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专利名称
三段式自控阀门装置
所属技术领域
水泥搅拌机加料系统
专利发明人或
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
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1、 本实用新型要解决的技术问题是什么?
本实用新型涉及服务于流体自控设备,尤其涉及对阀门半开(半关)位置的控制。
本实用新型通过电磁及限位开关的配合使用,使阀门实现三段式自动控制,即阀门的全开位,半开位及全关位,其主要应用于管道流体的流量控制。本实用新型技术不仅解决了阀门中间位置的流量调节,更使得整个控制装置的成本大大降低,整体结构更加简单化。近年来,全球自控阀门市场的竞争越来越激烈,随着发达国家受制于原材料资源、人工成本等因素的限制,使得自控阀门设备的成本在不断增加,保证质量及实用的前提下,减低成本就是最为有效的竞争手段。
2、 详细介绍技术背景,并描述已有的与本实用新型最相近似的实现
方案
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。
现今三段式流量调节被越来越多是自控阀门所使用,而真正能够非常实用的解决三段式流量控制的并不多,相对成本也是较高的。因此研发解决三段式流量控制的实用新型技术十分必要,同时也是自控阀门迫在眉睫需要解决的问题之一。
目前所使用的三段式流量调节有采用定位器使用的,定位器虽能实现流量调节功能,但目前市场上的定位器在成本上太高,应用于三段式流量调节更是有点大材小用了。而采用两阀式装置解决此方案的也是不少,其实现功能与三段式流量控制相符合,即采用分流管道,不同管道装配不同规格大小的阀门,从而控制大小阀门的启闭来实现流量的调节,但两阀式装置同样面临真成本过高的问题,在结构上更是造成了诸多不便。
(包括两部分:背景技术及现有技术方案,应详细介绍,以不需再去看文献即可领会该技术内容为准,如果现有技术出自专利、期刊、书籍,则提供出处)
3、现有技术的缺点是什么?针对这些缺点,说明本实用新型的目的。
现有技术的缺点是结构复杂,成本高,比如两阀装置,所用装置的配置要比三段式自控阀门装置多出一倍,可见其成本居高不下及结构的复杂程度。
本实用新型是利用阀门中位停留的办法实现三段式功能,所采用的辅助配件主要为电磁阀和限位开关,其组成结构相对简单,所实现的三段式功能与两阀式装置相似,但在成本上却要比两阀门式装置降低很多。
(客观评价,现有技术的缺点是针对于本发明的优点来说的,本发明不能解决的缺点不必写;基于本发明能解决的问题写出发明的目的)
4、本实用新型技术方案的基本内容。
本实用新型技术在自控阀门应用所能实现的功能为阀门的三个不同开关状态,即为全开位,中位以及全关位。实现此功能可对阀门本身流量进行一定的调节。此实用新型结构简单,成本低廉,实用性能高。可满足不同工况和各种环境下使用。
本实用新型的整体结构主要由阀体、气动执行器、电磁阀、限位开关盒组成,利用限位开关盒上的凸轮来触碰限位开关,而凸轮与执行器本身的旋转轴相连,使限位开关上的与电磁阀相连接的常闭触点断开,从而使电磁阀停留在中位状态,继而阀门出现中位的停留,并且可通过凸轮来调整中位停留角度,最终实现阀门的三段式流量调节功能。
5、本实用新型技术方案的详细阐述。
功能描述
在气动控制阀门上通过电磁阀及限位开关的配合使用,使阀门实现全开、半开、全关三个位置的转换,从而在避免使用定位器的情况下实现自控阀门的一种流量调节功能。
结构描述
本装置在应用中的整体结构主要涉及阀门、气动执行器、电磁阀、可视性限位开关盒和控制装置,整体组成结构如图1所示,
图1 三段式自控阀门装置组成结构
各组成部分的连接及动作原理如图2所示。
三段式自控阀门装置主要采用的是一个3位5通双电控中压式电磁阀和一个具备有两个机械式微动限位开关的带可视性的限位开关盒组成,3位5通电磁阀的两个出气孔与气动执行器的两个气孔连接,限位开关盒装在气动执行器的上轴位置,通过调整限位开关盒上凸轮的位置,使凸轮在执行器半开的位置触碰限位开关盒上的微动开关1。接通线路2时,电磁阀A状态接通,阀门处于开启状态,当阀门处于半开位置时,此时凸轮触碰微动开关,常闭点断开,电磁阀处于B状态,阀门停留在半开状态;当继续接通线路1时,电磁阀重新回到A状态,此时阀门开完;当接通线路3时,电磁阀处于C状态,此时阀门关完。
图2 三段式自控阀门装置原理图
关于凸轮位置的调整及电磁阀的选取
凸轮固定于执行器本身的旋转轴上且可进行微角度的调整,从而实现阀门中间位的停留角度变化,并且保证了一定的调节流量精度。凸轮调节可靠性高,结构简单,精度有保证。
电磁阀采用的是中压式三位五通双电控,三位与三段相吻合,中压式在一定程度上保证了中位的调整精度。
三段式装置与两阀式装置的对比
三段式装置在两阀式装置的基础上产生,其实现功能一致,但两阀式装置无论是结构还是成本都要比三段式装置复杂和高得多。
(1) 两阀式装置
两阀式实现的也是一个流量的调节功能,其原理为从一管道分流出两个管道,一端接大口径阀门,一端接小口径阀门(小口径阀为大口径阀的一半,也可根据实际需求比例配置)。流量调节过程为先开启大口径阀门,开启一段时间后转换为小口径阀门开启,从而实现流量的一种比例调节功能。其装置配置主要有两种不同口径阀门及两种不同规格的气动执行器,两执行器上需配备的两个2位3通电磁阀,用于反馈作用的两个限位开关。
(2) 三段式装置
三段式装置以一个阀门代替了两个阀门所实现的流量调节功能,它利用大口径阀门的开启角度来代替小口径阀门,从而使整体的结构简单化,最大程度的降低了整体的成本。
(3) 对比列表
装置名称
配置
结构
控制方式
成本
两阀式装置
两阀、两执行器、两电磁阀、两限位开关盒
复杂
复杂
高
三段式装置
一阀、一执行器、一电磁阀、一限位开关
简单
简单
低
三段式自控阀门装置其核心在于电磁阀及限位开关的配合使用使阀门在启闭过程中出现一个中间停留位置,从而实现阀门的一个流量调节过程,而中间停留位置的出现则是利用了执行器本身旋转轴的转动来实现凸轮在任意角度触碰微动开关来实现的。中间停留位置的改变则是通过调整凸轮角度来实现,其调整精度较高,自控效果理想。
(本部分为专利申请最重要的部分,需要详细提供,专利必须是一个技术方案,应该阐述发明目的是通过什么技术手段来实现的,不能只有原理,也不能只做功能介绍;因此发明中每一功能的实现都要有相应的技术实现方案;所有英文缩写都应有中文注释;必须结合流程图、原理框图、电路图、时序图等附图进行说明,每个图都应有对应的文字详细的描述,以别人不看附图即可明白技术方案为准;同时附图中的关键词或方框图中的注释都尽量用中文;
方法
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专利都应该提供一个流程图,并提供相关的系统装置。)
6、 本实用新型的关键点和欲保护点是什么?
1) 一种用于自控阀门控制流量变化的阀门装置,其特征在于
用限位开关盒上的凸轮来触碰限位开关,而凸轮与执行器本身的旋转轴相连,使限位开关上的与电磁阀相连接的常闭触点断开,从而使电磁阀停留在中位状态,继而阀门出现中位的停留,并且可通过凸轮来调整中位停留角度,最终实现阀门的三段式功能。
2) 根据权利1所述的三段式自控阀门装置,由一个阀体,一个用于驱动阀门的气动执行器,用于控制气动执行器气路的电磁阀,用反馈及限位的限位开关,所述的气动执行器与阀门连接,电磁阀与气动执行器连接,限位开关与气动执行器的旋转轴连接。
(发明内容部分提供的是为完成一定功能的完整技术方案,本部分是提炼出技术方案的关键创新点,列出1、2、3...,以提醒代理人注意,便于专利代理人撰写权利要求书。)
7、与第2条所属的最好的现有技术相比,本实用新型有何优点?
与现有最好技术相比,本实用新型的优点在于:
1.本实用新型实现了阀门自控的三段式流量调节功能;
2.本实用新型整体结构简单,控制及连接方式也相对简单;
3. 本实用新型功能齐全,性能安全可靠,价格低廉。
(效果一定要结合发明内容的技术方案来描述,做到有理有据;也可以对应本发明所要解决的技术问题来描述,一定是采用本发明技术方案带来的效果;效果可以是降低成本,提高了效率等。)
8、本实用新型是否经过实验、模拟、使用而证明可行,结果如何?
本实用新型已经通过实验,并已研制出样品,效果理想。和设计的预期一致。
9、本实用新型的变更设计(替代方案)及其它用途:
1、上述实用新型的整体结构主要为:阀门、气动执行器、电磁阀、可视性限位开关盒和控制装置,方案2其变更设计为将原本的一个三位五通双电控中压式电磁阀代替为两个两位三通单电控常开式电磁阀。变更后所实现的三段式流量控制与变更前实用新型的功能一致。
各组成部分的连接及动作原理图如下图3所示:
变更设计的三段式自控阀门装置主要采用的是两个2位3通单电控常开式电磁阀和一个具备有两个机械式微动限位开关的带可视性的限位开关盒组成,两个电磁阀的两个出气孔与气动执行器的两个气孔连接,限位开关盒装在气动执行器的上轴位置,通过调整限位开关盒上凸轮的位置,使凸轮在执行器半开的位置触碰限位开关盒上的微动开关1。接通线路2时,电磁阀1的A状态接通,阀门处于开启状态,当阀门处于半开位置时,此时凸轮触碰微动开关,常闭点断开,此时电磁阀1和电磁阀2均处于B状态,阀门停留在半开状态;当继续接通线路1时,电磁阀1重新回到A状态,此时阀门开完;当接通线路3时,电磁阀2处于A状态,此时阀门关完。
图3 三段式自控阀门装置原理图(方案2)
实用新型方案2与方案1所实现的功能一致,方案2利用两个两位三通电磁阀替代了一个三位五通电磁阀的功能,其利用两个两位三电磁阀的不同状态组合出三种控制方式(1、电磁阀1通电,电磁阀2不通电;2、电磁阀1及电磁阀2均不通电;3、电磁阀1不通电,电磁阀2通电),从而满足三段式阀门的流量控制方式。
两个两位三通常开式电磁阀其组成的中位状态与三位五通中压式电磁阀的中位状态一致,气动执行器的进出气孔均属于进气状态,从而确保了执行器中位状态的精度。
3、 三段式自控阀门装置方案1的整体结构主要为:阀门、气动执行器、电磁阀、可视性限位开关盒和控制装置,变更设计方案3为:将原有的可视性限位开关盒内的机械式微动开关替换为感应式限位开关,三段式自控阀门装置的其他机构均无需作任何更改,其实现功能与方案1相一致。感应式限位开关与机械式微动开关其功能一致,但感应式限位开关更适合于工作环境要求更高的场合。
(如果有,请尽量详细写明,内容的提供可以扩大专利的保护范围,防止他人绕过本技术去实现同样的发明目的;“替代方案”可以是部分结构、器件、方法步骤的替代,也可以是完整技术方案的替代。)
10、附图及说明
每幅图都应有相应的附图说明
写技术交底书需注意:
1.英文缩写有中文译文,避免使用英文单词。
2.全文对同一事务的叫法应统一,避免出现一种东西多种叫法。
3.专利法规定:
1)专利必须是一个技术方案,应该阐述发明目的是通过什么技术方案来实现的,不能只有原理,也不能只做功能介绍;
2)专利必须充分公开,以本领域技术人员不需付出创造性劳动即可实现为准。