一种真空阀远程控制系统及方法技术方案

一种真空阀远程控制系统及方法，包括真空阀、减速电机、止转法兰、止转滑轮、固定滑套和控制系统；阀杆通过连轴器与减速电机的输出轴相连；止转法兰的内侧台阶与减速电机输出轴端法兰凸起相配合并通过螺钉固定，止转法兰的外壁均匀地开设有多个螺纹孔，止转滑轮通过螺纹孔固定于止转法兰上；固定滑套设在止转法兰外，固定滑套的一端为法兰座，法兰座与真空阀的法兰端相对接，并通过固定卡和螺钉锁紧，固定滑套的侧壁铣有滑槽，滑槽的数量和位置与止转滑轮相对应，使止转滑动可以沿着滑槽滑动。本发明专利技术能够实现真空阀的远程可控，根据指令便可实现真空阀门的开启和关闭。

Remote control system and method for vacuum valve

A vacuum valve remote control system and method, including vacuum valve, gear motor, locking flange, locking pulley, fixed sliding sleeve and control system; the stem connector is connected with the output shaft of the motor through reducer; check flange and inner step turn deceleration motor output shaft is matched with the convex flange is fixed by a screw. Check to the flange of the outer wall are evenly provided with a plurality of threaded holes, locking pulley through the threaded hole is fixed to the locking flange; the fixed sliding sleeve in locking flange, one end of the fixed sliding sleeve for flange, flange seat and vacuum valve end of the relative access, and with the fixed clamp and screw locking the side wall of the fixed sliding sleeve, milling the chute, the number and location of the chute and stopping pulleys corresponding to the locking slide along the sliding chute. The invention can realize the remote control of the vacuum valve, and can realize the opening and closing of the vacuum valve according to the instruction.

【技术实现步骤摘要】
一种真空阀远程控制系统及方法
本专利技术属于阀门控制领域，具体涉及一种真空阀远程控制系统及方法。
技术介绍
低温制冷系统需要真空单元的支持，在实验室环境下真空阀可以通过手动方式控制，但在无人值守的远程工作条件下，真空和制冷系统都必须有远程控制能力，否则在中途断电后就无法重新抽真空（因制冷工作过程中，阀门处于关闭位置，断电较长时间后，低温保持器内因密封圈固有泄漏，真空度会逐渐变差），从而导致制冷系统无法恢复到正常工作状态。因此，必须设计控制方案以实现真空阀门的远程可控。真空阀控制模块具备接收远程或本地主控计算机控制指令的能力，并且能够根据指令实现真空阀门的开启/关闭和阀门工作环境控制（保温），同时可以返回阀门当前状态和其他相关参数（保温加热功率，温度，电流等）。
技术实现思路
本专利技术的针对现有技术中的不足（普通电控真空阀门需要高压气体辅助），提供一种真空阀远程控制系统及方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种真空阀远程控制系统，其特征在于，包括：真空阀、减速电机、止转法兰、止转滑轮、固定滑套和控制系统；所述真空阀的阀杆通过连轴器与减速电机的输出轴相连；所述止转法兰的内侧台阶与减速电机输出轴端法兰凸起相配合并通过螺钉固定，止转法兰的外壁均匀地开设有多个螺纹孔，所述止转滑轮通过螺纹孔固定在止转法兰上；所述固定滑套套设在止转法兰外，固定滑套的一端为法兰座，所述法兰座与真空阀的法兰端相对接，并通过固定卡和螺钉锁紧，固定滑套的侧壁铣有滑槽，所述滑槽的数量和位置与止转滑轮相对应，使止转滑轮可以沿着滑槽滑动；所述控制系统通过控制减速电机的运动方向和驱动电流，实现真空阀的开启和关闭。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：所述减速电机由直流电机和减速器组装而成。所述连轴器的两端各开设有两个互成90°的螺纹孔，连轴器通过紧定螺钉分别锁紧阀杆和减速电机的输出轴。所述止转滑轮包括轴销螺钉和滑轮，所述轴销螺钉穿过滑轮固定在止转法兰外壁的螺纹孔中。采用了轴对称的三组止转滑轮和滑槽组合。所述止转滑轮采用了聚四氟乙烯材质。所述控制系统包括单片机控制芯片、通信模块、电源模块、电机驱动电路和电流检测电路，所述通信模块、电源模块、电机驱动电路和电流检测电路均与单片机控制芯片相连，电流检测电路与电机驱动电路相连。所述单片机控制芯片采用AT89LP2052/AT89LP4052单片机，通信模块采用RS485通信模式。此外，还提出了一种采用上述真空阀远程控制系统的真空阀远程控制方法，包括：测定真空阀阀门关紧时所需的力矩大小，得出真空阀关紧时所需的驱动电流；通信模块与上位机通信，向单片机控制芯片发送阀门的开闭指令和读取阀门状态；单片机控制芯片发送指令至电机驱动电路，电机驱动电路输出驱动电流，控制减速电机的运动；电流检测电路检测减速电机的驱动电流，并将电流信号发送至单片机控制芯片；单片机控制芯片根据电流信号判断真空阀是否到达限位位置。本专利技术的有益效果是：微型直流减速电机加上滑套结构，实现机械阀门电动功能；采用RS485通信方式，可靠性高且方便实现组网；智能控制器标准模块化设计，方便各单元组合和结构安装；能够实现真空阀的远程可控，根据指令便可实现真空阀门的开启和关闭。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图。图2是本专利技术的整体结构分解图。图3是本专利技术减速电机及止转法兰的结构示意图。图4是本专利技术连轴器的结构示意图。图5是本专利技术固定滑套的局部示意图。图6是本专利技术控制系统的模块框图。图7是本专利技术控制方法的流程图。图8是本专利技术电机驱动和电流采样的电路图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细说明。真空阀门是应用在真空系统中，用来改变气流方向，调节气流量大小，切断或接通管路的真空系统元件。目前市面上的真空阀种类众多，按照驱动方式可分为自动阀、动力驱动阀和手动阀，按照工作压力可分为低真空阀、高真空阀和超高真空阀，按照密封材料又可分为非金属与金属密封阀。从工作压力、工作温度、阀门尺寸以及保证低漏率等方面考虑，本设计选用了台湾日扬电子科技（HTC）公司生产的AVB-CU-KF25-M型高真空阀。该系列真空阀有手动与电动两种驱动方式，其中电动驱动方式需要工作气体辅助（需要额外的压缩空气源），不适合本系统设计应用环境，因此本设计选用了手动阀，并以此为基础通过适当的修改来实现电动功能。手动真空阀主要由阀体、阀盖、阀芯、密封圈、波纹管、阀杆、阀杆螺母和手轮组成，通过手轮的旋转带动阀杆的旋转并利用阀盖顶端的阀杆螺母将阀杆的旋转运动转换成直线运动进而带动阀芯以调节气流量的大小并实现切断或连通管路，其中波纹管在气体介质和大气环境之间形成了一个金属屏障以确保阀门的低漏率。为了实现真空阀的远程控制，必须将原有手动真空阀改造成电动真空阀，即利用电机带动阀门螺杆旋转实现对阀门开度的控制。由于电机转动为旋转运动，而实现阀门的打开与关闭需要的是旋转加前进或后退运动，因此需设计机械结构进行转换。如图1、图2所示的真空阀远程控制系统，包括：真空阀1、减速电机2、止转法兰3、止转滑轮4、固定滑套5和控制系统。真空阀1的阀杆6（阀门螺杆）通过定制的连轴器7与减速电机2的输出轴相连，如图4所示，连轴器7的两端各开设有两个互成90°的螺纹孔15，连轴器7通过紧定螺钉分别锁紧阀杆6和减速电机2的输出轴，保证阀杆6跟随减速电机2同步转动。减速电机2由直流电机13和减速器14组装而成，如图3所示，减速电机2靠近输出轴端有法兰凸起8，用于装配时同心定位。阀杆6转动的同时伴随着直线运动，考虑到阀杆6与电机转轴的连接方式，必须约束电机本体转动，保证减速器输出轴转动的同时减速电机本体能随着阀杆6前后移动。为了解决以上问题，设计了一个固定滑套5与止转滑轮4配合的机构，能够限制减速电机2本体的转动，从而只允许其整体前后线性移动。止转法兰3的内侧台阶与减速电机输出轴端法兰凸起8相配合并通过螺钉固定，止转法兰3的外壁均匀地开设有多个螺纹孔9，止转滑轮4通过螺纹孔9固定在止转法兰3上。止转滑轮4包括轴销螺钉16和滑轮17，轴销螺钉16穿过滑轮17固定在止转法兰3外壁的螺纹孔9中。固定滑套5套设在止转法兰3外，如图5所示，固定滑套5的一端为法兰座10，法兰座10与真空阀1的法兰端相对接，并通过固定卡11和螺钉锁紧，固定滑套5的侧壁铣有滑槽12，滑槽12的数量和位置与止转滑轮4相对应，使止转滑轮4可以沿着滑槽12滑动。为提高可靠性，采用了轴对称的三组止转滑轮/滑槽结构。同时为了减小止转滑轮4与滑槽12之间的摩擦阻力，滑轮4采用了聚四氟乙烯（特富龙）材质。滑槽12的长度决定了减速电机2前后移动的行程，即阀杆6的行程。利用以上机械结构，通过控制电机运转方向和驱动电流（即相应的关紧力矩），即可控制真空阀1的开启和关闭，实现真空阀1的电动控制。阀门的控制核心是对直流减速电机的运动方向和驱动电流的控制，控制系统通过采集当前电机驱动电流值判断电机是否到达指定位置。当阀门完全开启后，机械限位将会使电机堵转，此时电枢电流会迅速增大，通过判断此电流域值即可确定阀门是否开启到最大位置。由于电机电枢电流与电机转矩成比例关系，当电机转矩（电流）与事先设定的阀门关紧力矩（电流）相等时说明阀门已关紧。为了选择合适的驱动电路并确定阀门关紧时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空阀远程控制系统，其特征在于，包括：真空阀（1）、减速电机（2）、止转法兰（3）、止转滑轮（4）、固定滑套（5）和控制系统；所述真空阀（1）的阀杆（6）通过连轴器（7）与减速电机（2）的输出轴相连；所述止转法兰（3）的内侧台阶与减速电机（2）靠近输出轴的一侧法兰凸起（8）相配合并通过螺钉固定，止转法兰（3）的外壁均匀地开设有多个螺纹孔（9），所述止转滑轮（4）通过螺纹孔（9）固定在止转法兰（3）上；所述固定滑套（5）套设在止转法兰（3）外，固定滑套（5）的一端为法兰座（10），所述法兰座（10）与真空阀（1）的法兰端相对接，并通过固定卡（11）和螺钉锁紧，固定滑套（5）的侧壁铣有滑槽（12），所述滑槽（12）的数量和位置与止转滑轮（4）相对应，使止转滑轮（4）可以沿着滑槽（12）滑动；所述控制系统通过控制减速电机（2）的运动方向和驱动电流，实现真空阀（1）的开启和关闭。

【技术特征摘要】
1.一种真空阀远程控制系统，其特征在于，包括：真空阀（1）、减速电机（2）、止转法兰（3）、止转滑轮（4）、固定滑套（5）和控制系统；所述真空阀（1）的阀杆（6）通过连轴器（7）与减速电机（2）的输出轴相连；所述止转法兰（3）的内侧台阶与减速电机（2）靠近输出轴的一侧法兰凸起（8）相配合并通过螺钉固定，止转法兰（3）的外壁均匀地开设有多个螺纹孔（9），所述止转滑轮（4）通过螺纹孔（9）固定在止转法兰（3）上；所述固定滑套（5）套设在止转法兰（3）外，固定滑套（5）的一端为法兰座（10），所述法兰座（10）与真空阀（1）的法兰端相对接，并通过固定卡（11）和螺钉锁紧，固定滑套（5）的侧壁铣有滑槽（12），所述滑槽（12）的数量和位置与止转滑轮（4）相对应，使止转滑轮（4）可以沿着滑槽（12）滑动；所述控制系统通过控制减速电机（2）的运动方向和驱动电流，实现真空阀（1）的开启和关闭。2.如权利要求1所述的一种真空阀远程控制系统，其特征在于：所述减速电机（2）由直流电机（13）和减速器（14）组装而成。3.如权利要求1所述的一种真空阀远程控制系统，其特征在于：所述连轴器（7)的两端各开设有两个互成90°的螺纹孔（15），连轴器（7)通过紧定螺钉分别锁紧阀杆（6）和减速电机（2）的输出轴。4.如权利要求1所述的一种真空阀远程控制系统，其特征在于：所述止转滑轮（4）包括轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚骑均，周超，
申请(专利权)人：中国科学院紫金山天文台，
类型：发明
国别省市：江苏,32