[发明专利]用于水供暖/冷却和卫生系统的阀致动器

说明书

发明的背景

本发明涉及一种改进的用于水加热/冷却和卫生系统的致动器。

在供暖和卫生系统领域，所谓的“电热”闸门包括一个实际上可以热膨胀的元件，例如一个蜡制的容器，当它在加热条件下从固体转变成融化状态时，发生膨胀从而使得阀，阀箱或类似的闸门从关闭的位置被驱动到开启的位置，反之亦然。

所述的现有的电热致动器相应于它们的膨胀材料容器的小尺寸从而也具有小尺寸。因此，它们既可以被组装到单个的部件上，例如阀，也可以被组装到包括多个通常间距小于50mm的闸门的阀箱上。

但是，当所述的现有的致动器在其开启/关闭操作可靠地动作时，它们受到几个缺陷和不利方面的影响。首先，它们的闸门只能够驱动到开启/关闭位置，因此就不能连续地调节通过与闸门连接的管路中的流量。例如在水供暖/冷却系统中，这就导致工作效率低以及接下来的耗电量大和供暖成本增加。

实际上，单一的操作的开启/关闭模式不能提供理想的调节，例如对水供暖/冷却系统的调节以提供给所述的系统所要求的操作灵活性可以通过已有的现代数字技术来实现，例如模糊逻辑、自调节等等技术。

此外，蜡制材料融化阻抗元件的加热，需要一个较大的耗电量：例如，包括15个致动器的阀箱需要较高的耗电量和相关的成本，包括管线的线路具有较大的横截面。

现有的电热致动器还有一个缺点是它们有较长的启动时间，因此，加热和融化蜡制材料所耗费的电能大。特别是，在一段长时间的关闭之后，如在供暖/冷却季节开始时，所述的启动时间会达到8-10分钟，而且在供暖/冷却系统的工作中，启动时间会达到4-5分钟，根据环境条件启动时间有较大的变化。由于现有的电热致动器的耗电量约为5W，而且对于多个致动器，如15和更多的阀箱结构，耗电量成比例地增长，所述的现有电热致动器不能是电池供电。而且所述的现有致动器必须克服叠加的闸门弹性力，例如15Kg。因此防止了所述的现有电热致动器被新设计的低成本的适合于替换所述的现有电热致动器的具有大量成套系列产品的致动器所代替。

对于大尺寸的管道阀，即对于较大流量的管道，众所周知有所谓的“电”致动器，其包括一个电动机，如同步电机或步进电机，但是电动机具有大尺寸和大的耗电量，有时在它们的电动机和闸门之间设计有电机减速单元。另一方面，现有的电致动器的总尺寸相对较大，因此，他们不能被适当地被小型化以有效地代替所述的现有的电热致动器。

而且，电致动器包括许多部件并具有相当高的成本，因此，它们不能被在包括间隔安置的闸门的水供暖/冷却和卫生系统阀箱中使用，这就增加了尺寸，此外对所提到的元件的安装有不利的影响。

用其他类型的允许连续地调节控制流量的驱动闸门的致动器替换现有的电热致动器并且提供了较短的启动时间的需要，在此领域20年来已经为人所共知，目前还没有适合于满足上述的要求的其它致动器。

发明的概述

因此，本发明的目的是提供一种如前所述的类型的改进的致动器，它在一方面没有现有的致动器的缺点和缺陷，另一方面允许对闸门的移动或行程进行连续调整，而大大缩短的启动时间和大大减速了耗电量。

在上述的目标范围内，本发明的一个主要目的是提供这样一个操作非常可靠、寿命长的致动器结构，而制造成本基本上与现有的电热致动器相同。

根据本发明的一个方面，上述的目标和目的以及其它的目的将会在下文中更加清晰，通过用于水供暖/冷却和卫生系统的改进的致动器实现。

进一步的改进和最佳实施例在独立权利要求中定义。

本发明的改进的致动器具有许多优点。直流电机的使用提供了最优的尺寸/转矩的比率，与时间相关的操作，完全独立于环境条件。此外，由于本发明提供的直流低压电动机被最小化，当前在电动机车辆工厂中以很大的成套规模使用，它们的制造成本非常低。有利的是直流电机的高每分钟转数(RPM)在此被减速单元大大地降低，减速单元可以很方便地用塑料材料制成，无噪音，提供的减速比大于1000，直径小于15mm，即基本等于适当的小型化直流电机的直径，因此具有所需要的必要的小尺寸用于在闸门间距小于50mm的传统的阀箱上组装。还有一个优点是通过蜗杆将行星减速单元的旋转运动转换为轴向往复运动，因此，在一方面，增加了减速比，另一方面，使所述的致动器具有可靠的驱动闸门需要的高驱动力，如大于15Kg。上述的小型直流电机的进一步的优点是耗电量非常低，受上述的界限的影响，比现有的电热致动器约小8倍，除了在耗电量方面的优点外，低消耗的特点使由小型直流电机驱动的致动器非常适合于电池供电的设计。