專利名稱：一種磁力驅(qū)動的智能散熱器溫控閥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能散熱器溫控閥裝置，尤其涉及一種由磁力驅(qū)動的智能散 熱器溫控閥裝置。
背景技術(shù)：
溫控閥，又稱散熱器恒溫控制器，由恒溫控制器、流量調(diào)節(jié)閥以及一對連接件組 成，其中恒溫控制器的核心部件是傳感器單元，即溫包。溫包可以感應(yīng)周圍環(huán)境溫度的變化 而產(chǎn)生體積變化，帶動調(diào)節(jié)閥芯產(chǎn)生位移，進而調(diào)節(jié)散熱器的進水量來改變散熱器的散熱量。溫控閥安裝在住宅和公共建筑的采暖散熱器上，一般是裝在散熱器前。溫控閥可 以根據(jù)用戶的不同要求設(shè)定室溫，它的感溫部分不斷地感受室溫并按照當(dāng)前熱需求隨時自 動調(diào)節(jié)熱量的供給，以防止室溫過熱，使用戶得到最高的舒適度。溫控閥能有效節(jié)能，并降低用戶的采暖費用。采暖系統(tǒng)是依據(jù)統(tǒng)計的最低室外溫 度下所需的最大熱負荷設(shè)計計算的，但這種設(shè)計溫度僅在嚴寒季節(jié)出現(xiàn)幾天，這就意味著 在整個采暖季中僅這幾天采暖系統(tǒng)在滿負荷運行。通常來講，保障室溫所需要的熱負荷比 設(shè)計值小的多，而且，熱負荷也在不斷的變化。溫控閥可以自動地按預(yù)定的要求保持準(zhǔn)確的 室溫，而不受氣候條件的影響。在每個房間內(nèi)安裝一個溫控閥，能夠充分利用陽光、照明設(shè) 施、機械和人體所散發(fā)的“免費”熱能，以達到節(jié)省能源的效果。然而，目前由于溫控閥的技 術(shù)和價格問題，只有極少數(shù)用戶安裝了分戶溫控閥，造成了絕大多數(shù)安裝分戶熱能計量表 的用戶不能自動調(diào)節(jié)室溫，當(dāng)室內(nèi)溫度偏高，用戶又無法自主調(diào)節(jié)時，只好開窗調(diào)節(jié)室內(nèi)溫 度，據(jù)調(diào)查這部分浪費大約占了全部熱量的15%左右。參考申請?zhí)枮?00610137873. 2所公布的一種自力式溫控閥，現(xiàn)有的散熱器溫控 閥大多為利用感溫包產(chǎn)生的容積變化來控制閥門的開度，人機交互性較差，且可控的溫度 范圍有限，控制精度較低。同時多數(shù)溫控閥的執(zhí)行機構(gòu)較為復(fù)雜，而嵌入有單片機控制單元 的溫控閥則更少。另外還有制造成本高、機械磨損嚴重、感溫包易破裂造成污染等一系列問 題。針對這些問題，研制結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、使用壽命長、人機交互性好的智能溫控閥，具 有很大的現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種嵌入有單片機控制單元，且由磁力驅(qū)動的無機械 磨損溫控閥，它適合安裝于室內(nèi)散熱器前端，并可以用遙控板或裝在控制盒上的控制面板 進行溫度控制。本實用新型的技術(shù)方案如下，一種磁力驅(qū)動的智能散熱器溫控閥裝置，包括閥體、 控制盒、驅(qū)動單元、執(zhí)行單元、密封組件、感溫組件，其特征在于所述控制盒由單片機、控制面板、室溫傳感器、電源接頭、電線組成。單片機有兩種 接收信號的方式，一種是通過設(shè)置在其上的紅外遙控接收模塊，可接收紅外遙控器發(fā)射的指令信號，以實現(xiàn)相應(yīng)的操作；另一種是通過與單片機引腳連接的控制面板上的按鈕手動 操作實現(xiàn)相應(yīng)的功能。所述驅(qū)動單元由線圈套筒、繞在線圈套筒上的線圈和可插入線圈套筒的磁柱組 成。磁柱可以插在線圈套筒內(nèi)，并可上下移動，且磁柱靠近線圈的一端的磁極與通電后線圈 下端產(chǎn)生的磁極極性相異。磁柱的下端設(shè)有外螺紋，閥芯的上端設(shè)有螺紋孔，二者通過螺紋連接。閥芯、及套 在閥芯外的復(fù)位彈簧組成了執(zhí)行單元。當(dāng)線圈未通電時，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)線圈通電時，線圈下端產(chǎn)生與磁柱上端極 性相異的磁極，而對磁柱產(chǎn)生向上的吸引力，使磁柱上移，從而帶動閥芯克服自身重力及復(fù) 位彈簧的回復(fù)力上移，開啟閥門。復(fù)位彈簧上端頂在線圈套筒的下表面上，而復(fù)位彈簧下端架在閥芯上，當(dāng)通入線 圈的電流漸漸減小時，復(fù)位彈簧會通過其形變使閥芯下移，減小閥門開度。閥門開度的大小 與通入線圈的電流大小相關(guān)。在閥座內(nèi)壁，高于套在閥芯上端的閥芯密封圈上部的位置，開有高度為lcm-2cm 的漏水槽，其經(jīng)由壁內(nèi)管路與閥座的進水管連通。這樣的設(shè)置可以導(dǎo)通閥芯上端的閥腔與 入水口，使兩處的水壓平衡，其目的是為了防止多次開啟和關(guān)閉操作后閥芯與閥腔之間產(chǎn) 生真空區(qū)域，影響閥的正常工作及控制精度。所述感溫組件由安裝在控制盒內(nèi)的室溫傳感器和安裝在進水口管壁上小孔內(nèi)的 水溫傳感器組成，且二者都與單片機相連。水溫傳感器的感溫部分進入水中。本實用新型的有益效果是使用磁力驅(qū)動，減小能耗、降低成本；避免了使用溫 包，杜絕因溫包泄漏而造成污染；磁力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，無機械磨損，使用壽命高；單片機、通 電線圈、磁柱、溫度傳感器四者結(jié)合，控制精度高，響應(yīng)快；人機交互性能好，既可通過控制 面板進行操控，又可遙控操作。

圖1是本實用新型的閥體1內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖示圖；圖2是本實用新型的閥體1的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的控制盒2的立體示意圖；圖4是本實用新型的控制盒2的內(nèi)部連接關(guān)系示意圖；圖5是本實用新型的控制原理框具體實施例
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。本實用新型是一種磁力驅(qū)動的智能散熱器溫控閥裝置，它包括閥體1、控制盒2、 驅(qū)動單元3、執(zhí)行單元4、密封組件5、感溫組件6。閥體1分為閥蓋101和閥座102。閥座102上設(shè)有進水管1021和出水管1022，閥 腔1023位于這兩者之間。本實用新型的裝配方法為先將磁柱303下端的螺紋部分擰入閥芯402上端的螺 紋孔中，再將閥芯402放入閥腔。將閥芯密封圈501套在磁柱303外，再將復(fù)位彈簧401套在磁柱303外。將線圈纏在線圈套筒301上，線圈的兩個端頭從開在閥蓋101頂部的線孔 1011中穿出，從控制盒2的接線孔2031穿入，接到單片機201上。再將線圈套筒301的 頂部的螺紋擰入閥蓋101上的螺紋孔1011中，使其固定。最后將閥蓋101蓋在閥座102上， 分別擰緊四個螺栓103。另外，根據(jù)零件的精度情況，可能需要設(shè)置一些其它的密封圈。磁柱303的長度被設(shè)計成，完全裝配好后，當(dāng)閥蓋101蓋上時，磁柱303的上端面 正好與線圈302的下端面等高平齊，且磁柱303位于線圈套筒301的正下方，二者的配合關(guān) 系為同心圓。為了防止多次開啟和關(guān)閉操作后，閥芯402與閥腔1023之間產(chǎn)生真空區(qū)域，使閥 芯卡死，影響閥的正常工作及控制精度。本實用新型在閥座102的內(nèi)壁，高于套在閥芯402 上的閥芯密封圈501的位置，開有高度為Icm的方形漏水孔1024，其經(jīng)由壁內(nèi)管路1025與 閥體的進水管1021連通。單片機201和室溫傳感器601，二者通過線路連接，并且都被安裝在控制盒2內(nèi)部。 室溫傳感器601可以使用熱敏電阻，可測定實時室溫，并傳輸給單片機201?？刂泼姘?02 也與單片機201通過線路連接，且作為控制盒2的盒蓋，可以進行手動操作。水溫傳感器602可以采用熱電偶。將帶有外螺紋的水溫傳感器602插入設(shè)置在進 水管1021的管壁上的測溫孔1026，并浸入水中，測溫孔10 上設(shè)置有內(nèi)螺紋，二者通過螺 紋連接。水溫傳感器602上端的線路留在孔外，并接入控制盒2內(nèi)的單片機201對應(yīng)的引 腳上，可測定實時水溫，并傳輸給單片機201?？刂坪?的一個側(cè)面設(shè)有一個接線孔2031，連接線圈302的電線穿過它接入單片 機201?？刂坪?的另一個側(cè)面還設(shè)有直流電源接口 2032。當(dāng)線圈302未通電時，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)線圈302通電時，線圈302產(chǎn)生與磁 柱303上端極性相異的磁極，對磁柱303產(chǎn)生向上的吸引力，使磁柱303帶著閥芯402上移， 開啟閥門?？刂泼姘?02包括IXD顯示屏2021，模式按鈕2022、降溫按鈕2023、升溫按鈕 20M、蜂鳴孔2025、電源指示燈2(^6、自動模式指示燈2027、防凍模式指示燈2(^8。通過設(shè) 置在單片機201上的紅外遙控接收模塊，本實用新型也可接收并執(zhí)行遙控器發(fā)射的信號。 控制面板202的數(shù)據(jù)線與單片機201相連，如果不使用紅外遙控器設(shè)置溫度，也可以通過控 制面板202手動設(shè)置。其中，IXD顯示屏2021顯示當(dāng)前的工作模式、設(shè)定溫度、當(dāng)前室溫， 蜂鳴孔2025內(nèi)的蜂鳴器，每次設(shè)置成功后蜂鳴器短鳴一次。本實用新型從控制方法及驅(qū)動原理入手，簡化了閥體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。單片機控制單 元的輸入?yún)?shù)包括室溫傳感器601測得的溫度值、水溫傳感器602測得的溫度值及用戶 設(shè)定的溫度值。依據(jù)復(fù)位彈簧401、閥芯402的位移量、線圈302中電流大小及通電時間的 特性曲線，單片機201針對不同的輸入?yún)?shù)改變其中DAC (數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)模塊的輸出電 壓，經(jīng)電流放大電路，改變流經(jīng)線圈302的電流大小，進而驅(qū)動磁柱303移動，最終改變溫控 閥的流量，達到控制室溫的目的。其中復(fù)位彈簧401、閥芯402的位移量與線圈302中電流 大小及通電時間的特性曲線，需要根據(jù)具體的零件尺寸和材料，經(jīng)過多次實驗測試得出。
權(quán)利要求1.一種磁力驅(qū)動的智能散熱器溫控閥裝置，包括閥體(1)、控制盒O)、驅(qū)動單元(3)、 執(zhí)行單元G)、密封組件(5)、感溫組件(6)，其特征在于驅(qū)動單元(3)由繞在線圈套筒 (301)上的線圈(302)，和可插入線圈套筒(301)內(nèi)的磁柱(303)組成；與磁柱(303)的下 端固連的閥芯(402)及套在磁柱(303)外的復(fù)位彈簧001)構(gòu)成了執(zhí)行單元；所述閥 芯002)的上端與磁柱(303)的下端固連；所述控制盒( 包括單片機O01)和控制面板 (202)；所述單片機001)，既可通過設(shè)置在其上的紅外遙控接收模塊，接收紅外遙控器發(fā) 射的信號，又與控制面板(202)相連；當(dāng)線圈(302)未通電時，閥門關(guān)閉，當(dāng)線圈(302)通電 時，線圈(30 產(chǎn)生與磁柱(30 上端極性相異的磁極，對磁柱(30 產(chǎn)生向上的吸引力， 使閥芯(402)上移，閥門開啟；閥蓋(101)的頂部開有螺紋孔(1012)，線圈套筒(301)通過 頂部的外螺紋固定在閥蓋(101)上；在閥座(102)內(nèi)壁，高于套在閥芯(402)上端的閥芯密 封圈(501)上部的位置，開有高度為lcm-2cm的漏水槽(10 )，其經(jīng)由壁內(nèi)管路(1025)與 閥體的進水管(1021)連通；所述感溫組件(6)由安裝在控制盒O)內(nèi)的室溫傳感器(601) 和安裝在進水口的水溫傳感器(60 組成，且二者的輸出線路都與單片機O01)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁力驅(qū)動的智能散熱器溫控閥裝置，其特征在于所述 控制盒(2)與閥體(1)為分體結(jié)構(gòu)，其電線通過設(shè)置在閥蓋(101)上端的線孔(1011)與線 圈(302)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁力驅(qū)動的智能散熱器溫控閥裝置，其特征在于所述 閥體(1)通過螺栓(103)與閥蓋(101)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁力驅(qū)動的智能散熱器溫控閥裝置，其特征在于所述 復(fù)位彈簧G01)上端頂在線圈套筒(301)的下表面上，而復(fù)位彈簧G01)下端架在閥芯 (402)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁力驅(qū)動的智能散熱器溫控閥裝置，其特征在于所述 控制面板(20 設(shè)置為控制盒O)的盒蓋，且設(shè)置有控制按鍵組。
專利摘要本實用新型涉及一種磁力驅(qū)動的智能散熱器溫控閥裝置，分閥體和控制盒兩部分?？刂坪邪▎纹瑱C和控制面板，單片機既可通過設(shè)置在其上的紅外遙控接收模塊接收遙控器發(fā)射的信號，又可接收控制面板上手動輸入的信號，控制線圈通斷電，由線圈驅(qū)動磁柱而帶動閥芯移動，改變閥門開度。在閥體內(nèi)壁，開有漏水槽，其經(jīng)由壁內(nèi)管路與閥體的進水管連通，防止閥腔真空。單片機分別連接控制面板、室溫傳感器和水溫傳感器。本實用新型的有益效果是使用磁力驅(qū)動，降低成本；不用溫包，杜絕其泄漏造成的污染；無機械磨損，使用壽命高；采用單片機、溫度傳感器與電流放大電路組合，控制精度高，響應(yīng)快；人機交互性能好，既可通過控制面板進行操控，又可遙控操作。
文檔編號F16K31/66GK201884782SQ20102028242
公開日2011年6月29日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者張艷樂, 諸邐瑩 申請人:諸邐瑩