一种多点预置输入电气比例阀论文和设计-黄慈克

全文摘要

本实用新型公开了一种多点预置输入电气比例阀，包括外壳组件、电路板组件、按钮、显示屏、电磁阀、汇流板、橡胶夹布膜片、活塞杆、活塞、4针接口胶芯、5针接口胶芯和连接线头，按钮与电路板组件相连接，显示屏与电路板组件相连接，电磁阀与电路板组件相连接，汇流板与电路板组件相连接，活塞杆的一端与橡胶夹布膜片相连接，活塞的另一端与活塞杆相连接，连接线头分别套设在相应的4针接口胶芯和5针接口胶芯上。本实用新型结构简单，大大提高了控制及数显精度，且功耗低、使用寿命长、体积小巧、温度系数稳定，使用人员能够准确掌握和控制16点的输出气压大小，并了解相应的数显值，保证了信号的稳定传输。

主设计要求

1.一种多点预置输入电气比例阀，其特征在于：包括外壳组件(1)、电路板组件(2)、按钮(3)、显示屏(4)、电磁阀(5)、汇流板(6)、橡胶夹布膜片(7)、活塞杆(8)、活塞(9)、4针接口胶芯(10)、5针接口胶芯(11)和连接线头(12)，所述外壳组件(1)的后端设有输入口，前端设有输出口，所述电路板组件(2)、电磁阀(5)、汇流板(6)、橡胶夹布膜片(7)、活塞杆(8)和活塞(9)均装设在外壳组件(1)的内部，所述按钮(3)装设在外壳组件(1)上，并与电路板组件(2)相连接，所述电路板组件(2)采用单片机控制，所述显示屏(4)装设在外壳组件(1)上，并与电路板组件(2)相连接，所述电磁阀(5)与电路板组件(2)相连接，所述汇流板(6)与电路板组件(2)相连接，所述活塞杆(8)的一端与橡胶夹布膜片(7)相连接，所述活塞(9)的另一端与活塞杆(8)相连接形成对外壳组件(1)的输出口的封闭与开启结构，所述4针接口胶芯(10)和5针接口胶芯(11)分别装设在外壳组件(1)的顶端，所述连接线头(12)分别套设在相应的4针接口胶芯(10)和5针接口胶芯(11)上。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种多点预置输入电气比例阀，其特征在于：所述外壳组件(1)包括顶壳(13)、前壳(14)、后壳(15)、底座(16)和后盖(17)，所述顶壳(13)、前壳(14)、后壳(15)、底座(16)和后盖(17)依次连接，所述汇流板(6)装设在顶壳(13)和前壳(14)之间，所述汇流板(6)与前壳(14)之间设置有汇流板密封板(18)，所述电路板组件(2)和电磁阀(5)装设在顶壳(13)和汇流板(6)之间，所述橡胶夹布膜片(7)装设在前壳(14)和后壳(15)之间，所述活塞(9)和活塞杆(8)装设在后壳(15)、底座(16)和后盖(17)之间，所述按钮(3)装设在顶壳(13)上，所述显示屏(4)装设在顶壳(13)上。

3.根据权利要求1所述的一种多点预置输入电气比例阀，其特征在于：还包括膜片前保护片(19)和膜片后保护片(20)，所述膜片前保护片(19)和膜片后保护片(20)分别装设在橡胶夹布膜片(7)的前后两侧上对橡胶夹布膜片(7)形成保护结构。

4.根据权利要求2所述的一种多点预置输入电气比例阀，其特征在于：所述活塞(9)包括前活塞(21)和后活塞(22)，所述后活塞(22)固定装设在活塞杆(8)的中端，所述前活塞(21)固定装设在活塞杆(8)的前端，所述后活塞(22)装设在后壳(15)和底座(16)之间形成封闭或开启控制结构，所述前活塞(21)固定装设在底座(16)和后盖(17)之间形成封闭或开启控制结构。

5.根据权利要求4所述的一种多点预置输入电气比例阀，其特征在于：还包括后活塞支撑弹簧(23)和前活塞支撑弹簧(24)，所述后活塞(22)与后壳(15)之间设置有后活塞支撑弹簧(23)将后活塞(22)顶紧，所述前活塞(21)与后盖(17)之间设置有前活塞支撑弹簧(24)将前活塞顶紧。

6.根据权利要求2所述的一种多点预置输入电气比例阀，其特征在于：还包括按钮盖板(25)，所述按钮(3)通过按钮盖板(25)装设在顶壳(13)上。

7.根据权利要求4所述的一种多点预置输入电气比例阀，其特征在于：还包括第一O型密封圈(26)和第二O型密封圈(27)，所述后活塞(22)与后壳(15)之间设置有第一O型密封圈(26)，所述前活塞(21)与后盖(17)之间设置有第二O型密封圈(27)。

8.根据权利要求1所述的一种多点预置输入电气比例阀，其特征在于：所述电路板组件(2)包括信号输入模块、控制单元模块、信号反馈采集模块和电磁阀驱动模块，所述信号输入模块、信号反馈采集模块和电磁阀驱动模块分别与控制单元模块相连接，所述电磁阀(5)与电磁阀驱动模块相连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型及比例阀技术领域，更具体地说，是涉及一种多点预置输入电气比例阀。

背景技术

在工业气动设备上常常用到比例阀调节输出气压，方便控制气缸的行程。如，与气缸配套使用、与气动三联件配套使用、与压力容器配套使用等，比例阀广泛应用于各种气动系统的压力调节系统等工业气动设备上。然而在比例阀应用行业中，部分行业不需要连续控制压力，现有的比例阀大都需要模拟量控制，控点较少，一般预置4点，成本高，控制复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种有效提高控制及数显精度，且功耗低、使用寿命长、体积小巧、温度系数稳定，使用人员能够准确掌握和控制16点的输出气压大小，并了解相应的数显值，保证了信号的稳定传输的多点预置输入电气比例阀。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种多点预置输入电气比例阀，包括外壳组件、电路板组件、按钮、显示屏、电磁阀、汇流板、橡胶夹布膜片、活塞杆、活塞、4针接口胶芯、5针接口胶芯和连接线头，所述外壳组件的后端设有输入口，前端设有输出口，所述电路板组件、电磁阀、汇流板、橡胶夹布膜片、活塞杆和活塞均装设在外壳组件的内部，所述按钮装设在外壳组件上，并与电路板组件相连接，所述电路板组件采用单片机控制，所述显示屏装设在外壳组件上，并与电路板组件相连接，所述电磁阀与电路板组件相连接，所述汇流板与电路板组件相连接，所述活塞杆的一端与橡胶夹布膜片相连接，所述活塞的另一端与活塞杆相连接形成对外壳组件的输出口的封闭与开启结构，所述4针接口胶芯和5针接口胶芯分别装设在外壳组件的顶端，所述连接线头分别套设在相应的4针接口胶芯和5针接口胶芯上。

作为优选的，所述外壳组件包括顶壳、前壳、后壳、底座和后盖，所述顶壳、前壳、后壳、底座和后盖依次连接，所述汇流板装设在顶壳和前壳之间，所述汇流板与前壳之间设置有汇流板密封板，所述电路板组件和电磁阀装设在顶壳和汇流板之间，所述橡胶夹布膜片装设在前壳和后壳之间，所述活塞和活塞杆装设在后壳、底座和后盖之间，所述按钮装设在顶壳上，所述显示屏装设在顶壳上。

作为优选的，还包括膜片前保护片和膜片后保护片，所述膜片前保护片和膜片后保护片分别装设在橡胶夹布膜片的前后两侧上对橡胶夹布膜片形成保护结构。

作为优选的，所述活塞包括前活塞和后活塞，所述后活塞固定装设在活塞杆的中端，所述前活塞固定装设在活塞杆的前端，所述后活塞装设在后壳和底座之间形成封闭或开启控制结构，所述前活塞固定装设在底座和后盖之间形成封闭或开启控制结构。

作为优选的，还包括后活塞支撑弹簧和前活塞支撑弹簧，所述后活塞与后壳之间设置有后活塞支撑弹簧将后活塞顶紧，所述前活塞与后盖之间设置有前活塞支撑弹簧将前活塞顶紧。

作为优选的，还包括按钮盖板，所述按钮通过按钮盖板装设在顶壳上。

作为优选的，还包括第一O型密封圈和第二O型密封圈，所述后活塞与后壳之间设置有第一O型密封圈，所述前活塞与后盖之间设置有第二O型密封圈。

作为优选的，所述电路板组件包括信号输入模块、控制单元模块、信号反馈采集模块和电磁阀驱动模块，所述信号输入模块、信号反馈采集模块和电磁阀驱动模块分别与控制单元模块相连接，所述电磁阀与电磁阀驱动模块相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型结构简单，包括外壳组件、电路板组件、按钮、显示屏、电磁阀、汇流板、橡胶夹布膜片、活塞杆、活塞、4针接口胶芯、5针接口胶芯和连接线头，外壳组件的后端设有输入口，前端设有输出口，电路板组件、电磁阀、汇流板、橡胶夹布膜片、活塞杆和活塞均装设在外壳组件的内部，按钮装设在外壳组件上，并与电路板组件相连接，电路板组件采用单片机控制，显示屏装设在外壳组件上，并与电路板组件相连接，电磁阀与电路板组件相连接，汇流板与电路板组件相连接，活塞杆的一端与橡胶夹布膜片相连接，活塞的另一端与活塞杆相连接形成对外壳组件的输出口的封闭与开启结构，4针接口胶芯和5针接口胶芯分别装设在外壳组件的顶端，连接线头分别套设在相应的4针接口胶芯和5针接口胶芯上，采用PID控制算法，使比例阀能够达到1kPa级的控制精确度，大大提高了控制及数显精度，且功耗低、使用寿命长、体积小巧、温度系数稳定，设置有两个连线接口和16个控点，由用户预先设定多点气压值，按照一定开关量或开关状态精确输出气压值，使用人员能够准确掌握和控制16点的输出气压大小，并了解相应的数显值，保证了信号的稳定传输。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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。

图1是本实用新型提供的一种多点预置输入电气比例阀的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种多点预置输入电气比例阀的剖面视图；

图3是本实用新型提供的一种多点预置输入电气比例阀的分解结构示意图；

图4是本实用新型提供的一种多点预置输入电气比例阀的动作原理图；

图5是本实用新型提供的一种多点预置输入电气比例阀的信号采集电路的电路原理图；

图6是本实用新型提供的一种多点预置输入电气比例阀的电磁阀驱动的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

请参考图1、图2和图3，本实用新型的实施例提供了一种多点预置输入电气比例阀，包括外壳组件1、电路板组件2、按钮3、显示屏4、电磁阀5、汇流板6、橡胶夹布膜片7、活塞杆8、活塞9、4针接口胶芯10、5针接口胶芯11和连接线头12，外壳组件1的后端设有输入口，前端设有输出口，电路板组件2、电磁阀5、汇流板6、橡胶夹布膜片7、活塞杆8和活塞9均装设在外壳组件1的内部，按钮3装设在外壳组件1上，并与电路板组件2相连接，电路板组件2采用单片机控制，显示屏4装设在外壳组件1上，并与电路板组件2相连接，电磁阀5与电路板组件2相连接，汇流板6与电路板组件2相连接，活塞杆8的一端与橡胶夹布膜片7相连接，活塞9的另一端与活塞杆8相连接形成对外壳组件1的输出口的封闭与开启结构，4针接口胶芯10和5针接口胶芯11分别装设在外壳组件1的顶端，连接线头12分别套设在相应的4针接口胶芯10和5针接口胶芯11上，下面结合附图对本实施例进行详细说明。

如图2和图3所示，包括外壳组件1、电路板组件2、按钮3、显示屏4、电磁阀5、汇流板6、橡胶夹布膜片7、活塞杆8、活塞9、4针接口胶芯10、5针接口胶芯11和连接线头12，外壳组件1的后端设有输入口，前端设有输出口，电路板组件2、电磁阀5、汇流板6、橡胶夹布膜片7、活塞杆8和活塞9均装设在外壳组件1的内部，按钮3装设在外壳组件1上，并与电路板组件2相连接，电路板组件2采用单片机控制，显示屏4装设在外壳组件1上，并与电路板组件2相连接，电磁阀5与电路板组件2相连接，汇流板6与电路板组件2相连接，活塞杆8的一端与橡胶夹布膜片7相连接，活塞9的另一端与活塞杆8相连接形成对外壳组件1的输出口的封闭与开启结构，4针接口胶芯10和5针接口胶芯11分别装设在外壳组件1的顶端，连接线头12分别套设在相应的4针接口胶芯10和5针接口胶芯11上，采用PID控制算法，使比例阀能够达到1kPa级的控制精确度，大大提高了控制及数显精度，且功耗低、使用寿命长、体积小巧、温度系数稳定，设置有两个连线接口和16个控点，由用户预先设定多点气压值，按照一定开关量或开关状态精确输出气压值，使用人员能够准确掌握和控制16点的输出气压大小，并了解相应的数显值，保证了信号的稳定传输。

具体而言，外壳组件1包括顶壳13、前壳14、后壳15、底座16和后盖17，顶壳13、前壳14、后壳15、底座16和后盖17依次连接，汇流板6装设在顶壳13和前壳14之间，汇流板6与前壳14之间设置有汇流板密封板18，电路板组件2和电磁阀5装设在顶壳13和汇流板6之间，橡胶夹布膜片7装设在前壳14和后壳15之间，活塞9和活塞杆8装设在后壳15、底座16和后盖17之间，按钮3装设在顶壳13上，显示屏4装设在顶壳13上。

其中，还包括膜片前保护片19和膜片后保护片20，膜片前保护片19和膜片后保护片20分别装设在橡胶夹布膜片7的前后两侧上对橡胶夹布膜片7形成保护结构。

其中，活塞9包括前活塞21和后活塞22，后活塞22固定装设在活塞杆8的中端，前活塞21固定装设在活塞杆8的前端，后活塞22装设在后壳15和底座16之间形成封闭或开启控制结构，前活塞21固定装设在底座16和后盖17之间形成封闭或开启控制结构。

较佳的，还包括后活塞支撑弹簧23和前活塞支撑弹簧24，后活塞22与后壳15之间设置有后活塞支撑弹簧23将后活塞22顶紧，前活塞21与后盖17之间设置有前活塞支撑弹簧24将前活塞顶紧。

较佳的，还包括按钮盖板25，按钮3通过按钮盖板25装设在顶壳13上。

其中，还包括第一O型密封圈26和第二O型密封圈27，后活塞22与后壳15之间设置有第一O型密封圈26，前活塞21与后盖17之间设置有第二O型密封圈27。

其中，如图4、图5和图6所示，电路板组件2包括信号输入模块、控制单元模块、信号反馈采集模块和电磁阀驱动模块，信号输入模块、信号反馈采集模块和电磁阀驱动模块分别与控制单元模块相连接，电磁阀5与电磁阀驱动模块相连接。

其中，电路板组件7具备以下功能设计：

防反接功能：通过电路硬件设计，在电路中连接二极管D1，使电路带有电源防止反接及输出信号反接功能，当电源反接后，二极管D1保护整个电路器件，当电路输出短路或过载时，由采样电阻上的信号变化得到是否短路或过载的信号，单片机输出保护信号，断开输出信号。

过压保护功能：通过检测输入电压的最大值，当电压下降到设定值以下时，自动连接电源工作，实现超压自动断开电源，保护后续电路。

模拟输出功能：通过输出的压力值得到反馈信号，单片机采集反馈信号输出对应的模拟电压或电流信号，给到控制端上位机，反馈是否已经完成控制要求。

LDO供电设计：采用LDO线性稳压器，采用两级稳压，第一级给运放、电磁阀、开关输出供电，第二级给单片机、采样转换芯片和显示器输出供电，使整体供电稳定性好，输出纹波小。

如图5所示为信号采集电路的电路原理图，传感器U5的引脚3连接电源正极，引脚1、6连接电源负极，受压力的大小变化输出可变的电压信号，经过运算放大器进行放大，输出1至3V的模拟电压。

如图6所示为电磁阀驱动的电路原理图，通过利用电磁阀2打开和关闭的长短实现控制气路流量的大小。工作时，控制单元模块输出脉冲宽度可调的方波经过三极管Q2控制电容C2的充放电时间长短，与电阻R21上的电压经运算放大器U3-A运放作比较，输出控制信号经电阻R28控制三极管Q10的导通或截止，以此控制导通或截止时间的长短，实现控制电磁阀2的打开和关闭时间长短，达到控制气路流量大小的目的。

工作时，将预设的压力值设定在设备中保存，当开关控制信号指令发出后，控制回路根据开关指令输入信号的状态进行预设定值的选取，然后信号反馈电路模块采集当前压力信号给控制回路，控制回路根据用户输入的设定值和当前压力信号进行对比，输出控制信号驱动供气电磁阀或排气电磁阀进行补偿或排出，调节先导室的气压大小，推动橡胶夹布膜片7带动活塞杆8顶开供气阀门和排气阀门的间隙大小，从而控制输出的压力值，压力值的控制范围在0.0005至0.9之间。

综上所述，本实用新型结构简单，包括外壳组件1、电路板组件2、按钮3、显示屏4、电磁阀5、汇流板6、橡胶夹布膜片7、活塞杆8、活塞9、4针接口胶芯10、5针接口胶芯11和连接线头12，外壳组件1的后端设有输入口，前端设有输出口，电路板组件2、电磁阀5、汇流板6、橡胶夹布膜片7、活塞杆8和活塞9均装设在外壳组件1的内部，按钮3装设在外壳组件1上，并与电路板组件2相连接，电路板组件2采用单片机控制，显示屏4装设在外壳组件1上，并与电路板组2件相连接，电磁阀5与电路板组件2相连接，汇流板6与电路板组件2相连接，活塞杆8的一端与橡胶夹布膜片7相连接，活塞9的另一端与活塞杆8相连接形成对外壳组件1的输出口的封闭与开启结构，4针接口胶芯10和5针接口胶芯11分别装设在外壳组件1的顶端，连接线头12分别套设在相应的4针接口胶芯10和5针接口胶芯11上，采用PID控制算法，使比例阀能够达到1kPa级的控制精确度，大大提高了控制及数显精度，且功耗低、使用寿命长、体积小巧、温度系数稳定，设置有两个连线接口和16个控点，由用户预先设定多点气压值，按照一定开关量或开关状态精确输出气压值，使用人员能够准确掌握和控制16点的输出气压大小，并了解相应的数显值，保证了信号的稳定传输。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本放的保护范围之内。

设计图

一种多点预置输入电气比例阀论文和设计

一种多点预置输入电气比例阀论文和设计-黄慈克

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢