阀门控制设备制造技术

行程传感器(20)的磁性感测表面(20a)放在第一假想线(KA)和第二假想线(KB)之间的角范围中。第一假想线(KA)是与废气阀门(1)被置于废气阀门(1)的完全闭合程度时磁性可移动体(7)的第一和第二磁体(8a，8b)之间的中心线(MC)相一致的假想线。第二假想线(KB)是与废气阀门(1)被置于废气阀门(1)的完全闭合程度和完全打开程度之间的一半程度时第一和第二磁体(8a，8b)之间的中心线(MC)相一致的假想线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阀门控制设备。
技术介绍
例如，PCT公开 W02009/062928A1 (对应于 US2010/0319663A1)教导了一种控制阀门打开和闭合的阀门控制设备。具体而言，参考图17和18，阀门控制设备包括阀门101、电动致动器和电动机控制单元。阀门101适于打开和闭合流体通道。电动致动器包括杆102， 其驱动阀门101。电动机控制单元控制供应给电动机103的电力，所述电动机103是电动致动器的驱动电源。电动致动器包括减速机构、往复滑块连杆机构300和止推轴承104。减速机构降低从电动机103通过两级传递的旋转速度。往复滑块连杆机构将减速机构的转动转换成杆 102的线性运动。止推轴承104可滑动地支撑杆102，以在往复方向上使杆102能够往复运动。止推轴承104包括沿杆102的轴向通过止推轴承104延伸的通孔，止推轴承104牢固地约束在驱动装置外壳的轴承孔中。减速机构包括小齿轮105、中间齿轮106和主传动齿轮107。小齿轮105固定到电动机103的输出轴上。中间齿轮106与小齿轮105啮合并受其驱动。主传动齿轮107与中间齿轮106啮合并受其驱动。中间齿轮106可旋转地安装到支撑轴111的外周表面。主传动齿轮107可旋转地安装到支撑轴112的外周表面。肘节杆108通过第一枢轴113连接到电动致动器的杆102。肘节杆108通过第二枢轴114连接到主传动齿轮107。第一枢轴113配合到肘节杆108的第一配合孔中，由此固定到肘节杆108。第二枢轴114配合到肘节杆108的第二配合孔中，由此固定到肘节杆 108。在PCT 公开 WO 2009/062928A1 (对应于 US2010/0319663A1)的电动致动器中，电动机103驱动减速机构的齿轮105-107以及通过第二枢轴114连接到主传动齿轮107的肘节杆108，沿其轴向推动(或拉动)杆102，以将主传动齿轮107的转动转换成杆102的往复线性运动。在这里，连杆109置于杆102和阀门101的轴115之间。在PCT 公开 WO 2009/062928A1 (对应于 US2010/0319663A1)的电动致动器中，在杆推力转动连杆109时，杆102受到来自连杆109的侧向力的反作用力(由图17中的虚线表示)，从而在杆102的远端部分产生摆动。在驱动杆102时，驱动杆102以具有沿杆轴向Y的线性运动，还有沿弯曲方向Y’ 的弯曲运动。此外，由于阀门的压力P，在杆102的行程位置中发生位置偏差。传感器感测磁路(包括磁体和磁轭的磁路)的位置，其设置于杆位置感测构件110 中。因此，在杆102弯曲运动时，来自磁体的磁场以弯曲方式变化，由此传感器的输出值以弯曲方式变化。由此，传感器输出变化特性相对于磁路行程位置，即杆102的行程位置的线性劣化。此外，日本未审专利公开No. 2004-177398A教导了一种杆行程位置感测设备，其能够直接感测杆102的线性行程位置。具体而言，如图19A所示，杆行程感测装置包括磁性静止主体(两个定子121，122以及保持于其间的传感器)和磁路(具有永磁体123和磁轭 124的磁路)。磁路可以在杆102的行程方向上相对于磁性静止主体发生位移。磁性静止主体放置得平行于杆102的行程方向(轴向)。传感器包括霍尔元件125，其插入到两个定子121、122之间形成的磁通量感测缝隙中。向杆102—体地提供磁路。杆行程位置感测设备的定子121，122、永磁体123、磁轭IM和霍尔元件125形成两个磁路A，B。在日本未审专利公开No. 2004-177398A的杆行程位置感测设备中，由于杆轴承 133的释放，磁路A，B如箭头所示摇摆，杆轴承133可滑动地支撑杆102，以实现杆102沿往复方向的往复运动。由此，磁路和霍尔元件125之间的距离改变，使得霍尔元件125的磁性感测表面接收的磁场强度变化(波动)。在这里，在如图19B所示靠近杆轴承133放置磁路(永磁体123，磁轭124)的情况下，磁路的摆动幅度小，由此磁路和霍尔元件125之间的距离波动范围也小。相反，在远离杆轴承133放置磁路的情况下，磁路的摆动幅度变大，磁路和霍尔元件125之间的距离波动范围变大。也就是说，霍尔元件125相对于磁路的磁性感测表面不被放在磁路幅度的平均位置，从而在如下两种情况之间，磁路摆动幅度有大的差异在一种情况下，靠近杆轴承133 放置磁路，在另一种情况下，远离杆轴承133放置磁路。因此，霍尔元件125的磁性感测表面接收的磁场强度有波动差异。结果，响应于杆102的摆动，传感器输出有大的差异，由此降低了传感器精确度。
技术实现思路
本专利技术解决了上述缺点。于是，本专利技术的目的是提供一种能够改善用于感测杆的线性行程位置的感测精确度的阀门控制设备。根据本专利技术，提供了一种阀门控制设备，包括阀门、具有杆的致动器、连杆机构、磁性可移动体、传感器和用于感测杆的位移量的模块(以下简称感测模块)。阀门适于绕着所述阀门的旋转轴旋转。致动器驱动杆以沿杆的轴向使杆往复运动并由此驱动阀门。连杆机构包括连杆，所述连杆连接于所述阀门和所述杆之间并将所述杆的线性运动转换成所述阀门的转动。磁性可移动体一体安装到杆，并且包括第一和第二磁体，其彼此协作以产生磁通量密度大致恒定的磁场。杆的中心轴大致平行于第一和第二磁体的中心线，该中心线大致平行于彼此相对的第一磁体磁极表面和第二磁体磁极表面并位于其中间。传感器输出电信号，所述电信号与磁通量对应，所述磁通量响应于所述磁性可移动体相对于所述传感器的运动而改变。感测模块用于基于所述传感器输出的电信号感测所述杆在行程方向上位移量，所述行程方向与所述杆的轴向相一致。基于利用所述感测模块感测的杆在行程方向上的杆的位移量驱动所述致动器，以控制所述阀门的打开和闭合。所述致动器包括杆轴承，其可滑动地支撑所述杆，以使所述杆能够在所述行程方向上滑动，同时使所述杆能够绕所述杆轴承摆动。所述传感器包括磁性感测表面，其适于感测所述磁性可移动体的磁通量。所述连杆在可旋转地连接到所述阀门的连杆的阀门侧连接处包括旋转轴，所述旋转轴与所述阀门的旋转轴共轴。所述连杆包括可旋转地连接到所述杆的杆侧连接部。在通过杆使所述阀门转动时，所述杆侧连接部适于沿着旋转运动路径运动，所述旋转运动路径是以连杆的阀门侧连接部的旋转轴为中心且具有预定曲率半径的曲线路径。在所述阀门的打开程度变为完全闭合程度以完全闭合流动通道时，杆侧连接部沿所述旋转运动路径运动的旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的完全闭合点。在所述阀门的打开程度变为完全打开程度以完全打开流动通道时，杆侧连接部沿所述旋转运动路径运动的旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的完全打开点。在所述阀门的打开程度为完全闭合程度和完全闭合程度之间角度一半的一半程度时，所述杆侧连接部的旋转运动点位于沿旋转运动路径的完全闭合点和完全打开点之间的半点。所述传感器的磁性感测表面的至少一部分放在所述第一假想线和所述第二假想线之间的角范围中。在所述连杆的杆侧连接部的旋转运动点位于完全闭合点时， 所述第一假想线与所述第一和第二磁体之间的中心线相一致。在所述连杆的杆侧连接部的旋转运动点位于半点时，所述第二假想线与所述第一和第二磁体之间的中心线相一致。附图说明从以下描本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种阀门控制设备，包括：阀门（１），其适于绕着所述阀门（１）的旋转轴（Ｌ０）旋转；致动器（２００），其包括杆（４），并且在所述杆（４）的轴向上驱动所述杆（４）往复运动，由此驱动所述阀门（１）；包括连杆（３）的连杆机构（３００），所述连杆连接于所述阀门（１）和所述杆（４）之间并且将所述杆（４）的线性运动转换成所述阀门（１）的转动；一体安装到所述杆（４）的磁性可移动体（７），其包括第一和第二磁体（８ａ，８ｂ），它们彼此协作以产生磁通量密度大致恒定的磁场，其中所述杆（４）的中心轴大致平行于所述第一和第二磁体（８ａ，８ｂ）的中心线（ＭＣ），所述中心线大致平行于彼此相对的所述第一磁体（８ａ）的内表面（８ａ１）和所述第二磁体（８ｂ）的内表面（８ｂ１），并且位于所述第一磁体（８ａ）的内表面（８ａ１）和所述第二磁体（８ｂ）的内表面（８ｂ１）之间的中心；输出电信号的传感器（２０），所述电信号与磁通量对应，所述磁通量响应于所述磁性可移动体（７）相对于所述传感器（２０）的运动而改变；以及用于基于所述传感器（２０）输出的电信号感测所述杆（４）在行程方向上的位移量的模块（４００），所述行程方向与所述杆（４）的轴向相一致，其中：基于利用所述感测模块（４００）感测的所述杆（４）在所述行程方向上的所述杆（４）的位移量来驱动所述致动器（２００），以控制所述阀门（１）的打开和闭合；所述致动器（２００）包括杆轴承（５），其可滑动地支撑所述杆（４）以使得所述杆（４）能够在所述行程方向上滑动，同时使所述杆（４）能够绕所述杆轴承（５）摆动；所述传感器（２０）包括磁性感测表面（２０ａ），其适于感测所述磁性可移动体（７）的磁通量；所述连杆（３）在可旋转地连接到所述阀门（１）的所述连杆（３）的阀门侧连接部（１２）处包括旋转轴，所述旋转轴与所述阀门（１）的旋转轴共轴；所述连杆（３）包括可旋转地连接到所述杆（４）的杆侧连接部（１１），其中所述杆侧连接部（１１）适于在所述阀门（１）通过所述杆（４）转动时沿着旋转运动路径运动，所述旋转运动路径是以所述连杆（３）的阀门侧连接部（１２）的旋转轴（Ｌ０）为中心并且具有预定曲率半径的曲线路径；在所述阀门（１）的打开程度变为完全闭合程度以完全闭合流动通道（１０）时，所述杆侧连接部（１１）沿所述旋转运动路径运动的旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的完全闭合点（Ａ）；在所述阀门（１）的打开程度变为完全打开程度以完全打开流动通道（１０）时，所述杆侧连接部（１１）沿所述旋转运动路径运动的旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的完全打开点（Ｄ）；在所述阀门（１）的打开程度变为所述完全闭合程度和所述完全打开程度之间角度的一半的一半程度时，所述杆侧连接部（１１）的所述旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的所述完全闭合点（Ａ）和所述完全打开点（Ｄ）之间的半点（Ｂ）；并且所述传感器（２０）的磁性感测表面（２０ａ）的至少一部分被置于如下两条线之间的角范围中：第一假想线（ＫＡ），在所述连杆（３）的杆侧连接部（１１）的所述旋转运动点位于所述完全闭合点（Ａ）时，所述第一假想线与所述第一和第二磁体（８ａ，８ｂ）的中心线（ＭＣ）相一致；以及第二假想线（ＫＢ），在所述连杆（３）的杆侧连接部（１１）的旋转运动点位于所述半点（Ｂ）时，所述第二假想线与所述第一和第二磁体（８ａ，８ｂ）的中心线（ＭＣ）相一致。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岛田广树，山中哲尔，竹田哲马，水谷彰利，松本光一郎，河野祯之，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP