[发明专利]一体化电动阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动阀，尤其涉及一种一体化电动阀。

背景技术

目前在制冷行业中，调节制冷剂流量、流向的部件有电子膨胀阀、电动切换阀，如中国专利文献CN200410093130.0公开的一种“电子膨胀阀”、中国专利文献CN200510060210.0公开的一种“电动切换阀”，这两种阀都是利用步进电机原理，用线圈驱动转子部件转动，再通过一定的传动机构改变阀口流通面积或者改变导入口与多个导出口的通断关系，从而使流经阀口的制冷剂与预定的流量-脉冲曲线一致或者使制冷剂流向指定的导出口，实现流量、流向控制。这两种阀虽然在整体功能和性能上比传统的两位三通电磁阀或双稳态电磁阀都有很大的提高，但还存在以下缺点：(1)阀的控制部分分立于阀体之外，两者之间至少需要2根电源线和4根步进电机驱动信号线相连，控制复杂，成本高；(2)由于步进电机的驱动信号是一定时序的方波信号，而且驱动电流达到0.1～0.3A，在长的传输线上势必会产生干扰和辐射；(3)阀的驱动方法和策略都由制冷设备的主控板来实现，由于不同厂家的控制电路和方法不同，造成同一规格的阀在不同规格的主控板上反映的特性不一致，因此制冷设备(空调、冰箱等)生产厂家需根据使用的阀改变主控板的结构和程序，从而给制冷设备的装配带来很多不便；(4)步进电机在回零位时，为保证转子可靠归零，通常给步进电机加过多的反向驱动脉冲，势必造成转子在到达零位后，仍然不断撞击限位机构，产生噪音并影响部件寿命。

发明内容

本发明主要解决现有电动阀外部连线多、控制复杂、有较大的干扰和辐射、与制冷设备配套性差、给制冷设备装配带来很多不便的技术问题；提供一种外部连线少、控制简单、有效减小干扰和辐射，而且与制冷设备的配套性好，便于制冷设备的装配的一体化电动阀。

本发明又解决现有电动阀的步进电机归零位时过量反转撞击限位机构，造成噪声大且影响部件寿命的技术问题；提供一种步进电机归零位时反转相应的角度，从而减小对限位机构的撞击，确保噪声小且延长部件寿命的一体化电动阀。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括壳体，壳体内设有连接有一个导入管和若干个导出管的阀腔，导出管与阀腔相连的管口处设有与步进电机相连的阀门机构，所述的壳体内还一体封装有控制模块，所述的控制模块的输出端与步进电机相连，控制模块的输入端通过连接线留于壳体外。控制模块与阀封装成一体后，对步进电机的驱动及其控制策略全部由阀自身的控制模块来完成，对于不同的制冷设备生产厂家，都只需提供简单的外部设定信号，不需要改动制冷设备的主控板，阀和制冷设备的配套性好，从而使制冷设备的装配非常方便，大大提高生产效率。另一方面，步进电机的驱动信号传输线位于阀内部，大大缩短了长度，有效减少了干扰和辐射，简化阀的外接线路，使电机的运转更可靠。

作为优选，所述的控制模块包括连接有采样单元、驱动单元的中央处理单元以及为整个阀提供工作电源的电源模块，驱动单元与步进电机相连，采样单元的输入端通过连接线留于壳体外，中央处理单元内存储有控制程序。使用时，将采样单元的输入端与制冷设备的设定信号控制件相连。采样单元采集设定信号的状态并发送给中央处理单元，中央处理单元通过存储在内部的控制程序的分析、运算、处理，产生步进电机的驱动脉冲信号，驱动脉冲信号再经过驱动单元的功率放大带动步进电机转动，步进电机的转动带动阀门转动或移动，从而控制导出管的通断或开度，使制冷剂介质按用户需要的流向或流量流经导出管。实现方便，控制简单，同时也减少了阀的外部连线，使制冷设备的装配连线更简洁。

作为优选，所述的控制程序包括下述步骤：a.上电初始化；b.调出上次存储下的步进电机的角度位置，计算后输出给驱动单元反转信号，使步进电机转子归零位；c.读入采样单元送来的数据；d.计算，获得步进电机需转动的角度；e.判断角度是否为零，若为零，则重新执行第c步；若不为零，则执行第f步；f.输出信号给驱动单元，驱动步进电机旋转；g.存储步进电机的角度位置。每次上电时，都要使步进电机归零位。中央处理单元随时存储转子的位置，断电后转子的位置信息仍然保存，重新上电后，调出上次存储下的步进电机的角度位置，计算后输出给驱动单元反转信号，使步进电机转子反转相应的角度，或可再多转动1～2个脉冲，保证转子平稳可靠归零位。有效消除转子归零位时产生的撞击噪声，并且延长部件的使用寿命。同时使转子绕组只有在转动过程中才有驱动脉冲，不转动时功耗为零，有效节约能源。