CN105223976A - 一种压力调节控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种压力调节控制系统，其创新点在于：包括负压容器、负压传感器、伺服压力装置和电磁阀气动阀组，所述负压传感器包括第一负压传感器和第二负压传感器，该第一负压传感器与负压容器电连接，第二负压传感器与伺服压力装置电连接；所述负压容器通过电磁阀气动阀组与伺服压力装置连接。能够通过负压传感器的记录和反应，自动的通过活塞将任意容器腔体内的气体抽排出，形成负压空间；并且能够将腔体内的负压值稳定控制在一定范围内，能满足对负压值有要求的实验环境。
Description
技术领域
本发明涉及压力计量控制技术领域，尤其涉及一种压力调节控制系统。
背景技术
压力是力学计量领域的基础量值之一。而液体高压的测量作为压力测试的重要部分现已广泛应用于航空、航天、船舶、石油勘探等领域，在民用工业如汽车工业等制造工业中也扮演着重要的角色，随着现场校准技术的提出，高压校准测试需求越来越广泛。国防工业的各个高压动力系统以及高压容器的安全监测系统都要用到高压仪表，为了保证这些领域科研生产工作的安全性，需要对这些高压仪表进行定期检测和校准，数据准确与否直接影响着科研和生产，影响武器型号的顺利完成，这就对液体高压的计量提出了更高的要求，除了液体高压校准装置在性能指标方面满足压力计量器具国家计量检定系统表中规定的量值传递所需的准确度指标之外，还要能够快速、自动地完成压力校准工作。
在高压下具有较高的控制准确度，这种压力控制方式目前均是利用活塞的一端对密闭在活塞筒内的油液进行压缩，从而达到压力调节的目的。这种利用活塞单端进行压力调节的方法，导致了在高压范围内进行压力调节时，容腔中的高压油液会对调压活塞产生很大的轴向推力，这个推力会直接作用在传动系统上，大大增加了传动系统的负荷。例如中国专利CN103017976A公开了一种背压平衡式液体高压压力调节装置，其特征在于：包括气动液压泵(24)、控制截止阀(25)、平衡截止阀(26)、高压管路(27)、压力传感器(28)、测试口(29)、滚珠丝杠副(30)、涡轮蜗杆减速机(31)、伺服电机(32)、背压平衡式调节装置(33)；伺服电机(32)、涡轮蜗杆减速机(31)、滚珠丝杠副(30)、背压平衡式调节装置(33)依次连接后，背压平衡式调节装置(33)通过管路与压力传感器(28)连接；气动液压泵与背压平衡式调节装置(33)通过管路连接，中间通过控制截止阀(25)、平衡截止阀(26)调节控制；压力传感器(28)前端和背压平衡式调节装置(33)之间通过高压管路引出测试口(29)，用于连接被测高压设备；该技术方案，解决了变容积压力控制技术在实际高压使用过程中油液高压压力对活塞的轴向推力大的问题，实现高压压力轻松精确调节。但是由于条件需要，可能还需要进行负压值的设定，该技术方案目前还不能实现。
再如中国专利CN201944025U公开了一种压力机械控制装置(10),用于控制压力机械(30),该压力机械(30)具有经由对应滑块(38)的位置减速比进行变化的减速机构部(37)来驱动滑块(38)的伺服电动机(41),压力机械控制装置(10)具有:指令生成部(20),生成伺服电动机的位置指令、速度指令以及转矩指令中的至少一个；振动指令生成部(13),根据对于压力机械控制装置预先设定的参数生成振动指令；滑块位置检测部(12),检测滑块的位置；以及振动指令追加部(21、22、23),在滑块的位置在规定的范围内时对伺服电动机的位置指令、速度指令以及转矩指令中的某一个追加振动指令。由此,即使在滑块位于下死点时使压力机械停止,也能够通过小的转矩再次启动。该技术方案给出了利用压力机械运动，实现压力的控制调节，但是该方案是通过滑块减速比变化来实现控制滑块，进而驱动滑块的伺服电动机，进而保证压力的存在。
但是，总而言之，目前的压力跟踪系统缺乏完善的控制系统，不能灵活设定负压或者正压值，不能满足实验过程中需要变化负压值或者正压值大小这个功能，不能在一个变化的温度环境内控制腔体内压力。因此，需要进行进一步的改进来解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为克服现有技术中存在的不能满足实验过程中需要变化负压值或者正压值大小这个功能，不能在一个变化的温度环境内控制腔体内压力的问题，本发明提供了一种压力调节控制系统。
本发明采用的技术方案为：一种压力调节控制系统，其创新点在于：包括负压容器、负压传感器、伺服压力装置和电磁阀气动阀组，所述负压传感器包括第一负压传感器和第二负压传感器，该第一负压传感器与负压容器电连接，第二负压传感器与伺服压力装置电连接；所述负压容器通过电磁阀气动阀组与伺服压力装置连接。
在此基础上，所述电磁阀气动阀组包括进气阀和出气阀，该进气阀一端与第一负压传感器相连，另一端通过第二负压传感器与出气阀相连。
在此基础上，所述伺服压力装置包括动力装置、压力控制装置和支架；该支架上方固定安装有压力控制装置，所述动力装置与压力控制装置连接，实现压力控制装置的动力输出。
在此基础上，所述动力装置包括伺服电机、减速机和联轴器，所述伺服电机的输出端与减速机的输入端相连接，该减速机通过联轴器与压力控制装置连接。
在此基础上，所述压力控制装置设置一升降机壳体，所述升降机壳体内从上到下依次包括活塞、滚珠丝杆、蜗杆、内设有涡轮的涡轮箱和导向板，所述导向板横向固定于升降机壳体上，该导向板与滚珠丝杆中间底端垂直固定连接；所述涡轮箱中的蜗轮通过键活动连接滚珠丝杠，该滚珠丝杠的顶部与活塞连接；所述蜗杆与涡轮通过齿轮连接，蜗杆实现带动涡轮旋转。
在此基础上，所述伺服电机输出端通过减速机和联轴器后与蜗杆连接。
在此基础上，所述活塞上设置有耐磨导向环和密封组件，所述耐磨导向环紧固于活塞上，所述密封组件嵌合于活塞顶部。
在此基础上，所述密封组件为组合密封装置，从左到右依次为三角密封垫、密封O型圈、尼龙挡圈、唇形密封垫和唇形挡圈，所述唇形挡圈与唇形密封垫配合固定，尼龙挡圈与唇形密封垫配合固定；所述尼龙挡圈、唇形密封垫和唇形挡圈依次固定后通过密封O型圈与三角密封垫固定连接。
在此基础上，所述密封组件设置有1～3个。
在此基础上，所述联轴器两端还设置有安装孔，所述安装孔上设置有直线轴承，实现上下直线运动的导向。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的压力调节控制系统，能够通过负压传感器的记录和反应，自动的通过活塞将任意容器腔体内的气体抽排出，形成负压空间；并且能够将腔体内的负压值稳定控制在一定范围内，能满足对负压值有要求的实验环境。
(2)本发明的压力调节控制系统，包括负压容器、负压传感器、伺服压力装置和电磁阀气动阀组，通过伺服电机带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮通过键连接滚珠丝杠上下运动，滚珠丝杠与活塞连接，滚珠丝杠上下移动的同时带动活塞在腔体内上下移动，既能跟踪负压压力大小也能跟踪控制正压压力大小；实时监控跟踪腔体内的负压，无需看守，符合实验设备的操作需求。
(3)本发明的压力调节控制系统，具备完善的控制系统，能灵活设定负压或者正压值，满足实验过程中需要变化负压值或者正压值大小这个功能，且能在一个变化的温度环境内控制腔体内压力，将一个腔体内的气体抽出形成负压，并能实时监控设定需要的负压值。
(4)本发明的压力调节控制系统，活塞上设置有耐磨导向环和密封组件，耐磨导向环紧固于活塞上，工作时相互压紧，作为一个整体的密封组。密封组件嵌合于活塞顶部，密封组件为组合密封装置，从左到右依次为三角密封垫、密封O型圈、尼龙挡圈、唇形密封垫和唇形挡圈，唇形挡圈与唇形密封垫配合固定，尼龙挡圈与唇形密封垫配合固定；尼龙挡圈、唇形密封垫和唇形挡圈依次固定后通过密封O型圈与三角密封垫固定连接，密封紧凑，有利于负压的快速形成。
附图说明
图1是本发明压力调节控制系统整体示意图；
图2是本发明压力调节控制系统整体俯视图；
图3是本发明压力调节控制系统中密封组件示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、2所示的为本发明一种压力调节控制系统的具体实施方式，包括负压容器3、负压传感器、伺服压力装置和电磁阀气动阀组，负压传感器包括第一负压传感器1和第二负压传感器2，该第一负压传感器1与负压容器3电连接，第二负压传感器2与伺服压力装置电连接；负压容器通过电磁阀气动阀组与伺服压力装置连接。本实施例能够通过负压传感器的记录和反应，自动的通过活塞将任意容器腔体内的气体抽排出，形成负压空间；并且能够将腔体内的负压值稳定控制在一定范围内，能满足对负压值有要求的实验环境。
如图1所示：电磁阀气动阀组包括进气阀4和出气阀5，该进气阀4一端与第一负压传感器1相连，另一端通过第二负压传感器2后与出气阀5相连；伺服压力装置包括动力装置、压力控制装置和支架10；该支架10上方固定安装有压力控制装置，动力装置与压力控制装置连接，实现压力控制装置的动力输出。
如图1所示：动力装置包括伺服电机12、减速机11和联轴器13，伺服电机12的输出端与减速机11的输入端相连接，该减速机11通过联轴器13与压力控制装置连接。
如图1、2所示：压力控制装置设置一升降机壳体100，升降机壳体100内从上到下依次包括活塞6、滚珠丝杆7、蜗杆14、内设有涡轮15的涡轮箱8和导向板9，导向板9横向固定于升降机壳体100上，该导向板9与滚珠丝杆7中间底端垂直固定连接；涡轮箱8中的蜗轮15通过键活动连接滚珠丝杠7，该滚珠丝杠7的顶部与活塞6连接；蜗杆14与涡轮15通过齿轮连接，蜗杆14实现带动涡轮15旋转，伺服电机12输出端通过减速机11和联轴器13后与蜗杆14连接。本发明通过伺服电机带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮通过键连接滚珠丝杠上下运动，滚珠丝杠与活塞连接，滚珠丝杠上下移动的同时带动活塞在腔体内上下移动。
作为本实施例的优选，本实施例的活塞6上设置有耐磨导向环和密封组件，耐磨导向环紧固于活塞6上，密封组件嵌合于活塞6顶部。
如图3所示：密封组件为组合密封装置，从左到右依次为三角密封垫101、密封O型圈102、尼龙挡圈103、唇形密封垫104和唇形挡圈105，唇形挡圈105与唇形密封垫104配合固定，尼龙挡圈103与唇形密封垫104配合固定；尼龙挡圈103、唇形密封垫104和唇形挡圈105依次固定后通过密封O型圈102与三角密封垫101固定连接。工作时，密封组件相互压紧，作为一个整体的密封组，密封紧凑，有利于负压的快速形成。
作为本实施例的进一步优选，密封组件设置有1～3个。
作为本实施例的进一步优选，联轴器13两端还设置有安装孔，安装孔上设置有直线轴承，实现上下直线运动的导向。
本实施例的装置工作时，由伺服电机提供动力源，伺服电机连接减速机后连接升降机壳体壳体，伺服电机运转带动减速机运转，经减速机一级或多级减速后，驱动升降机壳体壳体将伺服电机转矩放大并将减速机旋转的运动转换为升降机壳体中滚珠丝杆的上下直线的运动，升降机壳体的滚珠丝杆通过联轴器推动活塞，活塞上下移动，升降机壳体输出端串接负压传感器，通过负压传感器检测输出压力并反馈给计算机构成闭合压力控制环。
当在减小负压容器内负压时，首先打开进气阀(由第一负压传感器的数值大小自动判断)，关闭出气阀，通过控制伺服电机正转带动活塞向下移动，增加活塞上方空间大小，从而使得负压容器内的负压减小。
在增加负压容器内负压时，首先打开进气阀(由第一负压传感器的数值大小自动判断)，关闭出气阀，通过控制伺服电机反转带动活塞向上移动，增加活塞上方空间大小，从而使得负压容器内的负压增加。
通过伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种压力调节控制系统，其特征在于：包括负压容器(3)、负压传感器、伺服压力装置和电磁阀气动阀组，所述负压传感器包括第一负压传感器(1)和第二负压传感器(2)，该第一负压传感器(1)与负压容器(3)电连接，第二负压传感器(2)与伺服压力装置电连接；所述负压容器通过电磁阀气动阀组与伺服压力装置连接。
2.根据权利要求1所述的压力调节控制系统，其特征在于：所述电磁阀气动阀组包括进气阀(4)和出气阀(5)，该进气阀(4)一端与第一负压传感器(1)相连，另一端通过第二负压传感器(2)与出气阀(5)相连。
3.根据权利要求1所述的压力调节控制系统，其特征在于：所述伺服压力装置包括动力装置、压力控制装置和支架(10)；该支架(10)上方固定安装有压力控制装置，所述动力装置与压力控制装置连接，实现压力控制装置的动力输出。
4.根据权利要求3所述的压力调节控制系统，其特征在于：所述动力装置包括伺服电机(12)、减速机(11)和联轴器(13)，所述伺服电机(12)的输出端与减速机(11)的输入端相连接，该减速机(11)通过联轴器(13)与压力控制装置连接。
5.根据权利要求3所述的压力调节控制系统，其特征在于：所述压力控制装置设置一升降机壳体(100)，所述升降机壳体(100)内从上到下依次包括活塞(6)、滚珠丝杆(7)、蜗杆(8)、内设有涡轮(15)的涡轮箱(8)和导向板(9)，所述导向板(9)横向固定于升降机壳体(100)上，该导向板(9)与滚珠丝杆(7)中间底端垂直固定连接；所述涡轮箱(8)中的蜗轮(15)通过键活动连接滚珠丝杠(7)，该滚珠丝杠(7)的顶部与活塞(6)连接；所述蜗杆(8)与涡轮(15)通过齿轮连接，蜗杆(8)实现带动涡轮(15)旋转。
6.根据权利要求3所述的压力调节控制系统，其特征在于：所述伺服电机(12)输出端通过减速机(11)和联轴器(13)后与蜗杆(8)连接。
7.根据权利要求5所述的压力调节控制系统，其特征在于：所述活塞(6)上设置有耐磨导向环和密封组件，所述耐磨导向环紧固于活塞(6)上，所述密封组件嵌合于活塞(6)顶部。
8.根据权利要求7所述的压力调节控制系统，其特征在于：所述密封组件为组合密封装置，从左到右依次为三角密封垫(101)、密封O型圈(102)、尼龙挡圈(103)、唇形密封垫(104)和唇形挡圈(105)，所述唇形挡圈(105)与唇形密封垫(104)配合固定，尼龙挡圈(105)与唇形密封垫(104)配合固定；所述尼龙挡圈(105)、唇形密封垫(104)和唇形挡圈(105)依次固定后通过密封O型圈(102)与三角密封垫(101)固定连接。
9.根据权利要求7或8所述的压力调节控制系统，其特征在于：所述密封组件设置有1～3个。
10.根据权利要求1所述的压力调节控制系统，其特征在于：所述联轴器(13)两端还设置有安装孔，所述安装孔上设置有直线轴承，实现上下直线运动的导向。
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