CN113932031A - 电动排水阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动排水阀，包括：执行器和水阀。执行器包括上壳体、下壳体、电机、控制板以及传动齿轮组合，上壳体和下壳体之间形成有用于收容电机、控制板以及传动齿轮组合的收容空间；水阀，包括阀体、安装在阀体内部的阀芯、安装在阀体端部的阀盖接头以及水阀操作杆；阀芯为球状，水阀操作杆的一端安装在阀芯上以驱动阀芯转动、另一端穿过阀体和下壳体与传动齿轮组合连接；控制板用于接收外部输入的控制信号和所述水阀发出的位置反馈信号，并发出驱动信号至所述电机以驱动所述传动齿轮组合转动，所述传动齿轮组合用于带动所述水阀操作杆以驱动所述阀芯在所述阀体内部转动，使电动排水阀开启/关闭。

Description

电动排水阀
技术领域
本发明涉及一种电动排水阀，属于车辆设备领域。
背景技术
目前，国内旅居车市场较大，因此用户对于旅居车的要求越来越来高，特别是对于旅居车的排水功能的要求，旅居车的排水功能不但影响用户体感，而且也是检验旅居车性能好坏的一个重要因素。现有旅居车的水箱排水仍然以手动排水为主，且市场上微型电动排水阀多以工业水阀为主，不满足车用抗震要求及耐候性要求。现有旅居车电动排水阀多以3寸闸阀为主，占用空间大，手动操作力度大，且抗堵性能差。
有鉴于此，确有必要提出一种新的电动排水阀，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动排水阀，通过将水阀和执行器分体设置，阀体采用球阀结构，提高了抗堵转性能。
为实现上述目的，本发明提供了一种电动排水阀，包括：执行器，包括上壳体、下壳体、电机、控制板以及传动齿轮组合，所述上壳体和下壳体之间形成有用于收容所述电机、控制板以及传动齿轮组合的收容空间；水阀，包括阀体、安装在所述阀体内部的阀芯、安装在所述阀体端部的阀盖接头以及水阀操作杆；所述阀芯为球状，所述水阀操作杆的一端安装在所述阀芯上以驱动所述阀芯转动、另一端穿过所述阀体和所述下壳体与所述传动齿轮组合连接；所述控制板用于接收外部输入的控制信号和所述水阀发出的位置反馈信号，并发出驱动信号至所述电机以驱动所述传动齿轮组合转动，所述传动齿轮组合用于带动所述水阀操作杆以驱动所述阀芯在所述阀体内部转动。
作为本发明的进一步改进，所述传动齿轮组合包括第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮上设有与所述水阀操作杆相配合的中空轴，所述水阀操作杆依次穿过所述阀体和下壳体与所述中空轴连接；所述电机驱动所述第一齿轮转动以带动所述第二齿轮转动，所述第二齿轮带动所述中空轴中所述水阀操作杆转动。
作为本发明的进一步改进，所述传动齿轮组合还包括分别与所述第一齿轮和第二齿轮啮合的第三齿轮，所述第三齿轮的顶部设有轴杆、底部设有与所述第三齿轮相抵接的弹簧，所述弹簧固定在下壳体内；所述上壳体开设有供所述轴杆穿过的穿孔部；所述执行器还包括与所述穿孔部相匹配的盖帽；当打开所述盖帽后，所述第三齿轮在所述弹簧的作用下脱开与所述第一齿轮的连接，并保持与所述第二齿轮的连接。
作为本发明的进一步改进，所述传动齿轮组合还包括分别与所述第二齿轮和第三齿轮啮合的第四齿轮，所述第四齿轮的上部分与所述第三齿轮的下部分连接，所述第四齿轮的下部分与所述第二齿轮连接；当打开所述盖帽后，所述第三齿轮在所述弹簧的作用下脱开与所述第一齿轮的连接，并保持与所述第四齿轮的连接。
作为本发明的进一步改进，所述盖帽上设有与所述轴杆相匹配的凸台结构，所述凸台结构与所述盖帽为转动连接，旋转所述凸台结构以带动所述轴杆驱动所述第三齿轮转动。
作为本发明的进一步改进，所述盖帽与所述上壳体通过螺纹连接；所述盖帽上设有用于防止所述盖帽松动的防松压板。
作为本发明的进一步改进，所述阀芯转动安装在所述阀体内，所述阀芯开设有与所述阀体和所述阀盖接头相贯通的通道，所述通道的两端均设有用于防水的密封圈。
作为本发明的进一步改进，所述水阀和执行器呈分体设置，所述阀体与所述执行器通过螺栓连接。
作为本发明的进一步改进，所述上壳体与所述下壳体通过螺杆连接固定；所述水阀操作杆靠近所述阀芯的一端上设有用于密封固定所述水阀操作杆的密封件。
作为本发明的进一步改进，所述控制板位于所述电机旁侧，所述控制板设有若干接线脚，包括接电源正极的第一接线脚、接电源负极的第二接线脚、接反馈信号的第三接线脚以及接控制信号的第四接线脚；所述反馈信号为高低电平的信号，所述控制信号为低电平边沿触发的信号。
本发明的有益效果是：本发明的电动排水阀通过将水阀和执行器分开设置，且阀体采用球阀结构，适用于旅居车排污环境，且抗堵转性能增强，还可以适应于冬季，具有一定的破冰能力。执行器上盖帽的设置，与执行器内的第三齿轮相互配合，使整个电动排水阀不仅可以自动控制，还可以使电动排水阀在非常规的状态下，进行手动控制，且手动控制方便、快捷、省力。
附图说明
图1是本发明的电动排水阀的结构示意图。
图2是本发明的电动排水阀的分解示意图。
图3是图2中传动齿轮组合与电机以及弹簧组装的结构示意图。
图4是图2中控制板的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明揭示了一种电动排水阀，其包括执行器1和水阀2，水阀2与执行器1呈分体设置，且通过螺栓衔接，这样设置可让水阀2或执行器1单独更换，方便后期维修。
如图2所示，执行器1包括上壳体10、下壳体11、电机13、控制板14以及传动齿轮组合12，上壳体10与下壳体11通过螺杆18连接固定，并形成有用于收容电机13、控制板14以及传动齿轮组合12的收容空间。水阀2包括阀体20、安装在阀体20内部的阀芯21、安装在阀体20端部的阀盖接头22以及水阀操作杆23。阀芯21为球状，水阀操作杆23的一端安装在阀芯21上以驱动阀芯21转动、另一端穿过阀体20和下壳体11与传动齿轮组合12连接。控制板14用于接收水阀2发出的反馈信号，并发出控制信号至电机13以驱动传动齿轮组合12转动，传动齿轮组合12用于带动水阀操作杆23转动以驱动阀芯21在阀体20内部转动，使电动排水阀开启/关闭。本发明中的水阀2和执行器1的外壳均采用PA66材质，这样设置能够使整个电动排水阀重量更轻。
结合图2、图3所示，具体地，电机13位于传动齿轮组合12的旁侧，电机13设有驱动螺杆130，当电动排水阀在常规状态下(即未出现故障)，可以通过上电自检水阀2的开启或关闭，水阀2将位置反馈信号发送给控制板14，控制板14处理后并发出驱动信号至电机13上的驱动螺杆130，驱动螺杆130再驱动传动齿轮组合12转动。具体地，传动齿轮组合12包括第一齿轮120和第二齿轮123，第一齿轮120与电机13上的驱动螺杆130连接，第二齿轮120上设有与水阀操作杆23相配合的中空轴124，且中空轴124与第二齿轮123为一体设置，第二齿轮123与下壳体11的连接处设有用于防水密封的密封套(未标号)。水阀操作杆23依次穿过阀体20和下壳体11与中空轴124连接；电机13带动驱动螺杆130驱动第一齿轮120转动以带动第二齿轮123转动，第二齿轮123再带动中空轴124中的水阀操作杆23转动，以实现电动排水阀自动开启或关闭。
优选地，传动齿轮组合12包括依次连接的第一齿轮120、第三齿轮121、第四齿轮122以及第二齿轮123。具体地，第一齿轮120的顶部(或上半部分)与第三齿轮123的顶部(或上半部分)啮合，第三齿轮121的底部(或下半部分)与第四齿轮122的顶部(或上半部分)啮合，第四齿轮122的底部(或下半部分)与第二齿轮123啮合，且第三齿轮121的底部(或下半部分)与第一齿轮120之间保留一定间距，第三齿轮121的顶部(或上半部分)与第四齿轮122的顶部(或下半部分)之间保留一定间距，第四齿轮122的顶部(或上半部分)与第二齿轮123之间保留一定间距。这样设置的目的在于：不仅保证各个齿轮之间能够顺利驱动或转动，而且还能够在第三齿轮121脱开第一齿轮120后，还能继续使传动齿轮组合转动。
较佳的，第一齿轮120与上述驱动螺杆130连接，第二齿轮123上设有与水阀操作杆23相配合的中空轴124，水阀操作杆23依次穿过阀体20和下壳体11与中空轴124连接。可以理解的是，电机13上的驱动螺杆130驱动第一齿轮120转动，由于第一齿轮120、第三齿轮121、第四齿轮122以及第二齿轮123相会啮合，所以可以由第一齿轮120逐渐带动下级齿轮转动，以达到中空轴124中的水阀操作杆23转动，而水阀操作杆23与水阀2中的阀芯21连接，因此，阀芯21可以在水阀操作杆23的带动下旋转，以达到自动控制水阀2的开启或关闭。
进一步地，第三齿轮121的上方设有轴杆125，其下方设有与第三齿轮121相抵接的弹簧16。上壳体10开设有供轴杆125穿过的穿孔部101。执行器1还包括与穿孔部101相匹配的盖帽15；下壳体11上设有顶杆110，弹簧16套设在顶杆110上。也就是说，第三齿轮121上的轴杆125穿过上壳体10的穿孔部101，盖帽15盖扣在穿孔部101上，对轴杆125施加一个压力，此时，第三齿轮121压缩套设在顶杆110上的弹簧16，并且保持与第一齿轮120和第四齿轮122的连接。
这样设置的目的在于：盖帽15不但可以充当密封的作用，而且，当电动排水阀出现故障即不能通电自动排水时，用户可以打开盖帽15，此时，第三齿轮121在弹簧16的作用下会自动脱开与第一齿轮120的连接，并保持与第四齿轮122的连接。接着，用户可以通过转动第三齿轮121上的轴杆125，从而带动第四齿轮122转动，第四齿轮122再驱动第二齿轮123转动，第二齿轮123上的中空轴124再带动与之套设的水阀操作杆23转动，以带动水阀2中的阀芯21转动，从而达到手动控制水阀2的开启或关闭。
较佳地，为了防止盖帽15与上壳体10之间的松动，本发明中的盖帽15与上壳体10通过螺纹连接，且在盖帽15上设有用于防止盖帽15松动的防松压板17。此外，本发明的盖帽15上还设有与轴杆125相匹配的凸台结构151，凸台结构151与盖帽15为转动连接设置，从而旋转凸台结构151即可带动轴杆125驱动第三齿轮121传动。具体的，将轴杆125顶端设置为方形结构，在凸台结构151内部开设与轴杆125顶端结构相配合的方槽，凸台结构151在盖帽15盖扣的作用下套在轴杆125上。这样设置的目的在于：当松动盖帽15时，用户可以直接通过旋转凸台结构151来转动轴杆125，从而带动下级齿轮转动以手动控制水阀2的开启或关闭，这样设置比直接转动轴杆125更加的省力，且更方便，不但使得手动操作力度减小，还可以让手动控制电动排水阀开闭更加地方便且快捷。
本发明中，水阀2与执行器1分开设置，具体地，是由水阀2上的阀体20与执行器1通过螺栓连接。较佳地，阀体20上方设有用于固定螺栓的外接槽201，外接槽201分别与阀体20和下壳体11贯通，水阀操作杆23依次穿过阀体20、外接槽201以及下壳体11与传动齿轮组合12连接。水阀操作杆23靠近阀芯21的一端设有用于密封固定水阀操作杆23的密封件25。这样设置不但能够保护水阀操作杆23，而且还能够使阀芯21在转动过程中不容易与水阀操作杆23松动。
阀芯21呈球阀结构设置，阀芯21转动安装在阀体20内，阀芯21开设有与阀体20和阀盖接头22相贯通的通道，通道的两端均设有用于防水的密封圈24。阀芯21与阀盖接头22和阀体20连接时，为了能够使它们组装的更加牢固且具有更好的密封性能，本发明在阀芯21与阀盖接头22连接之间设有密封圈24，在阀芯21与阀体20连接之间也设有密封圈24。
结合图2、图3和图4所示，电动排水阀的控制板14收容在上壳体10与下壳体11组成的收容空间，电机13设置在控制板14的旁侧，控制板14上开设有若干个通孔以使得传动齿轮组合12之间相互连接后，再安装于上述的收容空间。
控制板14不仅可以接收水阀2发出的位置反馈信号，还可以对电机13发出驱动信号，从而控制电机13进一步驱动传动齿轮组合12。具体来说，控制板14为电路板，其设有四个接线脚，其中，第一接线脚接电源正极；第二接线脚接电源负极；第三接线脚接反馈信号，该反馈信号为高低电平信号，即第三接线脚为控制板14的状态检查；第四接线脚接控制信号，该控制信号为低电平边沿触发，一般大功率设备容易拉低电压，正控受电压影响较大，这样设置能够提高电动排水阀的控制板14的抗干扰性能。第二齿轮123上设有弹簧片与电路板14连接，弹簧片位置可作为位置反馈信号输出，水阀2上电自检，当检测到水阀2为开启时，则执行关阀动作。另外，采用低电平边沿触发控制，可以实现房车的智能化控制需求，方便功能拓展。控制板14内部电路带电机13电流检测，当电流超过设定电流后，则会断开电机13的电源，后期重新上电后复位。电动排水阀上电自检执行关阀，这样设置不但可以实现水阀2的堵转保护功能，即控制板14电路通过检测电机13的电流来判断水阀2是否堵转，并且内置电机13保护，当盖帽15打开后，为防止电机13一直空转，控制电路里增加电机13单次最长运行时间。
本发明电动排水阀采用手动和自动一体设置。具体来说，在常规状态下，电动排水阀采用的是电动控制，即通过电动排水阀中的控制板14发送信号/接收控制信号，即可自动控制电动排水阀工作。也就是说，水阀2上电自检，将水阀2的位置反馈到控制板14，控制板14进行处理后，向电机13发送驱动信号，然后再由电机13上的驱动螺杆130来进一步带动第一齿轮120转动，随后由第一齿轮120依次带动下级齿轮转动，最后由第二齿轮123中的中空轴124带动水阀操作杆23转动，以使水阀2中的阀芯21发生旋转，从而实现水阀2的自动开启或关闭。
在非常规状态下，即当车内断电或电动排水阀故障时，用户可以通过手动控制电动排水阀的开启或关闭。具体地，用户手动操作打开盖帽15后，第三齿轮121在弹簧16的作用下会自动脱开与第一齿轮120的连接，并保持与第四齿轮122的连接；盖帽15上的凸台结构151与第三齿轮121上的轴杆125相配合，此时可以手动旋转凸台结构151，使得第三齿轮121转动并带动下级齿轮传动，从而控制水阀2的开启或关闭。
综上所述，本发明的电动排水阀通过将水阀2和执行器1分开设置，且阀体20采用球阀结构，适用于旅居车排污环境，且抗堵转性能增强，还可以适应于冬季，具有一定的破冰能力。执行器1上盖帽15的设置，与执行器1内的第三齿轮121上的轴杆125相互配合，使整个电动排水阀不仅可以自动控制，还可以使电动排水阀在非常规的状态下，进行手动控制，且手动控制方便、快捷、省力。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电动排水阀，其特征在于，所述电动排水阀包括：
执行器，包括上壳体、下壳体、电机、控制板以及传动齿轮组合，所述上壳体和下壳体之间形成有用于收容所述电机、控制板以及传动齿轮组合的收容空间；
水阀，包括阀体、安装在所述阀体内部的阀芯、安装在所述阀体端部的阀盖接头以及水阀操作杆；所述阀芯为球状，所述水阀操作杆的一端安装在所述阀芯上以驱动所述阀芯转动、另一端穿过所述阀体和所述下壳体与所述传动齿轮组合连接；
所述控制板用于接收外部输入的控制信号和所述水阀发出的位置反馈信号，并发出驱动信号至所述电机以驱动所述传动齿轮组合转动，所述传动齿轮组合用于带动所述水阀操作杆以驱动所述阀芯在所述阀体内部转动，使电动排水阀开启/关闭。
2.根据权利要求1所述的电动排水阀，其特征在于：所述传动齿轮组合包括第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮上设有与所述水阀操作杆相配合的中空轴，所述水阀操作杆依次穿过所述阀体和下壳体与所述中空轴连接；所述电机驱动所述第一齿轮转动以带动所述第二齿轮转动，所述第二齿轮转动时能够带动所述中空轴内的所述水阀操作杆转动。
3.根据权利要求2所述的电动排水阀，其特征在于：所述传动齿轮组合还包括位于第一齿轮与第二齿轮之间且分别与所述第一齿轮和第二齿轮啮合的第三齿轮，所述第三齿轮的顶部设有轴杆、底部设有与所述第三齿轮相抵接的弹簧，所述弹簧固定在下壳体内；所述上壳体开设有供所述轴杆穿过的穿孔部；所述执行器还包括与所述穿孔部相匹配的盖帽；当打开所述盖帽后，所述第三齿轮在所述弹簧的作用下脱开与所述第一齿轮的连接，并保持与所述第二齿轮的连接。
4.根据权利要求3所述的电动排水阀，其特征在于：所述传动齿轮组合还包括位于第二齿轮与第三齿轮之间且分别与所述第二齿轮和第三齿轮啮合的第四齿轮，所述第四齿轮的顶部与所述第三齿轮啮合，所述第四齿轮的底部与所述第二齿轮啮合；当打开所述盖帽后，所述第三齿轮在所述弹簧的作用下脱开与所述第一齿轮的连接，并保持与所述第四齿轮的连接。
5.根据权利要求3所述的电动排水阀，其特征在于：所述盖帽上设有与所述轴杆相匹配的凸台结构，所述凸台结构与所述盖帽为转动连接，旋转所述凸台结构以带动所述轴杆驱动所述第三齿轮转动。
6.根据权利要求3所述的电动排水阀，其特征在于：所述盖帽与所述上壳体通过螺纹连接；所述盖帽上设有用于防止所述盖帽松动的防松压板。
7.根据权利要求1所述的电动排水阀，其特征在于：所述阀芯转动安装在所述阀体内，所述阀芯开设有与所述阀体和所述阀盖接头相贯通的通道，所述通道的两端均设有用于防水的密封圈。
8.根据权利要求1所述的电动排水阀，其特征在于：所述水阀和执行器呈分体设置，且所述阀体与所述执行器通过螺栓连接。
9.根据权利要求1所述的电动排水阀，其特征在于：所述上壳体与所述下壳体通过螺杆连接固定；所述水阀操作杆靠近所述阀芯的一端设有用于密封固定所述水阀操作杆的密封件。
10.根据权利要求1所述的电动排水阀，其特征在于：所述控制板位于所述电机旁侧，所述控制板设有若干接线脚，包括接电源正极的第一接线脚、接电源负极的第二接线脚、接反馈信号的第三接线脚以及接控制信号的第四接线脚；所述反馈信号为高低电平的信号，所述控制信号为低电平边沿触发的信号。
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