CN1299033C - 流量控制装置 - Google Patents

Abstract

一种流量控制装置(1)，包括：连接流体流路的上游侧与下游侧的开口部(5)；用于调整该开口部(5)的开口面积和调整通过该开口部的流体流量的阀体(5)；以及使阀体(6)相对于开口部(5)进行相对移动的阀驱动装置(3)。阀驱动装置(3)具有：作为驱动源的步进电机；以及阀体(6)在与开口部(5)接近的方向或分开的方向上、变换该电机的输出轴(35)的回转进行传递的并由齿轮组构成的传递机构(70)。阀体(6)具有朝开口部(5)的方向直径变细的前端部分，变细的前端部分(62)进入开口部(5)的内侧，进行开度的调整。由此，可提供一种采用新的阀机构以及阀驱动装置来消除杂音和震动、并可高精度控制流量的流量控制装置。

Description

流量控制装置

技术领域

本发明涉及用于控制各种流体流量的流量控制装置，特别是涉及流量控制装置的阀机构。

背景技术

一般来讲，LP(液化石油)气、城市燃气、冰箱和空调机内的制冷剂、或者液体的流量控制的流量控制装置中使用的阀机构是用电磁阀来驱动阀体的。

然而，电磁阀因反复进行开·闭的阀开闭控制，故在高精度的流量控制时需要进行频繁的开闭动作，结果是存在着发生杂音的问题。又，作为电磁阀固有的问题，有时会发生震动，若处于这种状态，则不可能进行高精度控制。

鉴于上述的问题，本发明的目的在于，提供一种采用新的阀机构以及阀驱动装置来消除杂音和震动、并可高精度控制流量的流量控制装置。

发明内容

为了实现上述目的，本发明的流量控制装置包括：连接流体流路的上游侧与下游侧的开口部；用于调整该开口部的开口面积和调整通过该开口部的流体流量的阀体；以及使该阀体相对于所述开口部进行相对移动的阀驱动装置，其特征在于，所述阀驱动装置具有：作为驱动源的电机；以及所述阀体在与所述开口部接近的方向或分开的方向上变换该电机的输出进行传递的传递机构，所述阀体具有朝所述开口部方向直径变细的前端部分，并且，在朝着与所述电机的输出轴交叉的方向进行驱动并接近于所述开口部时，变细的前端部分进入该开口部的内侧。

在本发明中，所述阀驱动装置例如、将电机的输出传递至所述阀体，使该阀体朝与所述开口部接近的方向或分开的方向进行移动。

在本发明中，由于作为使阀体相对于所述开口部进行相对移动的阀驱动装置的驱动源采用电机，故与电磁阀开闭控制的结构不同，不会发生杂音和震动。又，通过阀体的变细的前端部分进入开口部的内侧，对开口部的开度进行调整，不仅结构简单，而且可高精度地进行流量控制。

在本发明中，所述阀体由所述阀驱动装置进行驱动，形成圆弧状的轨迹，所述开口部最好是将接受所述阀体的入口朝周向开口。采用这种结构，可在回转运动不变的状态下将电机的输出传递至阀体，与使阀体直动的方式相比，可使传递机构的结构简单化，并可减少能量消耗。

在本发明中，所述阀体最好前端部分是沿着该阀体的圆弧状的轨迹弯曲。采用这种结构，因阀体不会与其它部分碰撞，故可将阀体的设计行程加长，若作这种设定，则可便于流量的调整。

在本发明中，从驱动所述阀体时的回转中心轴线方向看，所述传递机构最好配置在与所述阀体全闭位置的反向侧。采用这种结构，可确保配置阀体和传递机构的宽广区域，可便于布局。又可使流路内的杂物不容易沾附于机构部分。

在本发明中，最好是在所述阀体和所述开口部中的至少一方，构成将所述开口部围住状的密封用弹性构件。采用这种结构，能可靠地将开口部密闭。

在采用这种结构时，所述阀驱动装置最好是所述阀驱动装置的所述密封用弹性构件压缩方向的驱动状态成为比通过密封用弹性构件将所述阀体与所述开口部周围密合的全闭状态进一步全闭状态的原点位置。在对该原点位置进行定位时，必须在电源接通时进行，随后，可以在任意时间以适当的间隔、或者在每次动作时进行。

本发明中，除了流路之外，最好是将所述阀体和所述传递机构收纳在密闭的空间内。

综上所述，在本发明的流量控制装置中，由于将电机用作了使阀体相对于所述开口部进行相对移动的阀驱动装置的驱动源，因此，与电磁阀开闭控制的结构不同，不会发生杂音和震动。又，通过阀体的变细的前端部分进入开口部的内侧，对开口部的开度进行调整，不仅结构简单，而且可高精度地进行流量控制。

附图说明

图1(A)、(B)、(C)为适用于本发明的流量控制装置的俯视图、主视图和仰视图。

图2(A)、(B)分别为适用于本发明的、配置在流量控制装置壳体内的构件全闭状态的俯视图和开状态的俯视图。

图3为图2所示的齿轮组等的展开图。

图4为表示适用于本发明的流量控制装置中的阀体位置与流量关系的图表。

具体实施方式

下面参照附图说明适用于本发明的流量控制装置。

[全体构成]

图1(A)、(B)、(C)为适用于本发明的流量控制装置的俯视图、主视图和仰视图。图2(A)、(B)均为适用于本发明的、配置在流量控制装置壳体内的构件布局的俯视图，其中，图2(A)为全闭状态，图2(B)为开状态。图3为图2(A)、(B)所示的齿轮组等的展开图。图4为表示适用于本发明的流量控制装置中的阀体位置与流量关系的图表。

在图1(A)、(B)、(C)中，适用于本发明的流量控制装置1是用于LP气、城市燃气、冰箱和空调机内的制冷剂等的流量控制。

流量控制装置1包括：具有凸缘部的杯状壳体21、盖材22、以及由被夹于盖材22与壳体21之间的橡胶垫圈23进行密闭的外壳2。配置有步进电机30的转子31等的圆筒部24在盖材22上向上方伸出，在圆筒部24的外侧配置有步进电机30的定子33。

在外壳2的侧面部开设有流体入口26，而在底部开设有流体出口27。

如图2和图3所示，外壳2的内部以平板4的底部分为隔壁40区分为流体入口26位置的上游侧11和圆筒状的流体出口27位置的下游侧12，在隔壁40上形成有连接上游侧11与下游侧12的开口部5。该开口部5为位于上游侧11的入口沿横向(周向)开口，而位于下游侧12的出口朝向下方开口。

在开口部5的入口侧配置有阀体6，该阀体6头部变细形状的前端部分62从凸缘状基部61朝前端延伸。

在该阀体6上，基部61的前面侧固定着橡胶密封垫63(密封用弹性构件)，形成了将前端部分62卷绕的状态，确保了图2(A)所示的全闭状态下的气密。在全闭状态下，阀体6的前端部分62进入开口部5的内侧，且基部61处于通过橡胶密封垫63与开口部5的入口周围密合的状态。

在图2(B)所示的开状态下，阀体6处于从开口部5后退的位置时，基部61与开口部5的入口周围分离，并且，前端部分62处于与开口部5内侧脱离的状态。

上述构件处于中间状态时，由于阀体6的前端部分62的一部分处于进入开口部5的内侧状态，可利用前端部分62与开口部5的间隙进行开度调整。

在图2(A)、(B)中，箭头A所示的方向是闭方向，箭头B所示的方向是开方向，如箭头A和箭头B所示方向，阀体6通过以下说明的阀驱动装置3朝与步进电机30的输出轴35交叉的方向进行驱动，在步进电机30的输出轴35周围画出圆弧状的轨迹。在本例中，阀体6的前端部分62与阀体6的圆弧状轨迹对应地进行弯曲，而开口部5的平面形状也与阀体6的圆弧状轨迹以及阀体6的前端部分62的弯曲形状对应地进行弯曲。

本例中，阀驱动装置3由可向双方回转的步进电机30和由齿轮组构成的传递机构70所构成，用于沿着箭头A和箭头B所示的方向对阀体6进行驱动，传递机构70被配置在杯状的壳体21内。

在阀驱动装置3中，步进电机30的输出轴35由平板4的支承部可回转地支持。传递机构70在输出轴35的侧方位置具有第1齿轮71，该第1齿轮71具有与固定在输出轴35上的小齿轮啮合的外齿，同时在第1齿轮71的侧方位置具有第2齿轮72，该第2齿轮72具有与固定在第1齿轮71的回转轴上的小齿轮啮合的外齿。

另一方面，在沿着平板4内周壁的该底部即隔壁40上形成有周向的导槽44，在该导槽44上配置有圆弧状的移动体8。

移动体8在其圆弧状的内周侧面具有与固定在第2齿轮72的回转轴上的小齿轮啮合的内齿，并且，其端部与所述阀体6一体形成。

[动作]

在这种结构的流量控制装置1中，步进电机30的输出轴35一旦从图2(A)所示的全闭状态绕逆时针的CCW方向回转，则第1齿轮71绕顺时针的CW方向进行回转，第2齿轮72绕逆时针的CCW方向回转。结果是移动体8也绕逆时针的CCW方向进行回转，阀体6如箭头(B)所示朝开方向驱动(参照图2(B))。在此期间，根据阀体6的移动距离，开口部5从全闭状态逐渐增大开度，流量逐渐增大。

由此，如图4所示，与步进电机30的步进数和阀体6的角度位置对应，从流体入口26经由开口部5再从流体出口27不断流出的流量呈直线状变化。

步进电机30的输出轴35一旦从图2(B)所示的开状态绕顺时针的CW方向回转，则第1齿轮71绕逆时针的CCW方向进行回转，第2齿轮72绕顺时针的CW方向回转。结果是移动体8也绕顺时针的CW方向进行回转，阀体6如箭头(A)所示朝闭方向驱动(参照图2(A))。

此时，阀驱动装置3在通过橡胶密封垫63将阀体6和开口部5的入口周围密合的闭状态下，更进一步使橡胶密封垫63压缩方向的驱动后的状态成为了全闭状态的原点位置。

[本例的效果]

如上所述，本例中，因作为使阀体6相对于开口部5进行相对移动的阀驱动装置3的驱动源采用电机，故与电磁阀开闭控制的结构不同，不会发生杂音和震动。又，通过阀体6的变细的前端部分62进入开口部的内侧对开口部的开度进行调整，不仅结构简单，而且可高精度地进行流量控制。

又，由于可在回转运动不变的状态下将电机的输出轴35的回转传递至阀体6，因此，与使阀体6直动的方式相比，可使传递机构70的结构简单化，并可减少能量消耗。并且，阀体6沿着圆弧状的轨迹将前端部分62弯曲，阀体6不会与其它部分碰撞，故可将阀体6的设计行程加长，可高精度地进行流量调整。

又，从驱动阀体6时的回转中心轴线方向看，传递机构70配置在与阀体6的全闭位置的反向侧。由此，可加大配置阀体6和开口部5的区域以及配置传递机构70的区域。可便于各构件的布局。

又，由于阀驱动装置3与通过密封用弹性构件63将阀体6与开口部5的入口周围密合的全闭状态相比更进一步使密封用弹性构件63压缩方向的驱动后的状态成为全闭状态的原点位置。由此，可将流体完全遮断，并可将流量完全为0的状态作为原点对流量进行控制。另外，在对这一原点进行定位时必须在电源接通时进行，随后可以在任意时间以适当的间隔或者在每次动作时进行。

[其它实施例]

上例是对阀体6和开口部5中的阀体6一方进行驱动，但也可将阀体6固定，对开口部5一方进行驱动。又，使用橡胶密封垫等的密封用弹性构件时，将其配置在阀体侧和开口部侧中的至少一方即可。

又，上例是对1个开口部5的开度进行调整，但也可设置多个开口部，通过由阀体6切换该开闭状态的组合来进行流量控制。

又，在阀体6的驱动方面，不限定于上例的回转方式，也可采用直动方式、或者采用一边使螺钉状的阀体6回转一边在螺纹槽内进行移动的结构。

又，上例是将步进电机30用作了驱动源，但也可使用DC电机和AC电机，在使用这种电机时，不采用步进式控制，而是改为时间控制或边识别位置边进行时间控制。

并且，作为流量控制对象的流体不限定于气体，也可是液体。

Claims (9)

1.一种流量控制装置，包括：连接流体流路的上游侧与下游侧的开口部；用于调整该开口部的开口面积和调整通过该开口部的流体流量的阀体；以及使该阀体相对于所述开口部进行相对移动的阀驱动装置，其特征在于，

所述阀驱动装置具有：作为驱动源的电机；以及所述阀体在与所述开口部接近的方向或分开的方向上变换该电机的输出进行传递的传递机构，

所述阀体具有朝所述开口部方向直径变细的前端部分，并且，在朝着与所述电机的输出轴交叉的方向进行驱动并接近于所述开口部时，所述变细的前端部分进入该开口部的内侧。

2.如权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，所述阀驱动装置将电机的输出传递至所述阀体，使该阀体朝与所述开口部接近的方向或分开的方向进行移动。

3.如权利要求2所述的流量控制装置，其特征在于，

所述阀体由所述阀驱动装置进行驱动，形成圆弧状的轨迹，

所述开口部的接受所述阀体的入口朝周向开口。

4.如权利要求3所述的流量控制装置，其特征在于，所述阀体将前端部分沿着该阀体的圆弧状的轨迹弯曲。

5.如权利要求3或4所述的流量控制装置，其特征在于，从驱动所述阀体时的回转中心轴线方向看，所述传递机构配置在与所述阀体全闭位置的反向侧。

6.如权利要求1至4任一项所述的流量控制装置，其特征在于，在所述阀体和所述开口部中的至少一方构成将所述开口部围住状的密封用弹性构件。

7.如权利要求6所述的流量控制装置，其特征在于，所述阀驱动装置的所述密封用弹性构件压缩方向的驱动状态成为比通过密封用弹性构件将所述阀体与所述开口部周围密合的全闭状态进一步全闭状态的原点位置。

8.如权利要求1至4任一项所述的流量控制装置，其特征在于，除了流路之外，将所述阀体和所述传递机构收纳在密闭的空间内。

9.如权利要求7所述的流量控制装置，其特征在于，除了流路之外，将所述阀体和所述传递机构收纳在密闭的空间内。

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