CN111637271A - 一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门,包括磁悬浮阀门，磁悬浮阀门上设有组件外壳，组件外壳的顶部中央设有螺旋卡位管安装槽，螺旋卡位管安装槽的内部设有螺旋卡位管，螺旋卡位管与螺旋卡位管安装槽之间设有密封轴承，螺旋卡位管的外部均匀设有阀芯，阀芯的外部设有永磁铁受控单元，永磁铁受控单元的外部设有控制线圈，控制线圈靠近组件外壳的内壁，组件外壳的底部设有阀体，阀体与组件外壳之间固定连接，阀体的一端底部设有法兰，本装置采用步进电机磁控的技术，实现阀门开闭作业的基本原理需求，增加了轨道的导向性又增加包裹性，使阀芯更结实耐用，阀芯和螺旋卡位管采用中空设计，有助于连接C空间与A空间，使两端空间压力相同。

Description

一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门
技术领域
本发明涉及螺旋步进升降式磁悬浮阀门技术领域，具体为一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门。
背景技术
现有阀门一般是电动控制和气动控制，但是现有的技术都必须外面有一个控制装置，通过阀杆连接到阀门内部的阀芯，为阀芯提供动力来实现动作，这种结构对阀杆与密封处运用频率最大最频繁。运用阀杆就不可避免有复杂的密封圈结构，密封圈不但复杂而且易磨损，寿命短，跑冒滴漏是不可避免的，曾经也有人提出过磁悬浮阀门，是用外部磁铁控制内部磁铁的旋转实现阀门的开闭，但是设计方案不符合量产的需求，本方案运用步进磁控技术，使阀芯在阀体内部围绕限位管做螺旋升降式运动，整个动作在阀体内部完成不需要外部部件提供动力，所以本方案结构对阀杆与密封处运用频率最小，只在手动状态才用到，从结构上避开了阀门使用寿命短的关键点，把磁控技术在阀门上运用到了极致。
目前，市场上的阀门多种多样。阀门使用的作业环境也是多种多样，当阀门运用到需要经常开闭，开闭频繁作业环境中时，由于市面上的阀门要实现开关阀动作，需要运用阀杆和密封结构摩擦，频繁动作才能实现，就产生了密封机构磨损、消耗、老化等问题，导致阀门使用寿命有限，增加维修更换成本，增加企业成本。所以本方案结构对阀杆与密封处运用频率最小，只在手动状态才用到，从结构上避开了阀门使用寿命短的关键点，对阀门开闭频繁的作业环境，做出了更实用的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门,包括磁悬浮阀门，所述磁悬浮阀门上设有阀体，阀体的上方设有组件外壳，所述组件外壳的底部与阀体上方固定连接，所述组件外壳的内部中央设有螺旋卡位管，螺旋卡位管下半部分的外部设有阀芯，所述阀芯的外部设有永磁铁受控单元，所述永磁铁受控单元的外部设有控制线圈，控制线圈的底端与阀体上表面之间固定连接。
优选的，所述阀体的内部中央设有倒置的Z字型腔体，所述阀体的两端端口处设有法兰。
优选的，所述组件外壳成圆筒状，所述组件外壳的顶部中央设有螺旋卡位管安装槽，螺旋卡位管顶端的连接轴上设有手动扳手，所述螺旋卡位管的一端设置在螺旋卡位管安装槽的内部，所述螺旋卡位管的外部设有密封轴承，密封轴承的内部均匀设有滚珠，密封轴承安装固定在组件外壳顶部的螺旋卡位管安装槽内部。
优选的，所述螺旋卡位管的外壁设有螺纹槽，螺旋卡位管的螺纹槽内部设有滚珠。
优选的，所述控制线圈的内部设有铁芯，控制线圈的底端一侧设有脉冲信号控制输入端，脉冲信号控制输入端设置在组件外壳的底部外侧。
优选的，所述磁悬浮阀门的组件外壳内部为A空间，磁悬浮阀门底部的阀体左端为A空间，阀体右端为B空间。
优选的，一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门，其使用方法包括以下步骤：
A、脉冲信号控制输入端输入脉冲信号，脉冲信号在控制线圈上面形成控制磁场，控制磁场和永磁受控单元的磁力相互作用，产生吸力和推力，推动阀芯左右旋转；
B、沿着螺旋卡位管螺旋固定的轨道移动，此时阀芯可以旋转上行或者旋转下行，完成了阀门的开闭动作；
C、当阀芯向上移动时，C空间的水或空气被挤压通过螺旋卡位管流向中空的阀芯，在流向A空间，整个运动完成，永磁受控单元和阀芯的组合体到达最顶端，此时整个阀门开启状态B空间与A空间相通并且C空间也是相通的；
D、当阀芯向下移动时，A空间的水或空气被挤压通过中空的阀芯，流向螺旋卡位管，在流向C空间，整个运动完成，永磁受控单元和阀芯的组合体到达最底端，此时整个阀门关闭状态B空间与A空间断开，C空间与A空间还是保持相通的状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本专利依托现有步进电机磁控的技术，可以把阀芯想象成步进电机里面的永磁转子和步进电机的区别是转子延螺旋卡位管按固定轨道做螺旋升降动作，来实现阀门开闭作业的基本原理需求；
(2)圆柱形的阀芯在圆柱形的阀体里，这个形状既增加了轨道的导向性又增加包裹性，使阀芯更结实耐用；
(3)阀芯和螺旋卡位管是中空设计，这样有助于连接C空间与A空间，使的两端空间压力相同,当阀芯运动时两端压力相同，阀芯能正常进行螺旋伸缩式游走,从而完成整个动作。
附图说明
图1为本发明螺旋步进升降式磁悬浮阀门结构示意图；
图2为本发明螺旋步进升降式磁悬浮阀门分解图。
图中：1、阀芯；2、阀体；3、控制线圈；4、永磁铁受控单元；5、螺旋卡位管；6、脉冲信号控制输入端；7、法兰；8、手动扳手；9、密封轴承；10、组件外壳；11、磁悬浮阀门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2,本发明提供一种技术方案：一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门,包括磁悬浮阀门11，磁悬浮阀门11上设有阀体2，阀体2的内部中央设有倒置的Z字型腔体，阀体2的两端端口处设有法兰7。
阀体2的上方设有组件外壳10，组件外壳10成圆筒状，组件外壳10顶部中央设有螺旋卡位管安装槽，螺旋卡位管5的一端设置在螺旋卡位管安装槽的内部，螺旋卡位管5的外部设有密封轴承9，螺旋卡位管5顶端的连接轴上设有手动扳手8，密封轴承9的内部均匀设有滚珠，有效降低手动扳手8连接轴与密封轴承9之间的摩擦力，使手动扳手8更加容易转动，密封轴承9安装固定在组件外壳10顶部的螺旋卡位管安装槽内部。
组件外壳10的底部与阀体2上方固定连接，组件外壳10的内部中央设有螺旋卡位管5，螺旋卡位管5的外壁设有螺纹槽，螺旋卡位管5的螺纹槽内部设有滚珠，螺旋卡位管5下半部分的外部设有阀芯1，阀芯1的外部设有永磁铁受控单元4，永磁铁受控单元4的外部设有控制线圈3，控制线圈3的内部设有铁芯，控制线圈3的底端一侧设有脉冲信号控制输入端6，脉冲信号控制输入端6设置在组件外壳10的底部外侧，控制线圈3的底端与阀体2上表面之间固定连接。
磁悬浮阀门11的组件外壳10内部为A空间，磁悬浮阀门11底部的阀体左端为A空间，阀体右端为B空间。
通过外部的智能系统，控制阀壁上面的控制线圈3，产生有规律电磁场，在磁场的作用力下，阀芯1上面布置好的永磁铁受控单元4产生推进力，从而控制阀芯1产生旋转动作，沿着螺旋卡位管5做固定轨迹动作，此阀门的动作不依靠阀杆和复杂的密封圈的摩擦，可以避免密封圈磨损老化出现的跑冒滴漏现象，动作方式完全与外界隔绝，使管道内的流体或气体不会泄露，增加了阀门的使用寿命，该装置阀芯是中空设计的，巧妙运用了连通器两端压力平衡的原理，使C空间与A空间流体或气体相通，可以保证阀芯在运动时，C空间压力与A空间压力相同，从而保证了阀芯的动作不受气压和水压的影响。
实施例1：
脉冲信号控制输入端6输入脉冲信号，脉冲信号在控制线圈3上面形成控制磁场，控制磁场和永磁受控单元4的磁力相互作用，产生吸力和推力，推动阀芯1左右旋转，沿着螺旋卡位管5螺旋固定的轨道移动，此时阀芯1可以旋转上行或者旋转下行，完成了阀门的开闭动作，当阀芯1向上移动时，C空间的水或空气被挤压通过螺旋卡位管5流向中空的阀芯1，在流向A空间，整个运动完成，永磁受控单元4和阀芯1的组合体到达最顶端，此时整个阀门开启状态B空间与A空间相通并且C空间也是相通的，当阀芯1向下移动时，A空间的水或空气被挤压通过中空的阀芯1，流向螺旋卡位管5，在流向C空间，整个运动完成，永磁受控单元4和阀芯1的组合体到达最底端，此时整个阀门关闭状态B空间与A空间断开，然而C空间与A空间还是保持相通的状态，手动扳手8和密封轴承9在紧急状态下使用。
本专利依托现有步进电机磁控的技术，可以把阀芯1想象成步进电机里面的永磁转子和步进电机的区别是转子延螺旋卡位管按固定轨道做螺旋升降动作来实现阀门开闭作业的基本原理需求，圆柱形的阀芯1在圆柱形的阀体里，这个形状既增加了轨道的导向性又增加包裹性，使阀芯1更结实耐用，阀芯1和螺旋卡位管是中空设计，这样有助于连接C空间与A空间，使的两端空间压力相同,当阀芯运动时两端压力相同，阀芯能正常进行螺旋伸缩式游走,从而完成整个动作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门,包括磁悬浮阀门(11)，其特征在于：所述磁悬浮阀门(11)上设有阀体(2)，阀体(2)的上方设有组件外壳(10)，所述组件外壳(10)的底部与阀体(2)上方固定连接，所述组件外壳(10)的内部中央设有螺旋卡位管(5)，螺旋卡位管(5)下半部分的外部设有阀芯(1)，所述阀芯(1)的外部设有永磁铁受控单元(4)，所述永磁铁受控单元(4)的外部设有控制线圈(3)，控制线圈(3)的底端与阀体(2)上表面之间固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门，其特征在于：所述阀体(2)的内部中央设有倒置的Z字型腔体，所述阀体(2)的两端端口处设有法兰(7)。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门，其特征在于：所述组件外壳(10)成圆筒状，所述组件外壳(10)顶部中央设有螺旋卡位管安装槽，所述螺旋卡位管(5)的一端设置在螺旋卡位管安装槽的内部，螺旋卡位管(5)顶端的连接轴上设有手动扳手(8)，所述螺旋卡位管(5)的外部设有密封轴承(9)，密封轴承(9)的内部均匀设有滚珠，密封轴承(9)安装固定在组件外壳(10)顶部的螺旋卡位管安装槽内部。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门，其特征在于：所述螺旋卡位管(5)的外壁设有螺纹槽，螺旋卡位管(5)的螺纹槽内部设有滚珠。
5.根据权利要求1所述的一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门，其特征在于：所述控制线圈(3)的内部设有铁芯，控制线圈(3)的底端一侧设有脉冲信号控制输入端(6)，脉冲信号控制输入端(6)设置在组件外壳(10)的底部外侧。
6.根据权利要求1所述的一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门，其特征在于：所述磁悬浮阀门(11)的组件外壳(10)内部为A空间，磁悬浮阀门(11)底部的阀体左端为A空间，阀体右端为B空间。
7.实现权利要求1所述的一种螺旋步进升降式磁悬浮阀门，其使用方法包括以下步骤：
A、脉冲信号控制输入端6输入脉冲信号，脉冲信号在控制线圈3上面形成控制磁场，控制磁场和永磁受控单元4的磁力相互作用，产生吸力和推力，推动阀芯1左右旋转；
B、沿着螺旋卡位管5螺旋固定的轨道移动，此时阀芯1可以旋转上行或者旋转下行，完成了阀门的开闭动作；
C、当阀芯1向上移动时，C空间的水或空气被挤压通过螺旋卡位管5流向中空的阀芯1，在流向A空间，整个运动完成，永磁受控单元4和阀芯1的组合体到达最顶端，此时整个阀门开启状态B空间与A空间相通并且C空间也是相通的；
D、当阀芯1向下移动时，A空间的水或空气被挤压通过中空的阀芯1，流向螺旋卡位管5，在流向C空间，整个运动完成，永磁受控单元4和阀芯1的组合体到达最底端，此时整个阀门关闭状态B空间与A空间断开，C空间与A空间还是保持相通的状态。
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