一种防堵塞智能阀门定位器及智能阀门的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及阀门定位器领域，具体涉及一种防堵塞智能阀门定位器及智能阀门。
【背景技术】
[0002]阀门定位器是控制阀的主要附件，它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号，以控制器输出信号作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时，改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动作，建立了阀杆位移量与控制器输出信号之间的一一对应关系。因此，阀门定位器组成以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是阀门定位器去执行机构的输出信号。
[0003]与气动执行器配合的阀门定位器，目前国内外已经有了通用的智能阀门定位器产品，其中以西门子、ABB等公司的智能阀门定位器产品为代表，这些智能阀门定位器为了实现其通用性，大多采用电气转换机构如喷嘴挡板或压电阀实现执行器压力或通气流量的控制，以保证阀门的开启、关闭速度和调节过程中的响应能力。
[0004]然而，此类定位器由于采用精度很高的电气转换元件，内部气路长且孔径小，对气源质量有很高的要求。随着工业过程中供热、燃烧产生的烟尘增多，汽车尾气排放增多等各种原因，空气中颗粒物含量不断上升，导致目前的气动智能阀门定位器在经过一段时间的使用之后，会出现压电阀进气口或排气口堵塞而工作异常的现象。
[0005]公开号为CN101650555A(申请号为200910101852.9)的中国发明专利申请公开了一种智能电气阀门定位器，包括控制单元、Ι/P转换单元、阀位检测反馈单元以及电源单元，所述的电源单元包括电流采样电路和接收阀门控制信号的稳压电路，所述的稳压电路输出端连接低压差线性稳压器，用于驱动控制单元、Ι/p转换单元、阀位检测反馈单元工作；所述的电流采样电路由两端分别连接阀门控制信号负端和稳压电路接地端的电阻以及电阻连接的放大器组成，放大器输出端连接控制单元，使得智能电气阀门定位器功耗更小、精度更高，但是该智能定位器使用Ι/p转换单元，没有考虑到气源污染会造成的不良影响。
[0006]授权公告号CN103216664A(申请号为201310143943.5)的中国发明专利申请公开了一种智能阀门定位器，包括压电模块，压电模块包括具有进气口和出气口的进气腔室和用于密封或打开进气腔室的进气口的密封球，进气口为沿进气方向截面直径逐渐变大的锥形孔，密封球由复位弹簧支撑且可沿进气口的轴心线方向移动地设于进气口中，密封球的直径大于或等于进气口的最小截面直径且小于进气口最大处的截面直径，其中密封球由铝合金材料制成，具有更好的耐油，耐水及抗膨胀性能，因而使用寿命更长，压电模块就不会因进油进水问题而损坏，但是对于气源污染也没有提到好的解决办法。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型提供了一种防堵塞智能阀门定位器，在具备当前定位器一般应用功能的前提下，能够有效避免因为气源污染而造成内部堵塞，特别适用于工业现场环境的过程控制。
[0008]一种防堵塞智能阀门定位器，包括:
[0009]用于与气源连接的气源净化单元；
[0010]与所述气源净化单元连接用于控制阀门执行器的防堵塞电气转换单元；
[0011]与所述防堵塞电气转换单元连接，用于向所述防堵塞电气转换单元发出控制信号的电路控制单元。
[0012]本实用新型中，防堵塞智能阀门定位器与外接的气源连接，气源先将气源输入到气源净化单元进行净化，净化的气体传送到防堵塞电气转换单元，驱动防堵塞电气转换单元，防堵塞电气转换单元根据电路控制单元发出的控制信号执行操作，从而控制阀门执行器，位置反馈单元将阀门执行器的执行位置反馈给电路控制单元，实现智能化阀门定位，并且能够有效避免因气源污染而造成内部的堵塞。
[0013]以下作为本实用新型的优选结构:
[0014]所述的防堵塞智能阀门定位器，还包括:与所述气源净化单元连接用于清除气源净化单元内杂质的杂质清理单元，能在断电后将滤网拦截的颗粒物吸入并保留在内，可手动打开清理。
[0015]所述的气源净化单元包括:沿气源进入方向依次设置的纤维滤网、带负电的电栅、带正电的滤网以及碳质滤网。纤维滤网能过滤体积较大的微粒，如悬浮尘埃，微生物等。带负电的电栅和带正电的滤网能分别在电极作用下吸附反电极性的相关粒子。碳质滤网可吸收化学气体，当气体中含有化学成分时，碳质滤网可有效对其进行吸收，以保护后端电气设备。
[0016]所述的杂质清理单元，包括:依次连接的第一单向阀、密闭气路以及第二单向阀，所述的第一单向阀与所述气源净化单元(具体为纤维滤网、带负电的电栅或带正电的滤网，优选为带正电的滤网)连接，所述的第二单向阀与除杂质气源连接。除杂质气源采用高压的气体，具体可采用高压空气。采用第二单向阀用于与除杂质气源隔离二次保护。断电时，带正电的滤网和带负电的电栅都不带电，不具备吸附能力，因此，可以将带正电的滤网和带负电的电栅带电时吸附的相关粒子以及纤维滤网过滤的体积较大微粒等从进气口反方向吹出，因此，通过除杂质气源采用高压的气体，将气源净化单元吸附的颗粒物、微尘等从进气口反方向吹出，起到简单清理的作用。
[0017]所述的防堵塞智能阀门定位器，还包括:与所述电路控制单元连接，用于检测阀门执行器的执行位置的位置反馈单元。
[0018]所述的位置反馈单元包括角度位移传感器，探测阀门执行器中阀门阀杆的当前位置，并传输到电路控制单元。
[0019]所述的防堵塞电气转换单元可采用先导三通阀，所述的防堵塞电气转换单元包括:通过工作通道相互连通的气压输入通路、气压输出通路和排气通路，所述的工作通道设有连接杆，所述连接杆的一端固定有用于封闭所述气压输入通路和气压输出通路之间的工作通道的第一挡板，所述连接杆的另一端固定有用于封闭所述气压输出通路和排气通路之间的工作通道的第二挡板，所述的连接杆以及连接杆上的第一挡板和第二挡板通过压电执行器驱动。
[0020]压电执行器驱动连接杆以及连接杆上的第一挡板和第二挡板，第一种工作状态，第一挡板封闭气压输入通路和气压输出通路之间的工作通道，第二挡板未封住气压输出通路和排气通路之间的工作通道，则气压输出通路和排气通路相通，可通过排气通路排气。第二种工作状态，第一挡板未封闭气压输入通路和气压输出通路之间的工作通道，第二挡板封闭气压输出通路和排气通路之间的工作通道，则气压输入通路和气压输出通路相通，气压输入通路与阀门定位器相连，驱动阀门定位器。在第一种工作状态和第二种工作状态之间，可通过压电执行器控制气压输出通路的气量输出，达到对阀门定位器中的阀门开度的精密控制。
[0021]所述的气压输入通路、气压输出通路和排气通路与工作通道的连接处采用弧形面连接，避免杂质在气路内部拐角处沉积。
[0022]所述的气压输入通路与所述气源净化单元连接，所述的气压输出通路与阀门定位器连接，所述的压电执行器与所述电路控制单元连接，受控于电路控制单元。
[0023]所述的电路控制单元，包括:
[0024]信号采集电路；
[0025]与所述信号采集电路连接的微处理器(单片机)；
[0026]与所述微处理器连接的脉冲宽度调制(PWM)控制电路；
[0027]所述的脉冲宽度调制控制电路与所述防堵塞电气转换单元连接。
[0028]PWM控制电路作为电气转换控制电路。
[0029]所述的电路控制单元，还包括:与所述微处理器连接的键盘输入电路。可通过键盘输入电路向微处理器(单片机)输入控制信号。
[0030]所述的电路控制单元，还包括:与所述微处理器连接的液晶显示电路。可通过液晶显示电路显示微处理器(单片机)内的各个参数。
[0031]所述的电路控制单元，还包括:与所述微处理器(单片机)连接的电源电路。
[0032]所述的电路控制单元，还包括:与所述微处理器连接用于与其他控制终端连接的反馈输出电路。
[0033]一种智能阀门，包括防堵塞智能阀门定位器以及与所述防堵塞智能阀门定位器配合的阀门执行器。
[0034]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0035]本实用新型中，气源净化单元，其将通过的气体进行过滤净化，并将杂质部分排放到可拆卸的杂质清理单元；防堵塞电气转换单元，其比普通的压电模块或喷嘴挡板具备更高的气体通过性；电路控制单元，其根据采集设定信号直和位置反馈单元的信息，调节防堵塞电气转换单元的气量输出，达到对阀门定位器中的阀门开度的精密控制。
[0036]本实用新型增加气源净化单元，改进使用了防堵塞电气转换单元，能有效防治空气中的颗粒物残留在定位器内部，达到长时间稳定使用的目的。
【附图说明】
[0037]图1为本实用新型智能阀门的基本结构示意图；
[0038]图2主要为本实用新型中气源净化单元的基本结构示意图；
[0039]图3主要为本实用新型中防堵塞电气转换单元的基本结构示意图；
[0040]图4主要为本实用新型中电路控制单元的基本结构示意图；
[0041]图5主要为本实用新型中杂质清理单元的基本结构示意图。
【具体实施方式】
[0042]如图1所示，为本实用新型一种智能阀门，包括防堵塞智能阀门定位器(简称定位器，即图1框内部分)以及与防堵塞智能阀门定位器配合的阀门执行器。防堵塞智能阀门定位器，包括:用于与气源连接的气源净化单元I，气源首先输入到气源净化单元I;与气源净化单元I连接用于控制阀门执行器的防堵塞电气转换单元2 ;与防堵塞电气转换单元2连接，用于向防堵塞电气转换单元2发出控制信号的电路控制单元4 ;与电路控制单元4连接，