CN102022575B - 一种阀门执行装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阀门执行装置，包括托板、安装在所述托板上方的控制电路板、安装在所述托板下方的传动丝杠、套接在传动丝杠外周的传动螺母、以及与所述传动丝杠相连接的电机；所述控制电路板与所述电机相连接，通电时，所述控制电路板驱动所述电机转动，以带动所述传动丝杠和所述传动螺母转动，使与所述传动螺母相连接的阀门完全开启后，控制所述电机停止工作，所述传动螺母固定在所述传动丝杠上，使所述阀门保持开启状态。本发明解决了现有技术中为保持阀门一直处于开启状态，电机一直转动耗能的问题，本发明在阀门完全开启后电机断电，利用丝杠螺母传动的自锁特性，使阀门依然处于开启状态，达到节能的效果。

Description

一种阀门执行装置
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，尤其是涉及一种阀门执行装置。
背景技术
现如今区域阀、四口三通阀、分集水器等阀门作为管道通断设备，广泛应用于楼宇空调系统和供暖系统等水、气输送领域，上述各阀门在开启、关断的过程中需要阀门执行器进行控制。阀门执行器设置在阀门上方，与阀门相连接。大多阀门执行器以电能为动能，带动阀门开启和关断。
阀门执行器内置磁滞同步电机，通电时，利用磁滞同步电机的作用力拉动阀芯，开启阀门。断电时，阀门内的复位弹簧克服电机阻力关断。为了使阀门能够一直处于开启状态，阀门执行器内的磁滞同步电机需要一直通电以克服弹簧的复位力。
在现有技术中，阀门开启后，电机依然处于供电工作状态，耗费电能。如果磁滞同步电机功率为6瓦，平均每天阀门总的开启时间为3小时，则每年需要耗电6.57千瓦时。以全国磁滞同步电机的保有量一千万只计算，每年国内磁滞同步电机需耗电6570万千瓦时，几乎相当于一个小型发电厂一个月的发电量。因此，迫切需要一种阀门执行器，即可实现阀门的正常开启，又可节能电能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种阀门执行装置，该装置解决了现有技术中存在的耗能问题，在使用的过程中达到了节能的效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种阀门执行装置，包括托板、安装在所述托板上方的控制电路板、安装在所述托板下方的传动丝杠、套接在传动丝杠外周的传动螺母、以及与所述传动丝杠相连接的电机；
所述控制电路板与所述电机相连接，通电时，所述控制电路板驱动所述电机转动，以带动所述传动丝杠和所述传动螺母转动，使与所述传动螺母相连接的阀门完全开启后，控制所述电机停止工作，所述传动螺母固定在所述传动丝杠上，使所述阀门保持开启状态。
优选的，所述控制电路板上进一步包括超级电容，在断电时，所述超级电容驱动所述电机转动，以带动所述传动螺母转动，关闭所述阀门。
优选的，所述装置还包括电路板支架，所述控制电路板固定在所述电路板支架上。
优选的，所述装置还包括衬套，所述传动丝杠和电机通过所述衬套装配在所述托板下方。
优选的，所述装置还包括用于支撑的中座，所述中座的顶端与所述托板相连接，一侧边与所述传动螺母的外围相接。
优选的，所述电机是齿轮电机。
优选的，所述装置还包括传动小齿轮和传动大齿轮，所述传动小齿轮固定在所述齿轮电机的轴上，所述传动小齿轮与所述传动大齿轮啮合，所述传动大齿轮与传动丝杠齿纹连接。
优选的，所述装置还包括罩壳，所述罩壳设置于所述装置的最外层。
经由上述可知，在本发明一种阀门执行装置通电时，控制电路板驱动电机转动，以带动传动丝杠和传动螺母转动，并使得与传动螺母相连接的阀门完全开启后，控制电路板控制电机停止工作，由于传动螺母固定在传动丝杠上，传动丝杠又固定在托板上，利用丝杠螺母传动的自锁特性，致使阀门可以保持开启状态。所以通过在阀门完全开启后切断电机供电，避免了电机空转浪费电能，使得在阀门执行器的使用过程中节省了大量的电能，达到了节能的效果。
此外，本发明一种阀门执行装置中，采用低功耗的组件，启动电流很小，进一步解决了上电瞬间电流过大的问题，即使多个阀门执行器同时工作时也不需要扩充电源容量。
附图说明
图1为本发明一种阀门执行装置的结构示意图；
图2为本发明一种阀门执行装置与阀门安装后的示意图；
图3为本发明一种阀门执行装置工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图1和附图2，阀门执行装置包括外卡口连接螺母1、中座2、罩壳3、传动螺母4、控制电路板6、电路板支架7、衬套8、传动大齿轮9、传动小齿轮10、传动丝杠11和齿轮电机12。
在本发明中由控制器(图中未标示)为阀门执行装置中的控制电路板6供电，控制器与阀门执行装置通过双股线A连接。
外卡口连接螺母1和阀门(图中未标示)的底端对接，中座2与外卡口连接螺母1通过卡口的方式连接。
电路板支架7设置于整个阀门执行装置的最顶端，控制电路板6固定在电路板支架7上，控制电路板6与齿轮电机12相连接，同时控制电路板6上还设置有超级电容(图中未标示)，在阀门执行器通电后，控制电路板6中的开关电源部分(图中未标示)将控制器的供电进行转换，转换成齿轮电机12所需要的额定电压，并给齿轮电机12供电，同时给控制电路板6上的超级电容供电。
在本实施例中，还包括一个托板5，托板5设置于电路板支架7下方，同时固定在中座2的顶端上，传动丝杠11和齿轮电机12通过衬套8装配在托板5上，且传动丝杠11和齿轮电机12都设置于托板的下方。
传动小齿轮10固定在齿轮电机12的轴上，当齿轮电机12通电后带动传动小齿轮10旋转，由于传动大齿轮9与传动小齿轮10相啮合，所以同时传动小齿轮10也带动传动大齿轮9转动。
传动大齿轮9与传动丝杠11固定连接，在传动丝杠11的两侧设置有传动螺母4，传动螺母4的一端设置于所述中座2的侧边上，另一端与传动丝杠11通过螺纹传动连接。由于传动大齿轮9的转动带动了传动丝杠11的转动，在传动丝杠11的转动下，传动螺母4在中座2中向上滑动，从而推动阀门的阀芯上行至开启阀门。
当传动螺母4运行到中座2的顶端和传动丝杠11的轴肩接触时，由于负载迅速增大，通过齿轮电机12的电流也迅速增大，当控制电路板6的电路检测部分(图中未标示)检测到齿轮电机12的电流超过设定值，此时控制电路板6立刻切断齿轮电机12的供电，使电机停转。此时由于传动螺母4的拉动作用，阀门始终处于开启状态。同时，控制电路板6还要继续给板载的超级电容充电，直到超级电容完成充电。
当阀门执行装置断电后，控制电路板6的开关电源部分停止工作，此时板载的超级电容开始供电，即对控制电路板6上的电机控制部分(图中未示出)和齿轮电机12供电。
此时，电机控制部分控制齿轮电机12反向转动，由于传动小齿轮10固定在齿轮电机12的轴上，当齿轮电机12通电后带动传动小齿轮10旋转，由于传动大齿轮9与传动小齿轮10相啮合，所以同时传动小齿轮10也带动传动大齿轮9转动。
同时，传动大齿轮9与传动丝杠11固定连接，在传动丝杠11的两侧设置有传动螺母4，传动螺母4的一端设置于所述中座2的侧边上，另一端与传动丝杠11通过螺纹传动连接。由于传动大齿轮9的转动带动了传动丝杠11的转动，在传动丝杠11的转动下，传动螺母4在中座2中向下滑动，从而推动阀门的阀芯下行至关闭阀门。
当阀门执行装置通电时，控制电路将所接收到的供电电压进行转换，转换成电机额定电压用于驱动齿轮电机12，同时给控制电路板6上的超级电容充电。齿轮电机12通过传动小齿轮10和传动大齿轮9的配合，驱动传动丝杠11转动，随着传动丝杠11的转动驱动传动螺母4向上运动，此时，阀门的阀芯(图中未标示)在自身弹簧(图中未标示)的作用下开启。当传动螺母4运行到传动丝杠11的上限位时，产生的阻力导致齿轮电机12上的电流迅速增加，当电流超过控制电路设定值，控制电路切断对齿轮电机12的供电，此时控制电路处于节能待机状态，而阀门在传动螺母4的作用下依然处于开启状态。此时，控制电路继续给超级电容充电，当超级电容电量充满后自动停止充电。
当阀门执行器断电后，超级电容开始放电，同时驱动齿轮电机12反向运转，此时传动螺母4在传动丝杠11的驱动下向下运动，从而推动阀门的阀芯向下运动进而关闭阀门。完成对阀门开启关断的控制。
此外，在本实施例中，还包括一个罩壳3，罩壳3作为保护壳安装在阀门执行装置的最外层。
请参阅附图3，为本发明一种阀门执行装置的工作流程图，在阀门执行装置进行工作时，具体步骤为：
步骤301：控制电路接受来自控制器提供的电能。
步骤302：判断阀门执行装置是否处于通电状态，如果阀门执行装置处于通电状态，则执行步骤303；如果阀门执行装置处于断电状态，则转而执行步骤308。
步骤303：在阀门执行装置通电时，控制电路将所接受到的供电电压进行转换，转换成电机额定电压用于驱动齿轮电机，同时给控制电路板上的超级电容充电。
步骤304：随着传动丝杠的转动驱动传动螺母向上运动，此时，阀门的阀芯也在自身弹簧的作用下开启。
步骤305：当传动螺母运行到传动丝杠上限位置时，产生的阻力导致齿轮电机电流迅速增加。
步骤306：控制电路检测齿轮电机的电流，如果齿轮电机电流超过控制电路设定值，则执行步骤307.
步骤307：控制电路切断对齿轮电机的供电，此时控制电路处于节能待机状态，而阀门在传动螺母的作用下依然处于开启状态。此时，控制电路继续给超级电容充电，当超级电容电量充满后自动停止充电。
步骤308：在阀门执行器断电后，超级电容开始放电，同时驱动齿轮电机反向运转。
步骤309：开始转动的齿轮电机，通过齿轮传动驱动传动丝杠转动。传动螺母在传动丝杠的驱动下向下运动，从而推动阀门的阀芯向下运动进而关闭阀门。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种阀门执行装置，其特征在于，用于区域阀、四口三通阀或分集水器，包括托板、安装在所述托板上方的控制电路板、安装在所述托板下方的传动丝杠、套接在传动丝杠外周的传动螺母、以及与所述传动丝杠相连接的电机；还包括传动大齿轮和传动小齿轮，所述传动小齿轮固定在所述电机的轴上，所述传动大齿轮与所述传动小齿轮相啮合，所述传动大齿轮与传动丝杠固定连接；
所述控制电路板与所述电机相连接，通电时，所述控制电路板驱动所述电机转动，以带动所述传动丝杠和所述传动螺母转动，与所述传动螺母相连接的阀门开启；所述控制电路板控制所述电机停止工作，所述传动螺母固定在所述传动丝杠上，使所述阀门保持开启状态；
所述控制电路板控制所述电机停止工作包括：所述控制电路板检测所述电机的电流，如果所述电流超过设定值，则控制所述电机停止工作。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制电路板上进一步包括电容，断电时，所述电容为所述电机供电，所述电机带动所述传动螺母反向转动，关闭所述阀门。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电路板支架，所述控制电路板固定在所述电路板支架上。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括衬套，所述传动丝杠和电机通过所述衬套装配在所述托板下方。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于支撑的中座，所述中座的顶端与所述托板相连接，内环面与所述传动螺母的外围相接。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电机是齿轮电机。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括罩壳，所述罩壳设置于所述装置的最外层。
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