CN113446425A - 步进电机、比例调节阀及燃气比例阀 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种步进电机、比例调节阀及燃气比例阀。步进电机，包括：壳体、定子组件、永磁体以及转子组件；所述转子组件包括驱动轴，所述驱动轴与间隔设置在所述壳体两端的两个轴承转动连接，所述驱动轴从所述壳体的一端伸出，所述驱动轴位于所述永磁体的中部容置腔的部分沿长度方向设置有螺旋轨道，所述螺旋轨道的两端设置有止挡部；挡块，所述挡块与所述螺旋轨道滑动连接；限位杆，限位杆固定的设置在所述永磁体的中部容置腔中，所述限位杆与所述驱动轴并排且间隔。所述步进电机增设有螺旋轨道、挡块以及限位杆形成的限位结构，能够实现对驱动轴的径向限位，反向启动时该限位立即释放，可避免出现限位锁死的情况发生，提高燃气比例阀的可靠性。

Description

步进电机、比例调节阀及燃气比例阀

技术领域

本申请涉及燃气比例阀技术领域，特别是涉及一种步进电机、比例调节阀及燃气比例阀。

背景技术

燃气热水器、壁挂炉作为通用的采暖设备，因其热水速度及舒适度广泛被应用，其核心原理是采用燃气比例阀配合风机控制燃气与空气的比例来达到理想的完全燃烧效果。由于部分城市的城市化建设较早，煤气燃气管道建设老旧，天然气、液化气不同区域种类不同，不同时间段供气种类有时也不同，因此对壁挂炉、热水器要求能够适应多种燃气，自适应地控制不同燃气与空气的燃烧比例，来达到理想的燃烧效果，所以燃气比例阀的重要性凸显出来。

燃气比例阀的总体结构是一个安全阀、稳压阀、比例调节阀的组合阀。为了达到理想的燃气流量控制效果，同时降低控制的难度及热水器达到恒温的响应速度，对比例阀的一致性、重复性及迟滞回差要求更高。传统的燃气比例阀例如欧式先导式燃气比例阀比例控制采用动芯式、日式直动式燃气比例阀比例控制多采用动芯式、或动永磁式，以上控制方式均存在较大的磁滞回差，影响热水器恒温响应速度。由于步进电机具有极好的步进精度，则利用步进电机控制比例阀口的开度是提高一致性及重复性、降低磁滞回差的理想方案。

然而，现有技术中步进电机在全开和全关状态下一般采用轴向限位，这种限位的弊端在于限位时电机通过传动螺纹输出扭矩，电机功率越大，螺纹所承受负载越大，螺纹容易磨损而导致螺纹自锁。若电机功率偏小则容易导致丢步，故如何提高步进电机驱动可靠性是该类比例阀设计的关键。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种步进电机、比例调节阀及燃气比例阀，使其能够解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：

一方面本申请提供一种步进电机，包括：壳体、定子组件、永磁体以及转子组件；

所述转子组件包括驱动轴，所述驱动轴与间隔设置在所述壳体两端的两个轴承转动连接，所述驱动轴从所述壳体的一端伸出，所述驱动轴位于所述永磁体的中部容置腔的部分沿长度方向设置有螺旋轨道，所述螺旋轨道的两端设置有止挡部；

挡块，所述挡块与所述螺旋轨道滑动连接；

限位杆，所述限位杆固定的设置在所述永磁体的中部容置腔中，所述限位杆与所述驱动轴并排且间隔；

其中，所述驱动轴转动时能够带动所述挡块转动，所述挡块在所述限位杆的阻挡下上沿所述螺旋轨道运动，当所述驱动轴沿第一方向转动预设圈数所述挡块与所述螺旋轨道一端的所述止挡部抵顶，所述驱动轴被限位，当所述驱动轴沿第二方向转动预设圈数所述挡块与所述螺旋轨道另一端的所述止挡部抵顶，所述驱动轴被限位。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选地，前述的步进电机，其中所述螺旋轨道为套在所述驱动轴上的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的两端向径向弯折并延伸，所述驱动轴上设置有插孔，所述螺旋弹簧的两端与所述插孔插接形成所述止挡部。

可选地，前述的步进电机，其中所述挡块呈螺旋状，螺旋的两端沿径向向外延伸作为与所述限位杆相阻挡的部位；

其中，螺旋状的所述挡块套在所述驱动轴上，并位于所述螺旋轨道中。

可选地，前述的步进电机，其中所述限位杆包括杆体部和连接部，所述连接部与一端的所述轴承的外圈、所述壳体或所述定子组件固定连接。

可选地，前述的步进电机，其中所述连接部呈半环形的罩壳，所述连接部的顶部具有避让孔用于供所述驱动轴穿过，所述连接部罩在所述轴承的外圈上并与所述轴承外圈焊接。

另一方面，本申请提供一种比例调节阀，包括：

步进电机；

所述步进电机包括壳体、定子组件、永磁体以及转子组件；

所述转子组件包括驱动轴，所述驱动轴与间隔设置在所述壳体两端的两个轴承转动连接，所述驱动轴从所述壳体的一端伸出，所述驱动轴位于所述永磁体的中部容置腔的部分沿长度方向设置有螺旋轨道，所述螺旋轨道的两端设置有止挡部；

挡块，所述挡块与所述螺旋轨道滑动连接；

限位杆，所述限位杆固定的设置在所述永磁体的中部容置腔中，所述限位杆与所述驱动轴并排且间隔；

其中，所述驱动轴转动时能够带动所述挡块转动，所述挡块在所述限位杆的阻挡下上沿所述螺旋轨道运动，当所述驱动轴沿第一方向转动预设圈数所述挡块与所述螺旋轨道一端的所述止挡部抵顶，所述驱动轴被限位，当所述驱动轴沿第二方向转动预设圈数所述挡块与所述螺旋轨道另一端的所述止挡部抵顶，所述驱动轴被限位；

端盖，所述端盖用于与燃气比例阀的阀体连接，所述端盖设置有安装孔，所述步进电机与所述端盖连接，所述步进电机的驱动轴穿过所述安装孔与比例阀阀芯连接，用于驱动所述比例阀阀芯沿所述驱动轴的轴向往复运动。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选地，前述的比例调节阀，其中所述比例阀阀芯包括：

传动套，所述传动套的一端穿设在所述安装孔中，与所述安装孔滑动连接，所述传动套的另一端与流量调节器连接；

传动螺母，所述传动套沿径向设置有贯穿的长条孔，且所述长条孔沿所述传动套的长度方向设置，所述传动螺母设置在所述长条孔中，所述驱动轴伸入所述传动套与所述传动螺母螺纹连接；

其中，所述传动螺母与所述传动套连接所述流量调节器的一端的内壁设置有弹性顶持件。

另一方面，本申请提供一种燃气比例阀，包括：

阀体和安装在所述阀体上的安全阀、稳压阀以及比例调节阀；

所述比例调节阀包括：

步进电机；

所述步进电机包括壳体、定子组件、永磁体以及转子组件；

所述转子组件包括驱动轴，所述驱动轴与间隔设置在所述壳体两端的两个轴承转动连接，所述驱动轴从所述壳体的一端伸出，所述驱动轴位于所述永磁体的中部容置腔的部分沿长度方向设置有螺旋轨道，所述螺旋轨道的两端设置有止挡部；

挡块，所述挡块与所述螺旋轨道滑动连接；

限位杆，所述限位杆固定的设置在所述永磁体的中部容置腔中，所述限位杆与所述驱动轴并排且间隔；

其中，所述驱动轴转动时能够带动所述挡块转动，所述挡块在所述限位杆的阻挡下上沿所述螺旋轨道运动，当所述驱动轴沿第一方向转动预设圈数所述挡块与所述螺旋轨道一端的所述止挡部抵顶，所述驱动轴被限位，当所述驱动轴沿第二方向转动预设圈数所述挡块与所述螺旋轨道另一端的所述止挡部抵顶，所述驱动轴被限位；

端盖，所述端盖用于与燃气比例阀的阀体连接，所述端盖设置有安装孔，所述步进电机与所述端盖连接，所述步进电机的驱动轴穿过所述安装孔与比例阀阀芯连接，用于驱动所述比例阀阀芯沿所述驱动轴的轴向往复运动。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选地，前述的燃气比例阀，其中所述安全阀包括：

静铁芯和套在所述静铁芯外侧的励磁线圈，所述静铁芯位于所述励磁线圈的中部环空的第一端，所述静铁芯朝向所述励磁线圈第二端的一端设置为第一凹陷或第一凸起；

传动铁芯，所述传动铁芯设置在所述励磁线圈的中部环空中，所述传动铁芯外部套有内隔磁套管，通过所述内隔磁套管与第一密封芯体连接，所述传动铁芯的第一端设置为与所述静铁芯的所述第一凹陷或所述第一凸起相适配的第二凸起或第二凹陷；

动铁芯，所述动铁芯设置在所述内隔磁套管中，第一端与所述传动铁芯抵顶，第二端与第二密封芯体连接；

其中，所述动铁芯与所述传动铁芯之间的开度行程H2小于所述静铁芯与所述传动铁芯之间的开度行程H1。

可选地，前述的燃气比例阀，其中所述传动铁芯的第二端设置为第三凹陷或第三凸起，所述动铁芯的第一端设置为与所述传动铁芯的所述第三凹陷或所述第三凸起相适配的第四凸起或第四凹陷。

可选地，前述的燃气比例阀，其中所述第一凹陷为锥形或圆柱形，所述第二凸起为锥形或台阶型；

或，所述第一凸起为锥形或台阶型，所述第二凹陷为锥形或圆柱形；

或，所述第三凹陷为锥形或圆柱形，所述第四凸起为锥形或台阶型；

或，所述第三凸起为锥形或台阶型，所述第四凹陷为锥形或圆柱形。

可选地，前述的燃气比例阀，其中所述第一凹陷的底部设置有缓冲橡胶，或，所述第二凹陷的底部设置有缓冲橡胶；

所述第三凹陷与所述第四凸起之间设置有缓冲弹簧，或，所述第四凹陷与所述第三凸起之间设置有缓冲弹簧。

借由上述技术方案，本发明步进电机、比例调节阀及燃气比例阀至少具有下列优点：

本发明实施例提供的步进电机，其内部于驱动轴上增设有螺旋轨道和挡块，以及内部还增设有限位杆，能够在步进电机的驱动轴转动时使挡块在限位杆的阻挡下沿着螺旋轨道转动，进而在步进电机转动预设的圈数后当挡块被螺旋轨道的止挡部限位时，驱动轴也被限位，进而当步进电机用于驱动比例调节阀的阀芯开关时可以实现自限位，此限位的位置可以对应于比例调节阀的阀芯的闭合位置以及最大打开位置；并且当驱动轴处于限位位置时，即比例调节阀处于闭合或者最大打开位置时，可以反向转动驱动轴即步进电机反转，以实现从比例调节阀的闭合或最大打开位置向相反最大打开位置或闭合位置调节，而在反转驱动轴时止挡部直接解除对挡块的限位，步进电机的限位随即被解除。

可见，本发明实施例提供的步进电机其限位是驱动轴的径向限位，反向启动时电机内部该限位随即被立即释放，该限位结构能可靠地限制该旋转步进电机正反转的角度，所述正反转的角度即由所述弹簧导轨的螺旋部的圈数决定，相比于现有的用于比例调节阀的步进电机是通过螺纹驱动作用在轴向的靠档上限位，限位的力作用在驱动轴的轴向，容易出现螺纹锁死的情况，本发明实施例提供的步进电机可以有效的避免出现限位锁死的情况发生，提高燃气比例阀的可靠性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示意性地示出了一种步进电机的结构示意图；

图2示意性地示出了一种步进电机的转子组件的驱动轴结构示意图；

图3示意性地示出了一种步进电机的螺旋轨道的结构示意图；

图4示意性地示出了一种步进电机的挡块的结构示意图；

图5示意性地示出了一种步进电机的限位杆的结构示意图；

图6示意性地示出了一种比例调节阀处于开启状态的结构示意图；

图7为图6中处于开启状态的比例调节阀中限位结构的螺旋轨道、挡块以及限位杆之间的相对位置状态；

图8示意性地示出了一种比例调节阀处于关闭状态的结构示意图；

图9为图8中处于关闭状态的比例调节阀中限位结构的螺旋轨道、挡块以及限位杆之间的相对位置状态；

图10示意性地示出了一种燃气比例阀的结构示意图；

图11为图10所示燃气比例阀上的安全阀的放大结构示意图；

图12为另一种用于燃气比例阀上的安全阀的结构示意图。

图1-图12中各标号为：

壳体1、定子组件2、永磁体3、转子组件4、驱动轴41、螺旋轨道5、止挡部51、挡块6、限位杆7、杆体部71、连接部72、轴承8、端盖9、安装孔91、阀体10、传动套11、流量调节器12、传动螺母13、密封膜片14、长条孔15、弹性顶持件16、励磁线圈17、导磁体18、静铁芯19、导磁环20、外隔磁套管21、内隔磁套管22、传动铁芯23、动铁芯24、第一密封芯体25、第二密封芯体26、第一凹陷27、第二凸起28、第三凹陷29、第四凸起30、缓冲橡胶31、缓冲弹簧32、安全阀A、稳压阀B、比例调节阀C、开度行程H2、开度行程H1。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例一

如图1-9所示，本发明的实施例一提出的一种步进电机，可以用于比例调节阀C，包括：壳体1、定子组件2、永磁体3以及转子组件4；

所述转子组件4包括驱动轴41，所述驱动轴41与间隔设置在所述壳体1两端的两个轴承8转动连接，所述驱动轴41从所述壳体1的一端伸出，所述驱动轴41位于所述永磁体3的中部容置腔的部分沿长度方向设置有螺旋轨道5，所述螺旋轨道5的两端设置有止挡部51；

挡块6，所述挡块6与所述螺旋轨道5滑动连接；

限位杆7，所述限位杆7固定的设置在所述永磁体3的中部容置腔中，所述限位杆7与所述驱动轴41并排且间隔；

其中，所述驱动轴41转动时能够带动所述挡块6转动，所述挡块6在所述限位杆7的阻挡下上沿所述螺旋轨道5运动，当所述驱动轴41沿第一方向转动预设圈数所述挡块6与所述螺旋轨道5一端的所述止挡部51抵顶，所述驱动轴41被限位，当所述驱动轴41沿第二方向转动预设圈数所述挡块6与所述螺旋轨道5另一端的所述止挡部51抵顶，所述驱动轴41被限位。

具体地，步进电机的主体结构可以参考当前的技术，整体呈现为圆柱状，壳体1可以是类似与当前技术中一端开口的圆柱向罩壳，也可以如图1所示的相对设置的两块板体；定子组件2将永磁体3围绕，转子组件4位于永磁体3的容置腔中，即位于步进电机的中心，且转子组件4的驱动轴41的轴线就是步进电机的转动轴线；壳体1的两端设置的轴承8可以是滚珠轴承8和含油轴承8，转子组件4的驱动轴41与两个轴承8连接实现转动。更进一步的步进电机的结构为技术人员所知，此处不再赘述。

其中，本发明实施例提供的步进电机，其于永磁体3的中部容置腔中增设限位机构，该限位机构包括螺旋轨道5、挡块6以及限位杆7，螺旋轨道5设置在驱动轴41上并于两端设置止挡部51，挡块6与螺旋轨道5滑动连接，限位杆7并排的固定在永磁体3的中部容置腔中，用于对挡块6产生阻挡，直至挡块6与止挡部51抵顶实现对驱动轴41的限位。需要注意的是，螺旋轨道5需要与驱动轴41固定连接，螺旋轨道5的螺旋方向可以不做限定，螺旋轨道5的螺旋圈数需要根据驱动轴41所要旋转的圈数而定，即根据步进电机正向或者反向的输出角度而定；限位杆7的长度需要保证大于等于螺旋轨道5的两端止挡部51的之间的距离。

上述的驱动轴41转动的第一方向和第二方向，第一方向即对应步进电机的正转方向或反转方向，第二向对应步进电机的反转方向或正转方向。

本发明实施例提供的步进电机，其内部于驱动轴41上增设有螺旋轨道5和挡块6，以及内部还增设有限位杆7，能够在步进电机的驱动轴41转动时使挡块6在限位杆7的阻挡下沿着螺旋轨道5转动，进而在步进电机转动预设的圈数后当挡块6被螺旋轨道5的止挡部51限位时，驱动轴41也被限位，进而当步进电机用于驱动比例调节阀C的阀芯开关时可以实现自限位，此限位的位置可以对应于比例调节阀C的阀芯的闭合位置(如图8和图9)以及最大打开位置(如图6和图7)；并且当驱动轴41处于限位位置时，即比例调节阀C处于闭合或者最大打开位置时，可以反向转动驱动轴41即步进电机反转，以实现从比例调节阀C的闭合或最大打开位置向相反最大打开位置或闭合位置调节，而在反转驱动轴41时止挡部51直接解除对挡块6的限位，步进电机的限位随即被解除。

可见，本发明实施例提供的步进电机其限位是驱动轴41的径向限位，反向启动时电机内部该限位随即被立即释放，该限位结构能可靠地限制该旋转步进电机正反转的角度，所述正反转的角度即由所述弹簧导轨的螺旋部的圈数决定，相比于现有的用于比例调节阀C的步进电机是通过螺纹驱动作用在轴向的靠档上限位，限位的力作用在驱动轴41的轴向，容易出现螺纹锁死的情况，本发明实施例提供的步进电机可以有效的避免出现限位锁死的情况发生，提高燃气比例阀的可靠性。

在具体实施中，其中螺旋轨道5可以是通过车削的方式于驱动轴41上设置的轨道，且轨道可以设置为截面是燕尾形或T形的槽，然后在挡块6上设置与燕尾槽或者T形槽相适配的结构，进而与螺旋轨道5滑动连接；或者螺旋轨道5可以是通过焊接的方式于驱动轴41上设置的凸出的轨道，且凸出的轨道的截面可以是T形，然后在挡块6上设置能够与T形轨道相适配的C型槽，然后使二者滑动连接。

或者，如图1、图3和图4所示，优选的可以将螺旋轨道5设置为螺旋弹簧并套在驱动轴41上，所述螺旋弹簧的两端向径向弯折并延伸，所述驱动轴41上设置有插孔，所述螺旋弹簧的两端与所述插孔插接形成所述止挡部51。其中，驱动轴41上的插孔可以是一个也可以是两个，即作为螺旋轨道5的螺旋弹簧与驱动轴只要保证至少一端固定即可，当螺旋弹簧与驱动轴41仅一端固定时，则螺旋弹簧在受力后会收拢，当力平衡后停止，或直接收拢至于驱动轴41贴合则停止，限位的平衡也随即建立。

这样避免了在驱动轴41上机械加工，同时方便连接。

进一步地，所述挡块6呈螺旋状，螺旋的两端沿径向向外延伸作为与所述限位杆7相阻挡的部位；其中，螺旋状的所述挡块6的两端可以相互平行并位于经过螺旋中心线的同一平面，也可以不是相互平行的，只要能够与限位杆相抵挡即可，所述挡块6套在所述驱动轴41上，并位于所述螺旋轨道5中。

具体地，螺旋状的挡块6需要与螺旋轨道5相适配，即螺旋方向以及螺旋的直径需要适配。其中，当螺旋状的挡块6的两端向径向外侧延伸的部分，相互平行并位于经过螺旋中心线的同一平面时，即两端延伸的部分需要能够同时与限位杆7接触。螺旋状的挡块6的螺旋圈数一定要小于螺旋轨道5。

如图5所示，在具体实施中，其中所述限位杆7包括杆体部71和连接部72，所述连接部72与一端的所述轴承8的外圈、所述壳体1或所述定子组件2固定连接。

具体地，限位杆7的固定设置方式可以根据步进电机的结构而定，即如何方便的固定限位杆7便可以如何进行，所以限位杆7可以固定的连接在轴承8的外圈、壳体1或定子组件2上，即固定后只要保证限位杆7与驱动轴41并排并具有一定间隙即可。

如图5所示，进一步地，所述连接部72呈半环形的罩壳，所述连接部72的顶部具有避让孔用于供所述驱动轴41穿过，所述连接部72罩在所述轴承8的外圈上并与所述轴承8外圈焊接。

实施例二

如图6和图8所示，本发明的实施例二提出的一种比例调节阀C，包括：实施例一所提供的步进电机；

如图1-图9所示，所述步进电机包括壳体1、定子组件2、永磁体3以及转子组件4；

所述转子组件4包括驱动轴41，所述驱动轴41与间隔设置在所述壳体1两端的两个轴承8转动连接，所述驱动轴41从所述壳体1的一端伸出，所述驱动轴41位于所述永磁体3的中部容置腔的部分沿长度方向设置有螺旋轨道5，所述螺旋轨道5的两端设置有止挡部51；

挡块6，所述挡块6与所述螺旋轨道5滑动连接；

限位杆7，所述限位杆7固定的设置在所述永磁体3的中部容置腔中，所述限位杆7与所述驱动轴41并排且间隔；

其中，所述驱动轴41转动时能够带动所述挡块6转动，所述挡块6在所述限位杆7的阻挡下上沿所述螺旋轨道5运动，当所述驱动轴41沿第一方向转动预设圈数所述挡块6与所述螺旋轨道5一端的所述止挡部51抵顶，所述驱动轴41被限位，当所述驱动轴41沿第二方向转动预设圈数所述挡块6与所述螺旋轨道5另一端的所述止挡部51抵顶，所述驱动轴41被限位；

端盖9，所述端盖9用于与燃气比例阀的阀体10连接，所述端盖9设置有安装孔91，所述步进电机与所述端盖9连接，所述步进电机的驱动轴41穿过所述安装孔91与比例阀阀芯连接，用于驱动所述比例阀阀芯沿所述驱动轴41的轴向往复运动。

具体地，本实施例二中所述的步进电机可直接使用上述实施例一提供的步进电机，具体的实现结构可参见上述实施例一中描述的相关内容，此处不再赘述。如图6和图8所示，比例调节阀C的结构为已公开的结构，主要包括用于连接燃气比例阀的阀体10和步进电机的端盖9，以及由传动套11、流量调节器12、传动螺母13、密封膜片14等构成的比例阀阀芯。

本发明实施例提供的比例调节阀C使用的步进电机，其内部于驱动轴41上增设有螺旋轨道5和挡块6，以及内部还增设有限位杆7，能够在步进电机的驱动轴41转动时使挡块6在限位杆7的阻挡下沿着螺旋轨道5转动，进而在步进电机转动预设的圈数后当挡块6被螺旋轨道5的止挡部51限位时，驱动轴41也被限位，进而当步进电机用于驱动比例调节阀C的阀芯开关时可以实现自限位，此限位的位置可以对应于比例调节阀C的阀芯的闭合位置以及最大打开位置；并且当驱动轴41处于限位位置时，即比例调节阀C处于闭合或者最大打开位置时，可以反向转动驱动轴41即步进电机反转，以实现从比例调节阀C的闭合或最大打开位置向相反最大打开位置或闭合位置调节，而在反转驱动轴41时止挡部51直接解除对挡块6的限位，步进电机的限位随即被解除。可见，本发明实施例提供的步进电机其限位是驱动轴41的径向限位，反向启动时电机内部该限位随即被立即释放，该限位结构能可靠地限制该旋转步进电机正反转的角度，所述正反转的角度即由所述弹簧导轨的螺旋部的圈数决定，相比于现有的用于比例调节阀C的步进电机是通过螺纹驱动作用在轴向的靠档上限位，限位的力作用在驱动轴41的轴向，容易出现螺纹锁死的情况，本发明实施例提供的步进电机可以有效的避免出现限位锁死的情况发生，提高燃气比例阀的可靠性。

如图6和图8所示，在具体实施中，其中所述传动套11的一端穿设在所述安装孔91中，与所述安装孔91滑动连接，所述传动套11的另一端与流量调节器12连接；所述传动套11沿径向设置有贯穿的长条孔15，且所述长条孔15沿所述传动套11的长度方向设置，所述传动螺母13设置在所述长条孔15中，所述驱动轴41伸入所述传动套11与所述传动螺母13螺纹连接；其中，所述传动螺母13与所述传动套11连接所述流量调节器12的一端的内壁设置有弹性顶持件16。

具体地，比例调节阀C的阀芯通过步进电机控制，步进电机的转动带动传动螺母13向下或者向上移动，进而带动传动套11向下或者向上移动，最终驱动流量调节器12对燃气比例阀的阀体10上的出气孔密封或者解除密封，进而实现对出气量的调节。

其中，挡块6可以与螺旋导轨预设一定角度的过旋转量，当关闭比例调节阀C，即关闭燃气比例阀时，当驱动流量调节器12运动到与燃气比例阀的阀口刚接触时，由于挡块6与螺旋导轨的过旋转量存在，则随着步进电机进一步旋转直至被限位抵挡，传动螺母13沿传动套11轴向压缩弹性顶持件16(可以是弹簧)，直至驱动电机内部限位机构到达限位角度而停止，避免了刚性抵顶。反向启动开阀时，传动螺母13沿长条形孔向上移动至长条形孔上部弧面面，随后带动传动套11及流量调节器12向上移动直至运动到步进电机限位机构到达限位角度而停止，同时当比例阀口开到最大状态时，传动套11上部与端盖9存在一定间隙，并无接触，因此无现有技术中轴向限位中存在的面接触，能够降低反向启动时的负载，提高电机驱动的可靠性

实施例三

如图10所示，本发明的实施例三提出的一种燃气比例阀，包括：阀体10和安装在所述阀体10上的安全阀A、稳压阀B以及实施例二提供的比例调节阀C；

所述比例调节阀C包括：步进电机；

如图1-图9所示，所述步进电机包括壳体1、定子组件2、永磁体3以及转子组件4；

所述转子组件4包括驱动轴41，所述驱动轴41与间隔设置在所述壳体1两端的两个轴承8转动连接，所述驱动轴41从所述壳体1的一端伸出，所述驱动轴41位于所述永磁体3的中部容置腔的部分沿长度方向设置有螺旋轨道5，所述螺旋轨道5的两端设置有止挡部51；

挡块6，所述挡块6与所述螺旋轨道5滑动连接；

限位杆7，所述限位杆7固定的设置在所述永磁体3的中部容置腔中，所述限位杆7与所述驱动轴41并排且间隔；

其中，所述驱动轴41转动时能够带动所述挡块6转动，所述挡块6在所述限位杆7的阻挡下上沿所述螺旋轨道5运动，当所述驱动轴41沿第一方向转动预设圈数所述挡块6与所述螺旋轨道5一端的所述止挡部51抵顶，所述驱动轴41被限位，当所述驱动轴41沿第二方向转动预设圈数所述挡块6与所述螺旋轨道5另一端的所述止挡部51抵顶，所述驱动轴41被限位；

端盖9，所述端盖9用于与燃气比例阀的阀体10连接，所述端盖9设置有安装孔91，所述步进电机与所述端盖9连接，所述步进电机的驱动轴41穿过所述安装孔91与比例阀阀芯连接，用于驱动所述比例阀阀芯沿所述驱动轴41的轴向往复运动。

具体地，本实施例三中所述的步进电机可直接使用上述实施例一提供的步进电机，具体的实现结构可参见上述实施例一中描述的相关内容，此处不再赘述。

本发明实施例提供的燃气比例阀使用的步进电机，其内部于驱动轴41上增设有螺旋轨道5和挡块6，以及内部还增设有限位杆7，能够在步进电机的驱动轴41转动时使挡块6在限位杆7的阻挡下沿着螺旋轨道5转动，进而在步进电机转动预设的圈数后当挡块6被螺旋轨道5的止挡部51限位时，驱动轴41也被限位，进而当步进电机用于驱动比例调节阀C的阀芯开关时可以实现自限位，此限位的位置可以对应于比例调节阀C的阀芯的闭合位置以及最大打开位置；并且当驱动轴41处于限位位置时，即比例调节阀C处于闭合或者最大打开位置时，可以反向转动驱动轴41即步进电机反转，以实现从比例调节阀C的闭合或最大打开位置向相反最大打开位置或闭合位置调节，而在反转驱动轴41时止挡部51直接解除对挡块6的限位，步进电机的限位随即被解除。可见，本发明实施例提供的步进电机其限位是驱动轴41的径向限位，反向启动时电机内部该限位随即被立即释放，该限位结构能可靠地限制该旋转步进电机正反转的角度，所述正反转的角度即由所述弹簧导轨的螺旋部的圈数决定，相比于现有的用于比例调节阀C的步进电机是通过螺纹驱动作用在轴向的靠档上限位，限位的力作用在驱动轴41的轴向，容易出现螺纹锁死的情况，本发明实施例提供的步进电机可以有效的避免出现限位锁死的情况发生，提高燃气比例阀的可靠性。

在具体实施中，其中如图10-图12所示，安全阀A为双密封结构(此种结构为技术人员所知)，且由同轴但不同时动的传动铁芯23和动铁芯24驱动密封，安全阀A包括：励磁线圈17、导磁体18、静铁芯19、导磁环20、外隔磁套管21、内隔磁套管22、传动铁芯23、动铁芯24、第一密封芯体25、第二密封芯体26等。具体工作时，第一密封芯体25用于封堵燃气比例阀最先连接进气孔的第一通道，第二密封芯体26用于封堵与第一通道连通的并与燃气比例阀大腔体连通的第二通道，然后当对励磁线圈17通电后，能够控制动铁芯24和传动铁芯23分别带着第二密封芯体26和第一密封芯体25开启第二通道和第一通道，反之在磁力消失后，在弹性件的反向作用下，第二密封芯体26和第一密封芯体25封堵关闭第二通道和第一通道，实现安全截断。

如图11和图12所示，在具体实施中，静铁芯19和套在所述静铁芯19外侧的励磁线圈17，所述静铁芯19位于所述励磁线圈17的中部环空的第一端，所述静铁芯19朝向所述励磁线圈17第二端的一端设置为第一凹陷27或第一凸起；所述传动铁芯23设置在所述励磁线圈17的中部环空中，所述传动铁芯23外部套有内隔磁套管22，通过所述内隔磁套管22与第一密封芯体25连接，所述传动铁芯23的第一端设置为与所述静铁芯19的所述第一凹陷27或所述第一凸起相适配的第二凸起28或第二凹陷；所述动铁芯24设置在所述内隔磁套管22中，第一端与所述传动铁芯23抵顶，第二端与第二密封芯体26连接；

其中，所述动铁芯24与所述传动铁芯23之间的开度行程H2小于所述静铁芯19与所述传动铁芯23之间的开度行程H1。

进一步地，所述第一凹陷27为锥形或圆柱形，所述第二凸起28为锥形或台阶型；或，所述第一凸起为锥形或台阶型，所述第二凹陷为锥形或圆柱形。

具体地，由于燃气比例阀的动铁芯24与传动铁芯23之间的开度行程H2小于静铁芯19与传动铁芯23之间的开度行程H1，所以动铁芯24与传动铁芯23之间的导磁气隙更小，相应的磁阻小，当励磁线圈17通电后，动铁芯24与传动铁芯23先吸合，吸合后静铁芯19与传动铁芯23之间的磁阻相应地也减小了，静铁芯19与传动铁芯23吸合，且由于静铁芯19和传动铁芯23之间设置为凹陷和凸起的配合，使二者之间的导磁气隙相对于现有技术中平面状的配合面导磁气隙小，可以降低磁阻，故提高了电磁吸力水平，在相同气密力等级下，可采用更小功率的线圈，降低了线圈温升，提高了可靠性。

进一步地，所述传动铁芯23的第二端设置为第三凹陷29或第三凸起，所述动铁芯24的第一端设置为与所述传动铁芯23的所述第三凹陷29或所述第三凸起相适配的第四凸起30或第四凹陷。其中，所述第三凹陷29为锥形或圆柱形，所述第四凸起30为锥形或台阶型；或，所述第三凸起为锥形或台阶型，所述第四凹陷为锥形或圆柱形。

具体地，通过将传动铁芯23与动铁芯24之间设置为凹陷与凸起的配合方式，也可以减小二者之间的导磁气隙，可以降低磁阻，故提高了电磁吸力水平，在相同气密力等级下，可采用更小功率的线圈，降低了线圈温升，提高了可靠性。

如图11和图12所示，在具体实施中，其中所述第一凹陷27的底部设置有缓冲橡胶31，或，所述第二凹陷的底部设置有缓冲橡胶31；所述第三凹陷29与所述第四凸起30之间设置有缓冲弹簧32，或，所述第四凹陷与所述第三凸起之间设置有缓冲弹簧32。

具体地，通过缓冲橡胶31的设置以及缓冲弹簧32的设置，使安全阀A在动铁芯24和传动铁芯23带动两个阀芯运动时，不会出现刚性碰撞的情况。

可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种步进电机，包括壳体、定子组件、永磁体以及转子组件，其特征在于，包括：

所述转子组件包括驱动轴，所述驱动轴与间隔设置在所述壳体两端的两个轴承转动连接，所述驱动轴从所述壳体的一端伸出，所述驱动轴位于所述永磁体的中部容置腔的部分沿长度方向设置有螺旋轨道，所述螺旋轨道的两端设置有止挡部；

挡块，所述挡块与所述螺旋轨道滑动连接；

限位杆，所述限位杆固定的设置在所述永磁体的中部容置腔中，所述限位杆与所述驱动轴并排且间隔；

其中，所述驱动轴转动时能够带动所述挡块转动，所述挡块在所述限位杆的阻挡下上沿所述螺旋轨道运动，当所述驱动轴沿第一方向转动预设圈数所述挡块与所述螺旋轨道一端的所述止挡部抵顶，所述驱动轴被限位，当所述驱动轴沿第二方向转动预设圈数所述挡块与所述螺旋轨道另一端的所述止挡部抵顶，所述驱动轴被限位。

2.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，

所述螺旋轨道为套在所述驱动轴上的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的两端向径向弯折并延伸，所述驱动轴上设置有插孔，所述螺旋弹簧的两端与所述插孔插接形成所述止挡部。

3.根据权利要求2所述的步进电机，其特征在于，

所述挡块呈螺旋状，螺旋的两端沿径向向外延伸作为与所述限位杆相阻挡的部位；

其中，螺旋状的所述挡块套在所述驱动轴上，并位于所述螺旋轨道中。

4.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，

所述限位杆包括杆体部和连接部，所述连接部与一端的所述轴承的外圈、所述壳体或所述定子组件固定连接。

5.根据权利要求4所述的步进电机，其特征在于，

所述连接部呈半环形的罩壳，所述连接部的顶部具有避让孔用于供所述驱动轴穿过，所述连接部罩在所述轴承的外圈上并与所述轴承外圈焊接。

6.一种比例调节阀，其特征在于，包括：

如权利要求1-5中任一所述步进电机；

端盖，所述端盖用于与燃气比例阀的阀体连接，所述端盖设置有安装孔，所述步进电机与所述端盖连接，所述步进电机的驱动轴穿过所述安装孔与比例阀阀芯连接，用于驱动所述比例阀阀芯沿所述驱动轴的轴向往复运动。

7.根据权利要求6所述的比例调节阀，其特征在于，所述比例阀阀芯包括：

传动套，所述传动套的一端穿设在所述安装孔中，与所述安装孔滑动连接，所述传动套的另一端与流量调节器连接；

传动螺母，所述传动套沿径向设置有贯穿的长条孔，且所述长条孔沿所述传动套的长度方向设置，所述传动螺母设置在所述长条孔中，所述驱动轴伸入所述传动套与所述传动螺母螺纹连接；

其中，所述传动螺母与所述传动套连接所述流量调节器的一端的内壁设置有弹性顶持件。

8.一种燃气比例阀，其特征在于，包括：

阀体和安装在所述阀体上的安全阀、稳压阀以及如权利要求6或7所述的比例调节阀。

9.根据权利要求8所述的燃气比例阀，其特征在于，所述安全阀包括：

静铁芯和套在所述静铁芯外侧的励磁线圈，所述静铁芯位于所述励磁线圈的中部环空的第一端，所述静铁芯朝向所述励磁线圈第二端的一端设置为第一凹陷或第一凸起；

传动铁芯，所述传动铁芯设置在所述励磁线圈的中部环空中，所述传动铁芯外部套有内隔磁套管，通过所述内隔磁套管与第一密封芯体连接，所述传动铁芯的第一端设置为与所述静铁芯的所述第一凹陷或所述第一凸起相适配的第二凸起或第二凹陷；

动铁芯，所述动铁芯设置在所述内隔磁套管中，第一端与所述传动铁芯抵顶，第二端与第二密封芯体连接；

其中，所述动铁芯与所述传动铁芯之间的开度行程H2小于所述静铁芯与所述传动铁芯之间的开度行程H1。

10.根据权利要求9所述的燃气比例阀，其特征在于，

所述传动铁芯的第二端设置为第三凹陷或第三凸起，所述动铁芯的第一端设置为与所述传动铁芯的所述第三凹陷或所述第三凸起相适配的第四凸起或第四凹陷。

11.根据权利要求10所述的燃气比例阀，其特征在于，

所述第一凹陷为锥形或圆柱形，所述第二凸起为锥形或台阶型；

或，所述第一凸起为锥形或台阶型，所述第二凹陷为锥形或圆柱形；

或，所述第三凹陷为锥形或圆柱形，所述第四凸起为锥形或台阶型；

或，所述第三凸起为锥形或台阶型，所述第四凹陷为锥形或圆柱形。

12.根据权利要求10所述的燃气比例阀，其特征在于，

所述第一凹陷的底部设置有缓冲橡胶，或，所述第二凹陷的底部设置有缓冲橡胶；

所述第三凹陷与所述第四凸起之间设置有缓冲弹簧，或，所述第四凹陷与所述第三凸起之间设置有缓冲弹簧。

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