CN112344035A - 一种内置电机阀 - Google Patents

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夏申阳
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Abstract

本发明属于燃气阀技术领域，尤其为一种内置电机阀，包括阀体以及安装在阀体内部的驱动电机，所述阀体包括相互卡合的阀盖和阀座，所述阀盖上开设有相互贯通的进气口和出气口，所述阀盖内活动安装用于封堵出气口的密封件，所述驱动电机的输出端啮合传动连接有传动轮架；通过在密封件的内部设有用于均衡阀体内、外压力差的气囊，并且螺杆轴的端部设置滑动于母套的内壁的活塞，令母套与活塞形成一个与气囊相互连通的气腔，当需要开启阀门时，密封件上气囊与螺杆轴联动，使密封盘两侧导通，出气口两侧的气压会逐渐持平，能够减轻棘爪受到的阻力，避免棘爪损坏，保证棘轮保护机构的稳定性以及延长驱动电机的寿命。

Description

一种内置电机阀
技术领域
本发明属于燃气阀技术领域，具体涉及一种内置电机阀。
背景技术
燃气阀是一种新型的燃气管道工程的安全配套装置，用于截断、接通、调节管路中的气体，具有良好的控制特性和关闭密封性能，适用于城市煤气、液化石油气、天然气、氧气等多种燃气介质管路上，智能型燃气表通常采用电机阀作为执行机构来控制燃气表的开启与关闭，目前常见的智能燃气表电机阀的结构主要包括阀体、阀座、阀盖、电机、减速齿轮组、螺杆及密封罩，阀体通过阀盖与阀座固定连接，电机和减速齿轮组对应装设于阀座内，螺杆的顶端与密封罩传动连接，螺杆的底端穿过阀盖并与减速齿轮组传动连接，阀体的顶部设有与密封罩相对应的阀口。
当密封件在螺杆的轴向上移时，密封件与阀盖之间容易产生负压，电机的输出力矩则需要额外克服该负压作用力，导致电机超负载工作，并且公开号为(CN107387840B)的一种智能燃气表内置电机阀，其采用棘轮棘爪的方式，在力矩过大的时候棘轮打滑，对螺杆的传动起到保护作用，但是，当负压过大，则棘轮机构则可能承受较大的力矩，而不能正常工作，因此具有一定的局限性。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种内置电机阀，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内置电机阀，包括阀体以及安装在阀体内部的驱动电机，所述阀体包括相互卡合的阀盖和阀座，所述阀盖上开设有相互贯通的进气口和出气口，所述阀盖内活动安装用于封堵出气口的密封件，所述驱动电机的输出端啮合传动连接有传动轮架，所述传动轮架的中间位置处转动安装有用于驱动所述密封件上下运动的螺杆轴，所述密封件的内部固设有母套，所述螺杆轴与所述母套啮合传动，所述传动轮架上安装有用于与所述螺杆轴啮合配合的棘轮保护机构，所述密封件的内部设有用于均衡所述阀体内、外压力差的气囊。
优选的，所述密封件包括一体成型的密封盘、形变部和下安装部，所述形变部位于所述密封盘、形变部之间，所述下安装部密封固定于阀盖和阀座之间，所述密封盘位于所述出气口处，所述密封盘的内部开设有容纳腔，且所述密封盘上开设有上下贯通的泄压孔，所述泄压孔与所述容纳腔相连通，所述气囊安装在所述容纳腔的内部。
优选的，所述气囊上对应每个所述泄压孔均设有密封锥，所述密封锥活动在所述泄压孔内，以使所述气囊膨胀时所述泄压孔处于封闭状态，所述气囊收缩时所述泄压孔处于导通状态。
优选的，所述螺杆轴的上半段设有螺纹杆，所述螺杆轴与所述母套之间通过所述螺纹杆传动连接，所述螺杆轴的顶部固设有活塞，所述活塞滑动于所述母套的内壁，所述气囊与所述母套之间设有用于连通的导气管，所述活塞与导气管之间具有气腔，所述气腔与气囊之间通过所述导气管相互导通。
优选的，所述棘轮保护机构包括固定在螺杆轴周侧壁的棘爪安装架和铰接在所述棘爪安装架端部的棘爪，所述传动轮架的内侧壁上对应棘爪处开设有若干个均匀分布的内齿圈，以使所述密封件向封闭方向传动时，所述棘爪与所述内齿圈能相对滑动，所述密封件向开启方向传动时，所述棘爪与所述内齿圈相互卡死。
优选的，所述棘爪安装架上对应所述棘爪处设有限位铰座，所述棘爪靠近所述棘爪安装架的一端固设有铰接轴，所述棘爪的另一端固设有与内齿圈配合的爪齿。
优选的，所述密封锥的底部一周固设有抬升球，以使所述气囊处于收缩状态时，所述密封锥与密封盘之间具有间隙。
优选的，所述密封盘与所述出气口配合的工作面设有锥台部，所述锥台部与所述密封盘一体成型。
优选的，所述驱动电机的输出端固设有驱动齿轮，所述传动轮架的底部具有与所述驱动齿轮配合的齿圈，所述驱动齿轮与所述传动轮架传动连接。
优选的，所述密封件的外部设有锁紧环，所述密封件与所述母套之间通过所述锁紧环卡合固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过在密封件的内部设有用于均衡阀体内、外压力差的气囊，并且螺杆轴的端部设置滑动于母套的内壁的活塞，令母套与活塞形成一个与气囊相互连通的气腔，当需要开启阀门时，密封件上气囊与螺杆轴联动，使密封盘导通，出气口两侧的气压会逐渐持平，因此，能够减少驱动电机带动密封件移动时受到的力矩，能够减轻棘爪受到的阻力，避免棘爪损坏，保证棘轮保护机构的稳定性以及延长驱动电机的寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中密封件与传动部件关闭状态的剖视结构示意图；
图3为本发明中密封件与传动部件开启状态的剖视结构示意图；
图4为本发明中棘轮保护机构的俯视结构示意图；
图5为图3中A部分的放大结构示意图。
图中：1、阀体；101、进气口；102、出气口；11、阀盖；12、阀座；2、驱动电机；21、驱动齿轮；3、传动轮架；31、内齿圈；4、棘轮保护机构；41、棘爪安装架；411、限位铰座；42、棘爪；421、铰接轴；422、爪齿；5、螺杆轴；51、螺纹杆；52、活塞；6、母套；601、气腔；7、密封件；701、泄压孔；702、容纳腔；71、密封盘；711、锥台部；72、形变部；73、下安装部；8、锁紧环；9、气囊；91、导气管；92、密封锥；921、抬升球。
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1-5，本发明提供以下技术方案：一种内置电机阀，包括阀体1以及安装在阀体1内部的驱动电机2，阀体1包括相互卡合的阀盖11和阀座12，阀盖11上开设有相互贯通的进气口101和出气口102，阀盖11内活动安装用于封堵出气口102的密封件7，驱动电机2的输出端啮合传动连接有传动轮架3，传动轮架3的中间位置处转动安装有用于驱动密封件7上下运动的螺杆轴5，密封件7的内部固设有母套6，螺杆轴5与母套6啮合传动，传动轮架3上安装有用于与螺杆轴5啮合配合的棘轮保护机构4，密封件7的内部设有用于均衡阀体1内、外压力差的气囊9。
本实施例中，通过在密封件7的内部设有用于均衡阀体1内、外压力差的气囊9，并且螺杆轴5的端部设置滑动于母套6的内壁的活塞52，令母套6与活塞52形成一个与气囊9相互连通的气腔601，当需要关闭阀门时，由驱动电机2驱动螺杆轴5旋转，带动母套6向下运动，此时气腔601的空间逐渐减小，而气囊9逐渐充气，当密封盘71运动至出气口102时，活塞52将气腔601完全压缩，而气囊9充满气体后，带动密封锥92将泄压孔701完全封堵，此时密封盘71处于密封状态，而密封盘71与出气口102之间也处于密封状态，则完成阀门的封闭，当需要开启阀门时，由驱动电机2驱动螺杆轴5反向旋转，带动母套6向上运动，当密封盘71从出气口102脱离时，活塞52逐渐将气囊9内的气体抽至气腔601内，气腔601的空间逐渐增大，而气囊9逐渐收缩，从而使密封锥92脱离泄压孔701(如图5所示)，此时，密封盘71导通，出气口102两侧的气压会逐渐持平，因此，能够减少驱动电机2带动密封件7移动时受到的力矩，能够减轻棘爪42受到的阻力，避免棘爪42损坏，保证棘轮保护机构4的稳定性以及延长驱动电机2的寿命。
具体的，密封件7包括一体成型的密封盘71、形变部72和下安装部73，形变部72位于密封盘71、形变部72之间，下安装部73密封固定于阀盖11和阀座12之间，密封盘71位于出气口102处，通过设置密封盘71、形变部72和下安装部73构成的密封件7，褶皱结构的形变部72可以为密封件7的形变提供伸缩量，并能够保证密封件7与阀体1之间的密封性，密封盘71的内部开设有容纳腔702，且密封盘71上开设有上下贯通的泄压孔701，泄压孔701与容纳腔702相连通，气囊9安装在容纳腔702的内部，通过在密封盘71上设置容纳腔702以及泄压孔701，并在容纳腔702内安装可收缩的气囊9，利用可收缩的气囊9来控制泄压孔701的开启或关断，从而调节密封盘71两侧的压力差。
具体的，气囊9上对应每个泄压孔701均设有密封锥92，密封锥92活动在泄压孔701内，以使气囊9膨胀时泄压孔701处于封闭状态，气囊9收缩时泄压孔701处于导通状态，密封锥92的底部一周固设有抬升球921，以使气囊9处于收缩状态时，密封锥92与密封盘71之间具有间隙，锥台形的密封锥92在向上抬升时，有利于与泄压孔701配合进行封堵，并且在密封锥92的底部设置抬升球921，当密封锥92在气囊9的收缩状态向下运动时，密封锥92与密封盘71之间具有抬升球921，能够留有一定的缝隙，保证气流通畅流动。
具体的，螺杆轴5的上半段设有螺纹杆51，螺杆轴5与母套6之间通过螺纹杆51传动连接，螺杆轴5的顶部固设有活塞52，活塞52滑动于母套6的内壁，气囊9与母套6之间设有用于连通的导气管91，活塞52与导气管91之间具有气腔601，气腔601与气囊9之间通过导气管91相互导通。
具体的，棘轮保护机构4包括固定在螺杆轴5周侧壁的棘爪安装架41和铰接在棘爪安装架41端部的棘爪42，传动轮架3的内侧壁上对应棘爪42处开设有若干个均匀分布的内齿圈31，以使密封件7向封闭方向传动时，棘爪42与内齿圈31能相对滑动，密封件7向开启方向传动时，棘爪42与内齿圈31相互卡死，通过设置由棘爪安装架41和棘爪42组成的棘轮保护机构4，当传动轮架3逆时针转动，带动密封件7向下运动闭阀时，到达闭锁位置时，棘爪42与内齿圈31相互滑动，达到保护作用，当传动轮架3顺时针转动时，带动密封件7向上运动开阀时，棘爪42与内齿圈31处于卡死状态，能够提供较大的力矩。
具体的，棘爪安装架41上对应棘爪42处设有限位铰座411，棘爪42靠近棘爪安装架41的一端固设有铰接轴421，棘爪42的另一端固设有与内齿圈31配合的爪齿422，通过在棘爪安装架41上对应棘爪42处设有限位铰座411，令棘爪42处于极限位置时，能够被凸出的限位铰座411挡着，提供支撑力，以使棘爪42在拨动内齿圈31时具有更大的强度。
具体的，密封盘71与出气口102配合的工作面设有锥台部711，锥台部711与密封盘71一体成型，通过设置边缘处内凹的锥台部711，当密封盘71与出气口102配合时，能够起到更好的密封效果。
具体的，驱动电机2的输出端固设有驱动齿轮21，传动轮架3的底部具有与驱动齿轮21配合的齿圈，驱动齿轮21与传动轮架3传动连接，在使用时，由驱动电机2通过驱动齿轮21来带动传动轮架3转动，从而驱动螺杆轴5转动，带动密封件7上下运动，控制出气口102的启闭。
具体的，密封件7的外部设有锁紧环8，密封件7与母套6之间通过锁紧环8卡合固定，通过设置锁紧环8，能够增强密封件7与母套6之间连接的紧密性，使母套6带动密封件7上下运动，完成对出气口102的封堵。
本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，在使用时，由驱动电机2通过驱动齿轮21带动传动轮架3转动，当传动轮架3逆时针转动，带动密封件7向下运动闭阀时，到达闭锁位置时，棘爪42与内齿圈31相互滑动，达到保护作用，当传动轮架3顺时针转动时，带动密封件7向上运动开阀时，棘爪42与内齿圈31处于卡死状态，能够提供较大的力矩，其中，当需要关闭阀门时，由驱动电机2驱动螺杆轴5旋转，带动母套6向下运动，此时气腔601的空间逐渐减小，而气囊9逐渐充气，当密封盘71运动至出气口102时，活塞52将气腔601完全压缩，而气囊9充满气体后，带动密封锥92将泄压孔701完全封堵，此时密封盘71处于密封状态，而密封盘71与出气口102之间也处于密封状态，则完成阀门的封闭，当需要开启阀门时，由驱动电机2驱动螺杆轴5反向旋转，带动母套6向上运动，当密封盘71从出气口102脱离时，活塞52逐渐将气囊9内的气体抽至气腔601内，气腔601的空间逐渐增大，而气囊9逐渐收缩，从而使密封锥92脱离泄压孔701，此时，密封盘71导通，出气口102两侧的气压会逐渐持平，因此，能够减少驱动电机2带动密封件7移动时受到的力矩，能够减轻棘爪42受到的阻力，避免棘爪42损坏，保证棘轮保护机构4的稳定性以及延长驱动电机2的寿命。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内置电机阀，包括阀体(1)以及安装在阀体(1)内部的驱动电机(2)，其特征在于：所述阀体(1)包括相互卡合的阀盖(11)和阀座(12)，所述阀盖(11)上开设有相互贯通的进气口(101)和出气口(102)，所述阀盖(11)内活动安装用于封堵出气口(102)的密封件(7)，所述驱动电机(2)的输出端啮合传动连接有传动轮架(3)，所述传动轮架(3)的中间位置处转动安装有用于驱动所述密封件(7)上下运动的螺杆轴(5)，所述密封件(7)的内部固设有母套(6)，所述螺杆轴(5)与所述母套(6)啮合传动，所述传动轮架(3)上安装有用于与所述螺杆轴(5)啮合配合的棘轮保护机构(4)，所述密封件(7)的内部设有用于均衡所述阀体(1)内、外压力差的气囊(9)。
2.根据权利要求1所述的一种内置电机阀，其特征在于：所述密封件(7)包括一体成型的密封盘(71)、形变部(72)和下安装部(73)，所述形变部(72)位于所述密封盘(71)、形变部(72)之间，所述下安装部(73)密封固定于阀盖(11)和阀座(12)之间，所述密封盘(71)位于所述出气口(102)处，所述密封盘(71)的内部开设有容纳腔(702)，且所述密封盘(71)上开设有上下贯通的泄压孔(701)，所述泄压孔(701)与所述容纳腔(702)相连通，所述气囊(9)安装在所述容纳腔(702)的内部。
3.根据权利要求2所述的一种内置电机阀，其特征在于：所述气囊(9)上对应每个所述泄压孔(701)均设有密封锥(92)，所述密封锥(92)活动在所述泄压孔(701)内，以使所述气囊(9)膨胀时所述泄压孔(701)处于封闭状态，所述气囊(9)收缩时所述泄压孔(701)处于导通状态。
4.根据权利要求3所述的一种内置电机阀，其特征在于：所述螺杆轴(5)的上半段设有螺纹杆(51)，所述螺杆轴(5)与所述母套(6)之间通过所述螺纹杆(51)传动连接，所述螺杆轴(5)的顶部固设有活塞(52)，所述活塞(52)滑动于所述母套(6)的内壁，所述气囊(9)与所述母套(6)之间设有用于连通的导气管(91)，所述活塞(52)与导气管(91)之间具有气腔(601)，所述气腔(601)与气囊(9)之间通过所述导气管(91)相互导通。
5.根据权利要求1所述的一种内置电机阀，其特征在于：所述棘轮保护机构(4)包括固定在螺杆轴(5)周侧壁的棘爪安装架(41)和铰接在所述棘爪安装架(41)端部的棘爪(42)，所述传动轮架(3)的内侧壁上对应棘爪(42)处开设有若干个均匀分布的内齿圈(31)，以使所述密封件(7)向封闭方向传动时，所述棘爪(42)与所述内齿圈(31)能相对滑动，所述密封件(7)向开启方向传动时，所述棘爪(42)与所述内齿圈(31)相互卡死。
6.根据权利要求5所述的一种内置电机阀，其特征在于：所述棘爪安装架(41)上对应所述棘爪(42)处设有限位铰座(411)，所述棘爪(42)靠近所述棘爪安装架(41)的一端固设有铰接轴(421)，所述棘爪(42)的另一端固设有与内齿圈(31)配合的爪齿(422)。
7.根据权利要求4所述的一种内置电机阀，其特征在于：所述密封锥(92)的底部一周固设有抬升球(921)，以使所述气囊(9)处于收缩状态时，所述密封锥(92)与密封盘(71)之间具有间隙。
8.根据权利要求2所述的一种内置电机阀，其特征在于：所述密封盘(71)与所述出气口(102)配合的工作面设有锥台部(711)，所述锥台部(711)与所述密封盘(71)一体成型。
9.根据权利要求1所述的一种内置电机阀，其特征在于：所述驱动电机(2)的输出端固设有驱动齿轮(21)，所述传动轮架(3)的底部具有与所述驱动齿轮(21)配合的齿圈，所述驱动齿轮(21)与所述传动轮架(3)传动连接。
10.根据权利要求1所述的一种内置电机阀，其特征在于：所述密封件(7)的外部设有锁紧环(8)，所述密封件(7)与所述母套(6)之间通过所述锁紧环(8)卡合固定。
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