专利名称：燃气热水器遥控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属一种燃气热水器遥控装置。
目前，热水器燃气控制调节阀均为传统纯机械结构，专利94215380.4燃气热水器遥控控制机构，专利94236972.6燃气热水器遥控器，以直流微电机通过多级机械齿轮减速和机械离合器作用来带动传统机械燃气阀转轴旋转，配上电气控制线路对电机进行正反转控制，机械传动复杂，整体结构性差，体积大，密封面容易出现泄漏，电机转子带有机械换向器，容易出现磨损和接触不良的电气故障。
本实用新型的目的在于提供一种可直接与目前市面上带熄火保护功能的燃气热水器配套使用的遥控装置，能将热水器装在浴室外，浴室内可随意调节水温，使用方便，安全可靠。
本实用新型由步进式电控燃气阀，电子控制器组成，燃气阀与电子控制器⑵导线联接，通过电子控制器实现有线或无线遥控步进电控燃气阀动作，从而控制热水器的水温。步进式电控燃气阀由步进电机、阀体、阀芯、阀开度指示机构、最小开度调整机构组成，整个电控燃气阀为机电一体化结构，采用整体密封方式。步进电机由永磁转子和定子绕组组成，转子为二极永磁体转子，转子轴(5)端加工有外螺纹，电机定子为三极型三绕组结构，电路为△形接法的无刷直流步进电机；阀芯(4)为圆柱体形，一端加工有内螺纹，阀芯的控制动作为直线移动方式，在电机转子螺杆的驱动下，圆柱体阀芯(4)相对于燃气路阀座通孔作垂直方向的直线步进移动来控制燃气量的大小；阀开度指示机构由主动齿轮(9)、被动减速齿轮(13、14)和指示刻度齿轮盘(10)组成；最小开度调整机构由调节旋钮(1)、调整轴、密封圈、扁形定位片(20)组成；电子控制器有线和无线两种控制方式，其主要控制驱动电路由分档开关和三组晶体管开关电路、三组延时自关晶体管开关电路组成，分档开关可以用普通触点结构、干簧管结构、磁敏元件结构，三组晶体管开关电路和延时自关晶体管开关电路输出A→B→C顺相序或C→B→A逆相序步进电机驱动电流。
本实用新型步进式电控燃气阀与热水器燃气进口端联接安装于浴室外，电子控制器则安装在浴室内，通过导线与室外热水器电控燃气阀联接，洗浴者只需在浴室内旋动电子控制器的旋钮即可控制通过燃气阀进入热水器燃气量的大小，实现对热水器火力大小进行遥控调节，从而达到浴室外安装热水器，浴室内随意调节水温的目的。如果使用控制点在2个地方以上时，或距离较远的情况下，可安装分控制器，也可使用无线遥控的方式使用者只需旋动发射控制器上的旋转开关，即可实现调节热水器水温的目的。整个气阀是机电一体化结构，采用整体密封方式，结构紧凑体积小，可以由热水器生产厂家直接将本装置的步进式电控燃气阀安装于热水器内构成新型的有线、无线遥控式家用热水器产品。
图1为本实用新型燃气热水器遥控装置安装示意图；图2为本实用新型步进式电控燃气阀装配图；图3为本实用新型燃气阀A-A向剖视图；图4为本实用新型步进电机定子绕组接线图；图5为本实用新型有线遥控式电子控制线路图；图6为本实用新型无线遥控式电子控制线路图。
如图2所示燃气阀，由阀体部件(3、18、19)，阀芯(4)、阀最小开度调整机构(1、21)、步进电机(3、5-7、22-25)、阀开度指示机构(8-17)等部件组成。阀体部件包括燃气入口端(3)、出口端接头(18)、接头螺母(19)、阀控制通孔、阀座横轴线孔道，燃气入口端(3)在阀体下部，带有螺纹接头与燃气管路联接；阀出口端接头(18)装在阀体上部，带有接头螺帽(19)直接与热水器的燃气入口联接；阀体垂直轴线通道为燃气的主通道、在主通道中部位置加工有阀控制通孔；在阀座横轴线上加工有一孔道；孔道中部为阀芯工作左右移动时起导向和配合的作用；孔道右边为与最小开度调整机构(1)的调整轴起安装配合作用；孔道左边装有步进电机滑动轴承并连带作为步进电机的外壳。阀芯(4)，为一起活塞作用的圆柱体，其左端轴心加工有螺纹孔，与电机轴螺杆联接起到将电机转动量变为阀芯直线位移量作用；右端开有一字形扁槽，起到限制阀芯自由转动的作用；阀芯中部直径缩小成一颈槽与阀体相配合形成燃气路的控制通道，控制燃气通过量的大小。阀最小开度调整机构包括最小开度调整旋纽(1)、O型密封圈、阀芯导向定位片(20)、锁定螺栓(21)，调整旋钮(1)连结着调整轴，轴中部加工有2条半圆形截面的槽，其中左边槽装有“O”型橡胶密封圈，右边槽与锁定螺钉(21)起锁定的作用；调整轴左端连结一扁形定位片，静止时起限制阀芯自由转动作用，旋动旋钮时起着带动阀芯左旋或右旋调节作用，从而调节阀在最小开度时有一小量的燃气量通过，使热水器燃烧器的火和带有常明火种这类热水器的火种在阀最小开度位置时不致于熄灭。
如图2、图3、图4所示，步进电机包括电机外壳、带螺纹电机轴(5)、电机定子绕组(6、23、25)、电机永磁体转子(7)、定子外磁路铁芯(22)、定子磁极铁芯(24)；电机外壳(3)与阀体为一整体，电机定子的构造是在定子外磁路铁心(22)内侧均匀分布有3个磁极铁芯(24)，在磁极上分别绕有A、B、C、三相线圈绕组(6、23、25)，其电路接成△形联接。电机转子是由二极永磁体(7)和电机轴(5)构成，电机轴右端轴伸部分加工有螺纹，其与阀芯(4)联接起传动作用；电机轴左端内侧装有阀开度指示机构的主动小齿轮(9)起到把电机步进旋转量(即阀芯位移量)传递到阀开度指示机构的作用；轴左端外侧装有开度指示齿轮盘(10)齿轮盘内孔和轴为动配合，所以电机轴对齿轮盘(10)起到支承轴的作用；步进电机的工作过程当控制器按A-B、B-C、C-A顺序分步供电时，电机转子(7)，则按顺时针方向步进旋转。当控制器按A-B、C-A、B-C、逆序分步供电时，电机转子⑺则按逆时针方向步进旋转。
如图2所示，阀开度指示机构由开度最大位置挡柱(8)、转轴主动小齿轮(9)、开度指示齿轮盘(10)、表面玻璃(11)、阀盖(12)、第二被动齿轮(13)、第一被动齿轮(14)、开度最小位置挡柱(15)、密封平垫(16)、齿轮箱底板(17)组成；齿轮箱底板(17)上压装有阀开度最小位置挡柱(15)、阀开度最大位置挡柱(8)、第一被动齿轮(14)的固定轴和第二被动齿轮(13)的固定轴阀盖(12)正面开有一圆形观察孔，孔内侧面密封安装一透明高强度玻璃表面，阀盖通过密封橡胶平垫(16)与阀体步进电机左端外壳进行密封联结并用螺栓紧固阀开度指示机构的工作过程是当步进电机转子旋转带动阀芯改变阀开度时，同时通过转子轴上的主动小齿轮(9)与齿轮(14)的大齿轮进行第一级减速传动，齿轮(14)的小齿轮同时与齿轮(13)的大齿轮进行第二级减速传动，齿轮(13)的小齿轮同时与齿轮盘(10)进行第三级减速传动由于阀开度指示刻度盘联结装在齿轮盘(10)上面，刻度盘转动即指示阀开度的大小。
步进式电控燃气阀的总工作过程燃气从阀体(3)燃气入口端输入，通过控制通孔和阀芯(4)经阀出口端(18)(19)输送到热水器，当要控制燃气量大或小时由电子控制器向步进电机输出顺转或逆转步进电源使电机转子(7)顺转或逆转，通过转子右端轴的螺杆(5)带动阀心(4)向左或向右步进移动从而改变了控制孔的通过截面即控制改变了输送给热水器燃气量的大小，电机转子转动的同时转子轴左端通过主动小齿轮(9)，第一被动齿轮(14)、第二被动齿轮(13)、齿轮盘(10)，进行三级减速传动带动阀开度指示刻度盘旋转从而指示出阀开度的大小，使用者可通过阀盖玻璃表面直接观察。当阀开度最大时(如图2所示)开度指示齿轮盘拨杆被开度最大位置挡柱(8)限制。当阀开度最小时开度指示齿轮盘(10)拨杆被开度最小位置挡柱(15)限制，这时可通过调整最小开度调整旋钮(1)使阀有一小量的燃气量通过使热水器燃烧器的火和热水器的常明火种在阀最小开度时不致于熄灭。
如图5所示，有线遥控电子控制器包括直流电源E电源开关K、控制点选择开关K1、旋转式分档开关K2、K3、步进电机三相绕组M，由BG9、R1 2、BG8、R11组成A相的正线晶体管开关，由BG1、D1、R2、C1、R1组成A相的负线延时自关晶体管开关，由BG7、由R10、BG6、R9组成B相的正线晶体管开关，由BG2、D2、R4、C2、R3组成B相的负线延时自关晶体管开关，由BG5、R8、BG4、R7组成C相的正线晶体管开关，由BG3、D3、R6、C3、R5、组成C相的负线延时自关晶体管开关，由D4、D5、D6、组成晶体管的保护电路。工作时合上电源开关K当K2旋在a点时，a点电位升高由于电客C1两端电位不能突变所以a’电位升高BG1导通，A点电位下降输出(-)电，同时BG4、BG5产生基极电流导通于是C点电位升高输出(+)电，电机得电(A-、C+)，由于C1充电结速a’电位下降，BG1自动关断，A点电位升高，BG4、BG5也关断，在K2旋离a点时，C1迅速经R1、D1放电而等待下一个控制信号；同理，当K2旋在b点时C2充电BG2导通B点输出(-)电、而BG8、BG9导通A点输出(+)电源电机得电(B-、A+)，C2充电结速BG2、BG8、BG9关断，当K2旋在C点时，C3充电BG3导通C点输出(-)电源，而BG6、BG7导通B点输出(+)电源电机得电(C-B+)，C3充电结速BG3、BG6、BG7关断。可见上述顺序旋K2(a→b→c )，电机得电(A-、C+)→(B-、A+)→(C-、B+)电机按(A→ B→C)顺转步进；同理逆序旋K2(c→b→a)，电机得电(C-、B+)→(B-、A+)→(A-、C+)电机按(C→B→A)逆转步进。当使用热水器需要在两个使用点控制时可安装第二控制点开关K3，使用时控制点选择K1扳在3位置即可由K3进行控制。
如图6所示，无线遥控式电子控制器由接收控制器，和遥控发射机组成。接收控制器部分是在有线遥控器基础上增加IC1接收集成电路和IC2解码集成电路，IC1、IC2包括微型天线以及接收放大，整形解码等电路，IC2接收解码分别输出的A、B、C三路高电位信号经D7、D8、D9二极管与晶体管开关电路a、b、c输入端联接工作。遥控发射机部分是由IC3发射集成电路、IC4编码集成电路和微型分档开关K3组成。微型发射机包括有载频振荡、数字编码、开关输入、电源电路等。接收集成电路IC1选用TWH631接收电路，当接收控制器装于热水器金属壳内时则选用TWH632外接天线式接收电路，IC2用TWH9257解码电路；发射集成电路IC3选用型号TWH630发射电路、IC4用TWH9256编码电路，微型分档开关可用普通的触点结构、干簧管结构或磁敏元件结构。工作时见附图6，合上电源开关K、当K1扳在2位置，此时为手动方式由K2控制；当K1扳在1位置，此时为无线遥控方式，由微型遥控发射机上K3开关进行控制使用，当K3分别瞬间顺序接通a、b、c点时，IC2A、B、C端分别顺序输出高电位，经D7、D8、D9接到晶体管开关电路输入端a、b、c点晶体管开关电路向电机输出顺序(A→B→C)顺转步进工作电流同理当K3反转分别瞬间逆序接通c、b、a点时，接收控制器晶体管电路向电机输出逆序(C→B→A)逆转步进工作电流。
权利要求1.一种燃气热水器遥控装置，其特征在于由步进式电控燃气阀和电子控制器组成，燃气阀与电子控制器用导线联接，通过电子控制器遥控步进电控燃气阀动作；步进式电控燃气阀由步进电机(5～7、22～25)、阀体(3、18、19)、阀芯(4)、阀开度指示机构(8～17)最小开度调整机构(1、21)组成，采用整体密封方式；电子控制器的控制驱动电路由分档开关，三组晶体管开关电路，三组延时自关晶体管开关电路组成；步进电机由永磁转子和定子绕组组成；阀芯的控制动作为直线移动方式；阀开度指示机构由主动齿轮(9)、被动减速齿轮(13、14)、和指示刻度齿轮盘(10)组成；最小开度调整机构由调节旋钮(1)调整轴、密封圈、扁形定位片(20)组成、；分档开关可以用普通触点结构、干簧管结构、磁敏元件结构；三组晶体管开关电路和延时自关晶体管开关电路输出顺相序逆相序步进电机驱动电流；步进电机转子为二极永磁体转子，转子轴(5)右端加工有外螺纹，电机定子为三极型三绕组结构、电路为△形接法、电机为无刷直流步进电机；阀芯(4)为圆柱体形，一端加工有内螺纹、在电机转子螺杆驱动下圆柱体阀芯相对于燃气路阀座通孔作垂直方向的直线步进移动来控制燃气量的大小。
2.据权利要求1所述的燃气热水器遥控装置，其特征在于阀体部件包括燃气入口端⑶、出口端接头(18)、接头螺母(19)、阀控制通孔，阀座横轴线孔道；燃气入口端(3)在阀体下部，带螺纹接头与燃气管道联接，阀的出口端接头(18)装在阀体上部，带有接头螺母(19)与热水器的燃气入口联接；阀体垂直轴线通道为燃气主通道，主通道中部位置加工有阀控制通孔；在阀座横轴线上加工有一孔道；孔道中部为阀芯工作左右移动时起导向和配合作用，孔道右边有最小开度调整机构(1)，孔道左边装有步进电机滑动轴承，并作为步进电机外壳。
3.据权利要求1所述的燃气热水器遥控装置，其特征在于阀芯⑷为一活塞状圆柱体，左端轴心有螺纹孔，与电机螺杆连接；右端开有一字形扁槽；阀芯中部直径缩小成一颈槽与阀体相配合形成燃气路控制气量大小的通道。
4.据权利要求1所述的燃气热水器遥控装置，其特征在于阀最小开度调整机构包括最小开度调节旋钮(1)、O型密封圈、阀芯导向定位片(20)、锁定螺栓(21)；调节旋钮(1)连结调整轴，轴中部加工有二条半圆形截面的槽，左边槽装有“O”型密封圈，右边槽与锁定螺钉(21)配合起锁定作用，调整轴左端连结扁形定位片。
5.据权利要求1所述的燃气热水器遥控装置，其特征在于步进电机的电机轴右端加工有外螺纹，与阀芯(4)联接传动，电机轴左端内侧装有阀开度指示机构的齿轮(9)起到把电机步进旋转量传递到阀开度指示机构的作用；阀开度指示机构包括开度最大位置挡柱(8)、转轴主动小齿轮(9)、开度指示齿轮盘(10)、表面玻璃(11)、阀盖(12)、第二被动齿轮(13)、第一被动齿轮(14)、开度最小位置挡柱(15)、密封平垫(16 )、齿轮箱底板(17)组成，齿轮箱底板(17)上压装有阀开度最小位置挡柱(15)、阀开度最大位置挡柱(8)、第一被动齿轮(14)的固定轴和第二被动齿轮(13)的固定轴，阀盖(12)正面开有一圆形观察孔，孔内侧装有透明高强度玻璃表面；电机转子旋转带动阀芯改变阀开度时，同时通过转子轴上主动小齿轮(9)、齿轮(14)的大齿轮进行一级减速，齿轮(14)的小齿轮同时与齿轮(13)的大齿轮进行二级减速，齿轮(13)的小齿轮与齿轮盘(10)进行三级减速，同时刻度盘指示阀开度。
6.据权利要求1所述的燃气热水器遥控装置，其特征在于有线遥控式电子控制器包括直流电源E、电源开关K、控制点选择开关K1、旋转式分挡开关K2、K3、步进电机三相绕组M，由BG9、R12、BG8、R11组成的A相正线晶体管开关，由BG1、D1、R2、C1、R1组成的A相负线延时自关晶体管开关，由BG7、R10、BG6、R9组成的B相正线晶体管开关，由BG2、D2、R4、C2、R3组成的B相负线延时自关晶体管开关，由BG5、R8、BG4、R7组成的C相正线晶体管开关，由BG3、D3、R6、C3、R5组成的C相负线延时自关晶体管开关，由D4、D5、D6组成的晶体管保护电路；合上开关K，当K2旋在a点时，a点电位升高由于电容C1两端电位不能突变，a电位升高BG1导通，A点电位下降，同时BG4、BG5产生基极电流导通，C点电位升高，电机得电(A-、C+)，C1充电结束a’电位下降，BG1自动关断，A点电位升高，BG4、BG5关断；在K2旋离a点时，C1迅速经R1、D1放电而等待下一个控制信号；当K2旋在b点时，C2充电，BG2导通B点电位下降，BG8、BG9导通A点电位升高，电机得电(B-、A+)，C2充电结束BG2、BG8、BG9关断，当K2旋在C点时，CX充电BG2导通C点电位降低，而BG6、BG7导通B点电位升高，电机得电(C-、B+)、C3充电结束BG3、BG6、BG7关断。
7.据权利要求1所述的燃气热水器遥控装置，其特征在于电子控制器为无线遥控，由接收控制器、遥控发射机组成，在有线遥控器上增加IC1接收集成路和IC2解码集成电路，IC1用TWH631或TWH632接收集成电路IC2用TWH9257解码集成电路，IC2接收解码分别输出A、B、C三路高电位信号经D7、D8、D9二极管与晶体管开关电路a、b、c输入端联接工作；遥控发射机部分是由IC3发射集成电路、IC4编码集成电路和微型分档开关K3组成，IC3用TWH630发射集成电路IC4用TWH9256编码集成电路，微型分档开关可用普通触点结构、干簧管结构或磁敏元件结构。合上开关K，当K1在2位置为手动方式由K2控制；当K1在1位置，为无线遥控方式，由微型遥控发射机K3开关控制，当K3分别瞬间顺序接通a、b、c点，IC2的A、B、C分别顺序输出高电位，经D7、D8、D9接到晶体管开关电路输入端a、b、c点，晶体管开关电路向电机输出顺转步进工作电流；当K3分别瞬间逆序接通c、b、a点，接收控制器晶体管电路向电机输出逆转步进工作电流。
专利摘要一种燃气热水器遥控装置，由步进式电控燃气阀和电子控制器组成。燃气阀与电子控制器用导线联接，通过电子控制器实现遥控步进电控燃气阀动作，燃气阀由步进电机、阀体、阀芯、阀开度指示机构、最小开度调整机构组成。本实用新型可直接与目前市面上带熄火保护功能的燃气热水器配套使用，可将热水器装在浴室外，浴室内可随意调节水温，使用方便，安全可靠。
文档编号F24H9/20GK2245199SQ9522645
公开日1997年1月15日 申请日期1995年11月7日 优先权日1995年11月7日
发明者劳树凯 申请人:劳树凯