一種防堵塞智能閥門定位器及智能閥門的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及閥門定位器領域，具體涉及一種防堵塞智能閥門定位器及智能閥門。
【背景技術】
[0002]閥門定位器是控制閥的主要附件，它將閥桿位移信號作為輸入的反饋測量信號，以控制器輸出信號作為設定信號，進行比較，當兩者有偏差時，改變其到執行機構的輸出信號，使執行機構動作，建立了閥桿位移量與控制器輸出信號之間的一一對應關系。因此，閥門定位器組成以閥桿位移為測量信號，以控制器輸出為設定信號的反饋控制系統。該控制系統的操縱變量是閥門定位器去執行機構的輸出信號。
[0003]與氣動執行器配合的閥門定位器，目前國內外已經有了通用的智能閥門定位器產品，其中以西門子、ABB等公司的智能閥門定位器產品為代表，這些智能閥門定位器為了實現其通用性，大多采用電氣轉換機構如噴嘴擋板或壓電閥實現執行器壓力或通氣流量的控制，以保證閥門的開啟、關閉速度和調節過程中的響應能力。
[0004]然而，此類定位器由于采用精度很高的電氣轉換元件，內部氣路長且孔徑小，對氣源質量有很高的要求。隨著工業過程中供熱、燃燒產生的煙塵增多，汽車尾氣排放增多等各種原因，空氣中顆粒物含量不斷上升，導致目前的氣動智能閥門定位器在經過一段時間的使用之后，會出現壓電閥進氣口或排氣口堵塞而工作異常的現象。
[0005]公開號為CN101650555A(申請號為200910101852.9)的中國發明專利申請公開了一種智能電氣閥門定位器，包括控制單元、Ι/P轉換單元、閥位檢測反饋單元以及電源單元，所述的電源單元包括電流采樣電路和接收閥門控制信號的穩壓電路，所述的穩壓電路輸出端連接低壓差線性穩壓器，用于驅動控制單元、Ι/p轉換單元、閥位檢測反饋單元工作；所述的電流采樣電路由兩端分別連接閥門控制信號負端和穩壓電路接地端的電阻以及電阻連接的放大器組成，放大器輸出端連接控制單元，使得智能電氣閥門定位器功耗更小、精度更高，但是該智能定位器使用Ι/p轉換單元，沒有考慮到氣源污染會造成的不良影響。
[0006]授權公告號CN103216664A(申請號為201310143943.5)的中國發明專利申請公開了一種智能閥門定位器，包括壓電模塊，壓電模塊包括具有進氣口和出氣口的進氣腔室和用于密封或打開進氣腔室的進氣口的密封球，進氣口為沿進氣方向截面直徑逐漸變大的錐形孔，密封球由復位彈簧支撐且可沿進氣口的軸心線方向移動地設于進氣口中，密封球的直徑大于或等于進氣口的最小截面直徑且小于進氣口最大處的截面直徑，其中密封球由鋁合金材料制成，具有更好的耐油，耐水及抗膨脹性能，因而使用壽命更長，壓電模塊就不會因進油進水問題而損壞，但是對于氣源污染也沒有提到好的解決辦法。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型提供了一種防堵塞智能閥門定位器，在具備當前定位器一般應用功能的前提下，能夠有效避免因為氣源污染而造成內部堵塞，特別適用于工業現場環境的過程控制。
[0008]一種防堵塞智能閥門定位器，包括:
[0009]用于與氣源連接的氣源凈化單元；
[0010]與所述氣源凈化單元連接用于控制閥門執行器的防堵塞電氣轉換單元；
[0011]與所述防堵塞電氣轉換單元連接，用于向所述防堵塞電氣轉換單元發出控制信號的電路控制單元。
[0012]本實用新型中，防堵塞智能閥門定位器與外接的氣源連接，氣源先將氣源輸入到氣源凈化單元進行凈化，凈化的氣體傳送到防堵塞電氣轉換單元，驅動防堵塞電氣轉換單元，防堵塞電氣轉換單元根據電路控制單元發出的控制信號執行操作，從而控制閥門執行器，位置反饋單元將閥門執行器的執行位置反饋給電路控制單元，實現智能化閥門定位，并且能夠有效避免因氣源污染而造成內部的堵塞。
[0013]以下作為本實用新型的優選結構:
[0014]所述的防堵塞智能閥門定位器，還包括:與所述氣源凈化單元連接用于清除氣源凈化單元內雜質的雜質清理單元，能在斷電后將濾網攔截的顆粒物吸入并保留在內，可手動打開清理。
[0015]所述的氣源凈化單元包括:沿氣源進入方向依次設置的纖維濾網、帶負電的電柵、帶正電的濾網以及碳質濾網。纖維濾網能過濾體積較大的微粒，如懸浮塵埃，微生物等。帶負電的電柵和帶正電的濾網能分別在電極作用下吸附反電極性的相關粒子。碳質濾網可吸收化學氣體，當氣體中含有化學成分時，碳質濾網可有效對其進行吸收，以保護后端電氣設備。
[0016]所述的雜質清理單元，包括:依次連接的第一單向閥、密閉氣路以及第二單向閥，所述的第一單向閥與所述氣源凈化單元(具體為纖維濾網、帶負電的電柵或帶正電的濾網，優選為帶正電的濾網)連接，所述的第二單向閥與除雜質氣源連接。除雜質氣源采用高壓的氣體，具體可采用高壓空氣。采用第二單向閥用于與除雜質氣源隔離二次保護。斷電時，帶正電的濾網和帶負電的電柵都不帶電，不具備吸附能力，因此，可以將帶正電的濾網和帶負電的電柵帶電時吸附的相關粒子以及纖維濾網過濾的體積較大微粒等從進氣口反方向吹出，因此，通過除雜質氣源采用高壓的氣體，將氣源凈化單元吸附的顆粒物、微塵等從進氣口反方向吹出，起到簡單清理的作用。
[0017]所述的防堵塞智能閥門定位器，還包括:與所述電路控制單元連接，用于檢測閥門執行器的執行位置的位置反饋單元。
[0018]所述的位置反饋單元包括角度位移傳感器，探測閥門執行器中閥門閥桿的當前位置，并傳輸到電路控制單元。
[0019]所述的防堵塞電氣轉換單元可采用先導三通閥，所述的防堵塞電氣轉換單元包括:通過工作通道相互連通的氣壓輸入通路、氣壓輸出通路和排氣通路，所述的工作通道設有連接桿，所述連接桿的一端固定有用于封閉所述氣壓輸入通路和氣壓輸出通路之間的工作通道的第一擋板，所述連接桿的另一端固定有用于封閉所述氣壓輸出通路和排氣通路之間的工作通道的第二擋板，所述的連接桿以及連接桿上的第一擋板和第二擋板通過壓電執行器驅動。
[0020]壓電執行器驅動連接桿以及連接桿上的第一擋板和第二擋板，第一種工作狀態，第一擋板封閉氣壓輸入通路和氣壓輸出通路之間的工作通道，第二擋板未封住氣壓輸出通路和排氣通路之間的工作通道，則氣壓輸出通路和排氣通路相通，可通過排氣通路排氣。第二種工作狀態，第一擋板未封閉氣壓輸入通路和氣壓輸出通路之間的工作通道，第二擋板封閉氣壓輸出通路和排氣通路之間的工作通道，則氣壓輸入通路和氣壓輸出通路相通，氣壓輸入通路與閥門定位器相連，驅動閥門定位器。在第一種工作狀態和第二種工作狀態之間，可通過壓電執行器控制氣壓輸出通路的氣量輸出，達到對閥門定位器中的閥門開度的精密控制。
[0021]所述的氣壓輸入通路、氣壓輸出通路和排氣通路與工作通道的連接處采用弧形面連接，避免雜質在氣路內部拐角處沉積。
[0022]所述的氣壓輸入通路與所述氣源凈化單元連接，所述的氣壓輸出通路與閥門定位器連接，所述的壓電執行器與所述電路控制單元連接，受控于電路控制單元。
[0023]所述的電路控制單元，包括:
[0024]信號采集電路；
[0025]與所述信號采集電路連接的微處理器(單片機)；
[0026]與所述微處理器連接的脈沖寬度調制(PWM)控制電路；
[0027]所述的脈沖寬度調制控制電路與所述防堵塞電氣轉換單元連接。
[0028]PWM控制電路作為電氣轉換控制電路。
[0029]所述的電路控制單元，還包括:與所述微處理器連接的鍵盤輸入電路。可通過鍵盤輸入電路向微處理器(單片機)輸入控制信號。
[0030]所述的電路控制單元，還包括:與所述微處理器連接的液晶顯示電路。可通過液晶顯示電路顯示微處理器(單片機)內的各個參數。
[0031]所述的電路控制單元，還包括:與所述微處理器(單片機)連接的電源電路。
[0032]所述的電路控制單元，還包括:與所述微處理器連接用于與其他控制終端連接的反饋輸出電路。
[0033]一種智能閥門，包括防堵塞智能閥門定位器以及與所述防堵塞智能閥門定位器配合的閥門執行器。
[0034]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:
[0035]本實用新型中，氣源凈化單元，其將通過的氣體進行過濾凈化，并將雜質部分排放到可拆卸的雜質清理單元；防堵塞電氣轉換單元，其比普通的壓電模塊或噴嘴擋板具備更高的氣體通過性；電路控制單元，其根據采集設定信號直和位置反饋單元的信息，調節防堵塞電氣轉換單元的氣量輸出，達到對閥門定位器中的閥門開度的精密控制。
[0036]本實用新型增加氣源凈化單元，改進使用了防堵塞電氣轉換單元，能有效防治空氣中的顆粒物殘留在定位器內部，達到長時間穩定使用的目的。
【附圖說明】
[0037]圖1為本實用新型智能閥門的基本結構示意圖；
[0038]圖2主要為本實用新型中氣源凈化單元的基本結構示意圖；
[0039]圖3主要為本實用新型中防堵塞電氣轉換單元的基本結構示意圖；
[0040]圖4主要為本實用新型中電路控制單元的基本結構示意圖；
[0041]圖5主要為本實用新型中雜質清理單元的基本結構示意圖。
【具體實施方式】
[0042]如圖1所示，為本實用新型一種智能閥門，包括防堵塞智能閥門定位器(簡稱定位器，即圖1框內部分)以及與防堵塞智能閥門定位器配合的閥門執行器。防堵塞智能閥門定位器，包括:用于與氣源連接的氣源凈化單元I，氣源首先輸入到氣源凈化單元I;與氣源凈化單元I連接用于控制閥門執行器的防堵塞電氣轉換單元2 ;與防堵塞電氣轉換單元2連接，用于向防堵塞電氣轉換單元2發出控制信號的電路控制單元4 ;與電路控制單元4連接，