CN113983195A - 一种节能型管道阀门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能型管道阀门，包括阀体、电机、第一支架和蓄电池，阀体两侧分别设有进水口和出水口，阀体上设有第一滑槽，阀体内滑动设有滑套，滑套两侧均通过弹簧与阀体内壁连接，滑套内设有球阀组件，球阀组件上连接有阀杆，阀杆穿出滑套并活动套设有滑块，滑块滑动设于第一滑槽内，电机安装于滑块顶部上，其输出轴与阀杆连接，第一支架安装于进水口内，第一支架上穿设有第一转轴，第一转轴上设有桨叶，第一转轴连接有感应发电组件，蓄电池分别与电机和感应发电组件连接。有效解决了现有技术中的手动球阀开关操作不便，水锤防治效果较差的问题。

Description

一种节能型管道阀门

技术领域

本发明属于阀门技术领域，特别涉及一种节能型管道阀门。

背景技术

核电厂内安装大量的输水管道，管道上需要安装多个阀门以控制水流的传输，在阀门关闭时容易产生水锤效应，水锤效率主要表现在管道内的水流快速流动时，突然被阀门阻断，由于水流的惯性作用于阀门而造成冲击，小的水锤频繁作用于阀门容易导致阀门使用寿命减短，大的水锤可造成阀门或管道的瞬间损坏。

目前，核电厂里采用的阀门大多为手动球阀，是在阀体内设阀球，再通过转动手轮并带动阀球在阀体内转动，以使得阀球阻断或导通水流实现阀门的开关，但现有技术中存在的问题是：1、通过人工转动阀球，操作不便，且费时费力；2、在阀球阻断水流时，由于水流惯性作用，水流容易对阀门和管道造成强烈冲击并引起水锤，长时间的水锤冲击导致阀门和管道的使用寿命减短，甚至直接损坏，进而影响核电厂的正常运营。因此，当前急需一种管道阀门，以能有效缓解水锤冲击的同时，方便于对阀门的开关操作。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种节能型管道阀门，以有效解决上述背景技术上中的技术问题。

本发明所采用的技术方案：

一种节能型管道阀门，包括阀体、电机、第一支架和蓄电池，阀体两侧分别设有进水口和出水口，阀体上设有第一滑槽，阀体内滑动设有滑套，滑套两侧均通过弹簧与阀体内壁连接，滑套内设有球阀组件，球阀组件上连接有阀杆，阀杆穿出滑套并转动套设有滑块，滑块滑动设于第一滑槽内，电机安装于滑块顶部上，其输出轴与阀杆连接，第一支架安装于进水口内，第一支架上穿设有第一转轴，第一转轴上设有桨叶，第一转轴连接有感应发电组件，蓄电池分别与电机和感应发电组件连接。

进一步的，感应发电组件包括第一齿轮、第二转轴、套筒和齿条，第二转轴穿设于阀体上，第一齿轮设于第一转轴上，第二转轴两端分别设有第二齿轮和电枢绕组，第二齿轮与第一齿轮啮合，套筒转动套设于第二转轴上，套筒上架设有齿环，齿环位于电枢绕组外周，齿环两侧相对设有磁铁块，磁铁块与电枢绕组相匹配，齿条设于滑块上并与齿环啮合。

进一步的，套筒上固定套设有转盘，转盘上设有回缩槽，阀体上设有泄压孔和第二滑槽，第二滑槽与泄压孔相交，第二滑槽上设有避让槽，第二滑槽内设有滑杆，滑杆上设有销轴，销轴穿过避让口并活动设于回缩槽内。

进一步的，回缩槽包括同心滑槽和偏心滑槽，同心滑槽与偏心滑槽连接，偏心滑槽末端呈朝向第二转轴靠近延伸趋势。

进一步的，第二转轴与阀体通过单向轴承连接。

进一步的，球阀组件包括设于滑套内的阀球，阀球与阀杆连接，阀球两侧相对设有阀座，阀座镶设于滑套内。

进一步的，还包括控制器，控制器分别与蓄电池和电机连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、利用滑块与第一滑槽的配合设置，电机带动阀杆转动时，由于滑块限制电机跟随阀杆转动，使得电机通过阀杆带动阀球相对于阀座转动实现阀关的开关，开关阀门操作方便、快捷。

2、利用水流带动桨叶转动，桨叶通过第一转轴驱动感应发电组件发电并储存于蓄电池，使阀门不需要外接电源，避免了外接线路而造成的线路损耗，且有效利用水流发电，提高能源的利用率。

3、阀门关闭时，水流冲击在球阀组件上，球阀组件通过滑套作用于弹簧使弹簧变形以进行缓冲，能对水流冲击进行缓解，有效降低水锤对阀门及管道的损害。

4、在水锤作用下使滑套向后滑动时，齿条带动齿环转动，齿环带动磁铁块相对电枢绕组转动，使电枢绕组产生感应电势对蓄电池进行充电，在缓解水锤冲击的同时，能对水锤能量进行有效收集，进一步提高能源利用率，起到节能环保的效果。

5、当水流速度较大时，利用弹簧不能完全消除水锤作用，此时齿条位移较大，齿条带动齿环转动，齿环通过套筒带动转盘转动，利用回缩槽和销轴的配合作用，转盘拉动滑杆使泄压孔导通进行泄压，以进一步缓解水锤的冲击，提高对水捶的缓解效果，能对不同大小水锤效应进行防治。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为本发明中感应发电组件的局部结构示意图；

图4为本发明中转盘的配合结构示意图；

图5为本发明的控制原理示意图；

图中：1、蓄电池；2、阀体；3、第一滑槽；4、滑块；5、阀杆；6、电机；7、阀球；8、阀座；9、齿条；12、控制器；13、弹簧；14、滑套；15、出水口；16、进水口；17、桨叶；18、第一支架；20、第一转轴；21、第一齿轮；22、泄压孔；23、第二滑槽；24、滑杆；25、避让槽；26、销轴；27、磁铁块；28、线圈；29、齿环；30、套筒；31、第二支架；32、转盘；33、单向轴承；34、第二转轴；35、第二齿轮；36、回缩槽。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至5，本发明提供一种节能型管道阀门，包括阀体2、电机6、第一支架18和蓄电池1，阀体2两侧分别设有进水口16和出水口15，阀门通过进水口16和出水口15连接于管道间，阀体2顶部上设有第一滑槽3，阀体2内滑动设有滑套14，滑套14两侧均通过弹簧13与阀体2左右内壁连接，滑套14内设有球阀组件，球阀组件用于导通和阻断水流，球阀组件上连接有阀杆5，阀杆5穿出滑套14并转动套设有滑块4，滑块4滑动设于第一滑槽3内，电机6安装于滑块4顶部上，电机6的输出轴与阀杆5连接，第一支架18安装于进水口16内，第一支架18上转动穿设有第一转轴20，第一转轴20上设有桨叶17，第一转轴20连接有感应发电组件，蓄电池1分别与电机6和感应发电组件连接。利用水流带动桨叶17转动，桨叶17带动第一转轴20转动，第一转轴20驱动感应发电组件发电并储存于蓄电池1，不需要外接电源，避免了外接电线而造成的线路损耗，且有效利用水流发电，提高能源的利用率；需要开关阀门时，利用蓄电池1对电机6供电，由于电机6设于滑块4上，且滑块4只能在第一滑槽3内左右滑动，而不能在第一滑槽3内转动，当电机6带动阀杆5转动时，滑块4限制电机6跟随着阀杆5转动，使得电机6通过阀杆5驱动球阀组件对阀门进行开关，不需要人工开关阀门，操作简单、方便、省时省力；当阀门关闭时，在水流的惯性作用下，使得球阀组件带动滑套14向右侧滑动，滑套14通过阀杆5带动滑块4和电机6同时向右侧滑动，由于滑块4只能在第一滑槽3内滑动而不能在第一滑槽3内转动，使得阀门保持在关闭状态，滑套14在滑动过程中压缩右侧的弹簧13，同时拉伸左侧的弹簧13，以有效对水流冲击进行缓解，有效减小水锤对阀门和管道的损害。

具体的，感应发电组件包括第一齿轮21、第二转轴34、套筒30和齿条9，第二转轴34穿设于阀体2上，第一齿轮21设于第一转轴20上，第二转轴34两端分别设有第二齿轮35和电枢绕组，电枢绕组包括间隔设于第二转轴34顶部上的若干绕芯和绕芯上绕制的线圈28，第二齿轮35与第一齿轮21啮合，套筒30转动套设于第二转轴34上，套筒30两侧设有第二支架31，齿环29架设于第二支架31上，齿环29位于电枢绕组外周，齿环29两侧相对设有磁铁块27，两个磁铁块27的南北极相对设置，磁铁块27与电枢绕组相匹配，齿条9设于滑块4上并与齿环29啮合。当阀门开启时，第一转轴20通过第一齿轮21和第二齿轮35带动第二转轴34转动，第二转轴34带动电枢绕组在两磁铁块27间旋转，使电枢绕组切割磁感线产生感应电势并向蓄电池1充电，充电效率高，保证蓄电池1有充足电量；当阀门关闭时，滑块4带动齿条9向右侧移动，齿条9带动齿轮转动，齿轮带动磁铁块27绕着电枢绕组转动，使线圈28切割磁感线产生感应电压并向蓄电池1充电，能有效利用水锤作用进行发电，进一步提高能源利用率，起到节能环保的效果。

具体的，套筒30上固定套设有转盘32，转盘32上设有回缩槽36，阀体2上设有泄压孔22和第二滑槽23，第二滑槽23与泄压孔22相交并连通，第二滑槽23上设有避让槽25，第二滑槽23内设有滑杆24，滑杆24上设有销轴26，销轴26穿过避让口并活动设于回缩槽36内。当水流速度较大时，滑套14向右侧滑动量较大，使得弹簧13不能完全缓解水流冲击，此时齿条9移动量较大，齿条9带动齿环29转动，齿环29通过第二支架31带动套筒30在第二转轴34上转动，套筒30带动转盘32转动，利用回缩槽36和销轴26的配合作用，转盘32拉动滑杆24在第二滑槽23内滑动，使滑杆24离开泄压孔22使泄压孔22导通进行泄压，进一步缓解水流的冲击，提高对水捶的缓解效果，能对不同大小水锤效应进行防治，水锤防治效果好；水流速度下降后，利用弹簧13推动滑套14向左侧滑动，使转盘32带动滑杆24阻断泄压孔22。

具体的，回缩槽36包括同心滑槽和偏心滑槽，同心滑槽的圆心与第二转轴34的轴线重合，偏心滑槽的圆心与第二转轴34的轴线偏离，同心滑槽与偏心滑槽连接，偏心滑槽末端呈朝向第二转轴34靠近延伸趋势。当水流冲击较小时，转盘32转动量较小，销轴26在同心滑槽内滑动，销轴26与第二转轴34间的距离不变，使泄压孔22保持阻断状态；当水流冲击较大时，转盘32转动量较大，销轴26从同心滑槽滑入偏心滑槽，进而拉动销轴26朝向第二转轴34移动，第二转轴34拉动滑杆24使泄压孔22导通，有效避免小水流冲击时，泄压孔22提前打开而导致水源浪费。

具体的，第二转轴34与阀体2通过单向轴承33连接，单向轴承33能实现单一方向转动，另一方向的转动被锁定。阀门开启时，水流作用于桨叶17上时，第一转轴20带动第一齿轮21顺时针转动(图1中左视方向)，第一齿轮21通过第二齿轮35带动第二转轴34逆时针转动(图1中府视方向)，此时由于齿条9限制齿环29转动，使电枢绕组相对磁铁块27转动以进行切割磁感线；当阀门关闭时，齿条9带动齿环29顺时针转动(图1中府视方向)，利用单向轴承33阻碍第二转轴34在阀体2上顺时针转动，使磁铁块27相对电枢绕组进行顺时针转动以切割磁感线，提高电磁感应效果。

具体的，球阀组件包括设于滑套14内的阀球7，阀球7与阀杆5连接，阀球7两侧相对设有阀座8，阀座8镶设于滑套14内，阀座8和阀球7上均设有通孔，当阀球7转动使其上的通孔与阀座8上的通孔对齐时，阀门被打开，球阀组件做为现有技术，这里不再多作阐述。

具体的，还包括控制器12，控制器12分别与蓄电池1和电机6连接。控制器用于控制电机6工作而开关阀门，电机6可采用步进电机，以提高控制阀球7的转动角度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种节能型管道阀门，其特征在于：包括阀体、电机、第一支架和蓄电池，阀体两侧分别设有进水口和出水口，阀体上设有第一滑槽，阀体内滑动设有滑套，滑套两侧均通过弹簧与阀体内壁连接，滑套内设有球阀组件，球阀组件上连接有阀杆，阀杆穿出滑套并转动套设有滑块，滑块滑动设于第一滑槽内，电机安装于滑块顶部上，其输出轴与阀杆连接，第一支架安装于进水口内，第一支架上穿设有第一转轴，第一转轴上设有桨叶，第一转轴连接有感应发电组件，蓄电池分别与电机和感应发电组件连接。

2.根据权利要求1所述的一种节能型管道阀门，其特征在于：感应发电组件包括第一齿轮、第二转轴、套筒和齿条，第一齿轮设于第一转轴上，第二转轴穿设于阀体上，且其两端分别设有第二齿轮和电枢绕组，第二齿轮与第一齿轮啮合，套筒转动套设于第二转轴上，套筒上架设有齿环，齿环位于电枢绕组外周，齿环两侧相对设有磁铁块，磁铁块与电枢绕组相匹配，齿条设于滑块上并与齿环啮合。

3.根据权利要求2所述的一种节能型管道阀门，其特征在于：套筒上固定套设有转盘，转盘上设有回缩槽，阀体上设有泄压孔和第二滑槽，第二滑槽与泄压孔相交，第二滑槽上设有避让槽，第二滑槽内设有滑杆，滑杆上设有销轴，销轴穿过避让口并活动设于回缩槽内。

4.根据权利要求3所述的一种节能型管道阀门，其特征在于：回缩槽包括同心滑槽和偏心滑槽，同心滑槽与偏心滑槽连接，偏心滑槽末端呈朝向第二转轴靠近延伸趋势。

5.根据权利要求2所述的一种节能型管道阀门，其特征在于：第二转轴与阀体通过单向轴承连接。

6.根据权利要求1所述的一种节能型管道阀门，其特征在于：球阀组件包括设于滑套内的阀球，阀球与阀杆连接，阀球两侧相对设有阀座，阀座镶设于滑套内。

7.根据权利要求1所述的一种节能型管道阀门，其特征在于：还包括控制器，控制器分别与蓄电池和电机连接。

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