一种远程控制调压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃气输配的调压器，具体涉及到一种远程控制调压器。
【背景技术】
[0002]调压器是指专用于流体输送介质上的减压器。调压器具有阀门的特点，可以控制流体的通断和节流，自身构成一个闭环控制系统，不需要其他辅助能源，只取自流体本身的压力差作为操作能源。调压器最大的作用是保持燃气在使用时有稳定的压力，从而保证燃气用具得到稳定的燃空比(燃气与空气的配合比例)；燃气供应系统中使用调压器将气体压力降低并稳定在一个能使气体得到安全、经济和高效利用的适当水平上。
[0003]调压器中调压弹簧作用的力直接作用在皮膜上，通过调节弹簧的压缩长度来调节出口压力。皮膜上腔是调压弹簧，下腔气压来自调压器出口端气压，弹簧的作用力是通过下腔气压来平衡的；当用户用气量增大时，出口压力下降，同时皮膜下腔内压力降低，由于调压弹簧的作用，皮膜向下移动，并通过阀杆带动阀瓣向下移动，使调压器阀口开度增大，出口压力增加，平衡弹簧的作用力，从而保证用气；当出口用气量减小时，其作用与上述过程相反。当出口停止用气时，阀瓣还处于打开状态，由于进出口压差的原因，出口端气压上升，皮膜下腔内压力增加，带动阀杆及阀瓣向上运动，直到阀瓣和阀口成关闭状态，此时，出口端气压保持稳定。进口气压分别作用在调压器的皮膜和阀瓣上，作用在两个相反的方向，从而消除进口气压的波动对出口压力的影响。平衡直接影响关闭性能，当进口气压向上的力小于向下的力时，关闭压力增加；反之，则相反。
[0004]然而现有燃气调压器调压几乎都是采用一套机械调压装置，用调节螺杆或调节螺塞进行现场手动调节，该结构调压精度差，动态性能无法满足较高要求，无法实现自动控制和远程自动测控，浪费人力资源。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种远程控制调压器，实现自动控制和远程自动测控。
[0006]为达上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:提供一种远程控制调压器包括单片机，用于接收并处理压力采集装置的输入信号，并通过脉冲信号输出处理结果；步进电机驱动电路，用于接收单片机输出的脉冲信号，控制步进电机产生驱动力；蜗轮丝杠精进装置，用于在步进电机的驱动下产生位移，控制调压器开关量。
[0007]优化的，蜗轮丝杆精进装置，包括滚珠丝杠副、与步进电机连接的蜗轮减速机和设于滚珠丝杠副上端的顶柱；蜗轮减速机的输出轴与滚珠丝杠副的滚珠丝杠连接，滚珠丝杠副的丝杠螺母上设有用于固定丝杠螺母的光轴和箱式直线轴承。
[0008]优化的，还包括与单片机连接的显示器、收发器以及用于输入设定压力的输入模块。
[0009]优化的，滚珠丝杠设有上限位开关和下限位开关；丝杠螺母上设有滑动电位器；箱式直线轴承设置在光轴上，且光轴和箱式轴承对称设置在丝杠螺母的两侧。
[0010]优化的，单片机上设有远程通信接口。
[0011]综上所述，本实用新型具有以下优点:
[0012]1、本实用新型通过在燃气调压器的控制器上安装蜗轮丝杠精进装置、带有远程通信接口的单片机和产生驱动力的步进电机来实现燃气调压器自动调压，具有调节精度高、动态性能好，能适时远程自动控制、工作稳定可靠的特点。
[0013]附图说_ '
[0014]图1为本实用新型远程控制调压器的电气原理方框图；
[0015]图2为本实用新型远程控制调压器的蜗轮丝杠精进装置示意图；
[0016]其中，1、顶柱；2、上限位开关；3、下限位开关；4、丝杠螺母；5、滚珠丝杠副；6、蜗轮减速机；7、滑动电位器；8、光轴；9、箱式直线轴承；10、步进电机。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0018]本实用新型的一个实施例中，如图1所示，提供了一种远程控制调压器包括单片机，用于接收并处理压力采集装置的输入信号，并通过脉冲信号输出处理结果；步进电机驱动电路，用于接收单片机输出的脉冲信号，控制步进电机产生驱动力；蜗轮丝杠精进装置，用于在步进电机的驱动下产生位移，控制调压器开关量。
[0019]蜗轮丝杆精进装置，包括滚珠丝杠副5、与步进电机连接的蜗轮减速机6和设于滚珠丝杠副上端的顶柱I ;蜗轮减速机6的输出轴与滚珠丝杠副5的滚珠丝杠连接，滚珠丝杠副5的丝杠螺母4上设有用于固定丝杠螺母的光轴8和箱式直线轴承9 ;滚珠丝杠设有上限位开关2和下限位开关3，丝杠螺母4上设有滑动电位器7 ;顶柱I与控制调压器的开关量的阀杆连接。
[0020]还包括与单片机连接的显示器、收发器以及用于输入设定压力的输入模块；收发器可以是MAX487芯片，是一种半双工的通信低功耗收发器芯片，它含有一个驱动器和一个接收器。
[0021]系统将测量的燃气调压器入口压力P1和出口压力P 2显示在显示器上，且传输到单片机中。操作者可以通过输入模块来输入所要求设定的出口压力Pc，也可以通过RS485通信来实现远程设定出口压力Pc。单片机上的CPU在接收到要求设定的压力P。之后，经过处理后，将产生的脉冲和正/反转信号传输给步进电机的驱动电路，使得蜗轮丝杠精进装置开始运动。在该装置精进过程中，出口压力P2到达设定出口压力P。时，CPU停止发送脉冲，完成设定出口压力调节。
[0022]由于燃气调压器控制器顶柱I的行程非常小，通常在30 _以内，所以系统利用步进电机10来精确控制旋转角度和圈数，蜗轮减速机6来增大输出力矩同时减速，采用滚珠丝杠副5是根据数控机床的精进位移原理来实现细小位移。
[0023]步进电机10转动带动蜗轮减速机6，蜗轮减速机6和滚珠丝杠副5相连，箱式直线轴承9和光轴8的作用是用来固定滚珠丝杠螺帽的转动，光轴8做垂直运动，从而使滚珠丝杠产生垂直运动，推动上端顶柱I的移动，在滚珠丝杠的顶部安装一个略大于丝杠直径的圆铁片，作用在于触发滑动电位器7和两个限位开关，同时为了防止限位开关抖动所产生的误触发，在硬件电路中设计了相应的控制电路。
[0024]系统使用的单片机的振荡信号频率为16MHz，指令的运算速度更快；8个A/ D通道，可以方便地实现被控对象多点电压和电流采样；具有3路脉宽调制脉冲输出；除了通过CPU的串行口可实现异步串行口通信，还增加了同步串行口，可以支持多种标准同步串行传输协议。
[0025]本实用新型的优化实施例，箱式直线轴承9设置在光轴8上，且光轴8和箱式轴承9对称设置在丝杠螺母4的两侧；单片机上设有远程通信接口。
[0026]为了保护调压器，控制器能防止执行机构超出额定行程，在该装置上安装了一个滑动电位器7来测定执行器顶端在整个行程中的位置，另外利用上限位开关2和下限位开关3来实现当滑动电位器7失灵情况下装置的保护。
[0027]由于每次调压时，入口压力都不恒定，那么顶柱I的移动距离也就不恒定，这样就无法通过判断流过滑动电位器7的电流来进行调压，但是单片机具有远程通信接口，单片机通过步进电机控制蜗轮丝杠精进装置，该装置与其他器件构成一个系统时，上位机可以利用这些参数构建智能系统，从而建立在不同入口压力状况下流过滑动电位器7上的电流与丝杠精进位移之间的闭环反馈，形成除了利用出口压力与丝杠精进位移之间闭环反馈的第二种反馈。在蜗轮丝杠精进装置中没有选用普通的滑动丝杠，原因在于:丝杆在工作时要反复地旋转，并且承受比较大的轴向力，在工作一段时间后普通滑动丝杠就会在经常滑动的那一段上出现磨损，直接导致控制精度大幅度下降，无法满足系统性能的要求，而滚珠丝杠把普通滑动丝杠中的滑动改为滚动，使得机械性能得到很大的提高，而且其移动精度也非常高，完全可以保证控制要求，所以选择滚珠丝杠作为把旋转运动转换为直线运动的执行元件。
[0028]虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
【主权项】
1.一种远程控制调压器，其特征在于:包括 单片机，用于接收并处理压力采集装置的输入信号，并通过脉冲信号输出处理结果； 步进电机驱动电路，用于接收单片机输出的脉冲信号，控制步进电机产生驱动力； 蜗轮丝杠精进装置，用于在所述步进电机的驱动下产生位移，控制调压器开关量。2.如权利要求1所述的远程控制调压器，其特征在于:所述蜗轮丝杠精进装置包括滚珠丝杠副、与步进电机连接的蜗轮减速机和设于滚珠丝杠副上端的顶柱；所述蜗轮减速机的输出轴与滚珠丝杠副的滚珠丝杠连接，所述滚珠丝杠副的丝杠螺母上设有用于固定丝杠螺母的光轴和箱式直线轴承。3.如权利要求1所述的远程控制调压器，其特征在于:还包括与单片机连接的显示器、收发器以及用于输入设定压力的输入模块。4.如权利要求1所述的远程控制调压器，其特征在于:所述滚珠丝杠设有上限位开关和下限位开关。5.如权利要求1所述的远程控制调压器，其特征在于:所述丝杠螺母上设有滑动电位器。6.如权利要求1所述的远程控制调压器，其特征在于:所述箱式直线轴承设置在光轴上，且光轴和箱式轴承对称设置在丝杠螺母的两侧。7.如权利要求1所述的远程控制调压器，其特征在于:所述单片机上设有远程通信接□ O
【专利摘要】本实用新型公开了一种远程控制调压器，包括单片机，用于接收并处理压力采集装置的输入信号，并通过脉冲信号输出处理结果；步进电机驱动电路，用于接收单片机输出的脉冲信号，控制步进电机产生驱动力；蜗轮丝杠精进装置，用于在步进电机的驱动下产生位移，控制调压器开关量。本实用新型通过在燃气调压器的控制器上安装由单片机控制的蜗轮丝杠精进装置来实现燃气调压器自动调压，具有调节精度高、动态性能好，能适时远程自动控制、工作稳定可靠。
【IPC分类】F16K31/04, F16K17/20
【公开号】CN204922125
【申请号】CN201520698457
【发明人】吴晓飞
【申请人】成都华泰燃气设备有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月10日