一种真空下金属蒸汽流量控制装置及其控制方法与流程

技术特征：
1.一种真空下金属蒸汽流量控制装置，其特征在于：包括阀体、智能控制器和plc；所述阀体上设有金属蒸汽入口管道、金属蒸汽出口管道，所述金属蒸汽入口管道和所述金属蒸汽出口管道在所述阀体内部连通；所述阀体内开设有内孔，所述内孔与所述金属蒸汽入口管道、所述金属蒸汽出口管道均连通，所述内孔中设有阀芯；所述阀体内设有加热系统和测温系统，所述加热系统用以对所述阀体进行加热，所述测温系统用以测量所述阀体的温度，并将测得温度信号反馈至所述加热系统中，实现温度闭环控制；所述阀体的顶部设有与所述阀芯相连的阀芯位移控制系统，用以控制所述阀芯在所述内孔中的位移，实现对所述金属蒸汽入口管道和所述金属蒸汽出口管道的启闭控制；所述智能控制器用以接受加热系统、测温系统和阀芯位移控制系统的数据，并进行计算输出结果至所述plc，由所述plc控制所述阀芯位移控制系统的运行。2.如权利要求1所述的真空下金属蒸汽流量控制装置，其特征在于：所述金属蒸汽出口管道设于所述阀体的侧面，所述金属蒸汽入口管道设于所述阀体的底部或侧面。3.如权利要求2所述的真空下金属蒸汽流量控制装置，其特征在于：所述加热系统包括1～6个阀体加热器，和/或所述测温系统的数量与所述加热系统的数量一致。4.如权利要求1所述的真空下金属蒸汽流量控制装置，其特征在于：所述阀芯位移控制系统包括设于所述阀体顶部的平台高度调节器，所述平台高度调节器上设有安装平台，所述安装平台上设有阀芯升降控制器，所述阀芯升降控制器通过阀芯传动杆与所述阀芯相连；所述阀芯传动杆的上方具有位移传感器。5.如权利要求4所述的真空下金属蒸汽流量控制装置，其特征在于：所述内孔垂直向设于所述阀体内，所述阀芯的尾部位于所述阀体的顶部，和/或所述阀体与所述阀芯的接触面上设有应变片,和/或所述内孔与所述阀芯的接触面上设有多道密封槽，所述密封槽内设有陶瓷纤维棉。6.一种真空下金属蒸汽流量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)设定如权利要求1-5任一项所述的真空下金属蒸汽流量控制装置中的所述阀芯的位置参数，和所述阀体的加热温度t
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；2)启动所述加热系统，所述阀体的温度数据实时传输至所述智能控制器，当所述阀体加热至设定温度时，所述智能控制器向所述plc发出信号，具备开启所述阀芯的条件；3)在开启所述阀芯时，所述plc发出执行指令，控制所述阀芯位移控制系统向外移动所述阀芯，使金属蒸汽从所述金属蒸汽入口管道进入所述阀体，通过所述阀芯移动开启的截面，金属蒸汽从所述金属蒸汽出口管道流出；4)在关闭所述阀芯时，所述plc发出执行指令，控制所述阀芯位移控制系统向内插入所述阀芯，直至所述阀芯处于关闭位置，完成关闭后，再关闭所述加热系统。7.如权利要求6所述的真空下金属蒸汽流量控制方法，其特征在于，所述步骤1)中设定所述阀芯的位置参数具体为：设定所述阀芯的关闭位置、零位、开启过程区域长度和完全开启位置；
当所述阀芯处于关闭位置时，所述金属蒸汽入口管道和所述金属蒸汽出口管道处于完全关闭状态，关闭位置的坐标值y＝-l1,l1为关闭位置至零位的距离；当所述阀芯向外移动，处于零位时，所述金属蒸汽入口管道和所述金属蒸汽出口管道处于完全关闭状态，零位的坐标值y＝0；当所述阀芯继续向外移动，其开启截面随着向外位移的增大而增大，直至所述阀芯处于完全开启位置，零位至完全开启位置的距离为2r，完全开启位置的坐标值y＝2r，r为所述内孔的半径。8.如权利要求7所述的真空下金属蒸汽流量控制方法，其特征在于，所述步骤3)所述阀芯开启具体为：所述阀芯位移控制系统向外移动所述阀芯时，将发生的位移数据和坐标数据发送至所述智能控制器，所述智能控制器计算所述阀芯的位置、开启的截面积，判断出所述阀芯的位置状态。9.如权利要求8所述的真空下金属蒸汽流量控制方法，其特征在于，所述阀芯的位置状态判断为：当所述阀芯的坐标值y在-l1～0时，所述阀芯处于关闭位置；当所述阀芯的坐标值y在0～2r时，所述阀芯处于部分开启位置；当所述阀芯的坐标值y在≥2r时，所述阀芯处于完全开启位置。10.如权利要求8所述的真空下金属蒸汽流量控制方法，其特征在于，所述阀芯的截面积s计算如下：公式中，r为所述内孔的半径，y为所述阀芯的坐标值。11.如权利要求10所述的真空下金属蒸汽流量控制方法，其特征在于，所述金属蒸汽入口管道和所述金属蒸汽出口管道的开度值k计算如下：公式中，s为所述阀芯的截面积，r为所述内孔的半径，y为所述阀芯的坐标值。

技术总结
本发明公开了一种真空下金属蒸汽流量控制装置及其控制方法，包括阀体、智能控制器和PLC；所述阀体上设有金属蒸汽入口管道、金属蒸汽出口管道，所述金属蒸汽入口管道和所述金属蒸汽出口管道连通；所述阀体内开设有内孔，所述内孔与所述金属蒸汽入口管道、所述金属蒸汽出口管道连通，所述内孔中有阀芯；所述阀体内设有加热系统和测温系统；所述阀体顶部设有与所述阀芯相连的阀芯位移控制系统，用以控制所述阀芯在所述内孔中的位移；所述智能控制器用以接受加热系统、测温系统和阀芯位移控制系统的数据，并输出结果至所述PLC，所述PLC控制所述阀芯位移控制系统运行。本发明实现金属蒸汽精确调节和开关，有利于提高真空镀膜质量和工艺顺行。艺顺行。艺顺行。


技术研发人员：金小礼 周月明 李山青 熊斐 汪义如 任三兵
受保护的技术使用者：宝山钢铁股份有限公司
技术研发日：2020.06.29
技术公布日：2022/1/13