一种精确计量的气动调节阀的制作方法

1.本实用新型涉及气动阀技术领域，尤其涉及一种精确计量的气动调节阀。


背景技术：

2.气动调节阀是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一，它依靠气动执行机构来控制阀芯运动来实现调节流体的流量。现有气动调节阀如图1所示，包括阀体1，阀体1上设有左进出口2、右进出口3，左进出口与右进出口都为弧形通道，左进出口与右进出口的内端连通处设有阀座4，阀体上端固定有下支架5，阀体、下支架内设有阀杆6，阀杆下端连接有可堵塞阀座的阀芯7，下支架上端连接有上支架8，上支架顶端设有上下外壳9，上下外壳之间连接有气动薄膜10，气动薄膜的下表面设有升降支板11，升降支板连接弹簧12，上下外壳连接有排气口13；其中阀座4与阀芯7配合进行堵塞及流量控制。通过气动薄膜进行，气动薄膜相对来说较脆弱，使用寿命不长，通过气动的方式，其阀杆移动量无法精确控制，也即无法精确计量。


技术实现要素：

3.鉴于目前气动调节阀存在的气膜气动执行器无法精确计量的问题，本实用新型提供一种精确计量的气动调节阀，能够通过采用步进电机进行计量和控制阀杆移动量，实现精确计量。
4.为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
5.一种精确计量的气动调节阀，所述气动调节阀包括阀体、阀杆和气动执行器，所述气动执行器通过阀杆与阀体连接，所述阀体内设有阀芯连接在阀杆的前端，所述气动执行器包括中空的壳体，所述壳体内通过一隔板分割为上腔体和下腔体，所述隔板中部设有活塞腔套接在所述阀杆的末端，所述阀杆的末端设有与活塞腔配合的活塞结构，下腔体内设有空压机、步进电机和控制电路板，所述壳体外设有显示屏和操作按钮，所述控制电路板分别与步进电机、空压机、显示屏和操作按钮连接，所述阀杆上设有与步进电机配合的传动组件，所述隔板上设有压缩空气进出口，所述压缩空气进出口通过管道与空压机连通，所述控制电路板预设有控制程序统计步进电机的转动角度并转换成阀杆移动长度在显示屏显示，所述操作按钮配置为可调节控制程序统计参数的操作按钮，所述壳体底部通过支架与阀体连接，支架环绕内的阀杆上设有指示针，所述支架上设有与指示针配合的指示牌。
6.依照本实用新型的一个方面，所述支架包括环阀杆设置的多根支撑柱，在每根所述支撑柱的外侧固定连接有调节装置，所述调节装置包括伸缩件和连接柱，所述伸缩件固定在支撑柱上，所述连接柱顶端与所述壳体底部固定连接，所述连接柱底端与伸缩件连接。
7.依照本实用新型的一个方面，所述支架包括由多根支撑柱环绕阀杆设置的中接部，所述中接部上端设有上接部与所述套管连接，且所述上接部与所述壳体底部固定连接，所述中接部下端设有下接部与所述阀体固定连接，所述阀杆贯穿所述上接部、中接部和下接部活动设置。
8.依照本实用新型的一个方面，所述连接柱顶端设有一固定板，所述固定板固定在连接柱上，所述固定板通过螺栓组件与壳体底部固定连接。
9.依照本实用新型的一个方面，所述下腔体内设有温度传感器，所述温度传感器与控制电路板连接。
10.依照本实用新型的一个方面，所述控制电路板上设有通讯装置与上位机通讯。
11.依照本实用新型的一个方面，所述传动组件包括设置在阀杆一侧的齿条，所述步进电机的输出轴上设有齿轮，所述齿轮与齿条啮合使得步进电机驱动齿轮可带动阀杆进行上下运动，所述壳体通过固定连接件与支架固定连接。
12.依照本实用新型的一个方面，所述下腔体内设有套管连接下腔体的上壁和下壁，所述套管套设在阀杆上，所述套管靠近步进电机输出轴的一侧设有开口，所述齿条朝向开口设置。
13.依照本实用新型的一个方面，所述阀杆与阀体间设有密封结构。
14.依照本实用新型的一个方面，所述密封结构包括阀座、阀盖、密封圈和填充腔。
15.本实用新型实施的优点：通过隔板将壳体分割为上下两个腔体，上腔体采用密封结构，以中间活塞腔充当为气缸缸体，以空压机为动力提供压缩空气，以阀杆末端为活塞杆，作为一种气缸进行动作，相比使用薄膜的气动执行器，其强度更高，从而使用寿命更长，阀杆运动位移更可控；通过控制电路板的预设程序，可以实现精准控制步进电机的转动角度，从而控制阀杆的位移程度，在电机转动角度达到预设时，可以控制空压机不再继续工作，避免过量驱动，实现精确计量。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型背景技术所述的气动调节阀结构示意图；
18.图2为本实用新型所述的一种精确计量的气动调节阀的结构示意图；
19.图3为本实用新型所述的步进电机控制电路示意图；
20.图4为图2中a处放大示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.如图2、图3和图4所示，一种精确计量的气动调节阀，所述气动调节阀包括阀体1、阀杆2和气动执行器3，所述气动执行器通过阀杆与阀体连接，所述阀体内设有阀芯4连接在阀杆的前端，所述气动执行器包括中空的壳体31，所述壳体内通过一隔板32分割为上腔体311和下腔体312，所述隔板中部设有活塞腔321套接在所述阀杆的末端，所述阀杆的末端设
有与活塞腔配合的活塞结构21，下腔体内设有空压机33、步进电机34和控制电路板35，所述壳体外设有显示屏36和操作按钮37，所述控制电路板分别与步进电机、空压机、显示屏和操作按钮连接，所述阀杆上设有与步进电机配合的传动组件，所述隔板上设有压缩空气进出口322，所述压缩空气进出口通过管道38与空压机连通，所述控制电路板预设有控制程序统计步进电机的转动角度并转换成阀杆移动长度在显示屏显示，所述操作按钮配置为可调节控制程序统计参数的操作按钮，所述壳体底部通过支架5与阀体连接，支架环绕内的阀杆上设有指示针22，所述支架上设有与指示针配合的指示牌512，所述指示牌包括刻度表5121，所述指示牌通过螺栓5122固定在支架上。所述支架包括环阀杆设置的多根支撑柱511，在每根所述支撑柱的外侧固定连接有调节装置6，所述调节装置包括伸缩件61和连接柱62，所述伸缩件固定在支撑柱上，所述连接柱顶端与所述壳体底部固定连接，所述连接柱底端与伸缩件连接。所述下腔体内设有套管39连接下腔体的上壁和下壁，所述套管套设在阀杆上，所述套管靠近步进电机输出轴的一侧设有开口391，所述齿条朝向开口设置。
23.步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比；步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。步进电机旋转的步距角，是在电机结构的基础上等比例控制产生的，如果控制电路的细分控制不变，那么步进旋转的步距角在理论上是一个固定的角度。因此控制电路板通过自身发出的脉冲信号等信息，可以准确地知道步进电机转动周数与方向，因此，将该信息转化成可以显示的数据在显示屏上显示。所述预设的控制程序通过编程的步进电机控制程序即可实现，如图3所示的电路设计控制程序即可，控制程序的设计为本领域常见设计，可采用汇编、c语言等设计，程序设计简单易行。所述步进电机可以采用市售型号的电机，例如，凯福y07-59d1-1300等。所述控制电路板选择具有处理器的pcb板，包括处理器及其外围电路，例如可以采用的处理器型号为intel公司的8096、8xc196kc、8xc196kb等。所述空压机可采用微型空压机，微型空气压缩机，由固定座、传动装置及压缩装置组成，固定座设有圆柱容槽、轴杆穿孔、套合管，并设有压缩筒，顶端顶管设有气阀块、簧件及压力表；传动装置由配重块、连动轴杆及传动齿轮组成；压缩装置由连杆、活塞容体、压缩阀片及压缩定位块组成；活塞容体内设压缩阀片及压缩定位块组成的压缩装置在压缩筒内往复运动，将气体推送至顶管由导管输出，传动齿轮两半圆周厚薄齿面使出气更具推动力进气缩短时间，具有良好气体输出效率、成本大幅下降及组装简便的功效。例如，可采用市售莱诺/leynow牌ht50z-01型无油静音微型空压机。通过隔板将壳体分割为上下两个腔体，上腔体采用密封结构，以中间活塞腔充当为气缸缸体，以空压机为动力提供压缩空气，以阀杆末端为活塞杆，作为一种气缸进行动作，相比使用薄膜的气动执行器，其强度更高，从而使用寿命更长，阀杆运动位移更可控。
24.在实际应用中，所述支架5包括由多根支撑柱511环绕阀杆设置的中接部51，所述中接部上端设有上接部52与所述套管连接，且所述上接部与所述壳体底部固定连接，所述中接部下端设有下接部53与所述阀体固定连接，所述阀杆贯穿所述上接部、中接部和下接部活动设置。
25.在实际应用中，所述连接柱顶端设有一固定板63，所述固定板固定在连接柱上，所
述固定板通过螺栓组件与壳体底部固定连接。固定更加牢固紧密，同时便于安装，所述连接柱与固定板可为一体成形的整体。
26.在实际应用中，所述下腔体内设有温度传感器，所述温度传感器与控制电路板连接。
27.在实际应用中，所述控制电路板上设有通讯装置与上位机通讯。
28.在实际应用中，所述传动组件包括设置在阀杆一侧的齿条23，所述步进电机的输出轴上设有齿轮341，所述齿轮与齿条啮合使得步进电机驱动齿轮可带动阀杆进行上下运动，所述壳体通过固定连接件与支架固定连接。
29.在实际应用中，所述阀杆与阀体间设有密封结构23，所述密封结构包括阀座、阀盖、密封圈和填充腔，所述阀座套设在阀杆2上且与所述阀体1密封连接，所述阀盖封堵在所述阀座端部与所述阀座阀杆2间形成所述填充腔，所述填充腔内设有密封填料，所述密封圈设置在阀盖与阀座之间。
30.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。