能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統及控制方法，包括二位五通電磁換向閥、氣缸、控制器、行程開關組和降速緩沖閥組，行程開關組包括第一行程開關、第二行程開關和第三行程開關，降速緩沖閥組包括第一節流型直通閥和常開型的二位三通電磁換向閥。本實用新型能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統及控制方法通過行程開關組和降速緩沖閥組夠實現氣缸前面一段行程運動速度很快，而后面一段行程運動速度較慢，這樣就可以保證插板閥不是以某一固定的速度運動，從而有效降低閥門關閥時的沖擊振動和噪音。
【專利說明】能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣動真空插板閥的控制系統，尤其涉及一種能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統。
【背景技術】
[0002]目前，在真空系統中，常常通過插板閥來調節氣流量、切斷或者接通氣路，以改變氣流的流經方向，由于插板閥具有流導大、密封可靠和操作簡單的特點，在真空系統中廣泛使用。插板閥工作的基本原理是采用手動、電動或氣動等驅動機構推動閥芯組件沿軸向運動到閥門關閉位置，閥芯組件上的密封板和支撐板在壓緊機構的作用下分別壓向殼體法蘭的密封面，從而實現閥門的可靠密封，閥門關閉；當整個閥芯組件在驅動機構作用下從閥門關閉位置向后運動到閥門打開位置時，閥門打開。
[0003]插板閥主要由驅動機構、殼體以及閥芯組件組成，其中閥芯組件主要包括密封板、支撐板、保持架、鋼球以及彈簧片，驅動機構主要是氣缸，現有技術中的各類超高真空插板閥或應用于高真空中的大型插板閥，在閥門關閉時，整個閥芯組件在驅動機構的推力作用下以某一固定速度向前運動，當密封板上的限位片接觸閥門殼體上的限位塊時，密封板和支撐板實現軸向限位，停止運動。為了保證插板閥能夠在幾秒鐘之內關閉，整個閥芯組件在運動時速度很快，因此，在限位片與限位塊硬接觸的瞬間閥門會發出很大的金屬撞擊聲音及沖擊振動。而后鋼球在保持架的帶動下從密封板和支撐板上的凹槽內運動到密封板和支撐板兩平面之間的過程中，密封板和支撐板分別壓向殼體法蘭的密封面，當鋼球位于密封板和支撐板的平面上時，位于密封板上密封圈的密封力達到最大，閥門完全關閉密封。插板閥的整個關閥過程時間會很短，會產生很大的沖擊振動，尤其整個閥芯組件運動速度很快或殼體兩法蘭密封面之間由于加工誤差而造成不平行時，閥門關閥瞬間產生的噪音和沖擊振動會特明顯，長期使用沖擊振動很大的插板閥會對整個真空系統尤其是對超高真空系統中的真空元件產生損壞或造成較大的試驗數據測量誤差。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統。
[0005]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:
[0006]一種能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統，包括二位五通電磁換向閥、氣缸和控制器，所述二位五通電磁換向閥的A 口與所述氣缸的第一接口連接，所述二位五通電磁換向閥的B 口與所述氣缸的第二接口連接，所述二位五通電磁換向閥的P 口接外接氣源，所述二位五通電磁換向閥的R、S 口為排氣口，所述控制系統還包括行程開關組和降速緩沖閥組，所述行程開關組設置在所述氣缸上，所述降速緩沖閥組設置在所述二位五通電磁換向閥的B 口與所述氣缸的第二接口連接的氣路上，所述行程開關組包括第一行程開關、第二行程開關和第三行程開關，所述氣缸內的活塞上設置有用于供所述行程開關組感應的磁石，所述第一行程開關和所述第三行程開關分別設置在所述氣缸的兩端，所述第二行程開關設置在所述第一行程開關與所述第三行程開關之間，所述降速緩沖閥組包括第一節流型直通閥和常開型的二位三通電磁換向閥，所述二位三通電磁換向閥的A 口與所述氣缸的第二接口連接，所述二位三通電磁換向閥的R 口與所述第一節流型直通閥的節流接口連接，所述二位三通電磁換向閥的P 口和所述第一節流型直通閥的直通接口均與所述二位五通電磁換向閥的B 口連接，所述第一行程開關、所述第二行程開關、所述第三行程開關的信號輸出端均與所述控制器的信號輸入端連接，所述二位三通電磁換向閥和所述二位五通電磁換向閥的控制信號輸入端均與所述控制器的控制信號輸出端連接。
[0007]進一步，所述控制系統還包括第二節流型直通閥，所述第二節流型直通閥的直通接口與所述氣缸的第一接口連接，所述第二節流型直通閥的節流接口與所述二位五通電磁換向閥的A 口連接。
[0008]優選地，所述第二行程開關距離第三行程開關的距離小于其距離第一行程開關的距離。
[0009]具體地，所述第一行程開關、所述第二行程開關和所述第三行程開關上均設置有位置指示燈。
[0010]本實用新型的有益效果在于:
[0011]本實用新型能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統通過行程開關組和降速緩沖閥組夠實現氣缸前面一段行程運動速度很快，而后面一段行程運動速度較慢，這樣就可以保證插板閥不是以某一固定的速度運動，從而有效降低閥門關閥時的沖擊振動和噪曰?
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型所述能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統的控制原理；
[0013]圖2是本實用新型所述氣缸的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0015]如圖1和圖2所示，本實用新型能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統，包括二位五通電磁換向閥2、氣缸1、控制器3、行程開關組、降速緩沖閥組和第二節流型直通閥4，二位五通電磁換向閥2的A 口與氣缸I的第一接口連接，二位五通電磁換向閥2的B口與氣缸I的第二接口連接，二位五通電磁換向閥2的P 口接外接氣源，二位五通電磁換向閥2的R、S 口為排氣口，行程開關組設置在氣缸I上，降速緩沖閥組設置在二位五通電磁換向閥2的B 口與氣缸I的第二接口連接的氣路上，行程開關組包括第一行程開關7、第二行程開關8和第三行程開關9，氣缸I內的活塞10上設置有用于供行程開關組感應的磁石，第一行程開關7和第三行程開關9分別設置在氣缸I的兩端，第二行程開關設置在第一行程開關7與第三行程開關9之間，降速緩沖閥組包括第一節流型直通閥6和二位三通電磁換向閥5，二位三通電磁換向閥5的A 口與氣缸I的第二接口連接，二位三通電磁換向閥5的R 口與第一節流型直通閥6的節流接口連接，二位三通電磁換向閥5的P 口和第一節流型直通閥6的直通接口均與二位五通電磁換向閥2的B 口連接，第一行程開關7、第二行程開關8、第三行程開關9的信號輸出端均與控制器3的信號輸入端連接，二位三通電磁換向閥5和二位五通電磁換向閥2的控制信號輸入端均與控制器3的控制信號輸出端連接，第二節流型直通閥4的直通接口與氣缸I的第一接口連接，第二節流型直通閥4的節流接口與二位五通電磁換向閥2的A 口連接，第二行程開關8距離第三行程開關9的距離小于其距離第一行程開關7的距離，第一行程開關7、第二行程開關8和第三行程開關9上均設置有位置指示燈。
[0016]本實用新型能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統的工作原理如下:
[0017]為了方便描述，將二位五通電磁換向閥2的A 口與氣缸I的第一接口之間的氣路設為氣路1，將氣缸I的第二接口與二位三通電磁換向閥5的A 口之間的氣路設為氣路2，將二位三通電磁換向閥5的P 口與二位五通電磁換向閥2的B 口之間的氣路設為氣路3，將二位五通電磁換向閥2的B 口與二位三通電磁換向閥5的R 口之間的氣路設為氣路4 ;將第一行程開關7和其安裝的位置設為行程開關C和位置C，將第二行程開關8和其安裝的位置設為行程開關D和位置D，將第三行程開關9和其安裝的位置設為行程開關E和位置E。
[0018]控制系統通過控制充入或者流出氣缸I中氣流流量的大小從而達到控制氣缸I運動速度快慢的目的，其中采用的節流型直通閥具有方向性，即氣流在一個單方向具有節流功能，而氣流反方向通過時將完全導通，不具有節流功能，同時節流型直通閥還可以手動調節通過氣流量的大小。用于氣路轉換的二位三通電磁換向閥選用常開型，即電磁換向閥未通電時A 口、P 口接通。用于位置指示的三個行程開關C、D、E分別安裝在插板閥的驅動機構一氣缸I上，其中行程開關C、E分別用于指示插板閥開閥到位和關閥到位，而行程開關D用于調節氣缸I慢速運動的距離在氣缸I整個運動行程中所占的比例，在實際應用過程中行程開關D的位置可以根據實際需要進行調節。氣缸活塞10上裝有可以感應行程開關的磁石，當裝有磁石的氣缸活塞10通過行程開關所在位置時，行程開關上的位置指示燈點亮，同時將到位信號傳到控制器3中。氣缸活塞10從位置C向位置E運動時，插板閥將會逐步關閉，當行程開關E上的位置指示燈點亮時，插板閥完全關閉，并輸入一個關閥到位信號到控制器3。氣缸活塞10從位置E向位置C運動時，插板閥將會逐步打開，當行程開關C上的位置指示燈點亮時，閥門完全打開，同時輸入一個開閥到位信號到控制器3中。
[0019]控制系統中，氣路I中裝有第二節流型直通閥4，用于控制充入氣缸I中氣流流量的大小，防止充入的氣流流量過大，氣缸活塞10在進行快速、慢速轉換時產生較大的氣流沖擊抖動，而當氣流反方向流過時，第二節流型直通閥4不具有節流功能。氣路4中裝有同類型的第一節流型直通閥6，當氣缸活塞10從位置D運動到位置E時，可用于控制氣缸I下部有桿腔內的氣體排出速度的大小，從而達到控制氣缸活塞10慢速運動的目的，對應于插板閥將會緩慢關閉。我們將插板閥從關閥位置E運動到開閥位置C，然后再反向運動到關閥位置E時，定義為閥門的一個開閉周期。
[0020]插板閥打開時，外部氣源中的氣體經二位五通電磁換向閥2、氣路4(此時節流型直通閥完全導通，不具有節流功能)、二位三通電磁換向閥5、氣路2充入插板閥氣缸I內的下部空間中，推動氣缸活塞10從位置E向位置C運動，插板閥氣缸I內的上部無桿腔中的氣體經過氣路I (此時節流型直通閥完全導通，不具有節流功能)、二位五通電磁換向閥2的出氣口排到大氣中，當氣缸活塞10運動到位置D時，行程開關D上的位置指示燈瞬間點亮，輸入一個位置信號給控制器3,同時控制器3輸出控制信息給二位三通電磁換向閥5進行換向，氣路轉換，此時，外部氣源中的氣體經二位五通電磁換向閥2、氣路3、二位三通電磁換向閥5、氣路2充入插板閥氣缸I內的下部有桿腔中，推動氣缸活塞10從位置D向位置C運動，插板閥氣缸I內的上部無桿腔中的氣體經過氣路1(此時節流型直通閥完全導通，不具有節流功能)、二位五通電磁換向閥2的出氣口排到大氣中。當行程開關C上的位置指示燈點亮時，閥門完全打開，并輸出一個開閥到位信號給控制器3,該控制器3輸出一個電信號給二位五通電磁換向閥2進行換向,氣路轉換,插板閥將向關閉方向運動。
[0021]插板閥關閉時，氣缸活塞10從位置C向位置E運動。外部氣源中的氣體經二位五通電磁換向閥2、氣路I及第二節流型直通閥4節流作用后，充入插板閥氣缸I內的上部無桿腔中，推動氣缸活塞10從位置C快速向位置E運動，插板閥氣缸I內的下部有桿腔中的氣體經過氣路2、二位三通電磁換向閥5、氣路3以及二位五通電磁換向閥2的出氣口排到大氣中，當氣缸活塞10運動到位置D時，行程開關D上的位置指示燈瞬間點亮，輸入一個位置信號給控制器3,同時控制器3輸出一個電信號給二位三通電磁換向閥5進行換向,氣路轉換，此時氣缸I內的下部有桿腔中的氣體經氣路2、二位三通電磁換向閥5、氣路4及第一節流型直通閥6節流作用后經二位五通電磁換向閥2的出氣口排到大氣中，實現氣缸活塞10慢速運動，插板閥將緩慢關閉，有效的降低了插板閥關閉時因沖擊、碰撞產生的振動和噪音，當行程開關E上的位置指示燈點亮時，閥門完全關閉，并輸出一個到位信號給控制器3，控制器3輸出一個電信號給二位五通電磁換向閥2進行換向,氣路轉換,氣缸活塞10將從位置E向位置C運動，插板閥將會開啟，如此完成插板閥的一個開閉周期，并實現插板閥快速與慢速自動轉換的控制流程。
[0022]插板閥控制系統通過控制充入或者流出插板閥驅動機構氣缸I中氣流流量的大小，從而實現插板閥在關閉時前面一段行程(C-D行程)運動速度快，后面較短行程(D-E行程)運動速度慢，從而有效的降低了插板閥關閥瞬間產生的沖擊振動和噪音，本控制系統能在保證閥門開閉時間的前提下，減小閥門開閉時的沖擊振動和噪音，有效的降低了對真空系統的影響和試驗數據的測量誤差。
[0023]本實用新型的技術方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據本實用新型的技術方案做出的技術變形，均落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統，包括二位五通電磁換向閥、氣缸和控制器，所述二位五通電磁換向閥的A 口與所述氣缸的第一接口連接，所述二位五通電磁換向閥的B 口與所述氣缸的第二接口連接，所述二位五通電磁換向閥的P 口接外接氣源，所述二位五通電磁換向閥的R、S 口為排氣口，其特征在于:還包括行程開關組和降速緩沖閥組，所述行程開關組設置在所述氣缸上，所述降速緩沖閥組設置在所述二位五通電磁換向閥的B 口與所述氣缸的第二接口連接的氣路上，所述行程開關組包括第一行程開關、第二行程開關和第三行程開關，所述氣缸內的活塞上設置有用于供所述行程開關組感應的磁石，所述第一行程開關和所述第三行程開關分別設置在所述氣缸的兩端，所述第二行程開關設置在所述第一行程開關與所述第三行程開關之間，所述降速緩沖閥組包括第一節流型直通閥和常開型的二位三通電磁換向閥，所述二位三通電磁換向閥的A 口與所述氣缸的第二接口連接，所述二位三通電磁換向閥的R 口與所述第一節流型直通閥的節流接口連接，所述二位三通電磁換向閥的P 口和所述第一節流型直通閥的直通接口均與所述二位五通電磁換向閥的B 口連接，所述第一行程開關、所述第二行程開關、所述第三行程開關的信號輸出端均與所述控制器的信號輸入端連接，所述二位三通電磁換向閥和所述二位五通電磁換向閥的控制信號輸入端均與所述控制器的控制信號輸出端連接。
2.根據權利要求1所述的能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統，其特征在于:還包括第二節流型直通閥，所述第二節流型直通閥的直通接口與所述氣缸的第一接口連接，所述第二節流型直通閥的節流接口與所述二位五通電磁換向閥的A 口連接。
3.根據權利要求1所述的能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統，其特征在于:所述第二行程開關距離第三行程開關的距離小于其距離第一行程開關的距離。
4.根據權利要求1所述的能減小插板閥開閉時的振動和噪音的控制系統，其特征在于:所述第一行程開關、所述第二行程開關和所述第三行程開關上均設置有位置指示燈。
【文檔編號】F16K3/02GK204083297SQ201420597588
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】冉從軍, 雷梁, 魏瓊林, 蒙志林, 何吉剛, 馬寧 申請人:成都中科唯實儀器有限責任公司