一种微型电动三通球阀的制作方法

本实用新型属于阀门控制技术领域，具体涉及一种微型电动三通球阀。具体来说，是一种可耐高温(如65℃-148℃)低功耗的微型电动三通球阀。

背景技术：

电动三通球阀有两位和三位阀。前者动作范围0-90°，有两种位置；后者有三种位置，0°、90°和180°，实现流路切换或关闭。对其电动控制需要满足如下要求：控制角度三位阀需要达到180°；驱动三通阀门的力要满足阀门转动的扭矩；对阀门位置的控制十分精确，尤其在关闭位置时要密封；阀门切换速度要快。国内商业化的电动三通球阀主要针对1/2英寸以上较大尺寸的开关阀(两位)，动作范围0-90°，90°转动时间15-60秒。国外有90°和180°1/4英寸及以下的商业化的电动三通球阀，90°转动时间相对较快，2.5-4秒；但其电动执行机构的体积较大、工作电压较高(24VAC/110VAC/220VAC)；因电动执行机构与三通阀杆间距较近，阀的操作温度不高于65°；对于24V低工作电压的电动执行机构，因其电机满负荷(100％)运行，有过热保护时阀不接受切换命令、冷却后阀位置自动重置的问题。这类电动阀一方面不适用于高温流路(如65℃-148℃)。另一方面，当系统存在多个阀需要控制时，成本太高，同时也增加了系统的功耗和体积。

采用数字舵机与齿轮传动机构联合实现对阀门位置的控制是一种体积小巧、低成本的执行机构。通过调节输入PWM波(脉冲宽度调制)的占空比实现其摆动到合适的位置，180°舵机能够通过高电平精确控制舵机的角度。某些进口仪器，如美国Aerodyne公司生产的气溶胶化学组分在线监测仪ACSM和二次颗粒物氧化生成反应器PAM，便是利用数字舵机来控制阀门位置。这类微型电动三通主要针对扭矩较小的1/8阀门，另外，不能用于高温环境的自动控制。

为简单地实现电动三通球阀设计中的大扭矩、小体积、低功耗、高温环境可用的要求，本实用新型以商业化的三通球阀为对象，依据数字舵机角度控制的原理并发挥其体积小巧、结构简单、成本较低的优势，研发了一种微型电动三通球阀。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型旨在提供一种微型电动三通球阀，工作电压7.4V，扭矩46kg.cm，90°转动时间为0.1s。

一种微型电动三通球阀，包括阀架面板、装配体、舵盘、舵机；所述阀架面板用于固定所述微型电动三通球阀，所述装配体一端套接阀杆，通过紧固螺丝固定；所述装配体的另一端与所述舵盘连接，所述舵盘与所述舵机的输出轴连接；所述舵机带有三根引线，其中两根与开关电源相连，另一根与单片机相连。

进一步，所述阀的尺寸为1/4英寸。

进一步，所述装配体一端与阀杆配套，阀杆套入装配体并通过紧固螺丝固定；所述装配体为铝合金材质，长度大于等于30mm；所述装配体另一端有卡槽，用于嵌入舵盘。

进一步，所述舵盘设置卡槽用于连接固定舵机

进一步，所述舵机工作电压7.4V，扭矩46kg cm，转动时间为0.1s。

进一步，所述舵机的控制信号为PWM信号，舵机角度和周期内高电平的持续时间呈线性关系，如0.5ms对应位置0°，1.5ms对应位置90°，2.5ms对应位置180°。使用单片机的定时器模块产生周期为20ms的PWM信号，通过改变占空比来分别获得0.5ms、1.5ms和2.5ms高电平宽度的信号实现对数字舵机的控制。

本实用新型提供的一种微型电动三通球阀有以下有益效果：所述的微型电动三通球阀，除了能够实现球阀的快速多位控制，适用于高温环境(如65℃-148℃)，同时也能大大降低多个球阀控制系统的成本、体积和功耗。

附图说明

图1为本实用新型微型电动三通球阀的结构示意图。

图2为本实用新型微型电动三通球阀的装配体三维结构示意图。

图中：

1-球阀 1A-球阀A口

1B-球阀B口 1C-球阀C口

1D-球阀面板螺母 2-阀架面板

1E-阀杆 3-装配体

4-紧固螺丝 5-舵盘

6-舵机

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型做进一步详细的说明：

如图1所示的一种微型电动三通球阀1，包括阀架面板2、装配体3(装配体三维结构如图2所示)、舵盘5、舵机6。使用时，先用六角扳手拆掉手动球阀的手柄，拧掉面板螺丝1D，将球阀1套进阀架面板2，并用面板螺丝1D固定。阀架面板2另有两个开孔用于将整个电动三通球阀1安装在架子上。阀杆1E套进装配体3一端的中心孔，阀杆平面对准装配体侧孔，通过紧固螺丝4固定。舵盘5放入装配体3另一端的槽内，将舵机6的输出轴卡入舵盘5的槽内。舵机三根引线控制，分别是VCC、GND、Signal。所述VCC、GND引线分别与恒定在7.4V的开关电源正、负极相连。Signal引线与PWM信号输出端相连，后者分别于单片机的定时器输出引脚P1.2及P1.3相连接。舵机的控制信号为PWM信号，周期为20ms。在每个周期内，高电平持续的时间从0.5-2.5ms分别控制舵机摇臂从0°摆动到180°，舵机角度和周期内高电平的持续时间呈线性关系，如0.5ms对应摇臂位置0°，1.5ms对应摇臂位置90°，2.5ms对应摇臂位置180°。在本电动三通球阀1中，使用单片机的定时器模块产生周期为20ms的PWM信号，通过改变占空比来分别获得0.5ms、1.5ms和2.5m s高电平宽度的信号实现对数字舵机的控制。以Swagelok SS-43GX三通球阀为例，当舵机角度为0°，对应信号宽度0.5ms，此时三通球阀的1A和1B连通，三通球阀的1C位置被堵上；当舵机角度为90°，对应信号宽度1.5ms，阀关闭，三通球阀的1A、1B、1C位置被堵上；当舵机角度为180°，对应信号宽度2.5ms，此时三通球阀的1B和1C连通，三通球阀的1A位置被堵上。

以上对本实用新型的技术方案进行了详细说明。显然，本实用新型并不局限于所描述的上述内容。基于本实用新型中的实施例，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或相类似的变化都属于本实用新型保护的范围。