CN111237499A - 一种智能陶瓷阀 - Google Patents

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Abstract

本发明属于阀门技术领域，具体的说是一种智能陶瓷阀，括阀体；阀体内转动连接有阀球；阀球上开设有通道，阀体底部与阀球对应位置固连有阀座；阀球远离阀座的一侧固连有阀杆，阀杆上套有压盘，压盘与阀球之间设有环形的密封垫；阀杆顶部固连有蜗轮，阀体顶部固连有电机，电机通过控制器连接电源，电机输出轴固连的蜗杆与蜗轮配合；阀杆上固连有一号齿轮，阀体上与一号齿轮对应位置固连有一组卡槽，卡槽内转动连接的二号齿轮与一号齿轮啮合；二号齿轮中部套有连杆，连杆与二号齿轮通过螺纹连接；连杆靠近压盘的一端与压盘连接；本发明通过打开阀门时向上提拉密封垫，减小阀门开启的阻力。

Description

一种智能陶瓷阀
技术领域
本发明属于阀门技术领域，具体的说是一种智能陶瓷阀。
背景技术
阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件。根据其功能，可分为关断阀、止回阀、调节阀等。
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。
阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。阀门根据材质还分为铸铁阀门，铸钢阀门，不锈钢阀门(201、304、316等)，铬钼钢阀门，铬钼钒钢阀门，双相钢阀门，塑料阀门，非标订制阀门等。
中国各行业普遍使用的阀门为金属阀门，金属阀门的使用已有上百年的历史，虽然金属阀门经过结构及材料的改进，但受金属材料属性的限制，不能适应越来越高磨损、强腐蚀等恶劣工况的需求，主要体现在使用寿命短，泄露严重大大影响了系统运行的稳定性。
将陶瓷材料应用于工业阀门是一项大胆和有益的创新。陶瓷材料变形量很小，比金属具有高得多的结合强度，一般情况下组成陶瓷材料的晶体离子半径小，而且离子电价高，配位数大，这些性质决定了陶瓷材料的抗拉强度、抗压强度、弹性模量、硬度等都非常高。然而陶瓷本身的“脆”及难加工限制了它的应用范围，近十几年来，由于马氏体相变增韧技术、复合材科技术及纳米陶瓷概念的发展及进步，已使陶瓷的“脆性”得到了大大改进，其韧性和强度得到了极大的提高，应用范围不断扩展。
现有陶瓷阀门由于需要较高的密封性，使得阀门开启时阻力很大，同时阀门内由于内漏，使得水分或者带有腐蚀性流体进入阀体内，使得阀门受到腐蚀后进一步增加阀门的开启阻力，影响阀门的正常使用。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决现有陶瓷阀门由于需要较高的密封性，使得阀门开启时阻力很大，同时阀门内由于内漏，使得水分或者带有腐蚀性流体进入阀体内，使得阀门受到腐蚀后进一步增加阀门的开启阻力，影响阀门的正常使用的问题，本发明提出的一种智能陶瓷阀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种智能陶瓷阀，包括阀体；所述阀体内转动连接有阀球，阀体两侧与阀球对应位置设有进水口和出水口；所述阀球上开设有通道，阀体底部与阀球对应位置固连有阀座；所述阀球远离阀座的一侧固连有阀杆，阀杆上套有压盘，压盘与阀球之间设有环形的密封垫，密封垫靠近阀球的一侧与阀球表面配合；所述阀杆顶部固连有蜗轮，阀体顶部固连有电机，电机通过控制器连接电源，电机输出轴固连的蜗杆与蜗轮配合；所述阀杆上固连有一号齿轮，阀体上与一号齿轮对应位置固连有一组卡槽，卡槽内转动连接的二号齿轮与一号齿轮啮合；所述二号齿轮中部套有连杆，连杆与二号齿轮通过螺纹连接；所述连杆靠近压盘的一端与压盘连接；通过打开阀门时向上提拉密封垫，减小阀门开启的阻力；工作时，将进水口与出水口连接在管道上，当需要关闭阀门时，通过控制器控制电机正转，电机带动蜗杆转动，进而带动蜗轮转动后驱动阀杆和阀球转动，使得通道转动到与进水口垂直的位置，即可关闭阀门，切断流体在管道中的流动；当需要打开阀门时，通过控制器控制电机反转，进而通过蜗轮和阀杆的传动使得通道与进水口连通，使得阀门打开管道连通；当电机反转带动蜗杆进而带动蜗轮与阀杆转动时，阀杆带动一号齿轮转动，进而使得一号齿轮带动二号齿轮转动，由于二号齿轮与连杆螺纹连接，二号齿轮卡在卡槽中转动，进而使得二号齿轮旋转后带动连杆上升，进而使得密封垫向上略微抬起一段距离，减小阀球与密封垫之间的摩擦力，进而减小阀球转动时的阻力，增加阀门的开启速度，增加阀门的开启效率。
优选的，所述连杆底部固连有顶杆，压盘内与顶杆对应位置开设的滑槽中滑动连接有楔形块，楔形块靠近阀杆的一端设有填料圈，通过顶杆顶动楔形块，增加填料圈对阀杆的密封性，进一步减少泄漏；当连杆在二号齿轮的带动下向上移动时，连杆带动顶杆顶动楔形块，进而使得楔形块在滑槽中滑动，楔形块滑动后顶住填料圈，进而增加填料圈对阀杆的密封性，进一步减少阀门的泄漏，保证阀门的稳定运行，减少含有水分或者其他腐蚀性成分的流体进入阀体上部，造成阀体锈蚀，增加阀体的开启或关闭难度，降低阀体使用寿命。
优选的，所述楔形块靠近顶杆的斜面上均匀镶嵌有一组石墨条，石墨条用于减小顶杆与楔形块的摩擦；当顶杆顶动楔形块时，顶杆沿楔形块的斜面相对滑动，此时顶杆与石墨条之间为滑动摩擦，石墨条表层被刮擦下来，进而增加顶杆与楔形块之间的润滑，进一步减少楔形块滑动时的阻力，进一步增加填料圈对阀杆的密封性，减少阀门的泄漏。
优选的，所述密封垫内靠近内侧的部位开设有空腔，空腔内装有液压油，通过空腔受压后增大与阀球的接触面积，进一步减少阀体泄漏；当压盘向下挤压密封垫时，密封垫受压变形，此时空腔受到挤压，使得空腔变形后增加密封垫与阀球之间的接触面积，配合空腔中液压油对密封垫的支撑，进一步增加密封垫与阀球之间的密封性，进而进一步增加阀门的密封性，增加阀门的密封性能稳定性。
优选的，所述压盘底部位于密封垫内周与阀杆之间位置设有压力传感器，压力传感器通过控制器连接电源；通过压力传感器检测泄漏后增加密封垫对阀球的压力，进一步减少阀体泄漏；当管道中的流体经阀球与密封垫之间的间隙渗漏到压力传感器所在位置时，压力传感器附近的压力升高，进而使得压力传感器向控制器发出信号，控制器控制电机旋转一定圈数，进而带动二号齿轮旋转，使得连杆继续向下移动一段距离，进而进一步增加压盘对密封垫压力，使得密封垫更加贴合阀球，进而增加阀门的密封性，减少泄漏。
优选的，所述压盘外周均匀开设有有一组弧形的凹槽，凹槽中设有密封块，密封块顶部设有压板；所述压盘上与压板对应位置开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺柱，通过螺柱挤压压板增加压盘与阀体的密封性，进而进一步减少阀体泄漏；通过旋紧螺柱，使得螺柱挤压压板和密封块，使得密封块受压后变形并抵住阀体，增加压盘与阀体之间的密封性，减少泄漏，同时增加压盘与阀体之间的摩擦力，使得连杆向上拉动时充分顶动楔形块，进而进一步增加填料圈与阀杆之间的密封性，进一步减少阀门的泄漏。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种智能陶瓷阀，通过电机带动蜗杆进而带动蜗轮与阀杆转动时，阀杆带动一号齿轮转动，进而使得一号齿轮带动二号齿轮转动，由于二号齿轮与连杆螺纹连接，二号齿轮卡在卡槽中转动，进而使得二号齿轮旋转后带动连杆上升，进而使得密封垫向上略微抬起一段距离，减小阀球与密封垫之间的摩擦力，进而减小阀球转动时的阻力，增加阀门的开启速度，增加阀门的开启效率。
2.本发明所述的一种智能陶瓷阀，通过连杆在二号齿轮的带动下向上移动时，连杆带动顶杆顶动楔形块，进而使得楔形块在滑槽中滑动，楔形块滑动后顶住填料圈，进而增加填料圈对阀杆的密封性，进一步减少阀门的泄漏，保证阀门的稳定运行，减少含有水分或者其他腐蚀性成分的流体进入阀体上部，造成阀体锈蚀，增加阀体的开启或关闭难度，降低阀体使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的剖视图；
图2是图1中A处局部放大图；
图3是图1中B处局部放大图；
图4是图1中C处局部放大图；
图中：阀体1、阀球11、通道12、阀座13、阀杆14、压盘15、密封垫16、蜗轮2、电机21、蜗杆22、一号齿轮23、卡槽24、二号齿轮25、连杆26、顶杆27、滑槽3、楔形块31、填料圈32、石墨条33、空腔17、压力传感器18、凹槽34、密封块35、压板36、螺纹孔37、螺柱38。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种智能陶瓷阀，包括阀体1；所述阀体1内转动连接有阀球11，阀体1两侧与阀球11对应位置设有进水口和出水口；所述阀球11上开设有通道12，阀体1底部与阀球11对应位置固连有阀座13；所述阀球11远离阀座13的一侧固连有阀杆14，阀杆14上套有压盘15，压盘15与阀球11之间设有环形的密封垫16，密封垫16靠近阀球11的一侧与阀球11表面配合；所述阀杆14顶部固连有蜗轮2，阀体1顶部固连有电机21，电机21通过控制器连接电源，电机21输出轴固连的蜗杆22与蜗轮2配合；所述阀杆14上固连有一号齿轮23，阀体1上与一号齿轮23对应位置固连有一组卡槽24，卡槽24内转动连接的二号齿轮25与一号齿轮23啮合；所述二号齿轮25中部套有连杆26，连杆26与二号齿轮25通过螺纹连接；所述连杆26靠近压盘15的一端与压盘15连接；通过打开阀门时向上提拉密封垫16，减小阀门开启的阻力；工作时，将进水口与出水口连接在管道上，当需要关闭阀门时，通过控制器控制电机21正转，电机21带动蜗杆22转动，进而带动蜗轮2转动后驱动阀杆14和阀球11转动，使得通道12转动到与进水口垂直的位置，即可关闭阀门，切断流体在管道中的流动；当需要打开阀门时，通过控制器控制电机21反转，进而通过蜗轮2和阀杆14的传动使得通道12与进水口连通，使得阀门打开管道连通；当电机21反转带动蜗杆22进而带动蜗轮2与阀杆14转动时，阀杆14带动一号齿轮23转动，进而使得一号齿轮23带动二号齿轮25转动，由于二号齿轮25与连杆26螺纹连接，二号齿轮25卡在卡槽24中转动，进而使得二号齿轮25旋转后带动连杆26上升，进而使得密封垫16向上略微抬起一段距离，减小阀球11与密封垫16之间的摩擦力，进而减小阀球11转动时的阻力，增加阀门的开启速度，增加阀门的开启效率。
作为本发明的一种实施方式，所述连杆26底部固连有顶杆27，压盘15内与顶杆27对应位置开设的滑槽3中滑动连接有楔形块31，楔形块31靠近阀杆14的一端设有填料圈32，通过顶杆27顶动楔形块31，增加填料圈32对阀杆14的密封性，进一步减少泄漏；当连杆26在二号齿轮25的带动下向上移动时，连杆26带动顶杆27顶动楔形块31，进而使得楔形块31在滑槽3中滑动，楔形块31滑动后顶住填料圈32，进而增加填料圈32对阀杆14的密封性，进一步减少阀门的泄漏，保证阀门的稳定运行，减少含有水分或者其他腐蚀性成分的流体进入阀体1上部，造成阀体1锈蚀，增加阀体1的开启或关闭难度，降低阀体1使用寿命。
作为本发明的一种实施方式，所述楔形块31靠近顶杆27的斜面上均匀镶嵌有一组石墨条33，石墨条33用于减小顶杆27与楔形块31的摩擦；当顶杆27顶动楔形块31时，顶杆27沿楔形块31的斜面相对滑动，此时顶杆27与石墨条33之间为滑动摩擦，石墨条33表层被刮擦下来，进而增加顶杆27与楔形块31之间的润滑，进一步减少楔形块31滑动时的阻力，进一步增加填料圈32对阀杆14的密封性，减少阀门的泄漏。
作为本发明的一种实施方式，所述密封垫16内靠近内侧的部位开设有空腔17，空腔17内装有液压油，通过空腔17受压后增大与阀球11的接触面积，进一步减少阀体1泄漏；当压盘15向下挤压密封垫16时，密封垫16受压变形，此时空腔17受到挤压，使得空腔17变形后增加密封垫16与阀球11之间的接触面积，配合空腔17中液压油对密封垫16的支撑，进一步增加密封垫16与阀球11之间的密封性，进而进一步增加阀门的密封性，增加阀门的密封性能稳定性。
作为本发明的一种实施方式，所述压盘15底部位于密封垫16内周与阀杆14之间位置设有压力传感器18，压力传感器18通过控制器连接电源；通过压力传感器18检测泄漏后增加密封垫16对阀球11的压力，进一步减少阀体1泄漏；当管道中的流体经阀球11与密封垫16之间的间隙渗漏到压力传感器18所在位置时，压力传感器18附近的压力升高，进而使得压力传感器18向控制器发出信号，控制器控制电机21旋转一定圈数，进而带动二号齿轮25旋转，使得连杆26继续向下移动一段距离，进而进一步增加压盘15对密封垫16压力，使得密封垫16更加贴合阀球11，进而增加阀门的密封性，减少泄漏。
作为本发明的一种实施方式，所述压盘15外周均匀开设有有一组弧形的凹槽34，凹槽34中设有密封块35，密封块35顶部设有压板36；所述压盘15上与压板36对应位置开设有螺纹孔37，螺纹孔37内螺纹连接有螺柱38，通过螺柱38挤压压板36增加压盘15与阀体1的密封性，进而进一步减少阀体1泄漏；通过旋紧螺柱38，使得螺柱38挤压压板36和密封块35，使得密封块35受压后变形并抵住阀体1，增加压盘15与阀体1之间的密封性，减少泄漏，同时增加压盘15与阀体1之间的摩擦力，使得连杆26向上拉动时充分顶动楔形块31，进而进一步增加填料圈32与阀杆14之间的密封性，进一步减少阀门的泄漏。
工作时，将进水口与出水口连接在管道上，当需要关闭阀门时，通过控制器控制电机21正转，电机21带动蜗杆22转动，进而带动蜗轮2转动后驱动阀杆14和阀球11转动，使得通道12转动到与进水口垂直的位置，即可关闭阀门，切断流体在管道中的流动；当需要打开阀门时，通过控制器控制电机21反转，进而通过蜗轮2和阀杆14的传动使得通道12与进水口连通，使得阀门打开管道连通；当电机21反转带动蜗杆22进而带动蜗轮2与阀杆14转动时，阀杆14带动一号齿轮23转动，进而使得一号齿轮23带动二号齿轮25转动，由于二号齿轮25与连杆26螺纹连接，二号齿轮25卡在卡槽24中转动，进而使得二号齿轮25旋转后带动连杆26上升，进而使得密封垫16向上略微抬起一段距离，减小阀球11与密封垫16之间的摩擦力，进而减小阀球11转动时的阻力，增加阀门的开启速度，增加阀门的开启效率；当连杆26在二号齿轮25的带动下向上移动时，连杆26带动顶杆27顶动楔形块31，进而使得楔形块31在滑槽3中滑动，楔形块31滑动后顶住填料圈32，进而增加填料圈32对阀杆14的密封性，进一步减少阀门的泄漏，保证阀门的稳定运行，减少含有水分或者其他腐蚀性成分的流体进入阀体1上部，造成阀体1锈蚀，增加阀体1的开启或关闭难度，降低阀体1使用寿命；顶杆27顶动楔形块31时，顶杆27沿楔形块31的斜面相对滑动，此时顶杆27与石墨条33之间为滑动摩擦，石墨条33表层被刮擦下来，进而增加顶杆27与楔形块31之间的润滑，进一步减少楔形块31滑动时的阻力，进一步增加填料圈32对阀杆14的密封性，减少阀门的泄漏；当压盘15向下挤压密封垫16时，密封垫16受压变形，此时空腔17受到挤压，使得空腔17变形后增加密封垫16与阀球11之间的接触面积，配合空腔17中液压油对密封垫16的支撑，进一步增加密封垫16与阀球11之间的密封性，进而进一步增加阀门的密封性，增加阀门的密封性能稳定性；当管道中的流体经阀球11与密封垫16之间的间隙渗漏到压力传感器18所在位置时，压力传感器18附近的压力升高，进而使得压力传感器18向控制器发出信号，控制器控制电机21旋转一定圈数，进而带动二号齿轮25旋转，使得连杆26继续向下移动一段距离，进而进一步增加压盘15对密封垫16压力，使得密封垫16更加贴合阀球11，进而增加阀门的密封性，减少泄漏；通过旋紧螺柱38，使得螺柱38挤压压板36和密封块35，使得密封块35受压后变形并抵住阀体1，增加压盘15与阀体1之间的密封性，减少泄漏，同时增加压盘15与阀体1之间的摩擦力，使得连杆26向上拉动时充分顶动楔形块31，进而进一步增加填料圈32与阀杆14之间的密封性，进一步减少阀门的泄漏。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种智能陶瓷阀，其特征在于：包括阀体(1)；所述阀体(1)内转动连接有阀球(11)，阀体(1)两侧与阀球(11)对应位置设有进水口和出水口；所述阀球(11)上开设有通道(12)，阀体(1)底部与阀球(11)对应位置固连有阀座(13)；所述阀球(11)远离阀座(13)的一侧固连有阀杆(14)，阀杆(14)上套有压盘(15)，压盘(15)与阀球(11)之间设有环形的密封垫(16)，密封垫(16)靠近阀球(11)的一侧与阀球(11)表面配合；所述阀杆(14)顶部固连有蜗轮(2)，阀体(1)顶部固连有电机(21)，电机(21)通过控制器连接电源，电机(21)输出轴固连的蜗杆(22)与蜗轮(2)配合；所述阀杆(14)上固连有一号齿轮(23)，阀体(1)上与一号齿轮(23)对应位置固连有一组卡槽(24)，卡槽(24)内转动连接的二号齿轮(25)与一号齿轮(23)啮合；所述二号齿轮(25)中部套有连杆(26)，连杆(26)与二号齿轮(25)通过螺纹连接；所述连杆(26)靠近压盘(15)的一端与压盘(15)连接；通过打开阀门时向上提拉密封垫(16)，减小阀门开启的阻力。
2.根据权利要求1所述的一种智能陶瓷阀，其特征在于：所述连杆(26)底部固连有顶杆(27)，压盘(15)内与顶杆(27)对应位置开设的滑槽(3)中滑动连接有楔形块(31)，楔形块(31)靠近阀杆(14)的一端设有填料圈(32)，通过顶杆(27)顶动楔形块(31)，增加填料圈(32)对阀杆(14)的密封性，进一步减少泄漏。
3.根据权利要求2所述的一种智能陶瓷阀，其特征在于：所述楔形块(31)靠近顶杆(27)的斜面上均匀镶嵌有一组石墨条(33)，石墨条(33)用于减小顶杆(27)与楔形块(31)的摩擦。
4.根据权利要求3所述的一种智能陶瓷阀，其特征在于：所述密封垫(16)内靠近内侧的部位开设有空腔(17)，空腔(17)内装有液压油，通过空腔(17)受压后增大与阀球(11)的接触面积，进一步减少阀体(1)泄漏。
5.根据权利要求4所述的一种智能陶瓷阀，其特征在于：所述压盘(15)底部位于密封垫(16)内周与阀杆(14)之间位置设有压力传感器(18)，压力传感器(18)通过控制器连接电源；通过压力传感器(18)检测泄漏后增加密封垫(16)对阀球(11)的压力，进一步减少阀体(1)泄漏。
6.根据权利要求5所述的一种智能陶瓷阀，其特征在于：所述压盘(15)外周均匀开设有有一组弧形的凹槽(34)，凹槽(34)中设有密封块(35)，密封块(35)顶部设有压板(36)；所述压盘(15)上与压板(36)对应位置开设有螺纹孔(37)，螺纹孔(37)内螺纹连接有螺柱(38)，通过螺柱(38)挤压压板(36)增加压盘(15)与阀体(1)的密封性，进而进一步减少阀体(1)泄漏。
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