一种高真空系统用蝶阀与控制方法技术方案

本发明专利技术属于阀门技术领域，尤其为一种高真空系统用蝶阀与控制方法，该高真空系统用蝶阀包括阀体、阀板、阀杆和驱动装置，阀体流通孔的入口内侧面为第一锥形环面，出口内侧面为第二锥形环面，第一锥形环面为逐渐增大的扩口状，第二锥形环面为逐渐收窄的缩口状，阀体的流通孔内侧面中部为环形外凸弧面，第一锥形环面通过环形外凸弧面平滑过渡至第二锥形环面，这种流通孔的形状使得蝶阀在开启过程中气流保持稳定，在阀板开启微小角度时，能够保持气流的顺畅，并且随着阀板开度变化，蝶阀内气流量能相对保持线性变化；该高真空系统用蝶阀的控制方法提高了蝶阀工作过程中的智能程度，改善了蝶阀自主调节的能力，有利于提高气流系统中流体的稳定性。体的稳定性。体的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高真空系统用蝶阀与控制方法


[0001]本专利技术属于阀门
，具体涉及一种高真空系统用蝶阀与控制方法。

技术介绍

[0002]高真空蝶阀用于打开或关闭真空管道中的气流，适用于空气和非腐蚀性气体的高真空管道，是生物工程、食品、制药、饮料、化工等领域的常用阀门。
[0003]蝶阀包括阀体和阀板，阀板围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的目的，蝶阀按开关方式有手动和电动两种类型，其中，手动高真空蝶阀有手柄操作和涡轮操作两种类型，电动蝶阀则是通过电机驱动高真空蝶阀的阀板开启和闭合。比如，公开号为CN214146633U的中国专利文献记载了一种真空蝶阀，包括阀体，阀体包括阀板和阀杆，阀板和阀杆相连接，所述阀杆能够带动阀板翻转，还包括驱动装置，驱动装置可以为手动或电动的装置。
[0004]目前的高真空蝶阀朝着智能化的方向发展，比如，公开号为CN216158314U的中国专利文献记载了一种基于物联网的智能蝶阀，通过设置控制器、关阀装置和辅助装置，通过控制器可以使关阀装置工作并将蝶阀关闭，使用较为智能。公开号为CN214248322U的中国专利文献记载了一种内部可视化电动智能蝶阀，设置有控制箱，所述控制箱上方连接有线路壳，本技术进行了内部可视化处理，通过设置控制箱可以十分便捷的使用控制按键实现自动化。
[0005]目前的高真空蝶阀还具有以下不足之处：一、目前的蝶阀在开启过程中气动性不好，具体表现在以下几方面，一是开启过程中气流稳定性不好，二是在阀板开启微小角度时，气流不顺畅，三是随着阀板开度变化，蝶阀内气流量不能保持线性变化。二、目前的蝶阀的智能化控制还处于低端智能的状态。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在提供一种高真空系统用蝶阀与控制方法，解决现有技术中高真空蝶阀的气动性能不好，以及智能化程度低的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：提供一种高真空系统用蝶阀，包括阀体、阀板、阀杆和驱动装置，所述阀体上设有流通孔，所述阀板与所述流通孔相匹配，所述阀杆设置在所述阀体中，所述阀板安装在所述阀杆上，所述驱动装置与所述阀杆连接，所述阀体的流通孔的入口内侧面为第一锥形环面，出口内侧面为第二锥形环面，所述第一锥形环面为逐渐增大的扩口状，所述第二锥形环面为逐渐收窄的缩口状，所述阀体的流通孔内侧面中部为环形外凸弧面，所述第一锥形环面通过所述环形外凸弧面平滑过渡至所述第二锥形环面。
[0008]优选的，所述阀板设置在所述阀体的流通孔的入口一侧，所述阀板设有与所述第一锥形环面相匹配的第一锥形外周面。
[0009]优选的，所述第一锥形外周面上设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽中设有第一密封圈。
[0010]优选的，所述阀板的前侧面的边缘依次通过第二锥形外周面、第三锥形外周面和第四锥形外周面过渡到所述第一锥形外周面，所述阀板的后侧面的边缘通过第五锥形外周面过渡到所述第一锥形外周面；所述第二锥形外周面、第三锥形外周面、第四锥形外周面和所述第一锥形外周面为从前向后逐渐增大的扩口状，所述第五锥形外周面为从前向后逐渐收窄的缩口状；所述第二锥形外周面与所述第三锥形外周面之间、所述第三锥形外周面与所述第四锥形外周面、所述第四锥形外周面与所述第一锥形外周面之间、以及所述第一锥形外周面与所述第五锥形外周面之间均设有平滑过渡的弧形角。
[0011]优选的，所述第一锥形外周面的斜度为13
°
～17
°
；所述第二锥形外周面的斜度为83
°
～87
°
；所述第三锥形外周面的斜度为58
°
～62
°
；所述第四锥形外周面的斜度为33
°
～37
°
；所述第五锥形外周面的斜度为53
°
～57
°
。
[0012]优选的，所述第一锥形环面的斜度为13
°
～17
°
；所述第二锥形环面的斜度为23
°
～27
°
。
[0013]优选的，所述阀杆设有穿过所述阀体的装配段，所述装配段的外周面上设有多道第二环形凹槽，所述第二环形凹槽中设有第二密封圈；所述阀杆上位于所述装配段后侧为连接段，所述装配段与所述连接段之间设有限位外凸缘。
[0014]优选的，所述驱动装置包括外壳体，在所述外壳体中设有电机，所述外壳体的顶盖中设有角位移编码器，所述电机的输出轴连接有传动轴，所述角位移编码器套设在所述传动轴上；所述传动轴连接到所述阀杆；所述外壳体中设有控制电路板，所述电机和角位移编码器电连接到所述控制电路板；所述外壳体上设有电连接到所述控制电路板的通讯接口、传感器接口、电源接口和控制器接口。
[0015]本专利技术还提供一种高真空系统用蝶阀的控制方法，所述高真空系统用蝶阀为前述任一项所述的高真空系统用蝶阀，所述高真空系统用蝶阀的驱动装置包括外壳体，在所述外壳体中设有电机，所述外壳体的顶盖中设有角位移编码器，所述电机的输出轴连接有传动轴，所述角位移编码器套设在所述传动轴上；所述传动轴连接到所述阀杆；所述外壳体中设有控制电路板，所述电机和角位移编码器电连接到所述控制电路板；所述外壳体上设有电连接到所述控制电路板的通讯接口、传感器接口、电源接口和控制器接口；所述控制方法为ab学习法，其中，参数b反映蝶阀中工艺气体的流量特性，参数a反映流量特性与设备腔室大小比例关系，具体包括：自动学习与自适应阶段：在所述高真空系统用蝶阀所在系统刚启动时间段，控制蝶阀阀板处于不同开度，并通过所述角位移编码器检测蝶阀阀板的开度，将阀板开度数据传送到所述控制电路板；通过压力传感器检测设备腔室中的压力，并通过所述传感器接口将压力数据输送到所述控制电路板，控制电路板记录阀板开度、设备腔室压力、压力变化时间等数据，由这些实测数据得出ab的数值，进而测算出设备腔室大小、工艺气体类型、工艺气体的流量等参数；向所述控制电路板设定设备腔室的指令压力，基于前面学习到的阀板的开度与设备腔室中压力的关系，控制电路板获取阀板的最佳开度数据，该最佳开度数据使得设备腔室处于设定的指定压力；然后控制电路板调整阀板处于最佳开度，在设备腔室压力接近指令压力时，应用卷积算法完成阀板开度变化的的微调。
[0016]优选的，按照下式求取a、b值，并计算和控制期望压力下阀门开度：
p
´
=a
×
A
×
p+b其中，1）a和b这两个参数的值在开始时要学习，也可以在以后的运行中学习；2）A是阀门的通流面积，按照以下方法求取A值：Diam= max（0，1.196x
‑
0.19)；x为阀门旋转角度运行范围3～90
°
；Daim是阀门内孔当量直径，单位mm，实际运行中，阀门旋转位于2.5
°
以下为关闭位，67
°
以上，同流面积变化时，阀门通流能力不变；A=pi/4
×
Diam^2/1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高真空系统用蝶阀，包括阀体、阀板、阀杆和驱动装置，所述阀体上设有流通孔，所述阀板与所述流通孔相匹配，所述阀杆设置在所述阀体中，所述阀板安装在所述阀杆上，所述驱动装置与所述阀杆连接，其特征在于：所述阀体的流通孔的入口内侧面为第一锥形环面，出口内侧面为第二锥形环面，所述第一锥形环面为逐渐增大的扩口状，所述第二锥形环面为逐渐收窄的缩口状，所述阀体的流通孔内侧面中部为环形外凸弧面，所述第一锥形环面通过所述环形外凸弧面平滑过渡至所述第二锥形环面。2.根据权利要求1所述的高真空系统用蝶阀，其特征在于：所述阀板设置在所述阀体的流通孔的入口一侧，所述阀板设有与所述第一锥形环面相匹配的第一锥形外周面。3.根据权利要求2所述的高真空系统用蝶阀，其特征在于：所述第一锥形外周面上设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽中设有第一密封圈。4.根据权利要求2所述的高真空系统用蝶阀，其特征在于：所述阀板的前侧面的边缘依次通过第二锥形外周面、第三锥形外周面和第四锥形外周面过渡到所述第一锥形外周面，所述阀板的后侧面的边缘通过第五锥形外周面过渡到所述第一锥形外周面；所述第二锥形外周面、第三锥形外周面、第四锥形外周面和所述第一锥形外周面为从前向后逐渐增大的扩口状，所述第五锥形外周面为从前向后逐渐收窄的缩口状；所述第二锥形外周面与所述第三锥形外周面之间、所述第三锥形外周面与所述第四锥形外周面、所述第四锥形外周面与所述第一锥形外周面之间、以及所述第一锥形外周面与所述第五锥形外周面之间均设有平滑过渡的弧形角。5.根据权利要求4所述的高真空系统用蝶阀，其特征在于：所述第一锥形外周面的斜度为13
°
～17
°
；所述第二锥形外周面的斜度为83
°
～87
°
；所述第三锥形外周面的斜度为58
°
～62
°
；所述第四锥形外周面的斜度为33
°
～37
°
；所述第五锥形外周面的斜度为53
°
～57
°
。6.根据权利要求1所述的高真空系统用蝶阀，其特征在于：所述第一锥形环面的斜度为13
°
～17
°
；所述第二锥形环面的斜度为23
°
～27
°
。7.根据权利要求1所述的高真空系统用蝶阀，其特征在于：所述阀杆设有穿过所述阀体的装配段，所述装配段的外周面上设有多道第二环形凹槽，所述第二环形凹槽中设有第二密封圈；所述阀杆上位于所述装配段后侧为连接段，所述装配段与所述连接段之间设有限位外凸缘。8.根据权利要求1所述的高真空系统用蝶阀，其特征在于：所述驱动装置包括外壳体，在所述外壳体中设有电机，所述外壳体的顶盖中设有角位移编码器，所述电机的输出轴连接有传动轴，所述角位移编码器套设在所述传动轴上；所述传动轴连接到所述阀杆；所述外壳体中设有控制电路板，所述电机和角位移编码器电连接到所述控制电路板；所述外壳体上设有电连接到所述控制电路板的通讯接口、传感器接口、电源接口和控制器接口。9.权利要求1中所述的高真空系统用蝶阀的控制方法，其特征在于，所述高真空系统用蝶阀的驱动装置包括外壳体，在所述外壳体中设有电机，所述外壳体的顶盖中设有角位移编码器，所述电机的输出轴连接有传动轴，所述角位移编码器套设在所述传动轴上；所述传动轴连接到所述阀杆；所述外壳体中设有控制电路板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭红霞，陈军，
申请(专利权)人：四川唯新系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：