CN111522369A - 一种自动调压装置 - Google Patents
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Abstract
一种自动调压装置，包括调压阀、旋转机构和电机，旋转机构包括安装座、可转动地设置在安装座上的旋转轴套和套设在旋转轴套内的上下运动转换轴，旋转轴套的内壁和上下运动转换轴的外壁均沿轴向开设有多条呈半圆柱状的导向槽，且旋转轴套上的导向槽与上下运动转换轴上的导向槽一一对应并围合成柱状的导腔，导腔内配设有多个轴承钢珠；调压阀的阀杆与上下运动转换轴的一端连接，且阀杆与上下运动转换轴位于同一轴线上；电机与旋转轴套传动连接。本发明通过调压阀输出的压力与电机做闭环控制，根据设定压力，实现自动调压，提高了压力调节精度。
Description
技术领域
本发明涉及调压装置领域，具体涉及一种自动调压装置。
背景技术
目前，市面上的自动调压机构大多通过电气比例阀来实现，但电气比例阀的弊端在于，调压过程中微小的信号变化即可引起后端压力较大的波动，由于比例调压是闭环调节，后端的压力波动又会引起前端输入信号的来回波动，使压力一直处于调压稳压状态，很难保证平稳的压力输出，使压力曲线不平滑，在试验压力越低的情况下，曲线呈锯齿状就越明显，影响试验效果。
另外，还有一种是通过手动进行调节的比例阀，操作者需在试验过程中缓慢调节调压阀手柄，直到试验压力达到设定压力，此过程耗时较长，由其是在调压阀和中控室不在同一区域时，需要多人操作。
因此，亟需开发一种全自动的控压、调压装置，以实现精准控压、稳压。
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种自动调压装置，以解决现有的调压机构中，采用电气比例阀在调节过程中易超调，很难保证平稳的压力输出，采用手动调节的比例阀，则比较费时费力，且无法精准控制等问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种自动调压装置，包括调压阀、旋转机构和电机，其中：
所述旋转机构包括安装座、可转动地设置在安装座上的旋转轴套和套设在旋转轴套内的上下运动转换轴，所述旋转轴套的内壁和所述上下运动转换轴的外壁均沿轴向开设有多条呈半圆柱状的导向槽，且所述旋转轴套上的导向槽与所述上下运动转换轴上的导向槽一一对应并围合成柱状的导腔，所述导腔内配设有多个轴承钢珠；
所述调压阀具有螺纹副结构的阀杆，所述阀杆与所述上下运动转换轴的一端连接，且阀杆与上下运动转换轴位于同一轴线上；所述电机与所述旋转轴套传动连接，以使电机驱动旋转轴套在安装座上旋转，从而使旋转轴套通过轴承钢珠带动上下运动转换轴转动，进而通过上下运动转换轴带动调压阀的阀杆旋转，同时，调压阀的阀杆带动上下运动转换轴在旋转轴套内沿轴向可自由活动。
作为本发明的进一步优选技术方案，所述安装座包括上下平行设置的上板和下板，以及沿同一轴线分别嵌装在上板和下板中的两个轴承，所述旋转轴套的上下两端分别套连在两个所述轴承的内圈中。
作为本发明的进一步优选技术方案，所述下板的后侧设有下板垂直的连接板，所述上板通过螺栓连接在所述连接板上以使安装座的外形呈U形结构。
作为本发明的进一步优选技术方案，所述上板与所述下板之间的旋转轴套上紧配套设有从动轮，所述电机的输出轴端部连接有转换轴，所述转换轴上设有主动轮，所述从动轮与所述主动轮通过同步带传动连接，以使电机驱动主动轮旋转，从而带动同步带转动，进而带动从动轮及旋转轴套旋转。
作为本发明的进一步优选技术方案，所述电机为步进电机
作为本发明的进一步优选技术方案，所述装置还包括固定板，所述旋转机构通过安装座固定安装在所述固定板上，所述电机于所述旋转机构的侧面通过电机支架固定安装在所述固定板上，所述调压阀通过调压阀支架固定安装在所述旋转机构的下方，且调压阀的阀杆与所述旋转机构的上下运动转换轴的轴向一致。
作为本发明的进一步优选技术方案，所述装置还包括限位开关，所述限位开关设置在所述旋转机构的上方，且限位开关的感应端朝下正对上下运动转换轴的上端端部，上下运动转换轴的下端则与调压阀的阀杆连接。
作为本发明的进一步优选技术方案，所述安装座上设有限位开关支架，所述限位开关沿上下运动转换轴的轴向高度可调地设置在限位开关支架上。
本发明的自动调压装置，通过电机的正反转可带动旋转轴套进行旋转，从而使上下运动转换轴旋转，进而带动调压阀的阀杆旋转并上下运动进行压力自动调节；可通过调压阀输出的压力与电机做闭环控制，根据设定压力，精准调压，从而可实现动态压力调节，其具有以下有益效果：
1)结构简单、操作方便，适应各种安装环境；
2)可实现气压、液压得动态压力调节，集成度高，结构紧凑，使用效率高；
3)调压精准，自动调压，调压的压力曲线平滑；
4)通过调压阀输出的压力与电机做闭环控制，根据设定压力，自动调压，提高了压力调节精度；
5)相比电气比例阀，提高了压力调节精度和稳定性；相比手动比例阀，减小了操作人员手动调节的劳动强度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明自动调压装置提供的一实例的结构示意图；
图2为旋转机构的立体视图；
图3为旋转机构的正视图；
图4为图3中旋转机构的A-A剖视图；
图5为上下运动转换轴的结构示意图；
图6为旋转轴套的结构示意图。
图中：1-固定板；2-限位开关支架；3-旋转机构；4-调压阀支架；5-调压阀；6-限位开关；7-转换轴；8-主动轮；9-同步带；10-电机支架；11-电机；12-上板；13-下板；14-封盖；15-轴承；16-从动轮；17-轴承钢珠；18-旋转轴套；19-上下运动转换轴，20-导向槽。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图6所示，本发明提供了一种自动调压装置，包括调压阀5、旋转机构3和电机11，其中：
旋转机构3包括安装座、可转动地设置在安装座上的旋转轴套18和套设在旋转轴套18内的上下运动转换轴19，旋转轴套18的内壁和上下运动转换轴19的外壁均沿轴向开设有多条呈半圆柱状的导向槽20，且旋转轴套18上的导向槽20与上下运动转换轴19上的导向槽20一一对应并围合成柱状的导腔，导腔内配设有多个轴承钢珠17；
该实施例中的调压阀5为比例阀，调压阀5具有螺纹副结构的阀杆，该阀杆与上下运动转换轴19的一端连接，且阀杆与上下运动转换轴19位于同一轴线上；电机11与旋转轴套18传动连接，以使电机11驱动旋转轴套18在安装座上旋转，从而使旋转轴套18通过轴承钢珠17带动上下运动转换轴19转动，进而通过上下运动转换轴19带动调压阀5的阀杆旋转，同时，调压阀5的阀杆带动上下运动转换轴19在旋转轴套18内沿轴向可自由活动。
上下运动转换轴19相对旋转轴套18可上下运动，当转换轴19带动调压阀5的阀杆旋转的时候，调压阀5的螺纹副结构会使阀杆在调压阀5的本体上旋进或旋出，从而带动上下运动转换轴19上下运动，调压阀5属于现有技术，具体结构在此不做详细描述。
具体实施中，安装座包括上下平行设置的上板12和下板13，以及沿同一轴线分别嵌装在上板12和下板13中的两个轴承15，旋转轴套18的上下两端分别套连在两个轴承15的内圈中，即安装座与旋转轴套18的上下两端均转动支撑连接，使得旋转轴套18在安装座转动时，不会在出现偏离轴线的摆动。上板12的顶面和下板13的底面还各设有一块罩盖在相应轴承15上的封盖14，封盖14的中心设有供上下运动转换轴19穿过的通孔，通孔的孔径约大于上下运动转换轴19的直径，使得封盖14可防止轴承钢珠17从导腔内掉出，同时还起到防尘作用
优选地，下板13的后侧设有下板13垂直的连接板，上板12通过螺栓连接在连接板上以使安装座的外形呈U形结构，U形结构的安装座更加稳定，且便于后续传动部分的安装。
具体实施中，上板12与下板13之间的旋转轴套18上紧配套设有从动轮16，电机11为步进电机11，电机11的输出轴端部连接有转换轴7，转换轴7上设有主动轮8，从动轮16与主动轮8通过同步带9传动连接，以使电机11驱动主动轮8旋转，从而带动同步带9转动，进而带动从动轮16及旋转轴套18旋转。当然，电机11还可通过其他传动机构驱动旋转轴套18旋转，如齿轮组，其具体结构在此不做详细描述。
具体实施中，该装置还包括固定板1，旋转机构3通过安装座固定安装在固定板1上，电机11于旋转机构3的侧面通过电机支架10固定安装在固定板1上，调压阀5通过调压阀支架4固定安装在旋转机构3的下方，且调压阀5的阀杆与旋转机构3的上下运动转换轴19的轴向一致。
具体实施中，该装置还包括限位开关6，限位开关6设置在旋转机构3的上方，且限位开关6的感应端朝下正对上下运动转换轴19的上端端部，上下运动转换轴19的下端则与调压阀5的阀杆连接，在调压过程中，上下运动转换轴19带动调压阀5的阀杆旋转，同时调压阀5的阀杆带动上下运动转换轴19在旋转轴套18内做轴向运动，上下运动转换轴19在上升过程中(即阀杆从调压阀5内向外伸出)，限位开关6用于上下运动转换轴19预设的最高位置进行检测，当限位开关6感应到上下运动转换轴19后，电机11停止工作，保护转换轴7不至于无限的向上运动。
安装座上设有限位开关支架2，限位开关6沿上下运动转换轴19的轴向高度可调地设置在限位开关支架2上，限位开关6上设有调节螺母，通过调节螺母可调节限位开关6在限位开关支架2上的安装位置，从而对限位开关6的检测位置进行调节，进而调节上下运动转换轴19的向上运动的上限位。
本发明的自动调压装置实现自动调压工作原理如下：
步进电机11上的主动轮8与旋转机构3中的从动轮16之间通过同步带9传动连接，步进电机11旋转时，主动轮8随之做旋转运动，旋转机构3中的从动轮16与旋转轴套18一体固定连接；旋转轴套18与上下运动转换轴19之间通过轴承钢珠17柔性连接，当旋转轴套18在旋转运动时，上下运动转换轴19可做旋转运动和上下运动；可通过调压阀5输出的压力与电机11做闭环控制，根据设定压力，精准调压，从而可实现动态压力调节。
当调压阀5的阀杆逆时针旋转至最大时，调压阀5的进口跟出口不相通，相当于一个截止阀。调压的主要目的是调节调压阀出口的压力，假设调压阀5进口端压力为100PSI，调压阀出口需要50PSI，具体实现过程如下：
电机11顺时针旋转，带动旋转机构3中的从动轮16旋转，间接带动上下运动转换轴19进行旋转，从而带动调压阀5的阀杆旋转，使调压阀5的阀杆向下运动，调压阀5出口压力慢慢从0PSI上升，当调压阀5出口压力达到50PSI时，电机11停止转动，此时，调压阀5的阀杆也停止运动，则调压完成。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (8)
1.一种自动调压装置，其特征在于，包括调压阀、旋转机构和电机，其中：
所述旋转机构包括安装座、可转动地设置在安装座上的旋转轴套和套设在旋转轴套内的上下运动转换轴，所述旋转轴套的内壁和所述上下运动转换轴的外壁均沿轴向开设有多条呈半圆柱状的导向槽，且所述旋转轴套上的导向槽与所述上下运动转换轴上的导向槽一一对应并围合成柱状的导腔，所述导腔内配设有多个轴承钢珠；
所述调压阀具有螺纹副结构的阀杆，所述阀杆与所述上下运动转换轴的一端连接，且阀杆与上下运动转换轴位于同一轴线上；所述电机与所述旋转轴套传动连接，以使电机驱动旋转轴套在安装座上旋转，从而使旋转轴套通过轴承钢珠带动上下运动转换轴转动，进而通过上下运动转换轴带动调压阀的阀杆旋转，同时，调压阀的阀杆带动上下运动转换轴在旋转轴套内沿轴向可自由活动。
2.根据权利要求1所述的自动调压装置，其特征在于，所述安装座包括上下平行设置的上板和下板，以及沿同一轴线分别嵌装在上板和下板中的两个轴承，所述旋转轴套的上下两端分别套连在两个所述轴承的内圈中。
3.根据权利要求2所述的自动调压装置，其特征在于，所述下板的后侧设有下板垂直的连接板，所述上板通过螺栓连接在所述连接板上以使安装座的外形呈U形结构。
4.根据权利要求3所述的自动调压装置，其特征在于，所述上板与所述下板之间的旋转轴套上紧配套设有从动轮，所述电机的输出轴端部连接有转换轴，所述转换轴上设有主动轮，所述从动轮与所述主动轮通过同步带传动连接，以使电机驱动主动轮旋转，从而带动同步带转动，进而带动从动轮及旋转轴套旋转。
5.根据权利要求1所述的自动调压装置，其特征在于，所述电机为步进电机。
6.根据权利要求1至5任一项所述的自动调压装置，其特征在于，所述装置还包括固定板，所述旋转机构通过安装座固定安装在所述固定板上，所述电机于所述旋转机构的侧面通过电机支架固定安装在所述固定板上，所述调压阀通过调压阀支架固定安装在所述旋转机构的下方，且调压阀的阀杆与所述旋转机构的上下运动转换轴的轴向一致。
7.根据权利要求1至5任一项所述的自动调压装置，其特征在于，所述装置还包括限位开关，所述限位开关设置在所述旋转机构的上方，且限位开关的感应端朝下正对上下运动转换轴的上端端部，上下运动转换轴的下端则与调压阀的阀杆连接。
8.根据权利要求7所述的自动调压装置，其特征在于，所述安装座上设有限位开关支架，所述限位开关沿上下运动转换轴的轴向高度可调地设置在限位开关支架上。
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