[实用新型]陶瓷密封电动阀全电子控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种陶瓷密封电动阀全电子控制电路，该控制电路可根据外部供电状态的变化输出正向或反向电流，改变阀门内置减速电机与陶瓷密封阀芯的转动方向，实现阀门的开启或关闭。 

背景技术

传统电磁阀的动态密封介质均采用橡胶材料，阀门的开启依靠外部的供电，开启后电磁线圈中始终通有几百毫安的电流，其电磁线圈中的功耗与阀门的耐压与流量及通径成正比(脉冲电磁阀开启后虽没有持续电流，但却要降低阀门的耐压与流量，当在“零”供水压力的条件下使用，阀门通常不能正常开启)，阀门的关闭则是借力于弹簧的复位，因此应用中可靠性低、功率消耗大。 

常规的电动阀则以球阀、碟阀、活塞阀的形式出现，其球阀的密封介质为高分子材料，球阀能耐压高，但不耐高温，且使用寿命短。碟阀、活塞阀能耐温高，但耐压低，密封特性差，以上阀门通常需要配备与阀门主体分离的执行器，所以在应用上还存在一定的局限性。 

发明内容

陶瓷密封技术作为动态密封装置具有耐高温、耐高压、长寿命以及不惧水质条件等优势，因此陶瓷密封电动阀的结构设计(机械结构实用新型的申请另行提交)是作为本实用性型的基础方案，本实用新型提供一种可驱动陶瓷密封阀芯实现90°角扇形往返转动的陶瓷密封电动阀全电子控制电路。该控制电路分别由桥式整流器、集成稳压器、供电与断电识别电路、法拉电容充电延时电路、阀门开启与关闭状态触发器、正反向堵转电流延迟采样电路以及为减速电机提供的正、反向电流放大电路所组成。该控制电路板安装在电动阀主体的密封盒内，控制电路板的输入端连接外部电源，控制电路板的输出端与阀门内置的减速电机相连接。通电后，控制电路向减速电机提供正向电流，阀门内置减速电机顺时针旋转，经主、从齿轮的扭力传递陶瓷密封阀芯逆时针转动，阀门开启。断电后，控制电路中的法拉电容接续向电路供电，控制电路向减速电机输出反向电流，阀门内置减速电机逆时针旋转，陶瓷密封阀芯则呈顺时针转动，阀门关闭。控制电路中的正、反向电流放大电路设有减速电机正、反向堵转电流采样与复位控制单元，当电动阀门完全开启或完全关闭后，控制电路将自动终止正、反向电流的输出。 

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：采用逆时针90°角开启的陶瓷密封阀芯作为电动阀门的动态密封部件，选用5V直流电压的微型减速电机作为陶瓷密封阀芯的驱动组件。控制电路板设有大、小两个通孔，陶瓷密封阀芯转动主轴穿过其中的大孔，减速电机上 的主动齿轮占用小孔，并带动连接在陶瓷密封阀芯转动主轴上的扇形从动齿轮实现阀门的开启或关闭。控制电路的电源输入单元由桥式整流器和集成稳压器LM7805组成，其中桥式整流器具有双重功能，当外加电源输入为交流电压时可视为整流电路，当外加电源输入为直流电压时可实现输入电压正、负极性的自动转换。电路采用四与非门CD4011构成供电与断电识别电路及法拉电容充电延时电路，供电与断电识别电路会自动甄别外加电压的变化，分别向两个状态触发器输出“开启”或“关闭”的逻辑电平。由于本电动阀门的关闭电流是由法拉电容提供的，为确保电路断电后阀门能够彻底关闭，法拉电容必须储有足够的电量，为此电路中设置了法拉电容充电延时电路，即法拉电容上的电压低于1.4V时，通电后与非门CD4011的二门4脚，则不会有“开启”电平输出，当法拉电容上的电压值充电至1.4V时，与非门CD4011才会输出“开启”电平。控制电路设有“开启”与“关闭”两个D触发器CD4013，分别受控于CD4011输出“开启”或“关闭”电平的触发，并向减速电机正、反向电流放大电路分别提供相应的驱动电平。为了克服减速电机在正、反转启动时，初始峰值电流对堵转电流采样产生影响，控制电路设置了由双D触发器CD4013组成的正、反向堵转电流延迟采样电路。通电后，控制电路向减速电机输出正向电流，经主、从齿轮的扭力驱动陶瓷密封阀芯逆时针旋转1秒钟延时后(阀门完全开启的时间约为2秒)，电路开始对输出级的正向堵转电流进行采样，待陶瓷密封阀芯逐渐转至“开启”限位点时(不同角度开启的陶瓷密封阀芯均有开、关终止的限位点)，减速电机因无法继续转动进而产生堵转电流(减速电机的动态等效电阻突降为减速电机的静态直流电阻)，经正、反向电流放大电路中的减速电机正、反向堵转电流采样与控制单元取样后的高电平将“开启”状态触发器置零，电流放大电路自动终止正向电流的输出，减速电机停止正向转动控制电路随即进入休眠状态。断电时，电路中的法拉电容则向控制电路继续供电，供电与断电识别电路随即启动“关闭”状态触发器，电流放大电路向减速电机输出反向电流，减速电机开始逆时针旋转，经主、从齿轮的扭力驱动陶瓷密封阀芯顺时针转动1秒钟后，电路开始对输出级的反向堵转电流进行采样，当陶瓷密封阀芯旋转至“关闭”限位点时，同样也因减速电机停转引发堵转电流的产生，经正、反向堵转电流采样与控制单元取样后的高电平将“关闭”状态触发器清零，电流放大电路自动终止反向电流的输出，减速电机停止逆向转动控制电路处于待机状态。