一种电机外置半闭环高精度定量阀.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103216660A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103216660103216660A(43)申请公布日2013.07.24(21)申请号201310122057.4(22)申请日2013.04.09(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园区陕西科技大学(72)发明人王博汤伟王樨刘庆立董继先王孟效(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人刘国智(51)Int.Cl.F16K31/04(2006.01)F16K31/44(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种电机外置半闭环高精度定量阀(57)摘要一种电机外置半闭环高精度定量阀，包括阀体，阀体的阀杆通过第一联轴器、减速器连接步进电机输出轴的一端，步进电机输出轴的另一端穿过编码器连接到盘车手轮，减速器的输出轴上设有主同步带轮，主同步带轮通过同步带连接至从同步带轮，从同步带轮上设有传动轴，传动轴通过第二联轴器连接至阀门回讯器，步进电机接收控制器的指令转动，经过减速器及主、从同步带轮，使传动轴通过第二联轴器和阀门回讯器同步转动，编码器将步进电机实际的转角数据发给控制器，控制器将数据与发送给步进电机驱动器等效的脉冲个数进行实时比较，进行闭环的PID调节，纠正步进电机的转角和控制器设定的转角一致，能够实现阀门开度的半闭环控制，提高定量阀的精度。CN103216660ACN10326ACN103216660A权利要求书1/1页1.一种电机外置半闭环高精度定量阀，包括阀体（8），其特征在于，与阀体（8）连接有壳体（11），壳体（11）外的上部设有编码器（1），编码器（1）的底座固定连接在步进电机（2）上，步进电机（2）输出轴的一端固定连接有编码器（1）的内圈，并穿过编码器（1）连接到盘车手轮（15），控制器通过电气接口与步进电机（2）相连接驱动步进电机（2）运动，控制器同时也与编码器（1）连接得到步进电机（2）实时旋转的角度，并实时的对步进电机（2）的转角进行控制，使步进电机（2）的转角与控制器设定的转角一致，步进电机（2）输出轴的另一端连接有减速器（3），减速器（3）的输出轴上设有主同步带轮（4），主同步带轮（4）通过同步带（9）连接至从同步带轮（10），从同步带轮（10）上设有传动轴（12），壳体（11）外的上部设有阀门回讯器（14），传动轴（12）通过第二联轴器（13）连接至阀门回讯器（14），减速器（3）的输出轴通过第一联轴器（6）连接至阀杆（7），减速器（3）的输出轴上设有机械硬限位装置（5），机械硬限位装置（5）包括连接在减速器（3）输出轴上的硬限位块（5-0），在硬限位块（5-0）外设置有与限位块左轮廓线（5-5）配合限位的关限位螺栓（5-1）和与限位块右轮廓线（5-6）配合限位的开限位螺栓（5-3），关限位螺栓（5-1）安装在有螺纹的限位板（5-2）上，开限位螺栓（5-3）安装在有螺纹的限位板（5-4）上，限位板（5-2）和（5-4）安装在壳体（11）上。2.根据权利要求1所述的一种电机外置半闭环高精度定量阀，其特征在于，所述主同步带轮（4）和从同步带轮（10）齿数相等，并通过同步带（9）的同步传动保持转角一致。3.根据权利要求1所述的一种电机外置半闭环高精度定量阀，其特征在于，所述硬限位块（5-0）为渐开线轮廓，并与减速器（3）输出轴同步转动。4.根据权利要求1所述的一种电机外置半闭环高精度定量阀，其特征在于，所述第一联轴器（6）为高刚性传动联轴器。2CN103216660A说明书1/3页一种电机外置半闭环高精度定量阀技术领域[0001]本发明涉及一种阀门，特别涉及一种电机外置半闭环高精度定量阀。背景技术[0002]造纸的定量控制由质量控制系统（QCS,QuanlityControlSystem，造纸行业术语，是指对造纸生产过程中定量、水份、灰份和厚度等参数进行在线检测和控制。）测得成纸定量去控制定量阀的开度，国内外的定量阀均采用步进电机经过减速器驱动阀芯旋转实现流量调节的方式，没有检测阀芯的真实开度，属于开环驱动，例如国内的实用新型专利200620130207.1公开了一种“定量阀”，即采用此结构。现有阀门依靠步进电机的细分，达到所谓的10000步、50000步甚至更高水平的控制不是真实的，带有预测性和臆测性，因为毕竟没有真正的检测阀门的角位移用于反馈控制。由于步进电机属于开环驱动，在阀门长时间运行后阀芯、阀杆或者是传动机构磨损造成阀门运行阻力增大，极容易出现“丢步”现象，即驱动电机接收到了控制脉冲，但是电机由于某种原因没有转动，阀芯也没有产生转角,出现了和控制脉冲不一致的定位情况，因此，