[實用新型]基于電磁閥的流量比例控制裝置

有效

• 申請號: 201520381285.8
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN204667205U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 陳亞平;蒲友強;伍戶淘;劉立;羅旋;顏懷智
• 申請（專利權）人: 成都昶艾電子科技有限公司
• 主分類號: G05D7/06
• 分類號: G05D7/06;F16K31/06
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊軍

技術領域

?本實用新型涉及一種閥門開度的比例控制原理和實現裝置，具體涉及一種通過控制電磁閥在單位時間內的開啟時間實現閥門開度的比例控制裝置。

背景技術

在化工、波峰焊、回流焊、燃燒風量調節等行業，常常需要對氣體流量進行控制，以節約資源及用氣成本。目前，對氣體流量的控制分為開關控制和連續控制，二者主要存在的缺陷如下：

開關控制要么全開、要么全關，沒有中間狀態，如電磁閥、節流閥；開關控制的缺點是所需元件多，成本高，構成系統復雜，智能性低，需要人工調節。連續控制是閥門可以根據需要打開任意一個開度，可以實現流量的連續控制。連續控制的輸出量隨輸入量（電流值或電壓值）的變化而變化，輸出量與輸入量之間存在一定的比例關系，具有智能性高、反應快等優點，與開關控制相比，其使用元件少，構造簡單，成本低。這類閥有電磁比例閥、氣動比例閥、電動球閥等。

電動球閥構造簡單，只由少數幾個零件組成，具有良好的流量調節功效。但是電動球閥反應慢，精度低，僅適用于大中口徑、中低壓力的應用范疇。

電磁比例閥在任何線圈電流下，使彈簧力與電磁力之間產生平衡。線圈電流的大小或電磁力的大小將影響閥門開度。但是電磁比例閥存在死區，而且當氣壓太低或太高時將失去功能：當氣壓太低時，電磁力不足以打開閥門；當氣壓太高時，彈簧力不能關閉閥門。

氣動調節閥就是以壓縮氣體為動力源，以氣缸為執行器，并借助于閥門定位器、轉換器、電磁閥、保位閥、儲氣罐、氣體過濾器等附件去驅動閥門，實現開關量或比例式調節。它與電磁比例閥一樣存在死區，而且當氣壓太低或太高時將失去功能。

綜上所述，應用于氣流量控制行業的現有技術和產品，都難以滿足市場對控制精度、可靠性的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種無死區、控制精度高、可靠性好，完全無需人工調節，可實現最小流量到最大流量連續控制的基于電磁閥的流量比例控制裝置。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

基于電磁閥的流量比例控制裝置，包括具有進氣口和出氣口的流量比例控制裝置主體，以及用于控制流量比例控制裝置主體的電路控制系統；所述流量比例控制裝置主體由至少一個電磁閥構成；所述電路控制系統包括供電的電源電路、驅動電路以及微控制器，所述微控制器通過所述驅動電路控制所述電磁閥的開關。

所述流量比例控制裝置主體包括有一個以上的電磁閥，當電磁閥個數為兩個及以上時，所有電磁閥的氣路相互并聯：所述電磁閥的氣路入口相互連通并與所述進氣口連通，所述電磁閥的氣路出口相互連通并與所述出氣口連通；所述驅動電路數量與所述電磁閥數量相同，并與所述電磁閥一一對應。

優選的，所述流量比例控制裝置主體的電磁閥個數為10個，與之對應的驅動電路數量為10組。

所述驅動電路包括光耦IC1和IC2，場效應管IC3和IC4，二極管D1，發光二極管D2，TVS管D3，電阻R1、R2、R3、R4、R5和R6；

電阻R1的第一端為控制信號VCP的輸入端，與所述微控制器的VCP輸出端連接；電阻R1的第二端與IC1的信號輸入端正極連接；電勢U1與電阻R2的第一端、場效應管IC3的漏極連接；電阻R2的第二端與光耦IC1的電源端和場效應管IC3的柵極連接；場效應管IC3的源極與二極管D1的負極、電阻R3的第一端、TVS管D3的第一端、電磁閥線圈的正極連接；電阻R3的第二端與發光二極管D2的正極連接，發光二極管D2的負極與TVS管D3的第二端、場效應管IC4的漏極、電磁閥線圈的負極連接；電阻R4的第一端為控制信號VCN的輸入端，與所述微控制器的VCN輸出端連接；電阻R4的第二端與光耦IC2的信號輸入端正極連接；電勢U2與光耦IC2電源端、二極管D1的正極連接；光耦IC2的信號輸出端與電阻R5的第一端連接，電阻R5的第二端與電阻R6的第一端、場效應管IC4的柵極連接；電阻R6的第二端與場效應管IC4的源極連接后接地；光耦IC1和IC2的信號輸入端負極接地與地GND2連接，IC1的信號電源負極接地與地GND連接，電磁閥線圈的地線與大地FG連接。

在所述流量比例控制裝置主體的進氣口處還設置有過濾裝置。

優選的，所述過濾裝置為粉末冶金頭。

所述流量比例控制裝置在單位時間內的開度值滿足以下關系：

????????????????（1）

式中：

—流量比例控制裝置在單位時間內的開度值；

—第個電磁閥在單位時間內的開度值；