CN106567950A - 智能电控压缩空气减压阀 - Google Patents

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杜丙同
崔瑞男
李晶
李春元
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Abstract

本发明公开了一种智能电控压缩空气减压阀，能够实现智能高精度闭环压力控制，保证压缩空气***准确、稳定、迅速的减压，本发明提供标准远程电控接口，可以远程设定减压压力，并且可以远程监视实际使用压力。本发明使用压力传感器检测减压阀出口压力，智能控制器根据实际压力与设定压力的差距控制电动机的运行，调整弹簧的预紧力，从而控制减压压力。本发明结构简单，可靠性高，适合在智能远程控制、检测压缩空气压力的场合。

Description

智能电控压缩空气减压阀
技术领域
本发明属于压缩空气减压控制领域，具体涉及一种可远程控制的压缩空气减压阀。
背景技术
压缩空气减压阀是压缩空气领域通用件、常用件，它可以将阀之前较高的压力减压至所需的压力水平。一般减压阀在使用时通过人工调节弹簧预紧力，减压阀后的压力与弹簧力相平衡，从而稳定在一定范围内。这种减压阀具有一定的局限性，其设定压力不能通过远程修改，不适用经常调整供气压力的场合。
为使供气压力可调，有技术使用电动机直接调节阀门开度，通过阀门的阻力调节压损。这种方法对电机相应的实时性要求特别高，当用气量变化时，为稳定压力，电机必须频繁调节，造成输出压力、流量波动非常大，对后面的管网及用气设备容易照成伤害。
本发明目的是提供一种能够快速、稳定减压设备，可以自动实时调节输出压力，可以接入自动化设备，远程调节、远程检测输出压力。
发明内容
本发明提供了一种智能电控压缩空气减压阀，通过检测减压阀出口压力，控制电动机的运行，调整弹簧预紧力，从而稳定控制输出压力。
本发明解决的技术问题所采用的技术方案是：减压阀主要由主阀体（1）、电机（2）、控制器（3）组成。压力传感器（3-2）安装在主阀体（1）的排气腔室（1-2）上。电机（2）输出轴与螺杆（1-8）连接。电机（2）输出轴旋转时可带动螺杆（1-8）旋转，驱动螺母（1-9）上下移位，螺母（1-9）与膜片（1-4）压迫弹簧（1-7）发生形变。螺母（1-9）具有长臂结构，在运动的两个极限位置分别可碰触上限位开关（3-3）和下限位开关（3-4）。
控制器（3）由主CPU（3-1）、压力变送器（3-2）、上限位开关（3-3）、下限位开关（3-4）、电机控制驱动（3-5）、显示模块（3-6）、压力设定模块（3-7）、远程输入输出模块（3-8）、远程通讯模块（3-9）组成。
智能电控压缩空气减压阀运行时，检测压力传感器（3-1）即减压阀输出压力，并与设定压力进行比较，当差距大于一定阈值时，驱动电机（2）向相应的方向旋转。电机（2）旋转后将调节螺母（1-9）位置，从而改变弹簧（1-7）预紧力，弹簧（1-7）预紧力与减压阀输出压力失去平衡状态，阀芯（1-3）控制减压阀开度发生变化，从而影响减压阀输出压力，当减压阀输出压力与设定压力小于一定范围时，电机（2）停止旋转，减压阀输出压力与弹簧预紧力达到新的平衡，并稳定在设定压力范围之内。
当设定压力过高或过低，电机（2）可能大幅度调整弹簧（1-7）预紧力，极有可能超出螺杆（1-8）调节范围，发生机械故障或电机（2）堵转，通过设置上限位开关（3-3）和下限位开关（3-4）可保证电机（2）在安全范围内调节，当电机（2）调节到极限位置仍不能达到设定压力时，控制器（3）发出故障报警。
控制器（3）可接收远程控制信号，对输出压力进行实时调节。同时，本减压阀具有通讯接口，可以适用于其他智能化控制设备。
本智能电控压缩空气减压阀典型特征是具有双反馈控制：第一种是弹簧力与排气腔室压力之间的反馈控制，该反馈控制迅速、稳定，当进气压力波动或用气流量波动时，通过反馈控制可以输出稳定的排气压力；第二种是通过压力传感器（3-2）的检测，进行电机（2）调节的反馈控制，该反馈控制准确度高，尤其在设定压力发生改变时进行反馈调节。
本发明具有如下优点：
1、 安全可靠，不会因为进气压力波动、流量波动导致减压阀排气压力大幅度的变化。
2、 调节迅速，当流量发生变化时弹簧结构迅速调节并稳定阀芯。
3、 可远程调节控制，并可以远程检测排气压力，适用于需要经常调节压力的智能化控制设备上。
4、 双反馈控制方式可大幅度的减少电机（2）运行的可能，减少能耗，大大延长减压阀的使用寿命。
附图说明
图1智能电控压缩空气减压阀结构图。
图2控制器（3）结构图
图中：1.主阀体，2.电机，3.控制器，1-1.进气腔室，1-2.排气腔室，1-3.阀芯，1-4.膜片，1-5.阀盖，1-6.阀盖腔，1-7.弹簧，1-8.螺杆，1-9.螺母，3-1.主CPU，3-2.压力传感器，3-3.上限位开关，3-4.下限位开关，3-5.电机控制驱动，3-6.显示模块，3-7.压力设定模块,3-8.远程输入输出模块,3-9.远程通讯模块。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明具体实施方式作进一步详细描述：
智能电控压缩空气减压阀主要由主阀体（1）、电机（2）、控制器（3）组成。主阀体（1）具有进气腔室（1-1）与排气腔室（1-2），进气腔室（1-1）与排气腔室（1-2）有阀芯（1-3）相隔。压力传感器（3-2）安装在主阀体（1）的排气腔室（1-2）上。排气腔室（1-2）与阀盖（1-5）之间有膜片（1-4）相隔，形成阀盖腔（1-6）。膜片（1-4）与阀芯（1-3）连接，膜片（1-4）为橡胶材质，阀芯（1-3）可上下活动。阀盖腔（1-6）内设有弹簧（1-7）、螺杆（1-8）、螺母（1-9），弹簧（1-7）下部与膜片（1-4）接触，上部与螺母（1-9）接触，螺杆（1-8）与电机（2）输出轴连接。电机（2）输出轴可带动螺杆（1-8）旋转，因螺杆（1-8）的旋转，螺母（1-9）可上下移动并压紧弹簧（1-7）。弹簧（1-7）与排气腔室（1-2）的压力达到平衡时，减压阀可提供稳定的输出压力。
上限位开关（3-3）安装在阀盖（1-5）上端，下限位开关（3-4）安装在阀盖（1-5）下端。螺母（1-9）具有长臂结构，长臂结构伸出阀盖（1-5），在运动的两个极限位置分别可碰触上限位开关（3-3）和下限位开关（3-4）。
控制器（3）内主CPU（3-1）连接压力传感器（3-2）可检测减压阀输出压力，通过与设定压力进行比较，当差距大于一定阈值时，驱动电机（2）向相应的方向旋转。通过电机旋转可调节减压阀排气压力。主CPU（3-1）连接上限位开关（3-3）、下限位开关（3-4），通过开关信号可控制电机（2）在限定的范围内旋转。
控制器（3）具有显示模块（3-6）、压力设定模块（3-7），显示模块（3-6）可显示减压阀输出压力及各运行信息、报警信息，压力设定部分可修改减压阀设定压力。控制器（3）可接收4~20mA或0~5V标准信号作为设定压力，并可输出4~20mA或0~5V标准信号作为输出压力。控制器具有远程通讯模块（3-9）。
为保证减压阀的稳定运行，电机（2）为减速电机，转速在10~100转/分钟之间。
以上所述仅是本发明的一种较优的实施方式，使用了直动式减压阀结构作为阀体基础，也可以使用其他结构方式的直动式减压阀或先导式减压阀或组合是减压阀作为阀体基础。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改变和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.智能电控压缩空气减压阀，包括主阀体（1）、电机（2）、控制器（3），压力传感器（3-2）安装在排气腔室（1-2）上，电机（2）的输出轴与螺杆（1-8）结构连接，通过电机（2）输出轴的旋转带动螺杆（1-8）旋转，驱动螺母（1-9）上下移动，可调节弹簧（1-7）的预紧力。
2.根据权利要求1所述的智能电控压缩空气减压阀，其特征在于：电机（2）为减速电机，输出转速在10转/分钟至100转/分钟。
3.根据权利要求1所述的智能电控压缩空气减压阀，其特征在于：还包括上限位开关（3-3）与下限位开关（3-4）。
4.根据权利要求1所述的智能电控压缩空气减压阀，其特征在于：螺母（1-9）具有长臂结构，在移动到一定位置时可碰触上限位开关（3-3）或下限位开关（3-4）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112032380A (zh) * 2020-08-25 2020-12-04 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种减压装置及其压力输出调节的闭环控制方法
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