TWI760889B - 流量調整閥及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一種流量調整閥的控制方法，適於控制一流量調整閥。流量調整閥的控制方法包含下列步驟。輸送一第一電壓給流量調整閥之一驅動馬達，以令驅動馬達帶動流量調整閥之一螺帽件相對流量調整閥之一螺桿件轉動而消除螺帽件與螺桿件之齒隙。輸送大於第一電壓之一第二電壓給流量調整閥之驅動馬達，以令驅動馬達帶動流量調整閥之螺帽件沿同一方向相對流量調整閥之螺桿件轉動而帶動螺桿件沿其軸向相對螺帽件移動。

Description

流量調整閥及其控制方法

本發明係關於一種流量調整閥及其控制方法，特別是一種提升控制精準度的流量調整閥及其控制方法。

一般的熱水器可分為電加熱的熱水器及利用燃料氣加熱的熱水器。其中燃料氣加熱之熱水器係藉由燃料氣體燃燒時產生的熱能，以提高熱水的溫度，因此，進氣方式之控制與結構，即決定熱水加熱上升的過程與加熱的效率。傳統的熱水器係將冷水加熱後，係透過使用者調整冷熱水源，藉以達到適合使用的熱水溫度，目前市面上許多的熱水器設計，係提供了恆溫控制功能，以使得熱水水溫保持一定。

習知熱水器恆溫裝置主要利用溫度控制電路方式，藉以直接地控制流量調整閥，來進行對瓦斯流量的控制。然而，習知在整體的結構設計上係較繁雜，且各零件間有製造公差，使得流量調整閥在控制時往往產生”無效步”的狀況。舉例來說，使用者要控制步進馬達走100步，但因為無效步的狀況，步進馬達實際上只走了90步，進而導致進氣量不準確的缺點。

本發明在於提供一種流量調整閥及其控制方法，藉以提升流量調整閥的控制精準度。

本發明之一實施例所揭露之流量調整閥的控制方法，適於控制一流量調整閥。流量調整閥的控制方法包含下列步驟。輸送一第一電壓給流量調整閥之一驅動馬達，以令驅動馬達帶動流量調整閥之一螺帽件相對流量調整閥之一螺桿件轉動而消除螺帽件與螺桿件之齒隙。輸送大於第一電壓之一第二電壓給流量調整閥之驅動馬達，以令驅動馬達帶動流量調整閥之螺帽件沿同一方向相對流量調整閥之螺桿件轉動而帶動螺桿件沿其軸向相對螺帽件移動。

本發明之另一實施例所揭露之流量調整閥包含一殼體、一螺帽件、一螺桿件、一閥塞及一復位件。螺帽件可轉動地位於殼體內。螺桿件包含相連的一螺紋段及一組合段。螺紋段螺合於螺帽件。組合段位於殼體之外。閥塞包含一撓性體及一塞體。撓性體裝設於螺桿件之組合段。塞體固定於撓性體遠離螺桿件之一側。復位件位於殼體之外，且復位件之一端抵靠於殼體，以及復位件之另一端抵靠於閥塞之撓性體。

根據上述實施例之流量調整閥及其控制方法，先輸送一第一電壓(如2~3伏特)給流量調整閥之驅動馬達(如步進馬達)之線圈(未繪示)，以令驅動馬達帶動流量調整閥之螺帽件沿方向相對流量調整閥之螺桿件轉動而消除螺帽件與螺桿件之齒隙。再輸送大於第一電壓之一第二電壓(如24伏特)給流量調整閥之驅動馬達，以令驅動馬達帶動流量調整閥之螺帽件沿同一方向相對流量調整閥之螺桿件轉動而帶動螺桿件沿方向相對螺帽件移動。如此一來，可以在每次控制流量調整閥前先消除流量調整閥之無效步，進而提升流量調整閥之控制精準度，如由原本之10步誤差縮小至2~3步誤差。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參閱圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例所述之流量調整閥的立體示意圖。圖2為圖1之流量調整閥的剖面示意圖。圖3為圖2之局部放大示意圖。

本實施例之流量調整閥10固定於一基座20，並用以塞住一板件30之閥門32，或是讓板件30之閥門32打開。

流量調整閥10包含一殼體100、一螺帽件200、一螺桿件300、一閥塞400及一復位件500。

殼體100例如包含一外殼件110、一第一組裝座120、一第二組裝座130及一彈性件140。外殼件110包含一底板111及一環形側板112。環形側板112連接於底板111之周緣，以令底板111與環形側板112共同圍繞出容置空間及對應容置空間之開口。第一組裝座120安裝於外殼件110之開口處，第二組裝座130可活動地位於外殼件110的容置空間內。彈性件140夾設於外殼件110之底板111與第二組裝座130。

螺帽件200可轉動地位於外殼件110內，並例如透過二軸承250分別裝設於第一組裝座120與第二組裝座130，以減少螺帽件200相對外殼件110轉動的轉動阻力。

螺桿件300包含相連的一螺紋段310及一組合段320。螺紋段310螺合於螺帽件200。組合段320位於外殼件110之外。螺帽件200固定有一磁性件350，磁性件350如永久磁鐵並與線圈(未繪示)搭配而構成一驅動馬達，如步進馬達。當磁性件350受線圈(未繪示)激磁時，磁性件350會帶動螺帽件200沿方向a1之同向或反向相對殼體100之外殼件110轉動，進而透過螺帽件200帶動螺桿件300沿方向b之同向或反向相對殼體100之外殼件110平移。

閥塞400包含一撓性體410及一塞體420。撓性體410例如由橡膠製成，並裝設於螺桿件300之組合段320。塞體420例如由金屬製成，並固定於撓性體410遠離螺桿件300之一側。

復位件500例如為壓縮彈簧。復位件500位於殼體100之容置空間外，且復位件500之一端抵靠於殼體100，以及復位件500之另一端抵靠於閥塞400之撓性體410。當磁性件350對應之線圈斷電時，磁性件350不再受到激磁的影響而可自行相對殼體100轉動。此時，可透過復位件500之彈性來帶動螺桿件300沿方向c復位。

如圖3所示，螺帽件200具有螺紋狀之一導槽210。導槽210具有相對靠近閥塞400的一第一側面211及相對遠離閥塞400的一第二側面212。螺桿件300之螺紋段310具有螺紋狀之一導塊311。導塊311具有相對靠近閥塞400的一第一側面3111及相對遠離閥塞400的一第二側面3121。當閥塞400受復位件500的彈力作用下，螺桿件300之導塊311之第一側面3111會抵靠於導槽210之第一側面211而消除導塊311之第一側面3111與導槽210之第一側面211間的間隙。不過螺桿件300之導塊311之第二側面3112會與導槽210之第二側面212分離而產生一間隙G1。

接著進行流量調整閥10的控制方法的說明。請參閱圖4至圖9。圖4至圖9為圖1之流體調整閥的控制方法。流量調整閥10的控制方法適於控制一流量調整閥10，且步驟流程分成下列兩種。

第一種為初始狀態，如圖2與圖3所示，流量調整閥10處於沒有無效步的狀態，導塊311之第一側面3111與導槽210之第一側面211間無間隙。如圖4與圖5所示，輸送足以帶動螺桿件300沿方向b移動的電壓給流量調整閥10之驅動馬達(如步進馬達)之線圈(未繪示)，以令驅動馬達帶動流量調整閥10之螺帽件200相對流量調整閥10之螺桿件300轉動而帶動螺桿件300沿其軸向(如方向b)相對螺帽件200移動。此電壓值例如為24伏特(V)。

接著，如圖6與圖7所示，對流量調整閥10之驅動馬達(如步進馬達)之線圈斷電，則復位件500之彈力會帶動螺桿件300沿方向c復位，並令閥塞400封閉板件30之閥門32。當閥塞400封閉板件30之閥門32，由於螺帽件200處於慣性運動狀態下，故仍會繼續沿方向a2相對螺桿件300轉動而導致導塊311之第一側面3111與導槽210之第一側面211間產生間隙G2。此外，閥塞400之撓性體410與螺桿件300之組合段320間亦會產生間隙G3。間隙G2與間隙G3皆是無效步的原因。

接著，第二種為待修正狀態，如圖6與圖7所示，流量調整閥10處於存在無效步的狀態，導塊311之第一側面3111與導槽210之第一側面211間有間隙G2，以及閥塞400之撓性體410與螺桿件300之組合段320間有間隙G3。

如圖8所示，先輸送一第一電壓(如2~3伏特)給流量調整閥10之驅動馬達(如步進馬達)之線圈(未繪示)，以令驅動馬達帶動流量調整閥10之螺帽件200沿方向a1相對流量調整閥10之螺桿件300轉動而消除螺帽件200與螺桿件300之齒隙。

接著，如圖9所示，再輸送大於第一電壓之一第二電壓(如24伏特)給流量調整閥10之驅動馬達，以令驅動馬達帶動流量調整閥10之螺帽件200沿同一方向a1相對流量調整閥10之螺桿件300轉動而帶動螺桿件300沿方向b相對螺帽件200移動。

在本實施例中，第一電壓例如為2~3伏特，但並不以此為限。在其他實施例中，第一電壓也可以為其他電壓值，只要當驅動馬達於第一電壓下，螺帽件200令螺桿件300沿螺桿件300之軸向位移的推力小於復位件500之阻力即可。此外，在本實施例中，第二電壓例如為24伏特，但並不以此為限。在其他實施例中，第二電壓也可以為其他電壓值，只要當驅動馬達於第二電壓下，螺帽件200令螺桿件300沿螺桿件300之軸向位移的推力大於復位件500之阻力。

根據上述實施例之流量調整閥及其控制方法，先輸送一第一電壓(如2~3伏特)給流量調整閥之驅動馬達(如步進馬達)之線圈(未繪示)，以令驅動馬達帶動流量調整閥之螺帽件沿方向相對流量調整閥之螺桿件轉動而消除螺帽件與螺桿件之齒隙。再輸送大於第一電壓之一第二電壓(如24伏特)給流量調整閥之驅動馬達，以令驅動馬達帶動流量調整閥之螺帽件沿同一方向相對流量調整閥之螺桿件轉動而帶動螺桿件沿方向相對螺帽件移動。如此一來，可以在每次控制流量調整閥前先消除流量調整閥之無效步，進而提升流量調整閥之控制精準度，如由原本之10步誤差縮小至2~3步誤差。

雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10:流量調整閥 20:基座 30:板件 32:閥門 100:殼體 110:外殼件 111:底板 112:環形側板 120:第一組裝座 130:第二組裝座 140:彈性件 200:螺帽件 210:導槽 211:第一側面 212:第二側面 250:軸承 300:螺桿件 310:螺紋段 311:導塊 3111:第一側面 3121:第二側面 320:組合段 350:磁性件 400:閥塞 410:撓性體 420:塞體 500:復位件 a1、a2、b、c:方向 G1~G3:間隙

圖1為根據本發明第一實施例所述之流量調整閥的立體示意圖。 圖2為圖1之流量調整閥的剖面示意圖。 圖3為圖2之局部放大示意圖。 圖4至圖9為圖1之流體調整閥的控制方法。

10:流量調整閥

100:殼體

110:外殼件

111:底板

112:環形側板

120:第一組裝座

130:第二組裝座

140:彈性件

200:螺帽件

250:軸承

300:螺桿件

310:螺紋段

320:組合段

350:磁性件

400:閥塞

410:撓性體

420:塞體

500:復位件

a1、b、c:方向

G1:間隙

Claims (8)

1. 一種流量調整閥的控制方法，適於控制一流量調整閥，包含：輸送一第一電壓給該流量調整閥之一驅動馬達，以在該流量調整閥之一螺桿件維持不動的情況下，令該驅動馬達帶動該流量調整閥之一螺帽件相對該流量調整閥之該螺桿件轉動而消除該螺帽件與該螺桿件之齒隙；以及輸送大於該第一電壓之一第二電壓給該流量調整閥之該驅動馬達，以令該驅動馬達帶動該流量調整閥之該螺帽件沿同一方向相對該流量調整閥之該螺桿件轉動而帶動該螺桿件沿其軸向相對該螺帽件移動。
2. 如請求項1所述之流量調整閥的控制方法，其中於輸送該第二電壓給該流量調整閥之該驅動馬達之步驟後，更包含：停止供電給該流量調整閥之該驅動馬達，以解除該驅動馬達對該螺帽件之控制。
3. 如請求項2所述之流量調整閥的控制方法，其中於停止供電給該流量調整閥之該驅動馬達之步驟後，更包含：透過該流量調整閥之一復位件帶動該流量調整閥之該螺桿件沿其軸向相對該螺帽件復位而用以令該螺桿件上之一閥塞封閉一閥門。
4. 如請求項3所述之流量調整閥的控制方法，其中當該驅動馬達於該第一電壓下，該螺帽件令該螺桿件沿該螺桿件之軸向位移的推力小於該復位件之阻力。
5. 如請求項3所述之流量調整閥的控制方法，其中當該驅動馬達於該第二電壓下，該螺帽件令該螺桿件沿該螺桿件之軸向位移的推力大於該復位件之阻力。
6. 一種流量調整閥，包含：一殼體；一螺帽件，可轉動地位於該殼體內；一螺桿件，包含相連的一螺紋段及一組合段，該螺紋段螺合於該螺帽件，該組合段位於該殼體之外；一閥塞，包含一撓性體及一塞體，該撓性體裝設於該螺桿件之該組合段，該塞體固定於該撓性體遠離該螺桿件之一側；一復位件，位於該殼體之外，且該復位件之一端抵靠於該殼體，以及該復位件之另一端抵靠於該閥塞之該撓性體。
7. 如請求項6所述之流量調整閥，其中該復位件為壓縮彈簧。
8. 如請求項6所述之流量調整閥，更包含一磁性件，固定於該螺帽件，並用以與一線圈搭配而共同構成一驅動馬達。

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