[發(fā)明專利]一種圓形智能閥門定位器的顯示封裝單元裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610004741.6
• 申請(qǐng)日: 2016-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN105465472B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鐘壽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 康賽特閥門集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): F16K37/00
• 分類號(hào): F16K37/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種定位機(jī)構(gòu)，更特別地說(shuō)，是指一種圓形智能閥門定位器。是通過(guò)控制外部氣源流量來(lái)對(duì)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸的行程進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)型閥門或開關(guān)閥開度的控制的定位器。

背景技術(shù)

生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制簡(jiǎn)稱過(guò)程控制，它在工業(yè)生產(chǎn)中占有極其重要的地位。過(guò)程控制的質(zhì)量很大程度上決定于過(guò)程控制儀表，它包括變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器以及各種輔助控制裝置等。一種輔助控制儀表叫做閥門定位器，是各國(guó)競(jìng)相研究的對(duì)象，它在一定程度上決定了過(guò)程控制的調(diào)節(jié)品質(zhì)，且隨著過(guò)程控制水平的發(fā)展，定位器也必須不斷發(fā)展以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)過(guò)程控制的要求。

閥門定位器，按結(jié)構(gòu)分氣動(dòng)閥門定位器、電氣閥門定位器及智能閥門定位器，是調(diào)節(jié)閥的主要附件，通常與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥配套使用，它接受調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，然后以它的輸出信號(hào)去控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作后，閥桿的位移又通過(guò)機(jī)械裝置反饋到閥門定位器，閥位狀況通過(guò)電信號(hào)傳給上位系統(tǒng)。

五十多年前，控制(或自動(dòng)反饋過(guò)程)回路都是氣體驅(qū)動(dòng)的，變送器、調(diào)節(jié)器和最后控制單元(例如一個(gè)調(diào)節(jié)閥)被連接在一起并通過(guò)一個(gè)20-l00KPa的氣動(dòng)信號(hào)相互通訊，這個(gè)信號(hào)也被作為一個(gè)動(dòng)力源用來(lái)驅(qū)動(dòng)最后控制單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在許多方面，這仍然是正確的。但在一些情況下，例如閥的位置反應(yīng)或改變速度太慢，較大尺寸的閥所需要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)太大時(shí)，再使用像20-100KPa一樣低的氣壓信號(hào)就無(wú)法達(dá)到預(yù)期的控制目的和控制精度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，氣動(dòng)閥門定位器得到發(fā)展。氣動(dòng)閥門定位器在調(diào)節(jié)器輸出和閥門位置之間扮演容量調(diào)節(jié)器、信號(hào)放大器和關(guān)系控制器的角色。給定位器的氣壓信號(hào)操作一個(gè)氣體繼動(dòng)器，氣體繼動(dòng)器按順序操作一個(gè)滑閥或噴嘴擋板機(jī)構(gòu)。在定位器中，的位置通過(guò)一個(gè)凸輪來(lái)確定。在最后的控制單元中之所以要應(yīng)用彈簧，是要在氣壓減小時(shí)保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)的逆反應(yīng)。

電氣閥門定位器的輸入信號(hào)為0～10mA的直流電信號(hào)，輸出為氣壓信號(hào)。它能夠起到電氣轉(zhuǎn)換器和氣動(dòng)閥門定位器兩種作用。它接受電動(dòng)調(diào)節(jié)器來(lái)的信號(hào)，它和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥配套使用。電氣閥門定位器可以用于控制氣動(dòng)直行程或角行程調(diào)節(jié)閥；同時(shí)也適用于有彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)的單作用狀態(tài)和無(wú)彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)的雙作用狀況；它也可為防爆結(jié)構(gòu)和非防爆結(jié)構(gòu)。它是按力矩平衡原理工作的，它與氣動(dòng)閥門定位器的最大的區(qū)別是它把氣動(dòng)閥門定位器的波紋管換成力矩馬達(dá)。當(dāng)信號(hào)電流通入到力矩馬達(dá)的線圈兩端時(shí)，它與永久磁鋼作用后，對(duì)主杠桿產(chǎn)生一個(gè)力矩，于是擋板靠近噴嘴，經(jīng)放大器放大后的輸出壓力通入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸，通過(guò)反饋凸輪拉伸反饋彈簧，彈簧對(duì)主杠桿的反饋力矩與輸入電流作用在主杠桿上的力矩相平衡時(shí)，儀表達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)，一定的輸入電流就對(duì)應(yīng)一定的閥門位置。

70～80年代初，此種定位器在我國(guó)使用范圍約占85％～90％，機(jī)械力平衡結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)是:耐環(huán)境性差，易受溫度、外界振動(dòng)影響，易磨損，手動(dòng)調(diào)整費(fèi)時(shí)且需要中斷控制回路。但由于其價(jià)格低廉，在傳統(tǒng)企業(yè)里仍在使用。

電子式電氣閥門定位器在80年代初開始走向市場(chǎng)，近幾年技術(shù)手段不斷更新。線性電位器把閥桿位置轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和初始設(shè)定值比較，經(jīng)過(guò)PI控制器調(diào)整和信號(hào)放大輸出至壓電微型閥，控制輸出氣壓，經(jīng)氣動(dòng)放大器輸出。當(dāng)輸入信號(hào)與反饋信號(hào)平衡時(shí)，氣動(dòng)放大器輸出穩(wěn)定的壓力信號(hào)，保證調(diào)節(jié)閥精確定位。由此可見，控制原理完全不同于過(guò)去的機(jī)械力平衡原理，給定值與實(shí)際反饋值的比較完全是電信號(hào)，不再是力平衡，減少了中間傳遞環(huán)節(jié)，消除了力傳遞和轉(zhuǎn)換過(guò)程中一些問(wèn)題，提高了抗干擾能力。其中電氣轉(zhuǎn)換元件采用壓電微型閥，壓電閥具有動(dòng)作速度快、質(zhì)量小、壽命長(zhǎng)等突出優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)氣路平衡的同時(shí)，完成電信號(hào)到氣信號(hào)的精確轉(zhuǎn)換。

隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成度越來(lái)越高已經(jīng)可以在一塊芯片上同時(shí)集成CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行和串行接口、甚至A/D轉(zhuǎn)換器等。人們把這種超大規(guī)模集成電路芯片稱作“單片微控制器”，簡(jiǎn)稱為單片機(jī)。單片機(jī)的出現(xiàn)，引起了儀器儀表結(jié)構(gòu)的根本性變革，以單片機(jī)為主體取代傳統(tǒng)儀器儀表的常規(guī)電子線路，可以容易的將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新一代的所謂“智能化測(cè)量控制儀表”。這種新型的智能儀表在過(guò)程的自動(dòng)化，數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。