专利名称：智能球形换向阀的制作方法
技术领域：
本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种气动球形换向阀。
背景技术：
阀门安装在各种管路系统中用于控制流体的压力、流量和流向，阀门可以按照驱动装置的不同分为手动阀、电动阀、气动阀等各种类型。在各种阀门中，气动阀是一种常见的阀门，而实现气动阀门的智能控制是技术发展的一个方向。现有技术中，中国专利文献CN201386710Y公开了一种智能气动调节阀，其包括控制单元、A/D转换器、D/A转换器、第一高速开关阀、第二高速开关阀、气动执行器、阀体、位移传感器；其中控制单元包括接收模块、比较模块、控制模块。控制单元的输出端通过D/A 转换器分别与第一高速开关阀和第二高速开关阀的控制端连接；第二高速开关阀的进气口与恒压气源连通，第二高速开关阀的排气口同时与气动执行器的进气口和第一高速开关阀的进气口相连，第一高速开关阀的排气口与大气连通；气动执行器的进气口与第一高速开关阀的进气口相连，气动执行器膜片下面的刚性圆盘通过连杆与阀体的阀芯相连；阀体中的阀芯与位移传感器的输入端相连，位移传感器的输出端经A/D转换器与控制单元的输入端连接；上位机信号作为设定值，其输出端经A/D转换器与控制单元的输入端连接。控制单元的接收模块通过A/D转换器接收阀体的阀位移反馈信号，比较模块将接收的阀位移反馈信号与上位机指定的阀位值进行比较；如果比较有偏差，控制模块通过D/A转换器控制第一高速开关阀和第二高速开关阀；所述的第一高速开关阀、第二高速开关阀分别控制气动执行机构的进气量和排气量，以改变多弹簧气动薄膜执行机构膜片上的压力，使膜片运动， 从而带动阀体的阀芯运动。只要对单片机编写一个好的自适应系统就可对气动调节阀实施智能控制。在上述现有技术中，进入接收模块的反馈信号可以是位移传感器信号，也可以是温度、化学成分等某个具体的被控参数；它能够独立组成闭环控制系统，从而实现生产过程的自动化。该闭环控制系统在实际使用过程中，比较模块将接收的阀位移反馈信号与上位机指定的阀位值进行比较，并根据比较的结果控制第一高速开关阀和第二高速开关阀动作进而控制所述阀体的阀芯运动。但是，上述系统运行过程中并不能够显示当前的阀位移信息，操作人员无法实时地掌握阀门的工作状态信息。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中的智能气动调节阀运行过程中无法显示当前的阀位移信息，使得操作人员不能够实时地掌握阀门的工作状态信息，从而提供一种可以实时地显示阀门工作状态的智能球形换向阀。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下
一种智能球形换向阀，包括缸体及其下方的阀体；设置于所述缸体内的活塞、用于对所述活塞进行上限位的限位块、以及用于复位所述活塞的偏压力部件；在所述活塞下方的缸体上设有第一动力介质进出口 ； 一端与所述活塞连接，另一端贯通所述缸体底端延伸至所述阀体内对所述阀体进行密封的阀芯；所述换向阀还设置有智能控制系统，所述智能控制系统包括距离测量模块、存储有距离阈值的距离比较模块、控制模块、以及阀位信息显示模块；所述距离测量模块与所述距离比较模块相连接，所述距离比较模块和所述控制模块连接，所述控制模块和所述阀位信息显示模块连接。所述距离测量模块设置在所述缸体内部的顶端，所述距离阈值为阀芯关闭时活塞距离缸体内部顶端的距离。在所述距离比较模块内还设置有阈值存储模块，所述阈值存储模块用于存储所述距离阈值。所述第一动力介质进出口通过控制阀与所述控制模块相连接，所述控制阀具有与外界相连通的气体出口。所述控制阀包括两位两通的第一高速电磁阀和第二高速电磁阀，所述第一高速电磁阀进口与第一气源相连接，出口与所述第一动力介质进出口相连接；所述第二高速电磁阀的进口与所述第一动力介质进出口相连接，出口与外界相通。在所述活塞上方的缸体上设有第二动力介质进出口 ；所述第二动力介质进出口与所述控制模块相连接，所述控制阀连通气源并具有与外界相连通的气体出口。所述控制阀包括两位两通的第一高速电磁阀和第二高速电磁阀，所述第一高速电磁阀进口与第二气源相连接，出口与所述第一动力介质进出口相连接；所述第二高速电磁阀的进口与所述第一动力介质进出口相连接，出口与外界相通；
所述第二气源的气体压力大于所述第一气源的气体压力。所述阀位信息显示模块为LED显示屏。所述偏压力部件为弹簧。所述限位块设置在所述活塞上方的缸体内壁上。所述阀芯与所述活塞相连接的一端延伸贯通所述缸体顶部，所述限位块套接设置于所述阀芯上，且位于所述活塞的上方。本发明的技术方案相比现有技术具有如下有益的技术效果
本发明所述的智能球形换向阀，所述换向阀还设置有智能控制系统，所述智能控制系统包括距离测量模块、存储有距离阈值的距离比较模块、控制模块、以及阀位信息显示模块；所述距离测量模块与所述距离比较模块相连接，所述距离比较模块和所述控制模块连接，所述控制模块和所述阀位信息显示模块连接。所述距离测量模块进行阀位信息的采集， 采集得到的数据与所述距离比较模块中存储的距离阈值进行比较，根据比较的结果所述控制模块给出显示信号，所述阀位信息显示模块对阀门的工作状态进行显示，使得操作人员可以实时地掌握阀门的工作状态信息。
为了使本发明被更清楚地理解，下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的描述。其中，
图1是本发明所述智能球形换向阀的剖面图； 图2是本发明所述智能控制系统的结构图；图中附图标记表示为101 —距离测量模块，102 —控制模块，1021 —控制信号输入端，103 —距离比较模块，1031 一阈值存储模块，104 一阀位信息显示模块，105 一控制阀， 1051 一第一高速电磁阀，1052 —第二高速电磁阀，2 —缸体，3 —阀体，4 一活塞，5 —限位块，6 —偏压力部件，7 —第一动力介质进出口，8 —第二动力介质进出口，9 一阀芯。
具体实施例方式本发明所述智能球形换向阀，如图1所示，包括缸体2及其下方的阀体3 ；设置于所述缸体2内的活塞4、用于对所述活塞4进行上限位的限位块5、以及用于复位所述活塞4 的偏压力部件6。在所述活塞4下方的缸体上设有第一动力介质进出口 7，所述换向阀还包括一端所述活塞4连接，另一端贯通所述缸体2底端延伸至所述阀体3内对所述阀体3进行密封的阀芯9。本实施例中，所述偏压力部件6为弹簧，所述阀芯9与所述活塞4相连接的一端延伸设置并贯通所述缸体2顶部，所述限位块5套接设置于所述阀芯9上，且位于所述活塞4的上方。在上述实施例中，所述的智能球形换向阀，其阀芯9的设置是要贯通所述所述缸体2顶部的，但是作为本发明所述的智能球形换向阀，所述阀芯9也可以选择设置一端与所述活塞4连接，另一端贯通所述缸体2底端延伸至所述阀体3内对所述阀体3进行密封，而无需进一步延伸贯通缸体2顶部。作为可以变换的实施方式，所述限位块5还可以设置在所述活塞4上方的缸体2 内壁上。所述换向阀还设置有智能控制系统，如图2所示，所述智能控制系统包括距离测量模块101、存储有距离阈值的距离比较模块103、控制模块102、以及阀位信息显示模块 104 ；所述距离测量模块101与所述距离比较模块103相连接，所述距离比较模块103和所述控制模块102连接，所述控制模块102和所述阀位信息显示模块104连接。本实施例中， 所述阀位信息显示模块104设置为LED显示屏，所述距离测量模块101设置在所述缸体2 内部的顶端，所述距离阈值为阀芯9关闭时活塞4距离缸体2内部顶端的距离。如图2所示，在所述距离比较模块103内还设置有阈值存储模块1031，所述阈值存储模块1031用于存储所述距离阈值。所述距离测量模块101对待测量状态时活塞4距离缸体2内部顶端的距离进行测量，并将测量得到的数据输入到所述距离比较模块103内，所述距离比较模块103调取其阈值存储模块1031中存储的距离阈值，将该阈值与测量得到的数据进行比较，当所述距离测量模块101测量得到的数据小于所述距离阈值时，说明阀芯9已经被活塞向上位移而带动， 已经不再处于关闭状态，而是已经被开启，这时距离比较模块103将比较结果输入到所述控制模块102内，控制模块102控制所述阀位信息显示模块104显示阀位信息为“开”。当所述距离测量模块101测量得到的数据等于所述距离阈值时，说明阀芯9仍处于关闭状态， 这时距离比较模块103将比较结果输入到所述控制模块102内，控制模块102控制所述阀位信息显示模块104显示阀位信息为“关”。作为可以变换的实施方式，所述距离测量模块101还可以设置在所述缸体2的其它位置处。相应地，所述距离阈值则为阀芯9关闭时活塞4距离所述距离测量模块101所在处的距离，所述距离测量模块101测量所述活塞4距离缸体距离测量模块101所在处的
5实际距离为测量得到的数据。作为另一实施例，该实施例所述的球形换向阀的第一动力介质进出口 7通过控制阀105与所述控制模块102相连接，所述控制阀105具有与外界相连通的气体出口。如图 2所示，所述控制阀105包括两位两通的第一高速电磁阀1051和第二高速电磁阀1052，所述第一高速电磁阀1051和第二高速电磁阀1052均接受所述控制模块102的控制指令进行动作；所述第一高速电磁阀1051进口与第一气源相连接，出口与所述第一动力介质进出口 7相连接；所述第二高速电磁阀1052的进口与所述第一动力介质进出口 7相连接，出口与外界相通。工作时，所述控制模块102接收控制信号输入端1021的信号，根据当前阀位信息显示为阀体关闭而需要开启阀体时，控制模块102接收开启信号并控制所述第一动力介质进出口 7的控制阀105做适宜的动作，即将控制阀105中的第一高速电磁阀1051开启， 同时关闭所述第二高速电磁阀1052，所述活塞4下方缸体2内充入气体并推动所述活塞压缩弹簧向上移动将阀体打开。相反地，如果根据当前阀位信息显示为阀体开启而需要关闭阀体时，控制模块102接收开启信号并控制所述第一动力介质进出口 7的控制阀105做适宜的动作，即将控制阀105中的第一高速电磁阀1051关闭，同时开启所述第二高速电磁阀 1052，此时所述第二高速电磁阀1052与外界相通，缸体2内充入的气体被排出，所述活塞在弹簧恢复力作用下向下推动，将阀体关闭。作为可以变换的实施方式，本发明所述的球形换向阀还可在上述实施例所述基础上进一步在所述活塞4上方的缸体2上设置第二动力介质进出口 8，也可以不设置第一动力介质进出口 7而设置第二动力介质进出口 8。所述第二动力介质进出口 8与所述控制模块 102相连接，所述控制阀105具有与外界相连通的气体出口。所述控制阀105包括两位两通的第一高速电磁阀1051和第二高速电磁阀1052，所述第一高速电磁阀1051和第二高速电磁阀1052均接受所述控制模块102的控制指令进行动作；所述第一高速电磁阀1051进口与第二气源相连接，所述第二气源的气体压力大于所述第一气源的气体压力，出口与所述第二动力介质进出口 8相连接；所述第二高速电磁阀1052的进口与所述第二动力介质进出口 8相连接，出口与外界相通。当单独设置第二动力介质进出口 8时，工作时，所述控制模块102接收控制信号输入端1021的信号，根据当前阀位信息显示为阀体关闭而需要开启阀体时，控制模块102 接收开启信号并控制所述第二动力介质进出口 8的控制阀105做适宜的动作，即将控制阀 105中的第一高速电磁阀1051关闭，同时开启所述第二高速电磁阀1052，此时所述第二高速电磁阀1052与外界相通，缸体2内充入的气体被排出，所述活塞在弹簧恢复力作用下向上拉动，将阀体开启。相反地，如果根据当前阀位信息显示为阀体开启而需要关闭阀体时， 控制模块102接收开启信号并控制所述第二动力介质进出口 8的控制阀105做适宜的动作，即将控制阀105中的第一高速电磁阀1051开启，同时关闭所述第二高速电磁阀1052， 所述活塞4上方缸体2内充入气体并推动所述活塞拉伸弹簧向下移动将阀体关闭。当同时设置所述第一动力介质进出口 7和第二动力介质进出口 8时，工作时，所述控制模块102接收控制信号输入端1021的信号，根据当前阀位信息显示为阀体关闭而需要开启阀体时，控制模块102接收开启信号控制所述第二动力介质进出口 8的控制阀105 关闭，同时将所述第一动力介质进出口 7的控制阀105开启，进一步地将控制阀105中的第一高速电磁阀1051开启，同时关闭所述第二高速电磁阀1052，所述活塞4下方缸体2内充入气体并推动所述活塞压缩弹簧向上移动将阀体打开；相反地，如果根据当前阀位信息显示为阀体开启而需要关闭阀体时，控制模块102控制所述第一动力介质进出口 7的控制阀 105开启所述第二高速电磁阀1052，同时控制所述第二动力介质进出口 8控制阀105开启第一高速电磁阀1051，利用从第二动力介质进出口 8进入的压力大的气源气体压缩位于活塞4下方缸体2内的压力小的气源气体，将活塞向下推动将阀体关闭。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明权利要求的保护范围之中。
权利要求
1.一种智能球形换向阀，包括缸体及其下方的阀体；设置于所述缸体内的活塞、用于对所述活塞进行上限位的限位块、以及用于复位所述活塞的偏压力部件；在所述活塞下方的缸体上设有第一动力介质进出口；一端与所述活塞连接，另一端贯通所述缸体底端延伸至所述阀体内对所述阀体进行密封的阀芯；其特征在于所述换向阀还设置有智能控制系统，所述智能控制系统包括距离测量模块、存储有距离阈值的距离比较模块、控制模块、以及阀位信息显示模块；所述距离测量模块与所述距离比较模块相连接，所述距离比较模块和所述控制模块连接，所述控制模块和所述阀位信息显示模块连接。
2.根据权利要求1所述的智能球形换向阀，其特征在于，所述距离测量模块设置在所述缸体内部的顶端，所述距离阈值为阀芯关闭时活塞距离缸体内部顶端的距离。
3.根据权利要求1或2所述的智能球形换向阀，其特征在于，在所述距离比较模块内还设置有阈值存储模块，所述阈值存储模块用于存储所述距离阈值。
4.根据权利要求3所述的智能球形换向阀，其特征在于，所述第一动力介质进出口通过控制阀与所述控制模块相连接，所述控制阀连通气源并具有与外界相连通的气体出口。
5.根据权利要求4所述的智能球形换向阀，其特征在于，所述控制阀包括两位两通的第一高速电磁阀和第二高速电磁阀，所述第一高速电磁阀进口与第一气源相连接，出口与所述第一动力介质进出口相连接；所述第二高速电磁阀的进口与所述第一动力介质进出口相连接，出口与外界相通。
6.根据权利要求3所述的智能球形换向阀，其特征在于，在所述活塞上方的缸体上设有第二动力介质进出口；所述第二动力介质进出口与所述控制模块相连接，所述控制阀连通气源并具有与外界相连通的气体出口。
7.根据权利要求6所述的智能球形换向阀，其特征在于，所述控制阀包括两位两通的第一高速电磁阀和第二高速电磁阀，所述第一高速电磁阀进口与第二气源相连接，出口与所述第一动力介质进出口相连接；所述第二高速电磁阀的进口与所述第一动力介质进出口相连接，出口与外界相通；所述第二气源的气体压力大于所述第一气源的气体压力。
8.根据权利要求1或2或4或5或6或7所述的智能球形换向阀，其特征在于所述阀位信息显示模块为LED显示屏。
9.根据权利要求1或2或4或5或6或7所述的智能球形换向阀，其特征在于所述偏压力部件为弹簧；所述限位块设置在所述活塞上方的缸体内壁上。
10.根据权利要求1或2或4或5或6或7所述的智能球形换向阀，其特征在于所述阀芯与所述活塞相连接的一端延伸贯通所述缸体顶部，所述限位块套接设置于所述阀芯上，且位于所述活塞的上方。
全文摘要
一种智能球形换向阀设置有智能控制系统，所述智能控制系统包括距离测量模块、存储有距离阈值的距离比较模块、控制模块、以及阀位信息显示模块；所述距离测量模块与所述距离比较模块相连接，所述距离比较模块和所述控制模块连接，所述控制模块和所述阀位信息显示模块连接。所述距离测量模块进行阀位信息的采集，采集得到的数据与所述距离比较模块中存储的距离阈值进行比较，根据比较的结果所述控制模块给出显示信号，所述阀位信息显示模块对阀门的工作状态进行显示，使得操作人员可以实时地掌握阀芯的工作状态信息。
文档编号F16K11/044GK102322540SQ201110246140
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者邵显安 申请人:浙江远安流体设备有限公司