[实用新型]一种机电一体化数控气动调节阀

说明书

一种机电一体化数控气动调节阀，它适用于在各种大型输气、液管路中，调节所输送的流量。如用于油田的石油、天燃气开采输送管路中。

现在的各种石油及天燃气输送管路中，使用大型的气动调节阀进行流量控制。在气室中通入一定压力的气体时，由于薄膜的压力变形，引起阀门的开度变化，起到放大调节力的作用。而气室压力的调节，又是通过在控制气路中，用一个调压阀来控制气室压力。调压阀通常是弹簧式的。用一个压缩弹簧顶住一个可动调压阀芯，在气体压力的平衡作用下，阀芯有一定的开口量，通过开口量的节流减压，保持气室压力值的恒定，而气室压力值的设定，是通过调节压缩弹簧的预紧力来实现。由于弹簧预紧力是由手工调节的，每次改变阀门开度都必须重新调整，因此，在需要经常调节时，有较大的工作量，也不适应自动化操作，而且调整量与开度的改变值也不是线性关系，需要一定的调节技巧。

本实用新型的目的是发明一种机电一体化的数控气动薄膜调节阀，它仍然使用气膜放大的形式，通过气室压力调节阀门的开度。通过采用机电一体化技术，从而可以通过数字控制改变阀芯的开度值，操作方便。

本实用新型如附图1所示，它有阀体（1）、阀芯（2）、连杆（3）、气膜（4）、气室（5）、气源（6）、调压阀芯（7）、压缩弹簧（8）和滑块（9），其特征在于：在滑块（9）轴线上有螺纹，有螺杆（13）与该螺纹相配，螺杆（13）上端有大速比减速器（14）和数控电机（15），在阀体（1）近旁有标准工业控制介面（11），在气室（5）上装有压力传感器（12）和可控泄漏阀（19），在标准工业控制介面（11）中插有对数控电机（15）进行控制的适配模块（16），对可控泄漏阀（19）进行控制的适配模块（17）以及连接于压力传感器（12）的测量适配模块（18），标准工业控制介面（11）通过标准串行接口与可为其它测量控制系统所共有的中央控制计算机（10）相连。

附图1为本实用新型的结构示意图，图中有阀体（1）、阀芯（2）、连杆（3）、气膜（4）、气室（5）、气源（6）、调压阀芯（7）、压缩弹簧（8）、滑块（9）、中央控制计算机（10）、标准工业控制介面（11）、压力传感器（12）、大速比减速器（14）、数控电机（15）、适配模块（16）、适配模块（17）、测量适配模块（18）和可控泄漏阀（19）。

本实用新型仍然使用气室（5）中气体压力对阀芯（2）的位置进行控制，以此控制阀门的开度。当气室（5）压力保持一定值时，阀芯（2）位置不变，保持一定的阀门开度值，从而保证一定的输出流量。本实用新型保持气室（5）压力的方法是：当压力降低时，调压阀芯（7）底面所受压力减小，与压缩弹簧（8）的压力不平衡，在压缩弹簧（8）的作用下，调压阀芯（7）下移使其进口开度增加，节流压差减小，气室（5）的压力恢复，重新保持与压缩弹簧（8）的平衡。反之，当气室（5）压力升高时，调压阀芯（7）底面所受压力增大，大于压缩弹簧（8）的压力，使调压阀芯（7）上移，从而使进口开度减小，节流压差增大，输出压力得以减小，重新保持与弹簧弹性力平衡。气源（6）的压力保持一定，通过调压阀芯（7）对气室（5）供气。在气室（5）上有可控泄漏阀（19），工作时处于关状态，但有一定的泄漏节流小口，以保证调压阀芯（7）有一定的调压开度。在遇到特殊情况时，泄漏阀（19）大打开，气室（5）压力下降基本为零，使阀门开口迅速关闭（对于正开口调节）或迅速达到最大开度（对于反开口调节）。在需要调节阀门开度时，中央控制计算机（10）通过标准串行通讯接口发出地址选通信号，标准工业控制介面（11）收到地址选通信号后，选通相应的控制电机的适配模块（18），在需要增加阀门开度值时，中央控制计算机（10）发出电机正转信号，由适配模块（16）锁存并控制数控电机（15）正转。在适配模块（16）锁存后，中央控制计算机（10）发出新的地址选通信号，通过标准工业控制介面（11）选通测量适配模块（18），测量适配模块（18）不断把压力传感器（12）测得的输出压力值经A／D变换后送回中央控制计算机（10），通过中央控制计算机（10）的处理与要求的调整值比较，在满足要求后，重新发出选通适配模块（16）的地址选通信号，选通适配模块（16），给出数控电机（15）停转信号，通过适配模块（16）控制电机停转。由于在调节过程中，数控电机（15）正转时，通过减速器（14）带动螺杆（13）正向转动，使滑块（9）向下移动，增加了压缩弹簧（8）的预压力，从而增大了本实用新型阀芯（2）的开度值。反之，在需要降低本实用新型阀芯（2）的开度值时，中央控制计算机（10）与控制增加开度值过程相仿，只是把控制数控电机（15）正转变为控制其反转，螺杆（13）带动滑块（9）向上移动，减小了压缩弹簧（8）的预紧压力，使阀芯（2）开度值减小。