[发明专利]一种阀门定位器运动转化机构及智能阀门定位器

说明书

本发明公开了一种阀门定位器运动转化机构及智能阀门定位器,阀门定位器运动转化机构包括一个通过上下运动驱动阀门开闭的阀杆，在阀杆的侧面设置的拨片，拨片上设有与1个与输入轴固定的轴座，在拨片中设有拨杆可在其中运动的曲面槽口，曲面槽口的形状由一条等速比阿基米德螺旋线确定，所述阿基米德螺旋线的极坐标方程为：r=a+bθ,其中:r表示极径；a表示螺旋线起点到螺旋线旋转中心的距离；θ表示极角；b为每经过一定角度θ后r所增加的距离。智能阀门定位器包括定位器壳体、电位计和由电位计伸出的电位计齿轮、输入齿轮以及输入轴，还包括拨片与阀门定位器的输入轴联结的阀门定位器运动转化机构。结构简单、运行稳定。

技术领域

本发明涉及阀门定位器运动转化机构及阀门定位器技术领域，特别是涉及一种将阀杆的位移准确反馈到阀门定位器的运动转化机构以及采用这种运动转化机构的智能阀门定位器。

背景技术

智能阀门定位器是将阀门阀杆的位移转换成输入部件的转角用来确定阀门开度，再将转角转换成电信号，以输入的转角确定的阀门开度值通过阀门定位器的控制器控制和调节阀门的开度。

图15所示为一种机械式的将阀杆的位移反馈到阀门定位器的直线槽口运动转化装置，这种转化装置的阀门阀杆上设置一个圆柱形拨杆，拨杆和阀杆固定在一起，拨杆可相对运动的插入一个中间为直线槽口的拨片，拨片的一端与输入轴固定，阀杆上下运动时拨杆同时上下运动并带动直线槽口转动使得拨片一端的输入轴转过一个角度，从而将阀门开度用阀杆的直行程位移通过机械传动装置转化成角位移，再由阀门定位器内部的传动齿轮将角位移放大数倍，传输到智能阀门定位器的电位计中，电位计转动时产生阻值变化，转化成电信号输出给阀门定位器的控制机构，通过读取的由能够表示阀门开度的阀杆位移转化而成的角位移数据对阀门的开度进行控制和调整。

采用这种转化装置的阀门定位器结构相对简单，但是阀杆行程和对应转角无法形成线性对应关系，结果是转角变化不能准确的反映阀杆行程及阀门开度。以阀杆行程为100mm且全行程对应的转角为90°的直线槽口型转化装置为例，从阀杆行程起点向上每隔5mm为计算点进行计算考察输入轴转过角度，可以看到阀杆位移与阀杆位移所产生的输入轴转角不是线性变化而是一条非线性曲线，不能够真实的反映阀杆行程与阀门开度的关系，会影响使用这种位移角度转化装置的阀门定位器工作精度，为了提高阀门定位器的精度需要根据经验和大量的实验工作通过修正程序对这类装置导入的数据进行修正，造成设备结构复杂、使用和维护成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够使阀门阀杆位移与阀门定位器输入转角呈线性关系的运动转化机构以及采用所述运动转化机构的智能阀门定位器。

本发明一种阀门定位器运动转化机构的第一种实施方式采用的技术方案是，包括一个作为阀门部件通过上下运动驱动阀门开闭的阀杆，在阀杆的侧面设置与阀杆轴线垂直的拨杆和与拨杆形成运动副的拨片，拨片上设有与1个与输入轴固定的轴座，在拨片中设有拨杆可在其中运动的曲面槽口，曲面槽口的形状由一条等速比阿基米德螺旋线确定，在拨片表面自所述阿基米德螺旋线向上移动拨杆半径距离形成与拨片表面垂直的第一表面，在拨片表面自所述阿基米德螺旋线向下移动拨杆半径距离形成与拨片表面垂直且与第一表面相互平行的第二表面，拨杆位于曲面槽口的下止点时，拨杆轴线为阿基米德螺旋线起点，拨杆位于曲面槽口的上止点时，拨杆轴线为阿基米德螺旋线终点，所述轴座固定在曲面槽口一端的拨片表面，所述阿基米德螺旋线的极坐标方程为：

r= a+bθ,

其中: r 表示极径；a 表示螺旋线起点到螺旋线旋转中心的距离；θ表示极角；b为每经过一定角度θ后r所增加的距离。

本发明阀门定位器运动转化机构一种优选的实施方式是，当确定曲面槽口形状的下止点与轴座轴心线重合时a=0，所述阿基米德螺旋线的极坐标方程为：

r= bθ。