智能型阀门电动装置制造方法及图纸

智能型阀门电动装置属于采用传感器检测和微电子技术控制的阀门用电动装置。主要特征是：在已有的机械结构部分设置非触点式检测输出轴转矩值的力值传感器和检测阀门开度的光电传感器，电动机内设温度传感器；其电控部分是模块化的微电脑控制系统，内设有ＡＶＲ高速嵌入式单片机的控制器模块，接收各传感器的检测信号经处理后控制功率控制模块，进而控制电动机的工作状态。本发明专利技术解决了传统技术中结构复杂、安全性差、可靠性低等难题，该装置是光机电一体化的高科技产品，其结构简单、安全性好、精度高、可靠性高，能对阀门全工作过程实现自动检测和监控，其社会效益和经济效益显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采用传感器检测和微电子技术控制的阀门用电动装置，该装置与阀门配套组成电动阀门，实施对管网系统中输送的介质参数的自动控制与管理。
技术介绍
国家现行的阀门电动装置专业标准JB/T8528-1997规定，适用于“电动机驱动、电触点控制、单一转速式闸阀、截止阀、节流阀、隔膜阀、球阀和碟阀等阀门用普通型电动装置”。这种类型的电动装置都是以电动机驱动的减速机构为主体，主体上置有对阀门开度和阀门转动力矩进行检测和控制的弹簧和机械齿轮、计数器、凸轮、电位计、触点等机构，由机电式控制方式完成对阀门的操作。这类电动装置存在的共同问题是1.结构复杂其主体减速器部分为机械结构，而控制部分是机电式结构，如转矩控制机构DSW和阀门开度控制机构。2.输出轴转矩检测和阀门开度检测精度低所述检测值是经齿轮传输、计数器放大，再经电位器、凸轮和触点后输出的，经过这样一个复杂的机电过程，其精度会发生很大扭曲，尤其是转矩的检测值，它是在外力作用下依靠弹簧的变形量被放大后输出的，转矩精度仅为±7～10％，无法进一步提高。另外，由于受凸轮上机械触点的数目所限，其输出的检测值只能是间断的模拟信号。而间断的模拟信号无法满足网络化的要求。3.使用安全性差凸轮、触点的输出是在强电条件下工作的，它极易产生接触不良或打火现象，存在着很大的隐患。4.工作可靠性低已有阀门电动装置的计数器为仪表齿轮结构，通过人工用改锥调整螺钉(定位)以确定触点信号值，经常出现齿轮啮合不到位和定位不准的情况，致使故障或事故经常发生，严重影响电动阀门工作的可靠性。5.关闭零点会产生漂移已有阀门电动装置，初期所调定的关闭位置(零点)，在电动阀门使用过程中将随着阀门密封面的变形、磨损以及阀门关死时转矩的变化而发生变化。关闭点会产生零点漂移的问题是机电式控制的电动阀门难以解决的，这将会给长期使用中的电动阀门关闭的密封性带来严重后果。6.单一的启闭速度易引发水锤现象已有阀门电动装置在工作过程中因是单一速度，这对管网系统中较大口径的阀门在实施关闭时，容易引发“水锤”现象，使管网系统出现爆管危险事故。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要克服上述传统技术中存在的问题，提供一种智能型阀门电动装置，该装置安全性好，可靠性高、精度高。本专利技术的技术方案如下一种智能型阀门电动装置，包括机械结构部分和电控部分，所述机械结构部分基本保留已有阀门电动装置的结构，即设有电动机，减速机构，驱动机构，减速机构包括齿轮副和蜗杆副，驱动机构包括蜗轮及其输出轴、法兰接盘，还设有与输出轴一端相连的手轮机构，以及设在手轮与输出轴之间的手动一电动切换装置，本专利技术的结构特征是所述机械结构部分中，取消原有的机电式转矩控制机构和阀门开度控制机构，代之以在减速机构蜗杆轴的一端设置非触点式输出轴转矩值检测机构，在输出轴的末端并于法兰接盘前设置可检测阀门开度的光电传感器，在电动机内设置温度传感器；所述电控部分是模块化的微电脑控制系统，该系统内设置由AVR高速嵌入式单片机为主控电路的控制度器模块和以小功率输入控制大功率输出的功率控制模块，所述控制器模块分别连接功率控制模块、备用电源、多功能控制面板、报警电路、接有用户计算机的模拟信号输入/输出电路或标准通信接口，控制器模块还分别接收由非触点式输出轴转矩值检测器、光电传感器、温度传感器送来的检测信号；驱动电动机工作或停止以及确定其转动方向所需的三相电源经功率控制模块控制输入；控制器模块接收的上述检测器、传感器或用户计算机输入的信号，经过单片机中内存的程序数据进行比对判断，并据此向功率控制度模块发出指令以控制电动机的工作状态，同时提供多功能控制面板显示工况。所述非触点式输出轴转矩值检测机构分为用于多回转阀门电动装置检测的力值传感器和用于部分回转阀门电动装置检测的磁力耦合器；所述力值传感器安装在多回转阀门电动装置的蜗杆轴的外侧端，该力值传感器是由固定在箱体上的定位法兰端与整体结构的传感器主体构成；所述定位法兰端为圆形矮柱状，其与传感器主体连接的一端为阶梯形凸台；所述传感器主体外部呈圆柱状，其内一端设有与定位法兰端阶梯形凸台相配合并与之固接的前端连接部分，另一端有与蜗杆轴连接的后端接口部分，该后端接口部分上有与蜗杆轴相配合的轴向孔，该轴向孔外侧段的孔径比内侧段的大，两段轴向孔的衔接处有一台阶，在轴向孔外侧段的末端有一卡槽，卡槽内装弹簧卡圈，在传感器主体的前端连接部分与后端接口部分之间是园片状弹性体，弹性体的两侧面各与阶梯形凸台顶面、后端接口部分之间有间距，弹性体中央有同轴线的受力杆，弹性体通过受力杆与后端连接部分连接为一体，在弹性体靠近阶梯形凸台的侧面上固接有应变片，在传感器主体外面有保护罩；所述磁力耦合器安装在部分回转阀门电动装置的蜗杆轴和电动机之间，该磁力耦合器由同轴套接在电机轴上的衔铁和固接在蜗杆轴端套内的永磁体构成，衔铁呈杯状，永磁体为圆筒状，永磁体套在衔铁外，二者为同轴线，衔铁与永磁体之间是滑配合。所述力值感器上的应变片是桥式连接的电阻线圈，其输出线经传感器主体上的引线孔引出；所述磁力耦合器中的圆筒状永磁体，可以是整体结构，还可以是由彼此有间距的块状组合而成，装在蜗杆轴端套内的永磁体顶部有压紧卡圈。所述光电传感器设置彼此有间距的两对光电二极管和光明三极管，在所述二极管和三极管之间插入有沿周向间隔开槽的码盘，该间隔开槽的挡光部分、通光部分的宽度大于两个光电二极管之间的距离，所述码盘套装并固定在与输出轴同轴固接的套筒上，光电传感器经底座固定在箱体上；所述温度传感器是热敏电阻，置于电动机的定子内。所述码盘是圆形金属片，其上的开槽呈矩形，所述光电传感器呈 形，码盘悬空衔入该 形缺口中，光电二极管、光明三极管分别位于该缺口两边突出的部位内，当码盘随输出轴转动时，盘上间隔开槽的挡光部分、通光部分随之顺次先后通过每对光电二极管和光明三极管。所述电控部分中的控制器模块由控制器模块I和控制器模块II经接插件连接组成；所述标准通信接口是RS-485隔离串行接口；所述控制器模块II中设有AVR高速嵌入式单片机，由光电传感器传来的阀门开度的检测信号，经接插件、码盘方向判别电路送至单片机的输入/出接口；由温度传感器传来的电动机温度检测信号，经接插件、温度信号变换电路送至单片机的A/D转换接口；单片机还分别经接插件连接功率控制模块、经接插件接CPU调试装订接口、经接插件接备用电源，多功能控制面板上的数码管经显示驱动电路接单片机的输入/出接口，单片机还经接口接报警电路，微动按键分别接单片机相关的输入/出接口；所述控制器模块I中设有由滤波器和电源变换器顺次连接构成的电源电路；由力值传感器传来的输出轴转矩检测信号经接插件、力值传感器信号变换电路，再经接插件送至单片机的A/D转换接口；在控制器模块I中还设有阀门开度和流量控制的模拟信号输入电路、脉宽调制信号变换电路，用户计算机送来控制阀门开度的4～20mA模拟量信号经端子、模拟信号输入电路、接插件送至单片机的A/D转换接口；由光电传感器向单片机输入的计数脉冲和转动方向信号，即对应的阀门开度检测信号，经CPU累加处理后变为脉宽调制形式的模拟量信号输出，该信号经接插件送至脉宽调制信号变换电路，经该电路变换成4～20mA标准模拟信号输出；所述电控部分还兼容另一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型阀门电动装置，包括机械结构部分和电控部分，所述机械结构部分设有电动机，减速机构，驱动机构，减速机构包括齿轮副和蜗杆副，驱动机构包括蜗轮及其输出轴、法兰接盘，还设有与输出轴一端相连的手轮机构，以及设在手轮与输出轴之间的手动－电动切换装置，其特征在于：所述机械结构部分中，在减速机构蜗杆轴的一端设置非触点式输出轴转矩值检测机构，在输出轴的末端并于法兰接盘前设置可检测阀门开度的光电传感器，在电动机内设置温度传感器；　所述电控部分是模块化的微电脑控制系统，该系统内设置 由ＡＶＲ高速嵌入式单片机为主控电路的控制器模块和以小功率输入控制大功率输出的功率控制模块，所述控制器模块分别连接功率控制模块、备用电源、多功能控制面板、报警电路、接有用户计算机的模拟信号输入／输出电路或标准通信接口，控制器模块还分别接收由非触点式输出轴转矩值检测器、光电传感器、温度传感器送来的检测信号；驱动电动机工作或停止以及确定其转动方向所需的三相电源经功率控制模块控制输入；控制器模块接收的上述检测器、传感器或用户计算机输入的信号，经过单片机中内存程序数据进行比对判断，并据此向功率控制度模块发出指令以控制电动机的工作状态，同时提供多功能控制面板显示工况。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭振兴，蒋照虎，邸晓华，
申请(专利权)人：郭振兴，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]