過工作通道相互連通的氣壓輸入通路、氣壓輸出通路和排氣通路，所述的工作通道設(shè)有連接桿，所述連接桿的一端固定有用于封閉所述氣壓輸入通路和氣壓輸出通路之間的工作通道的第一擋板，所述連接桿的另一端固定有用于封閉所述氣壓輸出通路和排氣通路之間的工作通道的第二擋板，所述的連接桿以及連接桿上的第一擋板和第二擋板通過壓電執(zhí)行器驅(qū)動。
[0019]壓電執(zhí)行器驅(qū)動連接桿以及連接桿上的第一擋板和第二擋板，第一種工作狀態(tài)，第一擋板封閉氣壓輸入通路和氣壓輸出通路之間的工作通道，第二擋板未封住氣壓輸出通路和排氣通路之間的工作通道，則氣壓輸出通路和排氣通路相通，可通過排氣通路排氣。第二種工作狀態(tài)，第一擋板未封閉氣壓輸入通路和氣壓輸出通路之間的工作通道，第二擋板封閉氣壓輸出通路和排氣通路之間的工作通道，則氣壓輸入通路和氣壓輸出通路相通，氣壓輸入通路與閥門定位器相連，驅(qū)動閥門定位器。在第一種工作狀態(tài)和第二種工作狀態(tài)之間，可通過壓電執(zhí)行器控制氣壓輸出通路的氣量輸出，達到對閥門定位器中的閥門開度的精密控制。
[0020]所述的氣壓輸入通路、氣壓輸出通路和排氣通路與工作通道的連接處采用弧形面連接，避免雜質(zhì)在氣路內(nèi)部拐角處沉積。
[0021]所述的氣壓輸入通路與所述氣源凈化單元連接，所述的氣壓輸出通路與閥門定位器連接，所述的壓電執(zhí)行器與所述電路控制單元連接，受控于電路控制單元。
[0022]所述的電路控制單元，包括:
[0023]信號采集電路；
[0024]與所述信號采集電路連接的微處理器(單片機)；
[0025]與所述微處理器連接的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制電路；
[0026]所述的脈沖寬度調(diào)制控制電路與所述防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元連接。
[0027]PWM控制電路作為電氣轉(zhuǎn)換控制電路。
[0028]所述的電路控制單元，還包括:與所述微處理器連接的鍵盤輸入電路。可通過鍵盤輸入電路向微處理器(單片機)輸入控制信號。
[0029]所述的電路控制單元，還包括:與所述微處理器連接的液晶顯示電路。可通過液晶顯示電路顯示微處理器(單片機)內(nèi)的各個參數(shù)。
[0030]所述的電路控制單元，還包括:與所述微處理器(單片機)連接的電源電路。
[0031]所述的電路控制單元，還包括:與所述微處理器連接用于與其他控制終端連接的反饋輸出電路。
[0032]所述的位置反饋單元包括角度位移傳感器，探測閥門執(zhí)行器中閥門閥桿的當(dāng)前位置，并傳輸?shù)诫娐房刂茊卧?br>[0033]一種智能閥門，包括防堵塞智能閥門定位器以及與所述防堵塞智能閥門定位器配合的閥門執(zhí)行器。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0035]本發(fā)明中，氣源凈化單元，其將通過的氣體進行過濾凈化，并將雜質(zhì)部分排放到可拆卸的雜質(zhì)清理單元；防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元，其比普通的壓電模塊或噴嘴擋板具備更高的氣體通過性；電路控制單元，其根據(jù)采集設(shè)定信號直和位置反饋單元的信息，調(diào)節(jié)防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元的氣量輸出，達到對閥門定位器中的閥門開度的精密控制。
[0036]本發(fā)明增加氣源凈化單元，改進使用了防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元，能有效防治空氣中的顆粒物殘留在定位器內(nèi)部，達到長時間穩(wěn)定使用的目的。
【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明智能閥門的基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2主要為本發(fā)明中氣源凈化單元的基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3主要為本發(fā)明中防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元的基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4主要為本發(fā)明中電路控制單元的基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5主要為本發(fā)明中雜質(zhì)清理單元的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0042]如圖1所示，為本發(fā)明一種智能閥門，包括防堵塞智能閥門定位器(簡稱定位器，即圖1框內(nèi)部分)以及與防堵塞智能閥門定位器配合的閥門執(zhí)行器。防堵塞智能閥門定位器，包括:用于與氣源連接的氣源凈化單元I，氣源首先輸入到氣源凈化單元I;與氣源凈化單元I連接用于控制閥門執(zhí)行器的防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元2;與防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元2連接，用于向防堵塞電氣轉(zhuǎn)換單元2發(fā)出控制信號的電路控制單元4 ；與電路控制單元4連接，用于檢測閥門執(zhí)行器的執(zhí)行位置的位置反饋單元5 ;