[发明专利]调节水流的自动操作阀

说明书

本发明涉及调节水流的自动操作阀。

普通的自动操作阀大体上包括几种由电磁驱动器控制的阀和几种由操纵电机控制的阀。

根据从传感器或控制开关得到的主控信号或驱动输出信号，这种阀的阀体由电磁驱动器或操纵电机操纵朝向或离开阀座移动，以便自动关闭或打开该阀。

然而，普通操作阀的致动器是由电磁驱动器或操纵电机构成的，以致由这种普通致动器操纵的阀体运动不能获得高分辨率。由此，虽然能实现该阀的简单启闭，但该阀不能精确地控制水流。

尤其是对于产生所需温度的水的混合阀，这样的自动操作阀的应用几乎是不可能的，或者是极其困难的，因为这需要对阀体的运动十分细微地调节以混合冷热水并得到所需温度的水。

因此，本发明的一个目的是提供一种自动操作阀，该阀通过使用作为阀的驱动装置的压电致动器可以克服普通阀的上述缺点，在该阀中，压电致动器可以细微地调节阀的开启程度和角度，这样水流可被精确地调节。

为了达到本发明的上述目的，本发明提供了一种用于调节水流的自动操作阀，包括：a.一个壳体，其一端具有入流通道系统而另一端具有出流通道系统，还具有一个位于壳体内且构成阀座的连通部分，所述入流通道系统和出流通道系统由所述连通部分彼此连通，b.可操作地设置在所述壳体中的阀体，它能朝着或远离所述阀座运动，并能和所述阀座进入接触以便调节流过所述连通部分的水流，c.用于操作所述阀体的致动器，按照本发明所述致动器是压电致动器，它包括：d.一个圆筒形的致动器壳体，e.一根设置在上述壳体中并位于该壳体的轴线上的芯棒，所述芯棒能沿轴向运动并且具有与所述阀体接触的顶端，f.围绕所述芯棒设置的一对夹紧压电元件，所述一对夹紧压电元件沿轴向彼此间隔设置，g.一个冲程压电元件，它在所述一对夹紧压电元件之间围绕所述芯棒设置，h.一个控制装置，它可以根据存储在所述控制装置的存储器中的顺序操作程序，向所述夹紧压电元件和冲程压电元件提供脉冲电压。

本发明的自动操作阀能细微和精确地调节阀的开度，并且还能防止漏水及利于节水，这种阀装配紧凑并且能快速简便地装在任何地方。

下面结合附图对本发明进行详细地说明。

图1是本发明带有单个阀体结构的第一实施例的调节水流的自动操作阀的剖视图;

图2和图3是沿图1Ⅰ-Ⅰ剖切线和Ⅱ-Ⅱ剖切线剖开的上述阀的剖视图;

图4和图5是用于这一实施例的阀的压电元件的改型的剖视图;

图6是用于这一实施例的阀的控制装置的方框图;

图7至图9是表示压电致动器工作方式的说明视图;

图10是表示各个压电元件电压施加方式的时间曲线图;

图11是装有两个阀体结构的本发明第一实施例的调节水流的自动操作阀的剖视图;

图12是上述阀的放大局部视图;

图13是用于双阀体结构的阀的控制装置的方框图;

图14是表示上述阀被用作为混合冷热水的混合阀时的基本操作顺序的流程图;

图15是第一实施例的第一种改型的自动操作阀的剖视图;

图16是第一实施例的第一种改型的又一改进的自动操作阀的剖视图;

图17是第一实施例的第二种改型的自动操作阀的剖视图;

图18是用于该阀第三种改型的控制装置的方框图;

图18A是表示用来检测断路或断电的操作程序的流程图;

图19是第一实施例的第三和第四种改型的自动操作阀的剖视图;

图20是表示检测断路或断电的另一个操作程序的流程图;

图21是带阻水功能和用于自动操作阀第一实施例的第五种改型的控制装置的方框图;

下面结合附图对本发明的调节水流的自动操作阀进行详细说明。

图1表示出有单个阀体结构的调节水流的自动操作阀。标号10表示箱形壳体，壳体10在其一侧壁上有两端开口的L形套筒11。L形套筒11内部构成一个L形入流通道12，入流通道12有一与隔膜操作腔14相连通的内开口12b。

在壳体10另一侧壁上有两端开口的L型套筒15。该套筒15相对隔壁16与上述L形套筒11近乎是对称的。在L形套筒15内形成出流通道17。通道17有与辅助管道18连通的开口17a和与隔膜操作腔14连通的内开口17b。

在L形套筒15的内开口部分上形成阀座19。隔膜构成的阀体20能与阀座19接触以关闭出流通道17的内开口17b并且还能自通道17的内开口17b移开。

阀体20有一个使通道17与操作腔14连通的引导孔10a和一个使操作腔14与入流通道12连通的溢流孔10b。

在相邻于操作腔14的壳体10的部分上，固定一个压电致动器A。