一种脉冲控制式微功耗位置反馈双稳态电控阀制造技术

本实用新型专利技术公开了一种脉冲控制式微功耗位置反馈双稳态电控阀，包括阀体和阀盖，所述阀体内设置有旋转磁力开关结构、位置检测结构、磁离合传动结构和传感器，所述旋转磁力开关结构，包括动芯组件、动芯内置的磁铁组件和弹簧组件，所述动芯组件包括动芯、动芯盖板和动芯驱动盘，所述弹簧组件包括设置于动芯上部的副弹簧和下部的主弹簧，所述磁铁组件包括设置于动芯内部的主磁铁和动芯驱动盘内部的副磁铁。本实用新型专利技术的目的在于提供一种符合低功耗、位置反馈、单一信号控制、无外泄漏和多种工作模式的要求，可普遍应用于需要精准控制或测量的流体管道系统的脉冲控制式微功耗位置反馈双稳态电控阀。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电控阀的
，尤其是涉及一种脉冲控制式微功耗位置反馈双稳态电控阀。
技术介绍
目前，市场上普遍使用的电控阀有:电池供电电磁阀、脉冲式双稳态电磁阀、位置反馈电磁阀和微型电机驱动双稳态电磁阀。电池供电电磁阀:采用双线圈设计，吸合线圈产生足够强的电磁力以克服弹簧力使连在动铁芯上的密封件产生位移到达目标位置；保持线圈产生相对小的电磁力用以维持动铁芯的状态不变；不给线圈供电则动铁芯在弹簧力的作用下恢复到初始位置。可参考的燃气灶具用电池阀产品:默认状态封闭，外部泄漏〈0.02L/h，有温升。3V电池供电，吸合线圈6欧姆，保持线圈380欧姆；而吸合功率为1.50W，保持功率为0.02368W。存在的问题:(I)功耗比较低，但无法满足电池持续使用I年以上的要求；(2)线圈需持续供电，电压不稳会引起状态不稳；(3)无位置反馈；(4)存在外泄漏；(5)需要两个控制对象(或控制信号)。脉冲式双稳态电磁阀:双电控自保持脉冲电磁阀初始状态关闭状态，电磁阀的打开和关闭，分别单独由一个线圈控制。自动化控制时，向开阀线圈输入一个脉冲电源(小于3秒)，电磁阀打开，断电后，电磁阀仍然处于打开状态；需要关闭时，向关阀线圈输入一个脉冲电源(小于3秒)，电磁阀关闭，断电之后，电磁阀仍然处于关闭状态。也有正负脉冲控制同一线圈实现双稳态的设计。通常供电DC12V、功率10W。存在的问题:(I)长期工作功耗很高；⑵无位置反馈；⑶存在外泄漏；⑷需要两个控制对象(或控制信号)。位置反馈电磁阀:在双稳态电磁阀的基本结构上，安装一个位置传感器，同时采用非固定脉宽驱动；方案还设计了具有自动纠错功能的驱动电路。存在的问题:(I)长期工作功耗高；(2)有传感器和专用驱动电路，成本高；(3)存在外泄漏；(4)需要两个控制对象(或控制信号)。一种微型电机驱动的双稳态电磁阀，包括由阀座、阀盖组成的带密闭的内腔的阀体。所述阀体内腔里设置有可活动的膜片，膜片将阀体内腔分隔为第一空腔和第二空腔，膜片上设置有穿透膜片的连接第一空腔和第二空腔的细水道；阀座上设置有进水水道连通第一空腔，阀座上还设置有出水水道，膜片覆盖在出水水道上分隔出水水道和第一空腔，其特征在于:所述第二空腔上设置有连通出水水道的泄压水道，所述泄压水道上设置有陶瓷阀芯开关，所述阀盖上设置有驱动陶瓷阀芯开关动作的微型电机。存在的问题:(I)长期工作功耗高；(2)无位置反馈；(3)存在外泄漏。
技术实现思路
基于以上的问题，本技术的目的在于提供一种符合低功耗、位置反馈、单一信号控制、无外泄漏和多种工作模式的要求，可普遍应用于需要精准控制或测量的流体管道系统的脉冲控制式微功耗位置反馈双稳态电控阀。一种脉冲控制式微功耗位置反馈双稳态电控阀，包括阀体和阀盖，所述阀体内设置有旋转磁力开关结构、位置检测结构、磁离合传动结构和传感器，所述旋转磁力开关结构，包括动芯组件、动芯内置的磁铁组件和弹簧组件，所述动芯组件包括动芯、动芯盖板和动芯驱动盘，所述弹簧组件包括设置于动芯上部的副弹簧和下部的主弹簧，所述磁铁组件包括设置于动芯内部的主磁铁和动芯驱动盘内部的副磁铁。优选地，所述磁离合传动结构包括阀体、阀体内置的磁离合片和与磁离合片相咬合的手动机构齿条，所述手动机构齿条上部设置有手动推杆、手动推杆柄和相配合的复位弹簧，手动机构齿条下方设置有复位弹簧，所述手动推杆卡设于导向定位槽中。优选地，所述位置检测结构包括动芯驱动盘和阀体上盖板，所述动芯驱动盘上均匀设置有凸点，所述阀体上盖板上设置有定位槽，所述定位槽内置有微型检测开关。优选地，所述传感器包括流量传感器和压力传感器。优选地，所述流量传感器包括传感器壳体和卡扣于传感器壳体表面筋条的传感器盖体，所述传感器壳体内置有导向环，所述导向环上方设置有导轮，导轮内置有磁体。优选地，所述压力传感器包括传感器壳体与传感器盖体通过螺纹连接，所述传感器壳体内置有密封件和电路板，所述电路板上设置有MCU和传感器芯片。优选地，所述磁离合片卡设于动芯驱动盘和动芯之间。优选地，所述凸点为上下两排，凸点相互错开。优选地，所述导轮上均匀分布有数个柱孔，柱孔内设置有磁体。优选地，所述动芯驱动盘与齿轮组间的驱动方式为电机驱动或线圈驱动。本技术的有益效果:(I)微功耗设计:本技术采用了一组齿轮，通过选择合适的变比，可以将起始齿轮细微的驱动力量进行累加放大，用以推动动芯驱动盘转过相应角度。样机中，变比1:40，微型步进电机驱动动芯驱动盘转过45度角，完成一个电磁工作位的改变。本设计用较小的驱动力完成相应动作，很大程度上降低了驱动功率要求。根据电磁力特性，径向位移所需作用力远小于轴向位移所需作用力，相互作用距离越短，相差比例越大；本设计采用径向相切位移实现电磁工作位的改变，从而用较小的力完成相应动作，再次在很大程度上降低了驱动功率要求；(2)单一控制信号:本技术采用齿轮组传动，在对应的传动比下，完成工作状态改变只需驱动相应的角度。无论采用微电机还是电磁线圈做驱动源，每次达到预定齿数就可以，可以用单一的驱动信号改变工作状态，简化了驱动要求。结合位置反馈设计，可实现精准可靠的驱动控制；(3)无外泄漏:本技术采用电磁力驱动一非接触式的驱动原理，动芯驱动盘和动芯中都装有永磁体，在动芯驱动盘和动芯之间可以不用物理连接实现驱动，因此，在流体腔和机构腔之间采用非磁导体的动芯盖板和O型密封圈进行完全密封，杜绝了外泄漏的途径和可能性；(4)机械式位置反馈:由于动芯最终工作状态的改变是通过动芯驱动盘的角度变化来实现的，电磁力的特性决定了其对应变化相当于机械连接，所以，在动芯驱动盘上按90度均布设计有上下两排相互错开45度的小凸点，在阀体盖板上设有定位槽，插入微型检测开关，芯驱动盘转到相应位置时开关闭合，偏离I度后开关松开，从而实现动芯位置的可靠反馈一即阀门启闭位置的反馈；(5)可手动关闭:本技术通过动芯驱动盘与动芯上的永磁体相互作用，将动芯驱动盘的角度变化转换为动芯上在垂直方向或同轴方向上的位移，通过动芯上下两组弹簧力与不同角度下永磁力的相互作用和平衡，实现动芯处于不同位置的稳定，从而实现阀门双稳态的启/闭。本技术在动芯驱动盘与动芯之间设计有一个良磁导体部件一离合片，在工作角度上能削弱或加强两者之间电磁力的相互作用强度从而打破力平衡状态，实现阀门的手动关闭。离合片由手动机构齿条驱动，带动手动机构齿条往复运动的部件为手动推杆、手动推杆柄(手动旋钮)和相配合的复位弹簧；手动推杆上有一个斜面与手动机构齿条的顶端面配合，在复位弹簧的作用下，实现了位移换向和往复运动；(6)多种工作模式:本技术通过更换不同驱动零部件，能分别实现以微型步进电机或电磁线圈作为驱动源进行驱动；本技术通过更换不同零部件，能分别以双稳态或比例调节模式工作，能实现双稳态启闭或不同程度的比例启闭；本技术通过可选部件流量传感器，能实现流量检测和计量功能；本技术通过可选部件压力传感器，能实现压力检测功能。【附图说明】图1为本技术一种脉冲控制式微功耗位置反馈双稳态电控阀的关键零部件总装配示意图；图2为本技术一种脉冲控制式微功耗位置反馈双稳态电控阀的剖面图；图3为本技术一种脉冲控制式微功耗位置反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲控制式微功耗位置反馈双稳态电控阀，其特征在于，包括阀体和阀盖，所述阀体内设置有旋转磁力开关结构、位置检测结构、磁离合传动结构和传感器，所述旋转磁力开关结构，包括动芯组件、动芯内置的磁铁组件和弹簧组件，所述动芯组件包括动芯、动芯盖板和动芯驱动盘，所述弹簧组件包括设置于动芯上部的副弹簧和下部的主弹簧，所述磁铁组件包括设置于动芯内部的主磁铁和动芯驱动盘内部的副磁铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪仕灿，
申请(专利权)人：上海好芯电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31