专利名称：带电容传感器的电控液动执行器的制作方法
技术领域：
本发明属于液动执行机构，特别是适用于选煤厂或选矿厂驱动各种阀门(如重介阀门，给料、排料闸阀及矿仓闸门等)的开、关，以及驱动其它直行程负载的电控液动执行机构。它可以和插板阀门组合成远控自动阀门，是自动控制系统中理想的执行元件。
目前，选煤或选矿工艺系统中的各种阀门，大多数仍在使用手轮驱动丝杆实现开或关，既不方便又费力，特别是冬季，由于阀门不严，经常冻结，造成停车事故，影响生产。近年来，随着选煤或选矿工艺系统自动化发展，有些选煤厂或选矿厂开始使用电控执行器。如《选煤技术》1984年第二期公开一种“控制阀门用DF－Ⅱ型执行器”，它是由电控风动执行机构及位置反馈电路组成。其中执行机构包括一个缸体，在缸体内装有带活塞的拉杆，拉杆外伸的一端与负载(阀芯)连接；压缩空气进入下气室推动活塞并带动拉杆自下向上运动；反之，压缩空气进入上气室推动活塞并带动拉杆自上向下运动，实现阀门的开或关的操作。上述拉杆、活塞与缸体内非金属缸套构成位移传感变压器，将拉杆的机械位移转换成电信号，作为拉杆位置指示和执行器的位移反馈信号。DF－Ⅱ型执行器比手轮驱动丝杆开或关阀门使用方便，开关灵活，缩短启动或停车时间，操作简便，大为减轻工人劳动强度。但是该执行器需要有风源；缸体内设置非金属缸套，使结构复杂，不易密封，体积大，较笨重；位移传感变压器输出电压与拉杆外伸长度之间不完全是线性关系。
本发明的任务是提供一种带有电容位移传感器的电控液动执行器。该执行器是可逆电动机拖动可逆齿轮泵，抽送执行器自身的油液，推动缸体内的活塞和拉杆前后运动；拉杆的机械位移，是通过插入拉杆中空孔内的带绝缘套电极所构成的可变电容器，该可变电容器置于位置反馈电路中，将其转换成电信号，作为拉杆位置指示及执行器位移反馈信号。由于取消了缸体内的非金属缸套和推动活塞拉杆运动的风源，使执行器结构大为简化，容易密封，体积变小，出力更大；可变电容的电容量与拉杆外伸长度之间具有完全的线性关系。
以下结合附图详细描述本发明的结构和实施方式。
图1所示本发明机械结构正视图。
图2所示本发明位移反馈电路。
如
图1所示，带有电容位移传感器的电控液动执行器，包括一个两相或三相可逆电动机［15］，该电动机的主轴通过连轴节［14］与可逆齿轮泵［11］的主动齿轮轴相连；齿轮泵的一端通过前行油管［12］与执行机构后液室［17］连通；齿轮泵的另一端通过后行油管［13］与执行机构前液室［16］连通。所说的执行机构包括缸体［4］，在缸体的前端固联一个前盖［2］，用以支撑拉杆［1］的外伸端；位居缸体内的拉杆［1］末端固联一个活塞［5］，活塞的前部空腔为前液室［16］，后部为后液室［17］。拉杆［1］是个带中空孔的金属杆。缸体的后端固联一个后盖［7］，用以支撑带绝缘套的电极［6］，该电极的尾部固定一个前置电路板［9］；在前置电路板上布设如图2所示位移反馈电路的前置电路［18］。执行机构的前盖、拉杆的外伸端与缸体之间采用V型密封圈［3］密封；后盖与缸体之间采用O型密封圈［8］密封。前文所述的带绝缘套电极［6］插入拉杆［1］中空孔内，构成一个可变电容器，该可变电容器置于图2所示的位移反馈电路之中，即相当于前置电路［18］中的Cx，其中a点与拉杆［1］电连接，b点与带绝缘套电极［6］电连接。
当电动机［15］带动齿轮泵［11］的主动轮逆时针方向旋转时，齿轮泵将前液室［16］的油液通过前行油管［12］抽送到后液室［17］，活塞［5］带动拉杆［1］向前运动；反之，当电动机带动齿轮泵主动轮顺时针方向旋转时，齿轮泵将后液室的油液通过后行油管［13］抽送到前液室，活塞带动拉杆向后运动。拉杆运动时，插入拉杆中空孔内的带绝缘套电极［6］相对不动，因此随着拉杆向前运动，外伸长度加长，拉杆与带绝缘套电极相对面积减小，Cx电容量减小；反之，拉杆向后运动，拉杆与带绝缘套电极相对面积增大，Cx电容量增大。
图2所示位移反馈电路，是把上文所述拉杆机械位移转换成电信号，用以作为拉杆位置的指示和执行器位置反馈信号。它是由前置电路［18］和放大转换电路所组成。
前置电路是由BG1为核心的振荡电路和以BG2为核心的转换电路构成。在振荡电路中的变压器副边L2出现上正下负的半周内，隔直电容C5、C4和可变电容Cx在上半周充电所产生的电压串联，经三极管BG2基射放大，产生出信号电流ib经BG2放大输出半波电流i，显然电容Cx越大，信号电流ib就大，半波电流i亦大。由于可变电容Cx很小，为防止引线干扰，将其前置电路［18］的电路板［9］安设在执行机构的后盖内。
半波电流i在放大转换电路［19］的电阻R9上产生压降，加在放大器F1的正相输入端3上，使F1输出正电压下降，通过放大器F2使其输出负电压减小，再经放大器F3放大使其输出正电压减小，使三极管BG3射基电流增大，经BG3和BG4放大，使输出电流增大。调节电位计W1，使执行机构拉杆［1］处于外伸长度最大时，F1输出一适当正电压，F2输出一适当负电压，而F3输出足够高的正电压，使BG3有一最小信号电流为4毫安；调节电位计W2，使执行机构拉杆由外伸长度最大缩回到最大开度位置时，输出信号电流由4毫安上升到20毫安，这就是作为执行器拉杆位置指示和位置反馈信号的整定，这个信号电流具有恒流源特性，可实现远传。
权利要求1.一种电控液动执行器，包括电动机[15]、连轴节[14]、齿轮泵[11]、执行机构、位移反馈电路，其特征是执行机构缸体[4]前盖[2]支撑可移动带中空孔的金属拉杆[1]，拉杆的中空孔内插入带绝缘套电极[6]，电极[6]由缸体的后盖[7]支撑。
2.按照权利要求1所述的执行器，其特征是金属拉杆［1］、带绝缘套电极［6］与位移反馈电路的前置电路［18］相连接，形成一个可变电容器。
3.按照权利要求1或2所述的执行器，其特征是前置电路板［9］安设在带绝缘套电极的尾部。
4.按照权利要求1所述的执行器，其特征是齿轮泵的一端通过前执行油管［12］与执行机构后液室［17］连通，齿轮泵另一端通过后行油管［13］与执行机构前液室［16］连通。
专利摘要一种带电容传感器的电控液动执行器，是由电动机拖动齿轮泵抽送缸体内自身油液，推动活塞和拉杆前后运动。拉杆与插入该拉杆中空孔内的带绝缘套电极，形成一个可变电容器，该可变电容器置于位移反馈电路中，最后输出4毫安—20毫安电流作为拉杆位置的指示。该执行器适用于选煤厂或选矿厂驱动各种阀门及其它直行程负载。结构简单，体积小，出力大，可变电容的电容量与拉杆外伸长度之间具有完全的线性关系。
文档编号F15B15/00GK2035815SQ8821396
公开日1989年4月12日 申请日期1988年9月18日 优先权日1988年9月18日
发明者任清晨 申请人:煤炭科学研究院唐山分院