專利名稱：步進電機操縱式燃氣閥的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開的內(nèi)容涉及一種燃燒裝置的控制系統(tǒng)，和更具體地涉及一種控制至這種裝置的燃料的閥門控制。
背景技術(shù)：
本節(jié)陳述僅僅提供本公開內(nèi)容的背景技術(shù)，并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。以兩種或兩種以上燃起流速運行的燃燒燃氣的熱空氣爐通常稱為可變或多段爐。 由于多段爐性能優(yōu)異且舒適度高，房主常常選擇多段爐替代現(xiàn)有的爐子。然而，在多段爐或可變加熱爐中，爐子的控制僅僅被配置為與燃氣閥單向通信。這通常是以應(yīng)用電壓電源或可變電流信號到燃氣閥的方式。但是，這種信號不能提供反饋，而且與替換或改進的燃氣閥或者爐子的其他部件無法兼容。因此，可變級加熱系統(tǒng)的控制仍然需要改進。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)此處的描述，更進一步的應(yīng)用領(lǐng)域是顯而易見的。應(yīng)該理解這里的說明和實施例僅僅是作為示意的目的，不應(yīng)理解為對本公開范圍的限制。提供了一種具有步進電機操縱式燃氣閥的可變輸出加熱裝置的控制器的多個實施例。給出了控制可變加熱裝置中的步進電機操縱式燃氣閥的控制器的實施例。步進電機操縱式燃氣閥包括相對于燃氣閥中的閥開口可移動的閥元件；設(shè)置在燃氣閥中的主隔板室；設(shè)置在主隔板室中的主隔板，該主隔板與上述閥元件連接。主隔板被設(shè)置成響應(yīng)于作用在主隔板上的燃氣壓力變化而可控制的相對于閥開口移動閥元件。步進電機操縱式燃氣閥進一步包括伺服調(diào)整隔板，該伺服調(diào)整隔板被設(shè)置成調(diào)整至主隔板室作用于主隔板上的燃氣的流量，因此調(diào)節(jié)閥元件用來改變流過閥開口的燃氣流速。閥門的步進電機被設(shè)置成以步進的方式移動從而線性地移動伺服調(diào)整隔板，因此改變至隔板室的燃氣流，控制流過閥開口的燃氣的流速。步進電機操縱式燃氣閥的控制器包括微處理器和步進電機位置傳感器，所述微處理器與輸入連接器通信，該輸入連接器被設(shè)置成接收指示加熱運行具體級別的輸入信號；所述步進電機位置傳感器被設(shè)置成檢測步進電機的步進移動。微處理器設(shè)置成檢測輸入信號的出現(xiàn)，該輸入信號表示操作可變加熱裝置的具體的運行容量級別。微處理器進一步包括編碼有一個或多個可指令可編程只讀存儲器，以可操作地確定步進電機為移動伺服調(diào)整隔板以建立與特定的運行容量級別對應(yīng)的燃氣流量所必須移動的步數(shù)。微處理器被設(shè)置成產(chǎn)生控制信號，該控制信號指示步進電機操作燃氣閥移動確定的步數(shù)，將確定的步數(shù)與步進電機位置傳感器檢測到的步數(shù)比較，進而驗證步進電機的位置，且接著產(chǎn)生確定步進電機的運行的輸出信號。通過這里的描述，本申請更進一步的應(yīng)用領(lǐng)域變得顯而易見。本概要部分的描述和具體示例僅僅作為示意的目的，而不限定本發(fā)明的保護范圍。


此處的附圖僅僅是為了達到說明的目的，而不以任何方式限定本公開的范圍。圖I是根據(jù)本公開的原理的與步進電機操縱式燃氣閥相關(guān)地設(shè)置的控制器的一個實施例的透視圖，該控制器控制步進電機；圖2是根據(jù)本公開的原理的用于步進電機操縱式燃氣閥的控制器的一個實施例的示意圖，該控制器與一個加熱裝置的爐子控制器連接；圖3是根據(jù)本公開的原理的步進電機操縱式燃氣閥的一個實施例的剖面圖； 圖4是示出了根據(jù)本公開的步進電機操縱式燃氣閥的控制器的通信控制的系統(tǒng)框圖；圖5是使用根據(jù)本公開的原理的多個控制器的實施例的控制信號示意圖；圖6是根據(jù)本公開的原理的步進電機操縱式燃氣閥的第二實施例的剖視圖；圖7是圖6所示的步進電機操縱式燃氣閥的一部分的剖視圖。相應(yīng)的附圖標(biāo)記代表多個視圖中的相應(yīng)組成部分。
具體實施例方式下文的描述僅僅是本發(fā)明本質(zhì)上的示例，而不對本公開內(nèi)容、應(yīng)用或使用進行限定。應(yīng)該理解，所有附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記代表類似或者相應(yīng)的部件或特征部分。在當(dāng)前公開的多個實施例中，提供了可變加熱裝置的控制器，該控制器被設(shè)置成控制步進電機操縱式燃氣閥。在多個實施例中，控制器用來與步進電機操縱式燃氣閥一起使用來改變氣流，從而改變加熱裝置的操作級別。步進電機操縱式燃氣閥包括相對于燃氣閥中的閥開口可移動的閥元件，一個其中設(shè)置有主隔板的主隔板室，該主隔板與閥元件連接。主隔板被設(shè)置成響應(yīng)于施加在主隔板上的燃氣壓力變化而可控制地將閥元件相對于閥開口移動。步進電機操縱式燃氣閥進一步包括一個伺服調(diào)整隔板，該伺服調(diào)整隔板被設(shè)置成調(diào)節(jié)至主隔板室的作用于主隔板上氣流，從而對閥元件進行調(diào)節(jié)以改變流過閥開口的燃氣流速。閥門的步進電機被設(shè)置成以逐步移動的方式移動從而線性地移動伺服調(diào)整隔板，因此改變進入隔板室的氣流，控制流過閥開口的燃氣流量。步進電機操縱式燃氣閥的控制器包括與電子存儲器通信的微處理器，接收指示加熱運行的特定級別的輸入信號的輸入連接器，和用于檢測步進電機的步進移動的步進電機位置傳感器。微處理器被設(shè)置成檢測指示特定運行容量級別的輸入信號的出現(xiàn)，在該級別操作可變加熱裝置。微處理器進一步包括編碼有一個或多個指令的可編程只讀存儲器，所述指令可操作地確定步進電機為移動伺服調(diào)整隔板以建立與特定的運行性能級別對應(yīng)的流速所必需移動的步數(shù)。微處理器進一步設(shè)置成(1)產(chǎn)生一個控制信號，使得操作燃氣閥的步進電機移動確定的步數(shù)；(2)將確定的步數(shù)與步進電機位置傳感器檢測到的步數(shù)比較，進而確認步進電機的位置；并且(3)然后產(chǎn)生輸出信號確定步進電機的運行，如下所述。根據(jù)本公開的一個方面，提供了控制器的實施例用來控制不同類型的步進電機操縱式燃氣閥，以建立一個系統(tǒng)或一個爐子控制器所要求的運行性能級別。圖I示出了用來控制可變加熱裝置的步進電機操縱式燃氣閥100的控制器130的實施例。如下所述，控制器130包括輸入連接器124,輸入連接器124被設(shè)置成從爐子控制器輸入信號。在圖2所示的實施例中，步進電機操縱式燃氣閥100的控制器130被設(shè)置成從爐子控制器230接收信號，爐子控制器230確定要求的運行性能級別。系統(tǒng)或爐子控制器230與24伏電源52連接，電源52為爐子控制器230的微處理器222供電。系統(tǒng)或爐子控制器230包括一個輸入終端224，該輸入終端224設(shè)置成通過連接線240接收需要加熱運行的恒溫器信號，連接線240穿過房間的地板246和墻壁248。系統(tǒng)或爐子控制器230設(shè)置成產(chǎn)生一個輸入控制信號，該輸入控制信號通過連接器124輸入到步進電機操縱式燃氣閥100的控制器130，步進電機操縱式燃氣閥100用于向燃燒器258提供燃料。如圖2示出了可變加熱系統(tǒng)的啟動階段，系統(tǒng)或爐子控制器230的微處理器222被設(shè)置成檢測通過輸入終端224輸入的要求加熱的恒溫器信號，并且向步進電機操縱式燃氣閥100的控制器130傳送輸入控制信號，步進電機操縱式燃氣閥100通過管線256提供燃氣，從而在燃燒器258上形成加熱運行。然后控制器130控制步進電機操縱式燃氣閥100，以使可變?nèi)萘考訜嵫b置持續(xù)運行直到恒溫器切斷到輸入終端224的信號的時候。系統(tǒng)或爐子控制器230可進一步包括一個第二終端226，其被設(shè)置成通過可選的導(dǎo)線244接收要求高級別加熱的恒溫器信號。在檢測要求高級別加熱運行的恒溫器信號的時候，微處理器222被設(shè)置成通過連接線236向步進電機操縱式燃氣閥100的控制器130傳送控制信號，步進電機操縱式燃氣閥100用于通過管線256提供燃氣，從而在燃燒器258上建立高級別加熱。如下所述，系統(tǒng)或爐子控制器230被設(shè)置成根據(jù)需要在最小容量和最大容量之間操作可變?nèi)萘考訜嵫b置。爐子控制器230被設(shè)置成向控制器130產(chǎn)生一個輸入控制信號，用來建立一個與確定所要求的加熱級別對應(yīng)的選定的燃氣流速。爐子控制器230的微處理器222包括編碼有一個指令的可編程只讀存儲器，這一指令基于來自恒溫器的信號或者可選地基于經(jīng)歷的時間而可操作地確定所要求的加熱水平，所述的經(jīng)歷的時間是指恒溫器信號在輸入終端224上出現(xiàn)的時間(例如，可變?nèi)萘考訜嵫b置在之前的加熱周期運行的時間)。例如，如果加熱裝置在最初的加熱周期滿容量運行10分鐘(在此之后至輸入終端224的恒溫器信號中斷)，微處理器222可被設(shè)置成確定一個新的要求的加熱級別，該級別在之前的加熱周期的加熱級別的基礎(chǔ)上增加預(yù)設(shè)的百分比，加熱裝置運行的時間比上限時間，例如15分鐘，少多少分鐘，每分鐘就增加多少比率。這種爐子的控制在序列號為12/729,716，申請日為2010年3月23日的美國專利申請中公開了，該專利申請的名稱為“步進電機燃氣閥及其控制方法”(STEPPER MOTOR GAS VALVE AND METHOD OF CONTROL)。可選地，爐子控制器 230 通過輸入終端224接收恒溫器信號，該信號代表操作加熱裝置的一個特定的運行容量級別。在任一種情況下，系統(tǒng)或爐子控制器230被設(shè)置成通過向步進電機操縱式燃氣閥100的控制器130輸出控制信號，而響應(yīng)加熱運行要求的恒溫器信號。爐子控制器230優(yōu)選被設(shè)置成產(chǎn)生一個脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號形式的輸入控制信號，從而避免需要使用連接在爐子控制器230的微處理器222和控制器130的微處理器之間的通用異步接收/發(fā)送裝置(UART)進行串行通信，從而控制步進電機操縱式燃氣閥100 (將在下面描述)。圖3示出了步進電機操縱式燃氣閥100。步進電機操縱式燃氣閥100包括一個主 隔板室102，主隔板室102內(nèi)設(shè)置的主隔板104，主隔板104與閥元件106連接。主隔板104響應(yīng)于主隔板室102內(nèi)的壓力變化可控制地相對于閥開口 108移動閥元件106，進而允許調(diào)節(jié)通過閥開口 108的燃料流。步進電機操縱式燃氣閥100進一步包括伺服調(diào)整隔板110，該伺服調(diào)整隔板110設(shè)置成調(diào)節(jié)進入主隔板室102的燃氣流量。伺服調(diào)整隔板110因此控制作用在主隔板104的流體壓力，進而控制通過閥開口 108的燃料流速。步進電機操縱式燃氣閥100還包括步進電機120，其被設(shè)置成以逐步移動的方式移動伺服調(diào)整隔板110，調(diào)整進入隔板室102的燃氣流，進而調(diào)整流過燃氣閥100的燃氣的流速。因此，步進電機120控制閥開口 108的程度，進而提供調(diào)整氣流量的操作。步進電機操縱式燃氣閥100優(yōu)選地包括控制器130，該控制器130包括微處理器122，該微處理器122被設(shè)置成通過第一連接器124從爐子控制器230處接收輸入控制信號，如圖2所示。步進電機燃氣閥100以逐步移動的方式驅(qū)動步進電機120到達預(yù)期的步進電機位置，使得步進電機將伺服調(diào)整隔板110和閥元件106移動預(yù)期的距離，進而調(diào)整閥門的開口，因此控制流過閥開口 108的燃料流量。微處理器122確定步進電機120為移動伺服調(diào)整隔板110以建立要求的燃料流量級別所必須旋轉(zhuǎn)的步數(shù)。如圖2所示，在使用中，燃料燃燒式加熱裝置250包括控制器130和步進電機操縱 式燃氣閥100，燃料燃燒式加熱裝置250還包括爐子控制器230和燃燒器258。參考圖4，爐子控制器230可操作以確定一個要求的運行容量級別(如序列號為12/729，716的美國專利申請所公開的)，并且向控制器130傳送一個PWM信號，該信號指示要求的運行容量級另IJ?？刂破?30被設(shè)置成確定步進電機120移動所需要的步數(shù)，從而建立要求的運行容量級別，并且向步進電機120輸出命令。應(yīng)該理解，上述的步進電機操縱式燃氣閥100在一定的電機步數(shù)值范圍內(nèi)運行，上述電機步數(shù)值與步進電機120的用于調(diào)節(jié)燃氣閥100的多個位置相對應(yīng)，步進電機120的位置范圍在關(guān)閉的無流量的位置到完全打開的100%滿容量位置之間。步進電機120可以是變磁阻線性步進電機120，具有一個隨著電機以步進的方式旋轉(zhuǎn)而線性移動的軸。該步進電機120可包括4個獨立的線圈，4個獨立的線圈限定了 A相位、B相位、C相位和D相位。步進電機120的一個或多個相位以適當(dāng)?shù)捻樞虮贿x擇性的激活以控制電機旋轉(zhuǎn)的方向。優(yōu)選的，上述4個線圈以重復(fù)地激活線圈對的方式順序連接，進而影響特定方向的旋轉(zhuǎn)。例如，通過A相位-D相位、D相位-B相位、B相位-C相位、C相位-A相位的順序激活成對的相位，可以建立1/4間距的向左移動。類似地,通過A相位-C相位、C相位-B相位、B相位-D相位、D相位-A相位的順序激活成對的相位，可以建立1/4間距的向右移動?？刂破?30用于控制步進電機120，且控制器130、步進電機120和燃氣閥100可以是作為一個單元整體制作或裝配的控制器130和燃氣閥100的一部分。參照圖2，控制步進電機操縱式燃氣閥100的控制器130與24伏電源52連接，電源52為爐子控制器130的微處理器122和步進電機操縱式燃氣閥100供電?？刂破?30進一步包括至少一個第一輸入連接器124，其被設(shè)置成從爐子控制器230處接收輸入信號，該輸入信號要求在一個特定的運行容量級別上進行加熱操作。當(dāng)檢測到要求在一個具體的運行容量級別上進行加熱操作的輸入控制信號出現(xiàn)的時候，微處理器122被設(shè)置成通過連接線136向步進電機120傳送一個步進電機控制信號，以在燃燒器258處建立加熱操作?？刂破?30被設(shè)置成控制步進電機操縱式燃氣閥100，以根據(jù)加熱需求在最小加熱容量和最大加熱容量之間運行可變?nèi)萘考訜嵫b置，如下文所述。如上文所述，控制器130具有輸入連接器124，其被設(shè)置成接收代表具體加熱運行容量級別的輸入信號?？刂破?30優(yōu)選地與一個步進電機位置傳感器160 (如圖6所示)通信，該步進電機位置傳感器160被設(shè)置成檢測步進電機的步進移動?？刂破?30進一步包括一個與步進電機位置傳感器160和輸入連接器124通信的微處理器122。微處理器122被設(shè)置成檢測輸入信號的出現(xiàn)，該輸入信號在一個給定的頻率內(nèi)具有開通時段(on period),上述給定的頻率代表運行加熱裝置250的具體的運行容量級別(見圖2)。當(dāng)通過輸入連接器124接收到輸入信號的時候，微處理器122可被設(shè)置成通過向爐子控制器230產(chǎn)生一個輸出信號來響應(yīng)輸入控制信號，其將輸入信號回波返回(echo back)爐子控制器230來證實收到了輸入信號，如圖5中的506所示。
微處理器122還包括可編程只讀存儲器，也可另外包括單獨的存儲器132。可編程只讀存儲器編碼有一個或多個可操作指令，可操作地確定步進電機120為了移動伺服調(diào)整隔板110(如圖3)并且改變?nèi)細饬饕耘c要求的運行容量級別相對應(yīng)而必須移動的步數(shù)，還產(chǎn)生步進電機控制信號，指示步進電機120為移動伺服調(diào)整隔板110以建立與運行容量級別相應(yīng)的燃氣流而移動所確定的步數(shù)。應(yīng)該注意到微處理器122被設(shè)置成為步進電機120的每個線圈產(chǎn)生控制信號。微處理器122優(yōu)選包括用于控制A相位線圈的激活的第一管腳(pin);用于控制B相位線圈的激活的第二管腳；用于控C相位線圈的激活的第三管腳；以及用于控制D相位線圈的激活的第四管腳?？刂破?30的微處理器122的一個例子是微芯科技公司(MICROCHIPTECHNOLOGIES, INC)生產(chǎn)的 PIC 18F45K22 微處理器或 dsPIC 33FJ32MC304。可選的，微處理器122可以向有四個管腳的第二處理器(例如SGS-TH0MS0N生產(chǎn)的L297D步進電機控制器)提供指令用于控制步進電機120。除了從爐子控制器230處接收脈沖寬度調(diào)制形式的輸入控制信號的第一通信管腳之外，微處理器122可進一步包括用于發(fā)送輸出信號第二通信管腳，如下文所述。在步進電機120移動確定的步數(shù)以后，微處理器122被進一步設(shè)置或編程以將步進電機位置傳感器160檢測到的步進電機120實際移動的步數(shù)與預(yù)先確定的步數(shù)比較，從而驗證步進電機120的位置。然后微處理器122向爐子控制器230產(chǎn)生輸出信號，該輸出信號確認步進電機120已經(jīng)移動了調(diào)整燃氣流量以建立要求的運行容量級別所需要的步數(shù)。在上面的實施例中，控制器130被設(shè)置成從爐子控制器230接收作為輸入信號的脈沖寬度調(diào)制信號，該信號具有4%至95%之間的占空比。輸入信號優(yōu)選為頻率在13. I赫茲至17赫茲之間的脈沖寬度調(diào)制形式或在高低振幅之間重復(fù)循環(huán)的信號，用來提供一系列具有給定“高”對“低”時間比率的脈沖。因此，輸入控制信號優(yōu)選為具有特定占空比值的脈沖寬度調(diào)制形式的信號，該占空比值為頻率信號高的時間段與隨后的頻率信號低的時間段之間的比值。例如，如圖5中的502所示，當(dāng)頻率信號在90毫秒的“高”位和10毫秒的“低”位之間循環(huán)時，其占空比值計算為90%。例如，上述的信號可以具有例如15赫茲的頻率，和0. 0667秒的周期。對于90%的占空比值來說，上述頻率信號維持0. 06秒的“高”位，剩余的0. 0677秒維持低位。對于30%的占空比值來說，所述頻率信號維持0. 02秒的“高”位，剩余的0. 0677秒維持“低”位。在這種方式中，頻率沒有改變，而是信號維持“高”位的時間和維持“低”位的時間改變了，從而指示運行容量。在上面描述的實施例中，輸入信號是脈沖寬度調(diào)制形式的信號，其占空比可在30%和95%之間變化，分別對應(yīng)于加熱裝置的運行容量級別在滿運行容量的35%和100%之間變化，如下面的表I所示?？刂破?30確定步進電機120必須移動所要求的步數(shù)，該步數(shù)取決于使用的燃料是液態(tài)丙烷還是天然氣，進而操作燃氣閥100建立要求的運行容量級別或者如下面表I所示的流速。
權(quán)利要求
1.一種與步進電機操縱式燃氣閥組合的控制器，其被設(shè)置成改變?nèi)細饬魉購亩淖兗訜嵫b置的加熱運行級別，所述控制器與步進電機操縱式燃氣閥的組合包括 在所述燃氣閥中相對于閥開口可移動的閥元件； 設(shè)置在所述燃氣閥中的主隔板室； 設(shè)置在所述主隔板室中并且與所述閥元件連接的主隔板，該主隔板被設(shè)置成響應(yīng)于施加在所述主隔板上的燃氣壓力的變化而可控制地相對于所述閥開口移動所述閥元件；伺服調(diào)整隔板，其被設(shè)置成調(diào)節(jié)至所述主隔板室的作用在所述主隔板上的燃氣流量，從而調(diào)節(jié)所述閥元件以改變流過所述閥開口的燃氣流速； 步進電機，其被設(shè)置成以步進的方式移動，從而移動所述伺服調(diào)整隔板以改變至所述隔板室的燃氣流量，因此控制流過所述閥開口的燃氣流速； 步進電機位置傳感器，其被設(shè)置成檢測所述步進電機的步進移動； 具有輸入連接器的控制器，其被設(shè)置成接收指示加熱運行的具體級別的輸入信號；和與所述步進電機位置傳感器和所述輸入連接器通信的微處理器，所述微處理器被設(shè)置成檢測輸入信號的出現(xiàn)，所述輸入信號指示操作所述可變加熱裝置所要求的運行容量級另IJ，所述微處理器包括編碼有一個或多個指令的可編程存儲器，從而可操作地確定所述步進電機為移動所述伺服調(diào)整隔板以建立與所述要求的運行容量級別對應(yīng)的燃氣流速所必須移動的步數(shù)，所述微處理器產(chǎn)生步進電機控制信號，該步進電機控制信號使得所述步進電機移動所確定的步數(shù)以移動所述伺服調(diào)整隔板，從而建立與所述要求運行容量級別相應(yīng)的燃氣流速，且所述微處理器將所述確定的步數(shù)與所述步進電機位置傳感器檢測到的所述步進電機實際的移動步數(shù)比較，進而驗證所述步進電機的位置。
2.如權(quán)利要求I所述的控制器，其中所述微處理器被進一步設(shè)置成產(chǎn)生輸出信號，確認所述步進電機已經(jīng)移動了為建立與所述輸入信號所指示的要求的運行容量級別相對應(yīng)的燃氣流速所需的步數(shù)。
3.如權(quán)利要求I所述的控制器，其中所述輸入信號是具有4%至95%之間的占空比的脈沖寬度調(diào)制信號。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的控制器，其中 所述微處理器進一步被設(shè)置成通過產(chǎn)生回應(yīng)輸入信號的輸出信號作為對接收所述輸入信號的響應(yīng)，從而確認收到了所述輸入信號；和/或 輸入信號是脈沖寬度調(diào)制信號，其占空比在約30%至約95%之間變化，分別對應(yīng)于所述加熱裝置在滿運行容量的約35%和約100%之間變化的運行容量級別。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的控制器，其中 所述控制器被設(shè)置成產(chǎn)生作為占空比小于30%的脈沖寬度調(diào)制信號的輸出信號，確認所述步進電機已經(jīng)移動了為建立與要求的運行容量級別相對應(yīng)的燃氣流量所需的步數(shù)；和/或 所述控制器被設(shè)置成通過產(chǎn)生步進電機控制信號而響應(yīng)相當(dāng)于復(fù)位請求的占空比小于30%的脈沖寬度調(diào)制信號，所述步進電機控制信號指示所述步進電機按照要求移動所述伺服調(diào)整隔板以閉合所述閥開口并關(guān)閉所述燃氣閥；和/或 所述控制器被設(shè)置成通過產(chǎn)生輸出信號而響應(yīng)相當(dāng)于步進電機位置請求的占空比小于30%的脈沖寬度調(diào)制信號，所述的輸出信號是脈沖寬度調(diào)制信號，其占空比與具體的運行容量級別相關(guān)，該運行容量級別與所述步進電機為了到達當(dāng)前位置而已經(jīng)移動的步數(shù)相對應(yīng)。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的控制器，其中所述控制器被設(shè)置成診斷一個或多個運行問題，并且控制至少一個指示裝置用于指示一個或多個診斷情況。
7.一種用于控制可變?nèi)萘考訜嵫b置的運行容量級別的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括 在燃氣閥中相對于閥開口可移動的閥元件； 設(shè)置在所述燃氣閥中的主隔板室； 設(shè)置在所述主隔板室中并且與所述閥元件連接的主隔板，所述主隔板被設(shè)置成響應(yīng)于作用在所述主隔板上壓力的變化而相對于所述閥開口移動所述閥元件； 伺服調(diào)整隔板，其用于調(diào)節(jié)至所述主隔板室的氣流以控制作用在所述主隔板上的壓 力，并且移動所述閥元件以改變流過所述閥開口的燃氣流速； 步進電機，其被設(shè)置成以步進的方式移動從而移動所述伺服調(diào)整隔板來改變至所述主隔板室的燃氣流，因此控制流過所述閥開口的燃氣流量； 步進電機位置傳感器，其被設(shè)置成檢測所述步進電機的步進移動； 爐子控制器，其被設(shè)置成傳遞包括脈沖寬度調(diào)制信號的輸入信號，所述輸入信號指示所述可變?nèi)萘考訜嵫b置的加熱運行的特定級別； 控制所述步進電機運行的控制器，該控制器具有電子存儲器和與所述步進電機位置傳感器及所述爐子控制器通信的微處理器，該微處理器被設(shè)置成檢測指示要求的運行容量級別的輸入信號的出現(xiàn)；所述微處理器包括編碼有一個或多個可操作指令的可編程存儲器，用于可操作地確定所述步進電機為移動所述伺服調(diào)整隔板以建立與要求的運行容量級別對應(yīng)的燃氣流速所必須移動的步數(shù)，所述微處理器產(chǎn)生步進電機控制信號，所述控制信號使得所述步進電機移動所確定步數(shù)，從而移動所述伺服調(diào)整隔板以建立與所述要求的運行容量級別對應(yīng)的燃氣流速，所述微處理器將所述確定的步數(shù)與所述步進電機位置傳感器檢測到的所述步進電機實際移動的步數(shù)比較，進而確認所述步進電機的位置；所述微處理器向所述爐子控制器產(chǎn)生輸出信號，確認所述步進電機已經(jīng)移動了為建立與所述爐子控制器所要求的運行容量級別對應(yīng)的燃氣流速所需的步數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述微處理器被進一步設(shè)置成通過產(chǎn)生回應(yīng)輸入信號的輸出信號而作為對接收到所述輸入信號的響應(yīng)，從而確認接收到所述輸入信號。
9.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其中所述輸入信號是具有4%至95%之間的占空比的脈沖寬度調(diào)制信號。
10.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其中所述微處理器被進一步設(shè)置成通過向所述爐子控制器產(chǎn)生回應(yīng)輸入信號的輸出信號作為對從所述爐子控制器接收到所述輸入信號的響應(yīng)，從而確認在產(chǎn)生步進電機控制信號以移動所述步進電機之前收到了該輸入信號。
11.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其中所述輸入信號是脈沖寬度調(diào)制信號，其占空比在約30%至約95%之間變化，分別對應(yīng)于所述加熱裝置在滿運行容量的35%至100%之間變化的運行容量級別。
12.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被設(shè)置成產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制形式、占空比小于30%的輸出信號，以確認所述步進電機已經(jīng)移動了為建立要求的運行容量級別所需的步數(shù)。
13.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被設(shè)置成通過產(chǎn)生步進電機控制信號而響應(yīng)相當(dāng)于復(fù)位請求的占空比小于30%的脈沖寬度調(diào)制信號，所述控制信號指示所述步進電機按照要求移動所述伺服調(diào)整隔板以閉合所述閥開口并關(guān)閉所述燃氣閥。
14.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被設(shè)置成診斷一個或多個運行問題，并且控制至少一個指示裝置以指示一個或多個診斷情況。
全文摘要
一種用于燃氣閥的控制器包括可移動的閥元件，主隔板室，和伺服調(diào)整隔板，其中所述主隔板室中具有一個與閥元件連接的主隔板以相對于閥開口移動閥元件，所述伺服調(diào)整隔板用于調(diào)節(jié)作用于主隔板上的燃氣流，從而調(diào)節(jié)閥元件并改變?nèi)細饬魉?。步進電機被設(shè)置成以步進的方式移動從而移動伺服調(diào)整隔板，因此調(diào)整閥元件和燃氣流量。步進電機的控制器包括微處理器，其接收代表運行容量級別的輸入信號，且確定步進電機為移動伺服調(diào)整隔板以建立與運行容量級別相對應(yīng)的燃氣流量必須移動的步數(shù)。微處理器產(chǎn)生信號將步進電機移動一定步數(shù)，進而調(diào)整燃氣閥。
文檔編號F16K31/04GK102644789SQ201210097850
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者J·F·布羅克, M·桑蒂納納瓦特 申請人:艾默生電氣公司