[发明专利]多开度轴向缝隙式流量阀及其控制电路和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及流量阀阀体结构和控制技术，具体地讲，是一种多开度轴向缝隙式流量阀及其控制电路和控制方法。

背景技术

目前，用于大型农田灌溉喷雾系统中的电动流量阀主要有针阀式、偏心槽式、轴向三角槽式等等，各种阀体结构复杂，加工难度大，往往只具备开、关两种状态，控制精度低，在精细农业灌溉生产中，难以实现精确调节，特别是在农用喷药过程中，常常由于流量阀无法精确调节导致农药对环境污染甚至农药残留超标。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的之一在于提供一种多开度轴向缝隙式流量阀，通过控制轴向阀芯与阀腔之间的缝隙来实现不同阀门开度的流量控制，简化阀体结构的复杂性，提供多种阀门开度的流量控制。

为达到上述目的，本发明的所采用的具体技术方案如下：

一种多开度轴向缝隙式流量阀，包括阀腔和阀芯，所述阀腔上设有进水口和出水口，其关键在于：所述进水口位于阀腔的侧壁，出水口位于阀腔的轴向端壁，二者之间由一段斜壁相连形成一个楔形腔室，所述阀芯为楔形阀芯，该阀芯一端的斜面与所述进水口和出水口之间的斜壁相适应，阀芯另一端通过丝杆连接在电机的输出轴上，通过电机和丝杆带动阀芯在轴向移动实现阀门开度的控制。

为了实现多个阀门开度的精确控制，所述阀芯的底部嵌设有磁珠，在阀腔的底壁上安装有2～6个霍尔传感器。

霍尔传感器的数量根据所需阀门开度的数量确定，如果阀门只需要全开和全闭两种状态，则只需要设置2个霍尔传感器，如果需要增设一个半开状态，则多设置一个霍尔传感器，以此类推，磁珠和每个霍尔传感器的具体位置则根据不同阀门的尺寸设置，具体可以理解为，每一个霍尔传感器的位置对应一种阀门开度，当阀芯处于该开度状态下时，阀芯中的磁珠与相应的霍尔传感器对齐。

为了实现流量自动控制，在所述进水口上连接电磁阀。

为了保证阀芯与阀腔之间的密封效果，在所述阀腔的内壁与所述阀芯之间还设置有密封圈。

根据具体应用场景的需要，所述阀芯的斜面倾斜角为300～600。

本发明的目的之二在于提供一种能够实现上述流量阀自动控制的控制电路，具体为：

所述2～6个霍尔传感器分别连接在单片机上，该单片机通过电机驱动模块控制所述电机，该单片机还通过电磁阀驱动模块控制所述电磁阀，在所述单片机上还连接有用于输入阀门开度信息的输入模块。

作为进一步描述，所述输入模块为键盘输入模块或RS232串口模块。采用键盘输入模块可以直接在本地输入相应的控制参数，采用RS232串口模块，则可以与上位机相连，利用上位机实现系统远程控制。

本发明的目的之三还在于提供一种基于上述控制电路的控制方法，使其能够对流量阀中的流量实现精确控制，具体步骤为：

步骤1：开始运行，单片机通过输入模块读取流量阀的预设开度值K；

步骤2：单片机通过电磁阀驱动模块和电机驱动模块分别控制电磁阀和电机复位，使得电磁阀处于关闭状态，流量阀的阀芯处于全开状态；

步骤3：单片机判断预设开度值K所对应的霍尔传感器是否发出磁珠到位信号；如果发出，则进入步骤4；如果未发出，则进入步骤31；

步骤31：单片机通过电机驱动模块控制电机转动，延时1-2s后返回步骤3；

步骤4：单片机通过电磁阀驱动模块开启电磁阀，流量阀控制步骤结束。

结合某一实施场景的需要，所述预设开度值K=0、0.5或1。

本发明的显著效果是：通过电机带动丝杆来控制阀芯的轴向位置，将阀芯与阀腔斜壁之间的缝隙作为流量控制标准，实现不同阀门开度的控制，阀体结构简单，加工方便，利用阀芯上的磁珠和阀腔上霍尔传感器可以实现多个开度的定量控制，降低了控制难度，提高流量控制时的精确度。

附图说明

图1为本发明阀门全开状态下的结构示意图；

图2为本发明阀门全闭状态下的结构示意图；

图3为本发明的阀芯结构图；

图4为本发明的控制电路原理框图；

图5为本发明的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。