本申请要求于 2009 年 09 月 16 日提交中国专利局、 申请号为 200910093272.X, 发明名称为"一种阀门执行装置"的中国专利申� ��的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及阀门技术领域， 尤其是涉及一种阀门执行装置。 背景技术

现如今区域阀、 四口三通阀、 分集水器等阀门作为管道通断设备， 广泛应 用于楼宇空调系统和供暖系统等水、 气输送领域， 上述各阀门在开启、 关断的 过程中需要阀门执行器进行控制。阀门执行器 设置在阀门上方，与阀门相连接。 大多阀门执行器以电能为动能， 带动阀门开启和关断。

阀门执行器内置磁滞同步电机， 通电时， 利用磁滞同步电机的作用力拉动 阀芯， 开启阀门。 断电时， 阀门内的复位弹簧克服电机阻力关断。 为了使阀门 能够一直处于开启状态，阀门执行器内的磁滞 同步电机需要一直通电以克服弹 簧的复位力。

在现有技术中， 阀门开启后， 电机依然处于供电工作状态， 耗费电能。 如 果磁滞同步电机功率为 6瓦， 平均每天阀门总的开启时间为 3小时， 则每年需要 耗电 6.57千瓦时。 以全国磁滞同步电机的保有量一千万只计算， 每年国内磁滞 同步电机需耗电 6570万千瓦时， 几乎相当于一个小型发电厂一个月的发电量。 因此， 迫切需要一种阀门执行器， 即可实现阀门的正常开启， 又可节能电能。 发明内容

有鉴于此， 本发明提供了一种阀门执行装置， 该装置解决了现有技术中存 在的耗能问题， 在使用的过程中达到了节能的效果。

为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案：

一种阀门执行装置， 包括托板、 安装在所述托板上方的控制电路板、 安装 在所述托板下方的传动丝杠、套接在传动丝杠 外周的传动螺母、 以及与所述传 动丝杠相连接的电机；

所述控制电路板与所述电机相连接，通电时， 所述控制电路板驱动所述电 机转动， 以带动所述传动丝杠和所述传动螺母转动，使 与所述传动螺母相连接 的阀门完全开启后，控制所述电机停止工作， 所述传动螺母固定在所述传动丝 杠上， 使所述阔门保持开启状态。

优选的， 所述控制电路板上进一步包括超级电容， 在断电时， 所述超级电 容驱动所述电机转动， 以带动所述传动螺母转动， 关闭所述阀门。

优选的， 所述装置还包括电路板支架， 所述控制电路板固定在所述电路板 支架上。

优选的， 所述装置还包括衬套， 所述传动丝杠和电机通过所述衬套装配在 所述托板下方。

优选的， 所述装置还包括用于支撑的中座， 所述中座的顶端与所述托板相 连接， 一侧边与所述传动螺母的外围相接。

优选的， 所述电机是齿轮电机。

优选的， 所述装置还包括传动小齿轮和传动大齿轮， 所述传动小齿轮固定 在所述齿轮电机的轴上， 所述传动小齿轮与所述传动大齿轮啮合， 所述传动大 齿轮与传动丝杠齿纹连接。

优选的， 所述装置还包括罩壳， 所述罩壳设置于所述装置的最外层。

经由上述可知，在本发明一种阀门执行装置通 电时，控制电路板驱动电机 转动， 以带动传动丝杠和传动螺母转动， 并使得与传动螺母相连接的阀门完全 开启后， 控制电路板控制电机停止工作， 由于传动螺母固定在传动丝杠上， 传 动丝杠又固定在托板上， 利用丝杠螺母传动的自锁特性， 致使阀门可以保持开 启状态。所以通过在阀门完全开启后切断电机 供电，避免了电机空转浪费电能， 使得在阀门执行器的使用过程中节省了大量的 电能， 达到了节能的效果。

此外， 本发明一种阀门执行装置中， 采用低功耗的组件， 启动电流很小， 进一步解决了上电瞬间电流过大的问题，即使 多个阀门执行器同时工作时也不 需要扩充电源容量。 附图说明

图 1 为本发明一种阀门执行装置的结构示意图；

图 2为本发明一种阀门执行装置与阀门安装后的� �意图； 图 3为本发明一种阀门执行装置工作流程图。 具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚 ， 下面将结合本发明实施例 中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描 述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中 的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动前提下所获得的所有其 它实施例， 都属于本发明保护的范围。

请参阅附图 1和附图 2, 阀门执行装置包括外卡口连接螺母 1、 中座 2、 罩壳 3、 传动螺母 4、 控制电路板 6、 电路板支架 7、 衬套 8、 传动大齿轮 9、 传动小齿轮 10、 传动丝杠 11和齿轮电机 12。

在本发明中由控制器 （图中未标示） 为阀门执行装置中的控制电路板 6 供电， 控制器与阀门执行装置通过双股线 A连接。

外卡口连接螺母 1和阀门（图中未标示）的底端对接， 中座 2与外卡口连 接螺母 1通过卡口的方式连接。

电路板支架 7设置于整个阀门执行装置的最顶端，控制电� �板 6固定在电 路板支架 7上， 控制电路板 6与齿轮电机 12相连接， 同时控制电路板 6上还 设置有超级电容（图中未标示）， 在阀门执行器通电后， 控制电路板 6中的开 关电源部分（图中未标示）将控制器的供电进 行转换， 转换成齿轮电机 12所 需要的额定电压， 并给齿轮电机 12供电， 同时给控制电路板 6上的超级电容 供电。 齿轮电机 12是一种直流电机， 该直流电机带有减速齿轮箱， 输出方式 为齿轮。

在本实施例中， 还包括一个托板 5 , 托板 5设置于电路板支架 7下方， 同 时固定在中座 2的顶端上，传动丝杠 11和齿轮电机 12通过衬套 8装配在托板 5上， 且传动丝杠 11和齿轮电机 12都设置于托板的下方。

传动小齿轮 10固定在齿轮电机 12的轴上， 当齿轮电机 12通电后带动传 动小齿轮 10旋转， 由于传动大齿轮 9与传动小齿轮 10相啮合， 所以同时传动 小齿轮 10也带动传动大齿轮 9转动。

传动大齿轮 9与传动丝杠 11固定连接，在传动丝杠 11的两侧设置有传动 螺母 4,传动螺母 4的一端设置于所述中座 2的侧边上， 另一端与传动丝杠 11 通过螺纹传动连接。 由于传动大齿轮 9的转动带动了传动丝杠 11的转动， 在 传动丝杠 11的转动下， 传动螺母 4在中座 2中向上滑动， 从而推动阀门的阀 芯上行至开启阀门。

当传动螺母 4运行到中座 2的顶端和传动丝杠 11的轴肩接触时， 由于负 载迅速增大， 通过齿轮电机 12的电流也迅速增大， 当控制电路板 6的电路检 测部分（图中未标示 )检测到齿轮电机 12的电流超过设定值， 此时控制电路 板 6立刻切断齿轮电机 12的供电， 使电机停转。 此时由于传动螺母 4的拉动 作用， 阀门始终处于开启状态。 同时， 控制电路板 6还要继续给板载的超级电 容充电， 直到超级电容完成充电。

当阀门执行装置断电后，控制电路板 6的开关电源部分停止工作， 此时板 载的超级电容开始供电， 即对控制电路板 6上的电机控制部分（图中未示出） 和齿轮电机 12供电。

此时， 电机控制部分控制齿轮电机 12反向转动， 由于传动小齿轮 10固定 在齿轮电机 12的轴上， 当齿轮电机 12通电后带动传动小齿轮 10旋转， 由于 传动大齿轮 9与传动小齿轮 10相啮合，所以同时传动小齿轮 10也带动传动大 齿轮 9转动。

同时， 传动大齿轮 9与传动丝杠 11固定连接， 在传动丝杠 11的两侧设置 有传动螺母 4, 传动螺母 4的一端设置于所述中座 2的侧边上， 另一端与传动 丝杠 11通过螺纹传动连接。由于传动大齿轮 9的转动带动了传动丝杠 11的转 动， 在传动丝杠 11的转动下， 传动螺母 4在中座 2中向下滑动， 从而推动阀 门的阀芯下行至关闭阀门。

当阀门执行装置通电时，控制电路将所接收到 的供电电压进行转换，转换 成电机额定电压用于驱动齿轮电机 12, 同时给控制电路板 6上的超级电容充 电。 齿轮电机 12通过传动小齿轮 10和传动大齿轮 9的配合， 驱动传动丝杠 11转动， 随着传动丝杠 11的转动驱动传动螺母 4向上运动， 此时， 阀门的阀 芯 （图中未标示）在自身弹簧（图中未标示） 的作用下开启。 当传动螺母 4 运行到传动丝杠 11的上限位时，产生的阻力导致齿轮电机 12上的电流迅速增 加， 当电流超过控制电路设定值， 控制电路切断对齿轮电机 12的供电， 此时 控制电路处于节能待机状态， 而阀门在传动螺母 4 的作用下依然处于开启状 态。 此时， 控制电路继续给超级电容充电， 当超级电容电量充满后自动停止充 电。

当阀门执行器断电后， 超级电容开始放电， 同时驱动齿轮电机 12反向运 转， 此时传动螺母 4在传动丝杠 11的驱动下向下运动， 从而推动阀门的阀芯 向下运动进而关闭阀门。 完成对阀门开启关断的控制。

此外， 在本实施例中， 还包括一个罩壳 3 , 罩壳 3作为保护壳安装在阀门 执行装置的最外层。

请参阅附图 3 , 为本发明一种阀门执行装置的工作流程图， 在阀门执行装 置进行工作时， 具体步骤为：

步骤 301 : 控制电路接受来自控制器提供的电能。

步骤 302: 判断阀门执行装置是否处于通电状态， 如果阀门执行装置处于 通电状态， 则执行步骤 303; 如果阀门执行装置处于断电状态， 则转而执行步 骤 308。

步骤 303: 在阀门执行装置通电时， 控制电路将所接受到的供电电压进行 转换，转换成电机额定电压用于驱动齿轮电机 ， 同时给控制电路板上的超级电 容充电。

步骤 304: 随着传动丝杠的转动驱动传动螺母向上运动， 此时， 阀门的阀 芯也在自身弹簧的作用下开启。

步骤 305: 当传动螺母运行到传动丝杠上限位置时， 产生的阻力导致齿轮 电机电流迅速增加。

步骤 306: 控制电路检测齿轮电机的电流， 如果齿轮电机电流超过控制电 路设定值， 则执行步骤 307.

步骤 307: 控制电路切断对齿轮电机的供电， 此时控制电路处于节能待机 状态， 而阀门在传动螺母的作用下依然处于开启状态 。 此时， 控制电路继续给 超级电容充电， 当超级电容电量充满后自动停止充电。

步骤 308: 在阀门执行器断电后， 超级电容开始放电， 同时驱动齿轮电机 反向运转。

步骤 309: 开始转动的齿轮电机， 通过齿轮传动驱动传动丝杠转动。 传动 螺母在传动丝杠的驱动下向下运动 ,从而推动阀门的阀芯向下运动进而关闭阀 门。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述， 每个实施例重点说明的都是 与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相 同相似部分互相参见即可。对于 实施例公开的装置而言， 由于其与实施例公开的方法相对应， 所以描述的比较 筒单， 相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业 技术人员能够实现或使用本 发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术 人员来说将是显而易见 的， 本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明 的精神或范围的情况下，在 其它实施例中实现。 因此， 本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例 ， 而 是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。