CN110285224B - 一种电子流量调节阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电子流量调节阀，包含有，阀体，其具有第一流口、第二流口及被置于所述第一流口与所述第二流口间的阀口；阀针，其被置于所述阀体的内部，所述阀针的第一端对应于所述阀口；推杆电机，其具有电机罩壳、转子套管、电机转子及电机定子；以及，直线推杆，其与所述阀针具有共同的所述轴线，所述直线推杆与所述阀针的第二端相固定连接；当所述推杆电机工作，所述电机定子带动所述电机转子转动，所述电机转子再带动所述直线推杆连同所述阀针一起沿所述轴线移位，以此调整所述阀口的开度大小，达到控制流量的目的。本发明的有益效果在于：受电信号控制实行流量调节，流量调节精准、响应快、电机转动平稳、性能可靠寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及流量调节阀，特别地是，一种通用于各种流体的电子流量调节阀。
背景技术
目前，市场上的流量调节阀多数为纯机械式或用途单一的电子流量调节阀，缺点在于：1.需要手动调整；2.控制精度差，3.现有电子流调节阀用途单一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中纯机械式带来的弊端，提供一种新型的电子流量调节阀。
为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种电子流量调节阀，包含有，
阀体，其具有第一流口、第二流口及被置于所述第一流口与所述第二流口间的阀口，所述阀口连通所述第一流口与所述第二流口；
阀针，其被置于所述阀体的内部，所述阀针与所述阀口具有共同的轴线，所述阀针具有沿所述轴线相对的第一端及第二端，所述阀针的第一端对应于所述阀口；
推杆电机，其具有电机罩壳、转子套管、电机转子及电机定子，所述电机罩壳被置于所述阀体的外部，所述电机罩壳与所述阀体相固定连接，所述转子套管被置于所述电机罩壳的内部，所述转子套管与所述电机罩壳间共同界定出供所述电机定子容置的外层腔室，所述转子套管具有沿所述轴线相对的封闭端及开口端，所述转子套管的开口端延伸至所述阀体的内部，所述转子套管的内部界定出供所述电机转子容置的内层腔室且所述内层腔室与所述阀体的内部相连通而与所述外层腔室不相连通，所述电机转子的中心具有内螺纹部；以及，
直线推杆，其与所述阀针具有共同的所述轴线，所述直线推杆与所述阀针的第二端相固定连接，所述直线推杆上形成有与所述内螺纹部对应的外螺纹部，藉由所述外螺纹部与所述内螺纹部的螺纹配合，使得所述直线推杆与所述电机转子构成螺旋副；
当所述推杆电机工作，所述电机定子带动所述电机转子转动，所述电机转子再带动所述直线推杆连同所述阀针一起沿所述轴线移位，以此调整所述阀口的开度大小，达到控制流量的目的。
作为一种电子流量调节阀的优选方案，所述第一流口与所述第二流口中的一者为进流口，而另一者为出流口；进一步地，所述第一流口形成于所述阀体的底部，所述第一流口自所述阀体的底壁始沿竖向向下延伸，所述第二流口形成于所述阀体的侧部，所述第二流口自所述阀体的侧壁始沿水平向外延伸，所述阀体的内部具有水平隔板，所述水平隔板被置于所述第一流口与所述第二流口间，所述阀口形成于所述水平隔板上。
作为一种电子流量调节阀的优选方案，所述电机罩壳处于所述阀体的上方，所述电机罩壳与所述阀体间具有连接法兰，所述电机罩壳与所述连接法兰相固定连接，所述阀体与所述连接法兰相固定连接，所述连接法兰与所述阀体以密封垫片相密封。
作为一种电子流量调节阀的优选方案，所述电机转子由金属永磁材质的转子外套及工程塑料材质的转子内芯注压成型，所述内螺纹部形成于所述转子内芯上，所述内螺纹部为螺母结构。
作为一种电子流量调节阀的优选方案，所述内层腔室的内部还具有推杆导向套管，所述电机转子处于封闭端，所述推杆导向套管处于开口端；所述推杆导向套管与所述直线推杆具有共同的所述轴线，所述推杆导向套管被置于所述转子套管与所述直线推杆间，所述推杆导向套管与所述转子套管相固定连接，所述推杆导向套管与所述直线推杆相滑动配合，所述推杆导向套管用于导向所述直线推杆的直线移位。
作为一种电子流量调节阀的优选方案，所述推杆导向套管的内周面上形成有多边形结构的导向键槽，所述直线推杆的外周面上形成有与所述导向键槽对应的导向键柱，所述导向键柱与所述导向键槽相配合。
作为一种电子流量调节阀的优选方案，所述推杆导向套管的外周面上形成有径向向内的套管限位凹槽，所述转子套管的内周面上形成有与所述套管限位凹槽对应的套管限位凸起，藉由所述套管限位凸起与所述套管限位凹槽的配合，以实现对所述推杆导向套管的固定；进一步地，所述套管限位凹槽与所述套管限位凸起采用滚压方式成型。
作为一种电子流量调节阀的优选方案，所述内层腔室的内部还具有用于支承所述电机转子相对两端的第一轴承及第二轴承，其中，所述第一轴承相对于所述第二轴承更靠所述封闭端。
作为一种电子流量调节阀的优选方案，还包含有，第一轴承座，其被置于所述第一轴承与所述转子套管间，所述第一轴承座的外周面上形成有径向向内的轴承座限位凹槽，所述转子套管的内周面上形成有与所述轴承座限位凹槽对应的轴承座限位凸起，藉由所述轴承座限位凸起与所述轴承座限位凹槽的配合，以实现对所述第一轴承座的固定；进一步地，所述轴承座限位凹槽与所述轴承座限位凸起采用滚压方式成型。
作为一种电子流量调节阀的优选方案，所述第二轴承与所述推杆导向套管间具有轴向弹簧，所述轴向弹簧处于压缩状态，所述轴向弹簧向所述第二轴承提供轴向推力，所述轴向弹簧用于消除所述电机转子与所述第一轴承及所述第二轴承的装配间隙，以及，所述电机转子在转动过程中产生的轴向跳动。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：
1.当所述电机定子接收到来自外部的电信号后，所述电机定子线圈激磁所述电机转子转动，所述电机转子带动所述直线推杆及所述阀针上下位移，以改变所述阀针对所述阀口的开度（流通面积）来调节通过所述阀口的流量。
2.具有结构简单，制造方便，性价比高的特点。
3.所述推杆电机受电信号控制实行流量调节，流量调节精准、响应快、电机转动平稳、性能可靠寿命长，是管路控制流量调节实现智能管理不可缺少的执行机构。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将连接附图作出进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图2为本发明一实施例中推杆电机的结构示意图。
图3为本发明一实施例中转子套管的结构示意图（滚压前）。
图4为本发明一实施例中第一轴承座的结构示意图（滚压前）。
图5为本发明一实施例中转子套管与第一轴承座的结构示意图（滚压后）。
图6为本发明一实施例中电机转子的结构示意图（正视）。
图7为本发明一实施例中电机转子的结构示意图（俯视）。
图8为本发明一实施例中直线推杆的结构示意图。
图9为本发明一实施例中推杆导向套管的结构示意图（正视）。
图10为本发明一实施例中推杆导向套管的结构示意图（俯视）。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式连接附图对本发明作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参见图1，图中示出的是一种电子流量调节阀。所述电子流量调节阀是受电子信号控制的可实行流量调节智能化管理的执行机构。所述电子流量调节阀可适用于水、气、油、石化气、制冷剂等各种流体的管路控制上。
所述电子流量调节阀主要由阀体1、阀针2、推杆电机3及直线推杆4等部件组成。
请参见图1，所述阀体1具有第一流口11、第二流口12及被置于所述第一流口11与所述第二流口12间的阀口13。其中，所述第一流口11与所述第二流口12中的一者为进流口，而另一者为出流口。可以是第一种流向，流量从所述第一流口11流进，从所述第二流口12流出。又或者是第二种流向，流量从所述第二流口12流进，从所述第一流口11流出。即，所述阀体1具有双向流动的功能。
本实施例中，所述第一流口11形成于所述阀体1的底部。所述第一流口11自所述阀体1的底壁始沿竖向向下延伸。所述第二流口12形成于所述阀体1的侧部。所述第二流口12自所述阀体1的侧壁始沿水平向外延伸。所述阀体1的内部具有水平隔板。所述水平隔板被置于所述第一流口11与所述第二流口12间。所述阀口13形成于所述水平隔板上。
所述阀针2被置于所述阀体1的内部。所述阀针2与所述阀口13具有共同的轴线。所述阀针2具有沿所述轴线相对的第一端及第二端。所述阀针2的第一端对应于所述阀口13。所述阀针2的第一端为锥形结构。所述阀针2的第一端用于调整所述阀口13的开度（从全开到全闭整个过程，改变阀口13的流通面积）。当所述阀针2的第一端完全封堵所述阀口13，即，所述阀口13处于全闭状态，所述第一流口11与所述第二流口12间不再连通。此时，无论是第一种流向，还是第二种流向，都不会有流量流出。即，所述阀体1具有双向截止的功能。
所述推杆电机3为步进电机。所述推杆电机3具有电机罩壳31、转子套管32、电机转子33及电机定子34。
所述电机罩壳31被置于所述阀体1的外部。所述电机罩壳31与所述阀体1相固定连接。本实施例中，所述电机罩壳31处于所述阀体1的上方。所述电机罩壳31与所述阀体1间具有连接法兰5。所述电机罩壳31与所述连接法兰5相固定连接。所述阀体1与所述连接法兰5相固定连接。所述连接法兰5与所述阀体1以密封垫片6相密封，可耐受5Mpa以上的压力。
所述转子套管32被置于所述电机罩壳31的内部。所述转子套管32与所述电机罩壳31间共同界定出供所述电机定子34容置的外层腔室。
所述电机定子34被置于所述外层腔室的内部。本实施例中，所述电机定子34为带有中心安装孔的全塑封电磁线圈，体积小，安装方便，具有较强的防潮防水性能。
请阅图2，所述转子套管32、所述电机转子33具有共同的所述轴线。所述转子套管32具有沿所述轴线相对的封闭端及开口端。所述转子套管32的开口端穿过所述阀体1的壁延伸至所述阀体1的内部。所述转子套管32的内部界定出供所述电机转子34容置的内层腔室。所述内层腔室与所述阀体1的内部相连通，与所述外层腔室不相连通。本实施例中，所述转子套管32为有顶无底结构的金属管。
所述电机转子33被置于所述内层腔室的内部。所述电机转子33处于所述封闭端。可见，所述电机转子33与所述电机定子32相互被隔离。维修或更换所述电机定子32时，仅需要拆除所述电机壳体31，而不需要再进一步拆除所述电机转子33及所述转子套管32。
所述电机转子33的中心具有内螺纹部330。请参见图6和7，本实施例中，所述电机转子33由金属永磁材质的转子外套332及工程塑料材质的转子内芯331注压成型。所述内螺纹部330形成于所述转子内芯331上。所述内螺纹部330为螺母结构。具有结构简单，使用寿命长的特点。
所述直线推杆4与所述阀针2具有共同的所述轴线。所述直线推杆4与所述阀针2的第二端相固定连接。本实施例中，所述直线推杆4的端面有孔。所述阀针2的第二端延伸至所述孔的内部且与所述孔相过盈配合。所述直线推杆4上形成有与所述内螺纹部330对应的外螺纹部41。藉由所述外螺纹部41与所述内螺纹部330相配合，使得所述直线推杆4与所述电机转子33构成一个螺旋副，即，所述电机转子33能够带动所述直线推杆4沿所述轴线移位。
当所述推杆电机3工作，所述电机定子34带动所述电机转子33转动，所述电机转子33再带动所述直线推杆4连同所述阀针2一起直线移位，以此改变所述阀口13的开度大小。
为了保证所述电机转子33在转动过程中的径向精度及轴向精度，所述内层腔室的内部还具有用于支承所述电机转子33相对两端的第一轴承35及第二轴承37。其中，所述第一轴承35相对于所述第二轴承37更靠所述封闭端。
所述第一轴承35配置有第一轴承座36。所述第一轴承35被置于所述第一轴承座36与所述电机转子33间。所述第一轴承座36的外周面上形成有径向向内的轴承座限位凹槽361。所述转子套管32的内周面上形成有与所述轴承座限位凹槽对应的轴承座限位凸起321。藉由所述轴承座限位凸起321与所述轴承座限位凹槽361的配合，以实现对所述第一轴承座36的固定。请参见图3至5，所述轴承座限位凹槽361与所述轴承座限位凸起321可采用滚压方式成型。
进一步地，所述内层腔室的内部还具有推杆导向套管38。所述推杆导向套管38与所述直线推杆4具有共同的所述轴线。所述推杆导向套管38被置于所述转子套管32与所述直线推杆4间。所述推杆导向套管38处于所述开口端。所述推杆导向套管38与所述直线推杆4相滑动配合。所述推杆导向套管38用于导向所述直线推杆4的直线移位。
请参见图8至10，较佳地，所述推杆导向套管38的内周面上形成有多边形结构的导向键槽380。所述直线推杆4的外周面上形成有与所述导向键槽380对应的导向键柱42。所述导向键柱42与所述导向键槽380相配合。上述结构设计既可以提高所述直线推杆4移位过程中的稳定性，同时还能够防止所述直线推杆4发生周向转动。
请阅图2，所述推杆导向套管38与所述转子套管32相固定连接，本实施例采用过盈配合。较佳地，所述推杆导向套管38的外周面上形成有径向向内的套管限位凹槽381。所述转子套管32的内周面上形成有与所述套管限位凹槽381对应的套管限位凸起322。藉由所述套管限位凸起322与所述套管限位凹槽381的配合，以实现对所述推杆导向套管38的固定。所述套管限位凹槽381与所述套管限位凸起322可采用滚压方式成型。
所述第二轴承37与所述推杆导向套管38间具有轴向弹簧370。所述轴向弹簧370处于压缩状态。所述轴向弹簧370向所述第二轴承37提供轴向推力。所述轴向弹簧370用于消除所述电机转子33与所述第一轴承35及所述第二轴承37的装配间隙，以及，所述电机转子33在转动过程中产生的轴向跳动。
本电子流量调节阀的工作过程：当所述电机定子34接收到来自外部的电信号后，所述电机定子34线圈激磁所述电机转子33转动，所述电机转子33带动所述直线推杆4及所述阀针2上下位移，以改变所述阀针2对所述阀口13的开度（流通面积）来调节通过所述阀口13的流量。
而以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种电子流量调节阀，其特征在于，包含有，
阀体，其具有第一流口、第二流口及被置于所述第一流口与所述第二流口间的阀口，所述阀口连通所述第一流口与所述第二流口；
阀针，其被置于所述阀体的内部，所述阀针与所述阀口具有共同的轴线，所述阀针具有沿所述轴线相对的第一端及第二端，所述阀针的第一端对应于所述阀口；
推杆电机，其具有电机罩壳、转子套管、电机转子及电机定子，所述电机罩壳被置于所述阀体的外部，所述电机罩壳与所述阀体相固定连接，所述转子套管被置于所述电机罩壳的内部，所述转子套管与所述电机罩壳间共同界定出供所述电机定子容置的外层腔室，所述转子套管具有沿所述轴线相对的封闭端及开口端，所述转子套管的开口端延伸至所述阀体的内部，所述转子套管的内部界定出供所述电机转子容置的内层腔室且所述内层腔室与所述阀体的内部相连通而与所述外层腔室不相连通，所述电机转子的中心具有内螺纹部；以及，
直线推杆，其与所述阀针具有共同的所述轴线，所述直线推杆与所述阀针的第二端相固定连接，所述直线推杆上形成有与所述内螺纹部对应的外螺纹部，藉由所述外螺纹部与所述内螺纹部的螺纹配合，使得所述直线推杆与所述电机转子构成螺旋副；
当所述推杆电机工作，所述电机定子带动所述电机转子转动，所述电机转子再带动所述直线推杆连同所述阀针一起沿所述轴线移位，以此调整所述阀口的开度大小，达到控制流量的目的；
所述内层腔室的内部还具有推杆导向套管，所述电机转子处于封闭端，所述推杆导向套管处于开口端；所述推杆导向套管与所述直线推杆具有共同的所述轴线，所述推杆导向套管被置于所述转子套管与所述直线推杆间，所述推杆导向套管与所述转子套管相固定连接，所述推杆导向套管与所述直线推杆相滑动配合，所述推杆导向套管用于导向所述直线推杆的直线移位；所述推杆导向套管的外周面上形成有径向向内的套管限位凹槽，所述转子套管的内周面上形成有与所述套管限位凹槽对应的套管限位凸起，藉由所述套管限位凸起与所述套管限位凹槽的配合，以实现对所述推杆导向套管的固定；
所述内层腔室的内部还具有用于支承所述电机转子相对两端的第一轴承及第二轴承，其中，所述第一轴承相对于所述第二轴承更靠所述封闭端；还包含有，第一轴承座，其被置于所述第一轴承与所述转子套管间，所述第一轴承座的外周面上形成有径向向内的轴承座限位凹槽，所述转子套管的内周面上形成有与所述轴承座限位凹槽对应的轴承座限位凸起，藉由所述轴承座限位凸起与所述轴承座限位凹槽的配合，以实现对所述第一轴承座的固定；
所述电机罩壳处于所述阀体的上方，所述电机罩壳与所述阀体间具有连接法兰，所述电机罩壳与所述连接法兰相固定连接，所述阀体与所述连接法兰相固定连接，所述连接法兰与所述阀体以密封垫片相密封。
2.根据权利要求1所述的一种电子流量调节阀，其特征在于，所述第一流口与所述第二流口中的一者为进流口，而另一者为出流口。
3.根据权利要求2所述的一种电子流量调节阀，其特征在于，所述第一流口形成于所述阀体的底部，所述第一流口自所述阀体的底壁始沿竖向向下延伸，所述第二流口形成于所述阀体的侧部，所述第二流口自所述阀体的侧壁始沿水平向外延伸，所述阀体的内部具有水平隔板，所述水平隔板被置于所述第一流口与所述第二流口间，所述阀口形成于所述水平隔板上。
4.根据权利要求1所述的一种电子流量调节阀，其特征在于，所述电机转子由金属永磁材质的转子外套及工程塑料材质的转子内芯注压成型，所述内螺纹部形成于所述转子内芯上，所述内螺纹部为螺母结构。
5.根据权利要求1所述的一种电子流量调节阀，其特征在于，所述推杆导向套管的内周面上形成有多边形结构的导向键槽，所述直线推杆的外周面上形成有与所述导向键槽对应的导向键柱，所述导向键柱与所述导向键槽相配合。
6.根据权利要求1所述的一种电子流量调节阀，其特征在于，所述套管限位凹槽与所述套管限位凸起采用滚压方式成型。
7.根据权利要求1所述的一种电子流量调节阀，其特征在于，所述轴承座限位凹槽与所述轴承座限位凸起采用滚压方式成型。
8.根据权利要求1所述的一种电子流量调节阀，其特征在于，所述第二轴承与所述推杆导向套管间具有轴向弹簧，所述轴向弹簧处于压缩状态，所述轴向弹簧向所述第二轴承提供轴向推力，所述轴向弹簧用于消除所述电机转子与所述第一轴承及所述第二轴承的装配间隙，所述轴向弹簧还用于消除所述电机转子在转动过程中产生的轴向跳动。
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Denomination of invention: An electronic flow control valve Granted publication date: 20201030 Pledgee: Huangpu Sub branch of Bank of Shanghai Co.,Ltd. Pledgor: Shanghai Thermostat Factory Co.,Ltd. Registration number: Y2024310000300 |