CN103527837B - 燃气表内无刷电机驱动的安全阀门 - Google Patents
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Abstract
一种燃气表内无刷电机驱动的安全阀门，包括安装在燃气表内，与无刷减速电动机紧固为一体的安全阀门；阀门由无电火花的无刷减速电动机驱动，且对无电火花的无刷减速电动机再加以严格密封；阀门安装在燃气表内通气径路的进气口端或出气口端，基本不改变原有控制方式、使用条件、驱动电路，不改变原有安装位置，在保证原有开通/关闭的控制功能的条件下，消除由于电动机电刷火花造成的可能存在的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制流体的阀门，具体地说，涉及一种能够方便地安装在智能燃气表内的通气径路上的电动阀门，该阀门在需要时可根据要求开通或关断通过燃气表的燃气；由于燃气表内充满可燃气体，因此安装在燃气表内的电动阀门对燃气安全的要求是首位的，为此，必须使用由无电刷、运行时无电火花的电动机驱动的安全阀门。
背景技术
目前阶段公知公用的在燃气表内安装阀门，是燃气表发明、使用、发展的历史必然。燃气表的发明就是人们适应燃气使用计费的现实需要。目前，燃气公司为提高管理效益、取消人工入户抄表，取消人工采集的数据，并适应计算机数据管理的要求，为此采用的可计算机化管理收费，可控制的智能燃气表、远传燃气表、及无线远传燃气表；这些燃气表内安装有阀门，方便管理控制、计量收费。目前阶段安装在智能燃气表、远传燃气表、及无线远传燃气表内的阀门，有陶瓷阀、闸阀、柱塞阀、旋转阀、球阀等等；这些阀门的通断控制，几乎都是由与阀门本体固定为一体的、密封的微型低压直流电动机驱动进行的。这些种类的电动阀门，体积小、重量轻、结构紧凑、安装使用方便，控制简单可靠、成本低，几乎满足所有有关各方的经济、技术、管理、控制的要求。但是，从经济、技术、安全诸方面平衡考虑，驱动这些阀门的电动机，都是微型低压直流电动机。直流电动机有电刷，运行时会产生连续的高温电火花；在充满压力的可燃气体中长期运行，经常启动，密封的工程塑料的自然老化、制造中存在的缺陷或材质缺陷、隐性缺陷，随着时光流逝，出现裂纹、裂缝、孔隙就是必然。不切实际地指望大规模生产的数百万、数千万只产品在长达若干年的产品使用寿命期间都完好如初，是不现实不客观的。这些产品，犹如给社会和家庭埋下众多的定时炸弹!同时也给生产这些产品的企业埋下了突然猝死的定时炸弹。产品必须更新升级，定时炸弹必须消除。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的致命缺陷，即微型低压直流电动机在工作时存在连续的、大量的电火花，而电火花的产生来源于电动机的电刷，在使用现有技术的条件下，如果不作过多的改动就解决存在的问题，避免使用产生电火花的有电刷的电动机就可以了。使用可以在燃气表内安装的微型无刷直流减速电机，并将其与要使用的阀门固为一体就可以了。由此在设备选用这个层次上，在一定程度上解决这个问题。
本发明采用的技术方案是：
提供一种在结构上简化、安全可靠、使用方便、基本不改变原有控制方式、原有控制电路、原有安装结构的电动阀门技术方案；具体地说，是用密封的低压微型无刷直流减速电机，取代原来的低压直流微型减速电机，与被驱动的阀门固定为一体。同时要兼顾经济性、技术上实现的可能性，产品的使用安全诸方面平衡考虑。
其中技术方案主要的发明方法或思路是：
在燃气表(4)内的通气径路(5)上，安装有通断阀门(3)，与阀门(3)固定为一体的无刷电机(1)外有全密封盒(6)，可以双向转动的无刷电机(1)的导电线圈绕组(7)上有密封材料(8)；与无刷电机(1)的输出齿轮(9)机械啮合连接的多级减速传动齿轮(2)，传动齿轮(2)的末级输出齿轮(10)与阀门(3)的被驱动部(11)机械连接；无刷电机(1)与多级减速传动齿轮(2)外有与阀体(12)为一体的整体密封(30)；阀门(3)的阀体(12)上有安装支架(13)，燃气表(4)内的通气径路(5)的进气口端(15)或出气口端(16)有安装孔(17)，用螺丝(14)将安装支架(13)固定在安装孔(17)上，可方便地将无刷电机(1)和与无刷电机(1)固定为一体的阀门(3)整体安装在燃气表内。使用智能燃气表(4)原有的驱动控制电路，采用简单廉价的无刷电机(1)，经线圈绕组(7)极性变换电路，和电源极性变换电路后，与可以双向转动的无刷电机(1)的输出齿轮(9)机械啮合连接的多级减速传动齿轮(2)，传动齿轮(2)的末级输出齿轮(10)与阀门(3)的被驱动部(11)机械连接。
实施本发明具有以下有益效果：
1、本发明实现了气表内电机驱动的无火花工作，消除了燃气表存在的重大安全隐患；
2、本发明在原有安装位置、用原有安装方法，基本使用原有控制电路，较为简单、方便、安全、经济地解决了在燃气表内存在的存在重大安全隐患的结构性问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1安装在燃气表内与无刷电机固为一体的陶瓷阀门结构示意图
图2安装在燃气表内与无刷电机固为一体的柱塞阀门结构示意图
图3安装在燃气表内与无刷电机固为一体的球阀结构示意图
图4方便替代原直流电机的廉价外转子无刷减速电机阀门示意图
图中，1、无刷电机2、传动齿轮3、阀门4、燃气表5、通气径路6、全密封盒7、线圈绕组8、密封材料9、输出齿轮10、末级输出齿轮11、被驱动部12、阀体13、安装支架14、螺丝15、进气口端16、出气口端17、安装孔18、O形密封圈19、外转子20、内定子21、内转子22、外定子23、燃气表内管道24、控制电路25、控制柄26、阀门阀片127、阀门阀片228、柱塞阀中的螺纹29、柱塞阀头30、整体密封
具体实施方式
本发明是这样实现的：将可以双向驱动的外转子无刷电机(1）或内转子无刷电机(1)，与阀门(3)固定为一体，无刷电机(1)的输出齿轮(9)经多级减速传动齿轮(2)减速后，多级减速传动齿轮(2)的末级输出齿轮(10)与阀门(3)的被驱动部(11)机械连 接在一起；无刷电机(1)和它的多级减速传动齿轮(2)外有整体密封(6)；整体密封(6)延续为阀门(3)的阀体(12)的一部分，并延续为安装支架(13)；通气径路(5)的进气口端(15)或出气口端(16)有安装孔(17)，用螺丝(14)将安装支架(13)固定在燃气表(4)内的通气径路(5)上，即方便地将无刷电机(1)和与无刷电机(1)固定为一体的阀门(3)整体安装在燃气表内。当燃气表内的通气径路(5)是出气口端(16)用燃气表内管道(23)通向表外，与无刷电机(1)固定为一体的阀门(3)就安装在进气口端(15)；当燃气表内的通气径路(5)是进气口端(15)用燃气表内管道(23)通向表外，与无刷电机(1)固定为一体的阀门(3)就安装在出气口端(16)；当然从结构来说，出气口端(16)用燃气表内管道(23)通向表外可能要多一些，因此，与无刷电机(1)固定为一体的阀门(3)，就安装在进气口端(15)多一些。当需要开启或关闭阀门(3)时，控制电路(24)向无刷电机(1)发出相应极性的控制信号，无刷电机(1)驱动多级减速传动齿轮(2)，多级减速传动齿轮(2)的末级输出齿轮(10)的控制柄(25)就开启或关闭阀门(3)。
下面结合具体例图分别叙述采用内转子无刷电机，或采用外转子无刷电机，并配合使用不同阀门进行工作的情况。
图1是安装在燃气表内进气口端(15)、与无刷电机(1)固为一体的陶瓷阀门(1)结构示意图，这个例图中的无刷无机(1)是外转子无刷电机。通过控制电路向无刷电机(1)发出控制信号，无刷电机(1)正转或反转，经过多级减速传动齿轮(2)减速后，多级减速传动齿轮(2)的末级输出齿轮(10)的控制柄(25)控制阀门阀片1(26)，就可以完成陶瓷阀门(3)的开通或关闭。由于是无电刷的无刷电机，再加上进行了全密封，安全性大提高。
图2是与无刷电机固为一体的柱塞阀门结构示意图，这个例图中的无刷电机(1)是内转子无刷电机。无论外转子还是内转子，只要能双向驱动均可，需要从经济性来考虑。图中末级输出齿轮(10)的控制柄(25)是螺杆，在阀门(3)的柱塞阀中的螺纹(28)中转动，将柱塞阀头(29)推进或缩回，即可完成阀门(3)的关闭或开通。
图3是安装在燃气表内与无刷电机固为一体的球阀结构示意图，它与图1相似，末级输出齿轮(10)的控制柄(25)控制阀门(3)的球阀(30)就可以了。
在燃气表中，目前正在大量生产安装和使用的微型有刷直流减速电动机阀门，其中没有使用无刷电机，这主要可能是因为无刷电机中，单相或多相无刷电机、无刷无感电动机、的步进电机和其它内转子无刷电机的价格普遍较高，需要专用驱动电路、驱动复杂，经济、技术性不太好。能双向转动的各种无刷电机价格普遍都较高，经济性也不太好；普遍用于计算机CPU散热风扇的外转子无刷电机，价格低廉，但只能正转，不能反转。为此要作改进，图4是方便替代原直流电机的廉价外转子无刷减速电机示意图：将定子线圈绕组断开为a和a′，另一绕组断开为b和b′，引出到方向变换电路，很简单的变换：从a和a′连接与b和b′连接，变换到a和b′相连接，b和a′相连接，即可从正转转为反转；使用此方法可以方便地得到较好的经济和技术效果。
仅举数例，都是安装在燃气表内，与阀门(3)固为一体的无刷电机(1)驱动阀门(3)来控制燃气的通断。
图1可为说明书摘要附图。
Claims (2)
1.一种燃气表内无刷电机驱动的安全阀门，包括无刷减速电机和与其固定为一体的气体安全通断阀门；
其中所述无刷减速电机，包括无刷电机(1)和多级减速传动齿轮(2)，由多级减速传动齿轮(2)驱动通断阀门(3)；
其特征在于，在燃气表(4)内的通气径路(5)上，安装有通断阀门(3)，与阀门(3)固定为一体的无刷电机(1)外有全密封盒(6)，可以双向转动的无刷电机(1)的导电线圈绕组(7)上有密封材料(8)；与无刷电机(1)的输出齿轮(9)机械啮合连接的多级减速传动齿轮(2)，传动齿轮(2)的末级输出齿轮(10)与阀门(3)的被驱动部(11)机械连接；无刷电机(1)与多级减速传动齿轮(2)外有与阀体(12)为一体的整体密封(30)；阀门(3)的阀体(12)上有安装支架(13)，燃气表(4)内的通气径路(5)的进气口端(15)或出气口端(16)有安装孔(17)，用螺丝(14)将安装支架(13)固定在安装孔(17)上，可方便地将无刷电机(1)和与无刷电机(1)固定为一体的阀门(3)整体安装在燃气表内。
2.根据权利要求1所述的燃气表内无刷电机驱动的安全阀门，其特征是：使用智能燃气表(4)原有的驱动控制电路，采用简单廉价的无刷电机(1)，经线圈绕组(7)极性变换电路，和电源极性变换电路后，与可以双向转动的无刷电机(1)的输出齿轮(9)机械啮合连接的多级减速传动齿轮(2)，传动齿轮(2)的末级输出齿轮(10)与阀门(3)的被驱动部(11)机械连接。
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