CN101611253B - 流量控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及控制锅炉供应的加热水流过的管道中的加热水的流速的流量控制阀。本发明的目的是提供流量控制阀，其能够使用两个价格低廉的电机，正向/反向旋转并控制流速，并通过将简单的离合器结构应用于与两个单向电机连接的齿轮组件来使一个电机旋转时，停止向另一个电机供应动力。根据本发明的实施例的流量控制阀包括：电机组件，包括具有动力传动轴并以一个方向旋转的第一电机，和具有动力传动轴并以与第一电机的相反的方向旋转的第二电机；齿轮组件，包括将动力传送到第一电机的第一行星齿轮、将动力传送到第二电机的第二行星齿轮、和被布置于第一行星齿轮和第二行星齿轮之间并与第一和第二行星齿轮咬合的太阳齿轮，并具有在第一行星齿轮与第一电机，和第二行星齿轮与第二电机之间的离合器结构，以传送或停止动力；和阀动器，包括通过太阳齿轮的旋转而向上/向下往复运动的轴，和被装在轴的下部并开启/关闭阀的阀单元。

Description

流量控制阀
技术领域
本发明涉及流量控制阀，特别涉及用于控制从锅炉所供应的加热水流过的管道中的、加热水的流速的流量控制阀。 
背景技术
通常，锅炉系统具有将加热水分配到每一需要被加热的空间的配水器。配水器通过供水管接收由锅炉的热交换器加热水，然后将加热水分配到每一空间，并且通过将热量传递到所述空间来冷却加热水，然后将所述水通过回水管输送到膨胀水箱。以流量控制阀来装备配水器，以控制被供应到每一空间的加热水的流速。 
因为双向电机为昂贵的，所以对于开启/关闭通道的流量控制阀，使用能够正向/反向地旋转的双向电机并不经济。 
发明内容
本发明的一个目的是提供一种流量控制阀，其能够使用两个价格低廉的电机正向/反向旋转并能控制流速。进一步地，本发明的另一个目的是提供一种流量控制阀，其通过将简单的离合器结构应用到与两个单向电机连接的齿轮组件，在使一个电机旋转的同时，能够停止对于另一个电机供应动力。 
根据本发明的一个方面，流量控制阀包括：电机组件，包括具有动力传动轴并以一个方向旋转的第一电机，和具有动力传动轴并以第一电机的相反的方向旋转的第二电机；齿轮组件，包括连接到第一电机的动力传动轴的第一行星齿轮，以由第一电机向该第一行星齿轮传送动力，连接到第二电机的动力传动轴的第二行星齿轮，以由第二电机向第二行星齿轮传送动力，被布置于所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮之间并与所述第一和第二行星齿轮咬合的太阳齿轮，该齿轮组件具有在所述第一行星齿轮与所述第一电机、和所述第二行星 齿轮和所述第二电机之间的离合器结构，当第一电机旋转时，所述第二行星齿轮与第二电机之间的离合器结构停止传输到第二电机的动力，当第二电机旋转时，第一行星齿轮与第一电机之间的离合器结构停止传输到第一电机的动力；和阀动器，包括通过太阳齿轮的旋转而向上/向下往复运动的轴和被装在轴的下部并开启/关闭阀的阀单元。 
多个导锁部分可以分别从第一电机的动力传动轴和第二电机的动力传动轴突出。进一步地，在齿轮组件的离合器结构中，可以通过第一和第二电机的导锁部分和被形成于第一行星齿轮和第二行星齿轮的上部所形成的连续的锯齿状的突出部分的锁定和滑移来传送并停止动力。 
可以将弹性构件布置于第一行星齿轮和第二行星齿轮之下，当导锁部分在突出部分上向上滑移时弹性地退回第一行星齿轮和第二行星齿轮。 
可以在太阳齿轮的下侧形成凸轮。进一步地，阀动器可以包括：下层凸轮构件，其与太阳齿轮的凸轮接触、并通过太阳齿轮的旋转向上/向下往复运动；和弹性构件，其弹性地支承下层凸轮构件的下侧。 
可以由在下层凸轮构件内部向上突出的引导构件来引导下层凸轮构件，并随太阳齿轮的旋转而往复运动。 
如上面详细地描述的那样，根据本发明的实施例的流量控制阀，由于使用单向电机并提供离合器结构，因此就可能象使用双向电机时那样，实现结构简单的阀，并减少阀的价格。进一步地，由于将太阳齿轮与下层凸轮构件的接触面形成为凸轮型，因此就可能通过控制阀的开口量来控制流速。 
附图说明
图1为根据本发明的实施例的流量控制阀的侧横截面图； 
图2为根据本发明的实施例示出的齿轮组件和离合器构件的透视图； 
图3为图2的侧面图； 
图4为根据本发明的实施例示出的阀动器的分解透视图； 
图5为示出图4的下层凸轮构件的侧面图； 
图6A到6C为根据本发明的实施例来说明动力传动轴的行星齿轮和导锁部 分操作的示意图；以及 
图7和8为根据本发明的实施例来说明阀开启和关闭的示意图。 
具体实施方式
以下参考附图，详细地描述根据本发明的优选的实施例的配置和操作。 
图1为根据本发明的实施例的流量控制阀的侧横截面图，图2为根据本发明的实施例示出的齿轮组件和离合器构件的透视图，图3为图2的侧面图，图4为根据本发明的实施例示出的阀动器的分解透视图，并且图5为示出图4的下层凸轮构件的侧面图。 
参考图1，由以一个方向旋转的第一电机110和与第一电机110相对布置并以与第一电机110的相反的方向旋转的第二电机120组成电机组件100。例如，可以将价格低廉的交流(AC)电机用于第一电机110和第二电机120。动力传动轴111和121分别从第一电机110和第二电机120向下突出，以将动力从电机传送到齿轮组件200。 
多个导锁部分111a和121a从动力传动轴111和121的下侧突出并被锁定到第一行星齿轮210和第二行星齿轮220的顶部，诸如离合器的操作，齿轮在下面描述。 
齿轮组件200由与用于动力传送的第一电机110的动力传动轴111连接的第一行星齿轮210、与用于动力传送的第二电机120的动力传动轴121连接的第二行星齿轮220、和与第一行星齿轮210和第二行星齿轮220咬合并在其间将电机的旋转力传送到阀动器300的太阳齿轮230组成。 
在第一行星齿轮210和第二行星齿轮220的顶部形成锯齿状的连续的突出部分211和221，来锁定动力传动轴111和121的导锁部分111a和121a，诸如离合器的操作。 
在突出部分211和221的顶端处形成尖端211a和221a，并在下部一侧处形成底端211b和221b。底端211b和221b具有预定的宽度以容纳导锁部分111a和121a。 
在尖端211a和221a与底端211b和221b之间形成具有预定角度的斜坡211c和221c，当第一和第二行星齿轮210和220旋转时，通过动力传动轴111和121的导锁部分111a和121a的滑移来停止将动力传送到第一和第二电机110和120。 
进一步地，垂直表面211d和221d与斜坡211c和221c相对地形成，当第一和第二电机110和120旋转时，垂直表面211d和221d锁定导锁部分111a和121a，使得动力被传送到第一行星齿轮210和第二行星齿轮220。 
由诸如弹簧这样的弹性构件240来弹性地支承第一行星齿轮210和第二行星齿轮220的下侧。 
阀动器300包括：轴330，其通过太阳齿轮230的旋转而向上/向下往复运动；和阀单元350，其被装在轴330的下部以开启/关闭阀。 
虽然为了利用太阳齿轮230的旋转而使轴330往复运动，有多种结构可利用，但是根据本实施例，通过在太阳齿轮230的下侧所形成的凸轮231和阀动器300的下层凸轮构件310的凸轮运动，使轴330往复运动。 
详细地，凸轮231从太阳齿轮230的下侧突出预定的长度，弯曲成凸轮形的凸轮接触面232沿着在凸轮231的下侧的外周形成。凸轮接触面232具有为弧形表面的最高点的两个上止点232a和为自上止点232a的最低点的两个下止点232b。 
进一步地，在下层凸轮构件310的顶部上形成下层凸轮接触面311，并采用凸轮231的凸轮接触面232的形状。下层凸轮接触面311具有为向上凹的弧形表面的最高点的两个上止点311a和为自上止点311a的最低点的两个下止点311b。 
从而，通过上面的凸轮形状，下层凸轮构件310以太阳齿轮230的旋转而向上/向下往复运动。 
在下层凸轮构件310中，沿着边缘在预定的距离处形成四个导轴嵌入孔312，并且在中心处形成轴嵌入孔313。进一步地，由诸如弹簧这样的弹性构件340来弹性地支承下层凸轮构件310的下侧。根据上面的配置，弹性构件340 将弹性力向上施加到下层凸轮构件310的下侧，这样当已向下移动的、下层凸轮构件310向上移动时，所述弹性构件340提供弹性回程力。 
对于向上/向下往复运动的下层凸轮构件310，优选通过导引构件320将其导引。导引构件320具有被嵌入到下层凸轮构件310的导轴嵌入孔312中的四根导轴321，将弹性构件340嵌入其中的、圆形的弹性构件嵌入槽322形成于自导轴321内部，并且将轴330嵌入其中的贯穿轴孔323形成于自弹性构件嵌入槽322内部。进一步地，为了密封，将O型环381装于其中的O型环嵌入槽324形成于导引构件320的外周上。 
为了密封，轴330具有在较高和较低的末端部分处以分别嵌入E型环371和372的E型环嵌入槽330a与330c，和在中间的部分处以嵌入O型环382的O型环嵌入槽330b。 
由合成树脂做的填料支承构件351，和通过与/从阀座430a接触/分离来开启/关闭阀的填料352组成被装在轴330的下部的阀单元350。优选橡胶用作填料352。 
将阀体组件400布置于所述实施例中的最外部处。由覆盖太阳齿轮230的上侧的上侧覆盖物410、覆盖第一和第二行星齿轮210和220的侧的齿轮侧本体420和覆盖阀动器300的外周的阀侧本体430组成阀体组件400。阀侧本体430具有通过阀单元350的、流入加热水的进口431和流出加热水的出口432。 
以下根据本发明的实施例来描述具有诸如离合器的、如上述的配置的流量控制阀的操作。为了描述的方便，假设第一电机110的旋转的方向为正向，而第二电机120的旋转的方向为反向。 
图6A到6C为根据本发明的实施例来说明动力传动轴的行星齿轮和导锁部分的操作的图。如图6A中所示的那样，在第一电机110以正向旋转的同时，动力传动轴111的导锁部分111a在以箭头的方向旋转的时候，被锁定到第一行星齿轮210的突出211，这样第一行星齿轮210以相同的方向旋转，并且将动力传送到太阳齿轮230。 
把被传送到太阳齿轮230的动力传送到与太阳齿轮230咬合的第二行星齿 轮220。如图6B和6C中所示的那样，虽然第二行星齿轮220以箭头的方向旋转，但是在与底端211b的接触中的动力传动轴121的导锁部分121a在斜坡221c上滑移到尖端221a。结果，诸如离合器这样，归因于所述操作，不将动力传送到第二电机120。由于导锁部分121a的滑移而向下移动的第二行星齿轮220在支撑其下部的弹性构件240的作用下而返回。 
进一步地，当停止第一电机110，并且第二电机120以相反的方向旋转时，通过所传送的动力使第二行星齿轮220、太阳齿轮230和第一行星齿轮210旋转；然而，当第一行星齿轮210在旋转时，动力传动轴111的导锁部分111a向上滑移到第一行星齿轮210的突出211的斜坡211c上。结果，通过诸如离合器那样的所述操作将动力传送到第一电机110。 
图7和8为根据本发明的实施例来说明阀开启和关闭的图。 
图7示出关闭的阀。详细地，下止点232b位于太阳齿轮230的两侧处，并且下层凸轮构件310的上止点311a与太阳齿轮230的下止点232b接触。从而，由太阳齿轮230的下止点232b将下层凸轮构件310向下推，这样将轴330和阀单元350向下移动，而导致填料352与阀座430a接触并关闭阀，其中太阳齿轮230的上止点232a与下层凸轮构件310的下止点311b为相互隔开的。 
图8示出开启的阀。详细地，如图7中所示的那样，与关闭的阀一起，当第一电机110或第二电机120在旋转时，太阳齿轮230的下止点232b与下层凸轮构件310的下止点311b，和太阳齿轮230的上止点232a与下层凸轮构件310的上止点311a分别互相接触。从而，在由弹性构件340的弹性力将下层凸轮构件310向上推的同时，将轴330和阀单元350向上移动，并且将填料352与阀座430a分离，这样开启阀。 
虽然在图7中完全地(100％)关闭阀，并且在图8中完全地开启(100％)所述阀，但是也可能通过控制第一电机110和第二电机120的旋转的数目以控制阀的开口量来控制流速。 
进一步地，由于第一电机110和第二电机120以相反的方向旋转，因此就可能以期望的流速来控制阀。也就是，如果只提供电机110和第二电机120中 的一个，则需要使该电机旋转，以将阀从开启50％变换到100％，再变换到开启20％，以便将阀从开启50％变换到20％；从而，减小了阀的响应速度。然而，由于在本发明的所述实施例中提供两个电机，因此有可能当阀在50％的开启处的时候，通过使另一个电机以相反的方向旋转，来迅速地变换阀以具有20％的开启。 
虽然已为了说明的目的公开本发明的优选的实施例，但是本领域技术人员将意识到各种各样的修改、添加和代替为可能的，而不背离如附图中所公开的那样的、本发明的范畴和精神。 
根据本发明的实施例，提供能够使用两个价格低廉的单向电机，来正向/反向地使流速改变方向并控制流速的流量控制阀。 

Claims (5)

1.一种流量控制阀，包含：
电机组件，包括具有动力传动轴并以一个方向旋转的第一电机和具有动力传动轴并以所述第一电机的相反的方向旋转的第二电机；
齿轮组件，包括连接到第一电机的动力传动轴的第一行星齿轮，以由第一电机向该第一行星齿轮传送动力，连接到第二电机的动力传动轴的第二行星齿轮，以由第二电机向第二行星齿轮传送动力，被布置于所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮之间并与所述第一和第二行星齿轮咬合的太阳齿轮，该齿轮组件具有在所述第一行星齿轮与所述第一电机、和所述第二行星齿轮和所述第二电机之间的离合器结构，当第一电机旋转时，所述第二行星齿轮与第二电机之间的离合器结构停止传输到第二电机的动力，当第二电机旋转时，第一行星齿轮与第一电机之间的离合器结构停止传输到第一电机的动力；及
阀动器，包括通过所述太阳齿轮的旋转而向上/向下往复运动的轴，和被装在所述轴的下部并开启/关闭所述阀的阀单元。
2.如权利要求1所述的流量控制阀，其中在所述齿轮组件的离合器结构中，多个导锁部分分别从所述第一电机的动力传动轴和所述第二电机的动力传动轴突出，并且通过所述第一和第二电机的导锁部分和在所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮的上部所形成的连续的锯齿状突出部分的锁定和滑移来传送并停止所述动力。
3.如权利要求2所述的流量控制阀，其中弹性构件布置于所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮之下，当所述导锁部分在所述突出部分上向上滑移时弹性地退回所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮。
4.如权利要求1所述的流量控制阀，其中凸轮自所述太阳齿轮的下侧突出，并且在所述凸轮的下侧上形成凸轮形状的凸轮接触表面，并且
所述阀动器包括一下层凸轮构件，其具有与所述太阳齿轮的凸轮接触面接触的下层凸轮接触面、并通过所述太阳齿轮的旋转而向上/向下往复运动，和弹性构件，其弹性地支承所述下层凸轮构件的下侧。
5.如权利要求4所述的流量控制阀，其中由在所述下层凸轮构件内部向上突出的导引构件来导引所述下层凸轮构件，并随所述太阳齿轮的旋转而往复运动。
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