CN111022731A - 一种智能型民用燃气表执行器 - Google Patents
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Abstract
一种智能型民用燃气表执行器，包括壳体、电路板、以及设置在所述壳体内的电机和传动装置，所述的电机与电路板电连接，所述的壳体呈狭长的矩形状，所述的传动装置为齿轮减速器，所述的齿轮减速器包括双联输入齿轮、减速齿轮组和输出齿轮，所述的双联输入齿轮、减速齿轮组和输出齿轮均垂直设置在所述的壳体中。本发明通过套设在电机输出轴上的锥形输出齿轮、由伞形齿部和直齿部构成的双联输入齿轮、减速齿轮组和输出齿轮的啮合传动，实现了电机动力的转向、减速功能，结构上更加合理，布局上更加紧凑，从而可有效的将壳体的尺寸缩小为现有壳体的一半左右，便于用户在狭小空间内进行安装。
Description
技术领域
本发明涉及执行器的应用领域，尤其是一种智能型民用燃气表执行器。
背景技术
执行器是自动控制系统中的执行机构和控制阀组合体。它在自动控制系统中的作用是接受来自调节器发出的信号，以其在工艺管路的位置和特性， 调节工艺介质的流量，从而将被控数控制在生产过程所要求的范围内。
随着城市化程度越来越高，管道燃气的普及率也逐年上升，因此与管道燃气配套的能够远程控制的智能燃气表执行器的需求也迅速上升。燃气表执行器是安装在各家各户中的，而由于现在的用户对房子装修的要求愈加高，因此燃气表执行器被安装在燃气表壳中后，往往会被整体安装在隐蔽的狭小空间中。燃气表执行器作为燃气表中的重要部件之一，也是占用空间较大的部件之一，其尺寸的大小将直接关乎到燃气表整体的体积大小。
现有的燃气表执行器都较为常规，尺寸较大，因此导致燃气表壳也无法缩小，影响到用户的安装使用。另外，现有的燃气表执行器的工作原理都是启动电机通过减速器带动传动杆转动，进而传动杆带动与之相连的阀芯转动，这类结构大都是采用密封圈实现密封，存在一定的缺陷，使用长久之后其密封性能必然会随着时间的增加而下降，一旦密封失效导致燃气泄漏，后果将不堪设想。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种智能型民用燃气表执行器。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种智能型民用燃气表执行器，包括壳体、电路板、以及设置在所述壳体内的电机和传动装置，所述的电机与电路板电连接，所述的壳体呈狭长的矩形状，所述的传动装置为齿轮减速器，所述的齿轮减速器包括双联输入齿轮、减速齿轮组和输出齿轮，所述的双联输入齿轮、减速齿轮组和输出齿轮均垂直设置在所述的壳体中；
所述的电机横向设置在壳体中，所述电机的输出轴上套设有锥形输出齿轮，所述的双联输入齿轮包括伞形齿部和直齿部，且所述伞形齿部的直径大于所述直齿部的直径，所述的伞形齿部与所述的锥形输出齿轮啮合传动，所述的直齿部与所述的减速齿轮组啮合传动，所述的减速齿轮组还与所述的输出齿轮啮合传动；
所述的输出齿轮向下凸设有传动杆，所述的传动杆伸出至壳体外，所述的传动杆连接有一控制磁块，所述的壳体上还设有磁感应传感器，所述的磁感应传感器与所述的控制磁块磁感应连接，所述的磁感应传感器还与电路板通信连接。
作为优选，所述的减速齿轮组由若干个上下部分重叠且相互交错的双联减速齿轮组成，上一级双联减速齿轮的小齿轮部与下一级双联减速齿轮的大齿轮部啮合传动。
作为优选，所述的双联减速齿轮包括第一双联减速齿轮和第二双联减速齿轮，所述的输入双联齿轮、第一双联减速齿轮、第二双联减速齿轮和输出齿轮按序依次啮合传动，所述的壳体内设有第一齿轮轴和第二齿轮轴，所述的双联输入齿轮和第二双联减速齿轮均套设在第一齿轮轴上，所述的第一双联减速齿轮和输出齿轮均套设在第二齿轮轴上。
作为优选，还包括一转动套，所述的控制磁块固定在转动套中，所述转动套的上端开设有插孔，所述的传动杆插入至所述的插孔中并与转动套传动连接。
作为优选，所述传动杆的侧壁设有限位倒钩，所述插孔的侧壁上开设有限位卡槽，所述的限位倒钩卡入至所述的限位卡槽中。
作为优选，所述的传动杆上还设有镂空部。
作为优选，所述的转动套上凸设有角度限位挡条，所述壳体的下端设有干涉挡块，所述的角度限位挡条能够与所述的干涉挡块抵接并形成限位配合。
作为优选，所述壳体向一侧倾斜延伸并形成置物架，所述置物架设置在靠近控制磁块处，所述的磁感应传感器设置在所述的置物架中。
作为优选，所述的壳体内设有若干隔板，所述的隔板将壳体的内部依次分隔为进线腔、电机腔和齿轮腔，所述的进线腔开设有进出线孔，所述的电机设置在电机腔中，所述的齿轮减速器设置在齿轮腔中。
作为优选，所述控制磁块呈长方体状。
本发明的有益效果在于：1、通过套设在电机输出轴上的锥形输出齿轮、由伞形齿部和直齿部构成的双联输入齿轮、减速齿轮组和输出齿轮的啮合传动，实现了电机动力的转向、减速功能，结构上更加合理，布局上更加紧凑，从而可有效的将壳体的尺寸缩小为现有壳体的一半左右，便于用户在狭小空间内进行安装；2、通过控制磁块与外部磁块感应传动的方式，能够实现燃气表执行器与燃气表阀门隔空控制开关和调节流量的功能，从而大大提升燃气表阀门的密封性能，有效降低燃气泄漏的风险；3、通过磁感应传感器的设置，代替传统的位置感应方式，使得该执行器能够灵敏、准确地检测到控制磁块转动角度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的另一结构示意图。
图3是本发明的内部结构示意图。
图4是本发明的爆炸图。
图5是本发明的剖视图。
图6是壳体的爆炸图。
图7是双联输入齿轮的结构示意图。
图8是双联减速齿轮的结构示意图。
图9是输出齿轮的结构示意图。
图10是转动套的结构示意图。
图11是转动套的另一结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
参照图1～图11，一种智能型民用燃气表执行器，包括壳体1、电路板、以及设置在所述壳体1内的电机2和传动装置，所述的电机2与电路板电连接，所述的壳体1呈狭长的矩形状，所述的传动装置为齿轮减速器3，所述的齿轮减速器3包括双联输入齿轮4、减速齿轮组5和输出齿轮6，所述的双联输入齿轮4、减速齿轮组5和输出齿轮6均垂直设置在所述的壳体1中；
所述的电机2横向设置在壳体1中，所述电机2的输出轴上套设有锥形输出齿轮7，所述的双联输入齿轮4包括伞形齿部8和直齿部9，且所述伞形齿部8的直径大于所述直齿部9的直径，所述的伞形齿部8与所述的锥形输出齿轮7啮合传动，所述的直齿部9与所述的减速齿轮组5啮合传动，所述的减速齿轮组5还与所述的输出齿轮6啮合传动；
所述的输出齿轮6向下凸设有传动杆10，所述的传动杆10伸出至壳体1外，所述的传动杆10连接有一控制磁块11，所述的壳体1上还设有磁感应传感器12，所述的磁感应传感器12与所述的控制磁块11磁感应连接，所述的磁感应传感器12还与电路板通信连接。
本实施例中，所述的减速齿轮组5由若干个上下部分重叠且相互交错的双联减速齿轮组成，上一级双联减速齿轮的小齿轮部与下一级双联减速齿轮的大齿轮部啮合传动。双联减速齿轮采用上下部分重叠且相互交错的排布方式，在确保相互啮合减速传动的基础上，能够合理利用空间，使得整个减速齿轮组5的宽度约为单个双联减速齿轮的直径大小，长度约为1.5个双联减速齿轮的直径大小，高度按根据实际所需的双联减速齿轮数目而定，一般不超过电机2的高度，从而可大大减少整个减速齿轮组5所占用的壳体1内部体积。
优选的，所述的双联减速齿轮包括第一双联减速齿轮13和第二双联减速齿轮14，所述的输入双联齿轮、第一双联减速齿轮13、第二双联减速齿轮14和输出齿轮6按序依次啮合传动，所述的壳体1内设有第一齿轮轴和第二齿轮轴，所述的双联输入齿轮4和第二双联减速齿轮14均套设在第一齿轮轴上，所述的第一双联减速齿轮13和输出齿轮6均套设在第二齿轮轴上。本优选方案提供了一种具体的双联减速齿轮的组合以及其分别与输入双联齿轮和输出齿轮6的配合方式，其功能能够适用于现有的通用标准，且提供更小的产品体积，满足消费者对小而精致的产品的需求。
控制磁块11是由磁粉经复杂的处理工艺制造而成，由于生产异形磁块的难度非常高，导致成品率低，成本高昂，因此现有磁块的形状一般都较为规则。而规则的磁块无法实现与输出齿轮6的连接传动。为此，本实施例中，还包括一转动套15，所述的控制磁块11固定在转动套15中，所述转动套15的上端开设有插孔16，所述的传动杆10插入至所述的插孔16中并与转动套15传动连接。通过转动套15的设置，能够实现输出齿轮6与控制磁块11的传动功能。其中，输出齿轮6与转动套15的具体连接结构为，所述输出齿轮6上的传动杆10的侧壁设有限位倒钩17，所述插孔16的侧壁上开设有限位卡槽18，所述的限位倒钩17卡入至所述的限位卡槽18中。为了保证转动套15与传动杆10地稳固连接，限位倒钩17与插孔16的内壁形成过盈配合，从而在限位倒钩17卡入至限位卡槽18中后能够有效防止限位倒钩17脱位。
优选的，所述转动套15的下端的边沿向下延伸形成若干个夹爪28，所述的夹爪28互相围拢形成一容纳腔29，所述的控制磁块11安装在所述的容纳腔29中并被所述的夹爪28夹取固定。
由于限位倒钩17与插孔16的内壁形成过盈配合，因此传动杆10通过插孔16时不太方便，需要强行挤压，可能导致部件变形受损，影响到正常的使用。为此，本实施例在所述的传动杆10上还设有镂空部19，优选的该镂空部19设置在传动杆10的中部并贯穿该传动杆10，通过镂空部19的存在，使得传动杆10自身具备更好的形变能力，从而在插入时限位倒钩17与插孔16内壁抵接并使得传动杆10整体向内收缩，从而能够顺利通过插孔16，通过之后限位倒钩17卡入至限位卡槽18中，且限位倒钩17与插孔16内壁之间的干涉消除，同时传动杆10整体回复至初始状态。
燃气阀都具有一定的开闭角度，实现开关和控制流量的功能，现有技术中开闭角度一般都为90度。而现有的燃气表执行器中，为了控制开闭角度，大都在开闭两个位置处设置感应开关，但是这类结构会增加线路上的复杂性，进而使得整体的布局更加复杂，同时故障率也大大上升。本实施例中，所述的转动套15上凸设有角度限位挡条20，所述壳体1的下端设有干涉挡块21，所述的角度限位挡条20能够与所述的干涉挡块21抵接并形成限位配合。本实施例中提供了一种机械式的结构，通过干涉挡块21与角度限位挡条20的配合，能够有效且精确地限制传动杆10转动的角度，该结构上更加稳定，不易出现故障。
本实施例中，所述壳体1向一侧倾斜延伸并形成置物架22，所述置物架22设置在靠近控制磁块11处，所述的磁感应传感器12设置在所述的置物架22中。采用本实施例中对置物架22的设定，其能够与壳体1的主体隔离开来，独立与壳体1的主体之外，使得整体的布局更加合理整洁，且远离电机2设置能够减少电机2运行对磁感应传感器12的灵敏度造成影响。同时，这种结构中的置物架22的设置位置的选择更加多样化，优选的置物架22设置在控制磁块11的侧面且靠近控制磁块11处，所述控制磁块11呈长方体状，从而使得置物架22中磁感应传感器12对控制磁块11转动角度的感应更加灵敏、准确。
本实施例中，所述的磁感应传感器12为霍尔传感器。
本实施例中，所述的壳体1内设有若干隔板23，所述的隔板23将壳体1的内部依次分隔为进线腔24、电机腔25和齿轮腔26，所述的进线腔24开设有进出线孔27，所述的电机2设置在电机腔25中，所述的齿轮减速器3设置在齿轮腔26中。采用本实施例的结构，使得壳体1内部的空间分隔更加明确，从而使得安装在壳体1内的电机2、齿轮减速器3、线缆等部件的分布更加合理清楚。
本发明中，所述的电路板为外置电路板（图中未表示），从而不会占用壳体1中的空间，并对于壳体1尺寸的优化可起到积极作用。
本发明使用时，先启动电机2，电机2通过锥形输出齿轮7带动双联输入齿轮4运转，该步骤中通过对锥形输出齿轮7和双联输入齿轮4结构的设计和特殊的位置分布，实现了电机2动力的转向功能，接着通过双联输入齿轮4和减速齿轮组5的配合实现了对电机2动力的减速功能，再由减速齿轮组5传动至输出齿轮6，并通过输出齿轮6上的传动杆10将电机2动力传递至阀体内的磁块上，使得阀体内的磁块发生转动。
为了有效减少燃气泄漏风险，本发明所提供的智能型民用燃气表执行器需要搭配与之相匹配的特定结构阀门进行使用。简而言之，特定结构阀门的阀体做成密封结构（除接口外），即阀体上不再需要与执行器上传动杆10相适配的孔位，阀体内的阀杆的一端与阀芯连接，另一端连接与执行器上控制磁块11相适配的另一磁块，两个磁块能够磁感应连接。从而启动电机2使得执行器上的控制磁块11转动的时候，执行器上的控制磁块11能够通过磁力带动阀体内的磁块转动，进而控制阀杆和阀芯的转动，实现对阀门的开关和流量大小进行控制。
Claims (10)
1.一种智能型民用燃气表执行器，包括壳体、电路板、以及设置在所述壳体内的电机和传动装置，所述的电机与电路板电连接，其特征在于：所述的壳体呈狭长的矩形状，所述的传动装置为齿轮减速器，所述的齿轮减速器包括双联输入齿轮、减速齿轮组和输出齿轮，所述的双联输入齿轮、减速齿轮组和输出齿轮均垂直设置在所述的壳体中；
所述的电机横向设置在壳体中，所述电机的输出轴上套设有锥形输出齿轮，所述的双联输入齿轮包括伞形齿部和直齿部，且所述伞形齿部的直径大于所述直齿部的直径，所述的伞形齿部与所述的锥形输出齿轮啮合传动，所述的直齿部与所述的减速齿轮组啮合传动，所述的减速齿轮组还与所述的输出齿轮啮合传动；
所述的输出齿轮向下凸设有传动杆，所述的传动杆伸出至壳体外，所述的传动杆连接有一控制磁块，所述的壳体上还设有磁感应传感器，所述的磁感应传感器与所述的控制磁块磁感应连接，所述的磁感应传感器还与电路板通信连接。
2.根据权利要求1所述的智能型民用燃气表执行器，其特征在于：所述的减速齿轮组由若干个上下部分重叠且相互交错的双联减速齿轮组成，上一级双联减速齿轮的小齿轮部与下一级双联减速齿轮的大齿轮部啮合传动。
3.根据权利要求2所述的智能型民用燃气表执行器，其特征在于：所述的双联减速齿轮包括第一双联减速齿轮和第二双联减速齿轮，所述的输入双联齿轮、第一双联减速齿轮、第二双联减速齿轮和输出齿轮按序依次啮合传动，所述的壳体内设有第一齿轮轴和第二齿轮轴，所述的双联输入齿轮和第二双联减速齿轮均套设在第一齿轮轴上，所述的第一双联减速齿轮和输出齿轮均套设在第二齿轮轴上。
4.根据权利要求1所述的智能型民用燃气表执行器，其特征在于：还包括一转动套，所述的控制磁块固定在转动套中，所述转动套的上端开设有插孔，所述的传动杆插入至所述的插孔中并与转动套传动连接。
5.根据权利要求4所述的智能型民用燃气表执行器，其特征在于：所述传动杆的侧壁设有限位倒钩，所述插孔的侧壁上开设有限位卡槽，所述的限位倒钩卡入至所述的限位卡槽中。
6.根据权利要求5所述的智能型民用燃气表执行器，其特征在于：所述的传动杆上还设有镂空部。
7.根据权利要求4所述的智能型民用燃气表执行器，其特征在于：所述的转动套上凸设有角度限位挡条，所述壳体的下端设有干涉挡块，所述的角度限位挡条能够与所述的干涉挡块抵接并形成限位配合。
8.根据权利要求1所述的智能型民用燃气表执行器，其特征在于：所述壳体向一侧倾斜延伸并形成置物架，所述置物架设置在靠近控制磁块处，所述的磁感应传感器设置在所述的置物架中。
9.根据权利要求1所述的智能型民用燃气表执行器，其特征在于：所述的壳体内设有若干隔板，所述的隔板将壳体的内部依次分隔为进线腔、电机腔和齿轮腔，所述的进线腔开设有进出线孔，所述的电机设置在电机腔中，所述的齿轮减速器设置在齿轮腔中。
10.根据权利要求1-9任一所述的智能型民用燃气表执行器，其特征在于：所述控制磁块呈长方体状。
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| CN201911113019.6A Active CN111022731B (zh) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 一种智能型民用燃气表执行器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113090814A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-09 | 浙江天盾阀门科技有限公司 | 智能微型阀 |
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2019
- 2019-11-14 CN CN201911113019.6A patent/CN111022731B/zh active Active
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