CN113202954A - 一种感应电机驱动式电控阀 - Google Patents

一种感应电机驱动式电控阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种感应电机驱动式电控阀，包括阀体组件、感应电机、减速机构、旋转阀盘装置，所述感应电机包括定子和转子，其特征在于：所述定子固定在所述阀体组件的外壁上，所述转子安装在所述阀体组件的内部；当所述感应电机通电时，所述定子所产生的旋转磁场，与所述转子所产生的磁场相互作用时，从而使转子作旋转运动；所述转子通过所述减速机构驱动所述旋转阀盘装置作旋转运动。这种感应式驱动式电控阀，不仅功能多，应用广，而且寿命长，节能，噪音低。

Description

一种感应电机驱动式电控阀
技术领域
本发明涉及一种感应电机驱动式电控阀。
背景技术
目前国内外采用的电控阀，如先导式四通换向阀、电磁式单向阀(开关阀)、电磁式切换阀，均采用的是电磁式结构，即当线圈通电后，铁心和衔铁被磁化，成为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。当吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁开始向着铁心方向运动。当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时，电磁吸力小于弹簧的反作用力，衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置。
这种结构，从功能的角度分析：在动作控制上只能实现开闭两种状态，无调节流量功能；从节能的角度分析：实现一种状态或功能模式，需要线圈通电；从产品寿命的角度分析：如开关阀或切换阀，若动作频率比较高，易造成内部零部件损耗，且接触不良；从产品的环保角度分析：若电磁阀动作频率比较高，会产生连续的电磁噪音。
发明内容
本发明所要达到的目的是提供一种感应电机驱动式电控阀。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种感应电机驱动式电控阀，包括阀体组件、感应电机、减速机构、旋转阀盘装置，所述感应电机包括定子和转子，其特征在于：所述定子固定在所述阀体组件的外壁上，所述转子安装在所述阀体组件的内部；
当所述感应电机通电时，所述定子所产生的旋转磁场，与所述转子所产生的磁场相互作用时，从而使转子作旋转运动；所述转子通过所述减速机构驱动所述旋转阀盘装置作旋转运动。
进一步地，所述感应电机是步进电机,或者是无刷电机,或者是交流感应电机。
进一步地，所述减速机构是行星减速机构，或者是RV减速机构、或者是摆线针轮减速机构、或者是谐波减速机构。
进一步地，所述转子上设有磁环，所述磁环的下方设有与所述减速机构相连的输入轴连接器，所述转子的中心设有上下贯穿的轴孔。
进一步地，所述磁环上设有一对或者一对以上的磁极，所述一对磁极是N极和S极。
进一步地，所述阀体组件包括套管、阀座，所述套管固定在所述阀座上。
进一步地，所述阀座上设有一个限位孔和连接孔，所述限位孔的圆心和所述连接孔的圆心分布在同一个圆心上；
若所述限位孔是通孔，所述连接孔的数量是1个且所述连接孔是通孔，则所述限位孔和所述连接孔的位置成90°；
若所述限位孔是盲孔，所述连接孔的数量是2个且所述连接孔是通孔，则2个连接孔位置对称，且所述限位孔分别与2个连接孔之间的位置均成90°；
若所述限位孔是通孔，所述连接孔的数量是2个且所述连接孔是通孔，则2个连接孔位置对称，且所述限位孔分别与2个连接孔之间的位置均成90°；
若所述限位孔是通孔，所述连接孔的数量是3个且所述连接孔是通孔，则所述限位孔和3个所述连接孔的位置是均布的；
所述阀座的上端面设有一个密封面，所述密封面与所述限位孔和连接孔是相通的，所述阀座的上部设有与限位孔相连的限位圈；所述阀座的正中心设有一个与中心轴相配的第二盲孔。
进一步地，所述套管的中心顶部设有一个凸出的定位孔，且所述定位孔不是通孔，所述定位孔与中心轴相配。
进一步地，所述第一开槽上设有与限位圈相配的第一限位点和第二限位点，所述第一限位点和所述第二限位点相对称。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的效果：
本发明中，所采用的感应电机是步进电机或者是无刷电机或者是交流感应电机，从功能的角度上分析，不仅可以实现电控阀的开闭工作，也可以实现流量调节功能；步进电机或者是无刷电机或者是交流感应电机，一方面可以实现动作完成后，可以断电自保持(节能)，一方面运行噪音也低，一方面使用寿命长。
从上述阀座的流道不同数量和不同位置，进一步说明感应电机驱动式电控阀不仅功能多，而且应用范围广。
附图说明
结合附图对本发明做进一步说明：
图1为本发明的感应电机驱动式内部结构示意图；
图2为本发明的转子结构剖面图；
图3为本发明中阀座结构示意图；
图4为本发明中套管结构示意图；
图5为本发明中减速机构爆炸示意图；
图6为本发明中主旋转阀盘结构示意图一；
图7为本发明中主旋转阀盘结构示意图二；
图8为本发明中密封阀盘结构示意图；
图9为本发明中限位圈结构示意图；
图中，1-定子，2-转子，21-磁环，22-输入轴连接器，23-轴孔，3-阀座，31-密封面，32-限位孔，33-连接孔，34-第二盲孔，4-套管，41-定位孔，5-减速机构，6-主旋转阀盘，61-第一开槽，611-第一限位点，612-第二限位点，62-第二开槽，63-第二定位孔，64-定位圆柱槽，65-输出轴连接器，7-密封阀盘，71-第一定位孔，72-定位圆柱，73-密封内槽，74-密封台阶，8-中心轴，9-限位圈。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。
结合图1所示，一种感应电机驱动式电控阀，包括阀体组件、感应电机、减速机构5、旋转阀盘装置，感应电机包括定子1和转子2，定子1固定在阀体组件上的套管4的外壁上，转子2安装在套管4的内部；
当感应电机通电时，定子1所产生的旋转磁场，与转子2所产生的磁场相互作用时，从而使转子2作旋转运动；转子2通过减速机构5驱动旋转阀盘装置作旋转运动。
其中，本发明就中所指定的感应电机是步进电机，或者是无刷电机，这感应电机由电机驱动电路板控制，通过发送脉冲信号可实现位置控制以及位置反馈。因此，可实现电控阀的流道切换和流量调节。同时，这种带有驱动电路控制的感应电机，一方面由于控制是软启动，使用寿命长，一方面运行噪音低，一方面响应速度快。
其中，本发明中所述的减速机构5，是行星减速机构，或者是RV减速机构、或者是摆线针轮减速机构、或者是谐波减速机构。优选地是：行星减速机构，一方面是因为运行噪音低，寿命长；一方面是工艺成熟，制造成本低；最后一方面是传动效率高。
结合图2所示，对本发明中的转子作进一步地说明，具体如下：
转子2上设有磁环21，磁环21的下方设有与减速机构5相连的输入轴连接器22，所述转子的中心设有上下贯穿的轴孔23，磁环21上设有一对或者一对以上的磁极，所述一对磁极是N极和S极。
结合图3和图4所示，对阀体组件中的阀座3和套管4作具体地说明。
其中，阀座3和套管4通过焊接的方式固定在一起。
其中，阀座3上设有一个限位孔32和连接孔33，限位孔32的圆心和连接孔33的圆心分布在同一个圆心上；
若限位孔32是通孔，连接孔33的数量是1个且连接孔33是通孔，限位孔32和连接孔33的位置成90°，则该电控阀为开关阀或者是单向流量调节阀；
若限位孔32是盲孔，连接孔33的数量是2个且连接孔33是通孔，2个连接孔33位置对称，且限位孔32分别与2个连接孔33之间的位置均成90°，则该电控阀为开关阀或者是双向流量调节阀；
若限位孔32是通孔，连接孔33的数量是2个且连接孔33是通孔，2个连接孔33位置对称，且限位孔32分别与2个连接孔33之间的位置均成90°，则该电控阀为切换阀或者是温控阀；
若限位孔是通孔32，连接孔33的数量是3个且连接孔33是通孔，则限位孔32和3个连接孔33的位置是均布的，该电控阀为四通换向阀；
阀座3的上端面设有一个密封面31，密封面31与限位孔32和连接孔33是相通的，阀座3的上部设有与限位孔32相连的限位圈9；阀座3的正中心设有一个与中心轴8相配的第二盲孔34。
其中，套管4的中心顶部设有一个凸出的定位孔41，且定位孔41不是通孔，定位孔41与中心轴8相配。
结合图6、图7和图8所示，对旋转阀盘装置中的主旋转阀盘6和密封阀盘7作进一步地说明。
其中，密封阀盘7设有与中心轴8相配的第一定位孔71，第一定位孔71外部形成定位圆柱72，定位圆柱72的侧面形成一个密封内槽73，密封内槽73的下面形成与阀座3上的密封面31相接触且吻合的密封台阶74；
其中，主旋转阀盘6设有第一开槽61和第二开槽62，第一开槽61和第二开槽62是相对的；主旋转阀盘6正中心设有与中心轴8相配的第二定位孔63，第二定位孔63的下方形成一个与定位圆柱72相配的定位圆柱槽64，定位圆柱槽64的侧面与第一开槽61是相隔的，与第二开槽62是相通的；第一开槽61和第二开槽62的上端面形成与减速机构5相连的输出轴连接器65。
结合图6和图9所示，对发明中主旋转阀盘6中的第一开槽61再作一步具体地说明。第一开槽61上设有与限位圈9相配的第一限位点611和第二限位点612，第一限位点611和第二限位点612相对称。
本发明中，所述的感应电机驱动式电控阀，功能多，应用广，且通过断电可保持动作完毕后的状态。具体从阀座3上的流道数量(限位孔32和连接孔33)及其位置作进一步说明：
若阀座3上的限位孔32是通孔且限位孔33作输入流体的通道，连接孔33的数量是1个，连接孔33是通孔且连接孔33作输出流体的通道，限位孔32和连接孔33的位置成90°，当限位圈9的位置在主旋转阀盘6的第一限位点611，密封阀盘7的密封台阶74已经完全离开连接孔33；或限位圈9的位置在主旋转阀盘6的第二限位点612，密封阀盘7的密封台阶74已经完全覆盖连接孔33。以上这种结构，不仅可以实现电控阀的开闭功能，也可以通过对感应电机发送脉冲信号，实现旋转阀盘装置的位置控制，进一步实现流量的调节。这种结构，不仅可以作为单向阀，也可以作单向控制流量阀，如制冷用单向流道电子膨胀阀。
若阀座3上的限位孔32是盲孔，连接孔33的数量是2个且连接孔33是通孔且2个连接孔33均可以作为输入输出流道，2个连接孔33位置对称，且限位孔32分别与2个连接孔33之间的位置均成90°；当限位圈9的位置在主旋转阀盘6的第一限位点611，密封阀盘7的密封台阶74已经完全离开第一个连接孔33且密封台阶74已经完全覆盖第二个连接孔33；或限位圈9的位置在主旋转阀盘6的第二限位点612，密封阀盘7的密封台阶74已经完全覆盖第一个连接孔33且密封台阶74已经完全离开第二个连接孔33。以上这种结构，不仅可以实现电控阀的开闭功能，也可以通过对感应电机发送脉冲信号，实现旋转阀盘装置的位置控制，进一步实现流量的调节。这种结构，不仅可以作为单向阀，也可以作双向控制流量阀，如制冷用双向流道电子膨胀阀，可以实现制冷制热功能。
若阀座3上的限位孔32是通孔且限位孔32为输入流道，连接孔33的数量是2个，连接孔33是通孔，2个连接孔33位置对称，且限位孔32分别与2个连接孔33之间的位置均成90°，则当限位圈9的位置在主旋转阀盘6的第一限位点611，密封阀盘7的密封台阶74已经完全离开第一个连接孔33且密封台阶74已经完全覆盖第二个连接孔33；或限位圈9的位置在主旋转阀盘6的第二限位点612，密封阀盘7的密封台阶74已经完全覆盖第一个连接孔33且密封台阶74已经完全离开第二个连接孔33。以上这种结构，不仅可以实现电控阀的切换功能，也可以通过对感应电机发送脉冲信号，实现旋转阀盘装置的位置控制，进一步实现流量的调节。这种结构，不仅可以作切换阀，也可以作温度控制流量阀，如温控阀，可以实现流体的温度调节。其中，作为温控阀，限位孔32是输入热源流体，任意一个连接孔33为输入冷源流体或者限位孔32是输入冷源流体，任意一个连接孔33为输入热源流体。
若阀座3上的限位孔32是通孔且限位孔32是高压通道，连接孔33的数量是3个，连接孔33是通孔，限位孔32和3个连接孔33的位置是均布的，其中一个连接孔33与限位孔32相对称的，该连接孔33是低压通道且该连接孔33始终在密封阀盘7的密封内槽73范围内；则当限位圈9的位置在主旋转阀盘6的第一限位点611，密封阀盘7的密封台阶74已经完全离开第一个连接孔33且密封台阶74已经完全覆盖第二个连接孔33；或限位圈9的位置在主旋转阀盘6的第二限位点612，密封阀盘7的密封台阶74已经完全覆盖第一个连接孔33且密封台阶7已经完全离开第二个连接孔33，该结构作四通换向阀。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思和特点，其目的是在于本领域内的技术人员能够了解本发明的内容，并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种感应电机驱动式电控阀，包括阀体组件、感应电机、减速机构、旋转阀盘装置，所述感应电机包括定子和转子，其特征在于：所述定子固定在所述阀体组件的外壁上，所述转子安装在所述阀体组件的内部；
当所述感应电机通电时，所述定子所产生的旋转磁场，与所述转子所产生的磁场相互作用时，从而使转子作旋转运动；所述转子通过所述减速机构驱动所述旋转阀盘装置作旋转运动。
2.根据权利要求1所述一种感应电机驱动式电控阀，其特征在于：所述感应电机是步进电机,或者是无刷电机。
3.根据权利要求1所述一种感应电机驱动式电控阀，其特征在于：所述减速机构是行星减速机构、RV减速机构、摆线针轮减速机构或者是谐波减速机构其中之一。
4.根据权利要求1所述一种感应电机驱动式电控阀，其特征在于：所述转子上设有磁环，所述磁环的下方设有与所述减速机构相连的输入轴连接器，所述转子的中心设有上下贯穿的轴孔。
5.根据权利要求4所述一种感应电机驱动式电控阀，其特征在于：所述磁环上设有一对或者一对以上的磁极，所述一对磁极是N极和S极。
6.根据权利要求1所述一种感应电机驱动式电控阀，其特征在于：所述阀体组件包括套管、阀座，所述套管固定在所述阀座上。
7.根据权利要求6所述一种感应电机驱动式电控阀，其特征在于：所述阀座上设有一个限位孔和连接孔，所述限位孔的圆心和所述连接孔的圆心分布在同一个圆心上；
若所述限位孔是通孔，所述连接孔的数量是1个且所述连接孔是通孔，则所述限位孔和所述连接孔的位置成90°；
若所述限位孔是盲孔，所述连接孔的数量是2个且所述连接孔是通孔，则2个连接孔位置对称，且所述限位孔分别与2个连接孔之间的位置均成90°；
若所述限位孔是通孔，所述连接孔的数量是2个且所述连接孔是通孔，则2个连接孔位置对称，且所述限位孔分别与2个连接孔之间的位置均成90°；
若所述限位孔是通孔，所述连接孔的数量是3个且所述连接孔是通孔，则所述限位孔和3个所述连接孔的位置是均布的；
所述阀座的上端面设有一个密封面，所述密封面与所述限位孔和连接孔是相通的，所述阀座的上部设有与限位孔相连的限位圈；所述阀座的正中心设有一个与中心轴相配的第二盲孔。
8.根据权利要求6所述一种感应电机驱动式电控阀，其特征在于：所述套管的中心顶部设有一个凸出的定位孔，且所述定位孔不是通孔，所述定位孔与中心轴相配。
9.根据权利要求1所述一种感应电机驱动式电控阀，其特征在于：所述旋转阀盘装置包括主旋转阀盘和密封阀盘，所述密封阀盘设有与中心轴相配的第一定位孔，所述第一定位孔外部形成定位圆柱，所述定位圆柱的侧面形成一个密封内槽，所述密封内槽的下面形成与阀座上的密封面相接触且吻合的密封台阶；所述主旋转阀盘设有第一开槽和第二开槽，所述第一开槽和所述第二开槽是相对的；所述主旋转阀盘正中心设有与中心轴相配的第二定位孔，所述第二定位孔的下方形成一个与所述定位圆柱相配的定位圆柱槽，所述定位圆柱槽的侧面与所述第一开槽是相隔的，与所述第二开槽是相通的；所述第一开槽和所述第二开槽的上端面形成与所述减速机构相连的输出轴连接器。
10.根据权利要求9所述一种感应电机驱动式电控阀，其特征在于：所述第一开槽上设有与限位圈相配的第一限位点和第二限位点，所述第一限位点和所述第二限位点相对称。
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