CN115163896A - 燃气自闭阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气自闭阀，其中压力感应组件包括感应阀体、安装座体、金属压力弹片和感应轴杆，安装座体设于感应阀体上，金属压力弹片设于安装座体下端内，感应轴杆设于安装座体内且下端与金属压力弹片相抵，感应轴杆上设有轴杆凸起；球阀组件包括球阀体、球阀旋钮和球阀阀芯,其中球阀体与感应阀体连通，球阀阀芯设于球阀体内并通过球阀旋钮驱动转动，球阀旋钮上设有复位扭簧，球阀体靠近感应阀体一端设有过流切断阀芯；感应阀体上侧设有水平的旋钮顶轴，所述旋钮顶轴一端与感应轴杆相抵，另一端与球阀旋钮相抵，且所述旋钮顶轴通过与感应轴杆不同部位相抵实现移动。本发明灵敏度高，结构紧凑，操作简单可靠，并且延长了产品使用寿命。

Description

燃气自闭阀
技术领域
本发明涉及燃气安全技术领域，具体地说是一种燃气自闭阀。
背景技术
在城市燃气领域，由于燃气具有易泄露、易爆炸的特点，因此在燃气使用过程中一旦使用不当极易发生燃气事故，轻者造成用户的财产损失，重者危及用户生命安全，而为了减少燃气事故的发生，燃气企业及燃气设备供应商研发出各种燃气安全设备，燃气自闭阀就是其中之一，该产品能在燃气管道出现高压、欠压、过流时切断燃气，因此广泛应用于燃气工程中。
但如图7所示，现有的自闭阀设计都是采用磁铁和橡胶隔膜碗为主要原件，工作时橡胶隔膜碗随压力改变上下位置，并推动磁铁上下移动，磁铁又推动阀栓切断燃气，为了让阀门能有效工作，就必须保证磁铁在不同状态下对阀芯有明显的吸力变化，然而推动磁铁的动力是橡胶皮碗，所述橡胶皮碗必须具有足够大的面积才能产生足够大的推力，因此根据此原理设计的自闭阀一般体积较大，另外橡胶皮碗由于材质与弹簧等部件不同，其与弹簧力度等参数也很难保证一致，并且橡胶皮碗到期老化会使产品安全可靠性降低，因此产品寿命在三年到五年就得更换。
为了解决上述问题，现有技术中也出现了一些不采用橡胶皮碗的燃气自闭阀结构，如授权公告号为CN111006046B的中国发明专利中公开了一种具有齿轮齿条传动总成的燃气自闭阀，其正常工作时低压弹簧始终与齿轮上的限位部件相抵，低压弹簧产生的弹力较小，能够为齿轮提供支撑力，此时齿轮齿条组件处于平衡状态，当压力降低时，齿条具有向下的运动趋势，此时在低压弹簧作用下齿轮逆时针转动，压力过高时，齿条具有向上的运动趋势，限位部件压着低压弹簧，齿轮顺时针转动，该装置通过齿轮转动改变其与推动杆之间的平衡接触状态，并通过推动杆驱动滑动件上的小膜片关闭阀门，该装置虽然控制精度提高，但需配置齿轮齿条等结构，实际上增加了产品的生产和安装难度，提高了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃气自闭阀，其利用金属压力弹片感知燃气压力变化，并通过感应轴杆升降动作驱动旋钮顶轴移动，进而实现球阀组件的开启和闭合，灵敏度高，结构紧凑，操作简单可靠，并且延长了产品使用寿命。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种燃气自闭阀，包括球阀组件和压力感应组件，其中压力感应组件包括感应阀体、安装座体、金属压力弹片和感应轴杆，安装座体设于感应阀体上，金属压力弹片设于安装座体下端内，感应轴杆可升降地设于安装座体内且下端与金属压力弹片相抵，感应轴杆上设有轴杆凸起；球阀组件包括球阀体、球阀旋钮和球阀阀芯,其中球阀体与感应阀体连通，球阀阀芯设于球阀体内并通过设于球阀体上的球阀旋钮驱动转动，球阀旋钮上设有旋钮复位扭簧，球阀体靠近感应阀体一端设有过流切断阀芯；感应阀体上侧设有水平的旋钮顶轴，所述旋钮顶轴一端与感应轴杆相抵，另一端与球阀旋钮相抵，并且所述旋钮顶轴通过与感应轴杆不同部位相抵实现移动。
所述安装座体上端设有按钮，且所述感应轴杆通过按下所述按钮驱动下移。
所述按钮内部设有第一弹簧，且所述感应轴杆上端与所述第一弹簧连接，所述安装座体下端内设有第二弹簧，且压力正常时金属压力弹片与所述第二弹簧相抵，所述第二弹簧为记忆弹簧。
所述按钮内部设有按钮止口壁，所述第一弹簧外缘固定于所述按钮止口壁上，所述感应轴杆上端与所述第一弹簧中心连接，所述安装座体下端设有安装槽，所述金属压力弹片设于所述安装槽的槽口处，所述第二弹簧外缘固定于所述安装槽的槽底，所述感应轴杆下端伸入所述安装槽中并穿过所述第二弹簧后与所述金属压力弹片相抵。
所述安装槽的槽口设有弹片固定卡扣。
所述安装座体上端设有外壳，且所述外壳下端与所述安装座体上端螺纹连接，所述外壳上端设有压盖，且所述压盖压住所述按钮。
所述安装座体上端内设有控制模块和复位弹簧，所述复位弹簧套装于控制模块外侧，且所述复位弹簧上端与所述压盖下端相抵、下端与所述安装座体相抵，所述控制模块内嵌有物联网远程控制单元。
所述球阀组件包括旋钮轴，所述旋钮轴上端与所述球阀旋钮连接且连接处套装有所述旋钮复位扭簧，所述旋钮轴下端与所述球阀阀芯键连接。
所述球阀旋钮包括旋钮柄、旋钮套和连接轴，所述旋钮套上端设有旋钮柄、下端与所述球阀体螺纹连接，所述旋钮套内设有连接轴，且所述连接轴上端与所述旋钮柄连接、下端与所述旋钮轴连接，所述连接轴上套装有所述旋钮复位扭簧。
所述球阀体外侧设有气味环。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明利用金属压力弹片感知燃气压力变化，并通过感应轴杆升降动作驱动旋钮顶轴移动，进而实现球阀组件的开启和闭合，能够感知高压、低压、正常压力、过流等各种情况下的燃气状态并自动切断燃气通道，灵敏度高。
2、本发明利用微小的金属压力弹片保证了随燃气压力变化的灵敏度，且动作幅值小，而感应轴杆和旋钮顶轴的两级动力传递将金属压力弹片的形变最终转化为阀门旋钮控制动作，从而使得本发明保证灵敏度的同时，整体结构更加紧凑，有效减小产品体积。
3、本发明利用金属压力弹片、感应轴杆、旋钮顶轴等结构代替了现有的磁铁、橡胶隔膜碗结构，有效延长了产品的使用寿命。
4、本发明在金属压力弹片上方设有记忆弹簧制成的第二弹簧实现高温切断功能，当温度大幅升高时记忆弹簧会自动膨胀使金属压力弹片下凹并带动感应轴杆下移，从而自动关闭阀门。
5、本发明除了感知燃气压力实现燃气自动切断外，正常操作也简单可靠，其中本发明可以通过下压按钮实现正常关闭阀门，也可以通过旋拧外壳实现长时间关闭阀门。
6、本发明可根据需要在安装座体内设置控制模块，并且所述控制模块内嵌装物联网远程控制单元，可以通过物联网远程控制阀门开启和闭合，操作更加简单方便。
7、本发明可根据需要在球阀组件上设置驱离动物的气味环，以防止老鼠等咬坏胶管，避免意外发生。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1中本发明的局部放大图，
图3为本发明在燃气压力正常时的状态示意图，
图4为本发明低压切断时的状态示意图，
图5为本发明高压切断时的状态示意图，
图6为本发明过流切断时的状态示意图，
图7为现有技术中的燃气自闭阀结构示意图。
其中，1为卡环，2为外壳，3为卡圈，4为压盖，5为按钮，6为第一弹簧，7为第二弹簧，8为复位弹簧，9为控制模块，10为安装座体，11为感应轴杆，1101为轴杆凸起，12为金属压力弹片，13为弹片固定卡扣，14为感应阀体，15为旋钮顶轴，16为球阀旋钮，161为旋钮柄，162为旋钮套，17为过流切断阀芯，18为限位挡板，19为旋钮复位扭簧，20为球阀体，21为旋钮轴，22为球阀阀芯，23为过流切断阀座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～6所示，本发明包括球阀组件和压力感应组件，其中压力感应组件包括感应阀体14、安装座体10、金属压力弹片12和感应轴杆11，安装座体10设于感应阀体14上，金属压力弹片12设于安装座体10下端内，感应轴杆11可升降地设于安装座体10内部且下端与所述金属压力弹片12相抵，所述感应轴杆11上设有轴杆凸起1101；所述球阀组件包括球阀体20、球阀旋钮16和球阀阀芯22,其中球阀体20与感应阀体14螺纹连接且内部连通形成燃气通道，球阀阀芯22设于球阀体20内部并通过设于球阀体20上的球阀旋钮16驱动转动，并且所述球阀旋钮16上设有旋钮复位扭簧19，所述球阀体20靠近所述感应阀体14一端内部设有过流切断阀芯17；所述感应阀体14上侧设有水平的轴杆通道，所述轴杆通道内设有旋钮顶轴15，且所述旋钮顶轴15一端与所述感应轴杆11相抵，另一端与设于所述球阀旋钮16外表面的旋钮凸起相抵。如图3～6所示，本发明工作时，所述金属压力弹片12感应管道内的燃气压力，并根据高压、低压、正常压力三种情况发生形变驱动所述感应轴杆11竖直升降，从而使所述旋钮顶轴15与感应轴杆11的不同部位相抵，其中图3所示正常压力时，所述感应轴杆11上的轴杆凸起1101与所述旋钮顶轴15相抵，此时旋钮顶轴15前移抵住球阀旋钮16使球阀阀芯22处于开启状态，同时球阀旋钮16内的旋钮复位扭簧19处于拉紧状态，而低压时，由于管道内部压力相对较小，此时如图4所示，金属压力弹片12向下凹陷使所述感应轴杆11下降，所述旋钮顶轴15不再与所述轴杆凸起1101相抵，而是与所述轴杆凸起1101上侧的感应轴杆11部分相抵，这样旋钮顶轴15便不再顶紧所述球阀旋钮16，所述球阀旋钮16在所述旋钮复位扭簧19驱动下转动，并使球阀阀芯22旋转90°切断燃气通道，而高压时如图5所示，金属压力弹片12在内部高压燃气作用下向上进一步凸出，进而使所述感应轴杆11上升，旋钮顶轴15不再与所述轴杆凸起1101相抵，而是与所述轴杆凸起1101下侧的感应轴杆11部分相抵，这样旋钮顶轴15同样不再顶紧所述球阀旋钮16，球阀旋钮16驱动球阀阀芯22旋转90°切断燃气通道。所述金属压力弹片12可采用弹簧钢等材料制成，可保证与各个弹簧参数一致。
如图1～2所示，所述安装座体10上端设有按钮5，当阀门需要正常关闭时，所述感应轴杆11通过按下所述按钮5驱动下移，此时同样所述轴杆凸起1101不再与旋钮顶轴15相抵，旋钮顶轴15不再顶紧所述球阀旋钮16，球阀旋钮16驱动球阀阀芯22旋转90°切断燃气通道。
如图1～2所示，所述按钮5内部设有第一弹簧6，且所述感应轴杆11上端与所述第一弹簧6连接，所述安装座体10下端内设有第二弹簧7，且压力正常时金属压力弹片12与所述第二弹簧7相抵。所述第二弹簧7为记忆弹簧用于实现高温切断功能，其原理为当温度大幅升高时所述记忆弹簧会自动膨胀使所述金属压力弹片12下凹并带动感应轴杆11下移，从而关闭阀门，所述记忆弹簧为本领域公知技术且为市购产品。
如图2所示，所述按钮5内部设有按钮止口壁501，所述第一弹簧6外缘固定于所述按钮止口壁501上，所述感应轴杆11上端与所述第一弹簧6中心连接，所述安装座体10下端设有安装槽1001，所述金属压力弹片12设于所述安装槽1001的槽口处，所述第二弹簧7外缘固定于所述安装槽1001的槽底，所述感应轴杆11下端伸入所述安装槽1001中并穿过所述第二弹簧7后与所述金属压力弹片12相抵，所述安装槽1001的槽口设有弹片固定卡扣13将所述金属压力弹片12边缘固定于所述安装座体10上。
如图2所示，所述安装座体10上端设有可旋转的外壳2，且所述外壳2下端内设有卡圈3与所述安装座体10上端螺纹连接，这样旋转所述外壳2便可以实现其相对于安装座体10的升降移动，所述外壳2上端设有压盖4，且所述压盖4压住所述按钮5，当需要长时间关闭阀门时，操作人员可旋转所述外壳2使其下降，并通过压盖4驱动按钮5下降，进而驱动所述感应轴杆11下降并保持其下降状态，从而实现长时间关闭阀门目的，当需要打开阀门时则反向旋转所述外壳2使其上升，所述按钮5、感应轴杆11、金属压力弹片12等部件自动恢复原位。如图2所示，所述压盖4上端设有卡环1实现其与所述外壳2连接。另外所述安装座体10一侧设有容置所述旋钮顶轴15的轴杆通道，所述外壳2外侧设有限位挡板18延长所述轴杆通道距离，以避免所述旋钮顶轴15脱离。
如图1～2所示，所述安装座体10上端内设有控制模块9和复位弹簧8，所述复位弹簧8套装于控制模块9外侧，且所述复位弹簧8上端与所述压盖4下端相抵，所述复位弹簧8下端与所述安装座体10相抵，所述控制模块9为电磁控制模块，其设有电磁铁线圈等结构，当电磁铁线圈通电时产生电磁吸力并吸引所述感应轴杆11上升移动使球阀组件关闭，当电磁铁线圈断电时电磁吸力消失，复位弹簧8驱动所述感应轴杆11恢复原位，此为本领域公知技术，如授权公告号为CN210692253U的中国发明专利中就公开了一种电磁传感器结构，但本发明在所述控制模块9中加入了物联网远程控制单元，可以实现通过物联网远程控制所述电磁铁线圈通断电，进而实现远程控制本发明开启和关闭。所述物联网远程控制单元为编程设计且为本领域公知技术。
如图1所示，所述球阀组件还包括旋钮轴21，所述旋钮轴21上端与所述球阀旋钮16连接且连接处套装有所述旋钮复位扭簧19，所述旋钮轴21下端与所述球阀阀芯22键连接以驱动其转动，所述球阀阀芯22内设有阀芯通孔，如图1所示，当所述阀芯通孔两侧均与阀体内的燃气通道连通时，阀体处于开启状态，而如图4所示，当所述球阀阀芯22旋转90°后，所述阀芯通孔不再与阀体内的燃气通道连通，阀体处于关闭状态。
如图1所示，所述球阀旋钮16包括旋钮柄161、旋钮套162和连接轴，所述旋钮套162上端设有旋钮柄161、下端与所述球阀体20螺纹连接，所述旋钮套162内设有连接轴，且所述连接轴上端与所述旋钮柄161连接、下端与所述旋钮轴21连接，所述连接轴上套装有所述旋钮复位扭簧19。
如图6所示，所述球阀体20靠近所述感应阀体14一端内部设有过流切断阀芯17和过流切断阀座23，且所述过流切断阀芯17可移动地设于所述过流切断阀座23中，当燃气超过流量时，所述过流切断阀芯17启动切断燃气通道，此为本领域公知技术，本实施例中采用的过流切断阀芯17和过流切断阀座23与CN208204111U专利中的结构相同。
所述球阀体20外侧合适位置(比如管口)可根据需要套装一个用于驱动动物的气味环，以防止老鼠等咬坏胶管。所述气味环为本领域公知技术，比如在环壁内设置空腔承装可以驱走动物的气味剂，而在环壁上均布直径小于气味剂颗粒直径的透气小孔以使气味透出。
本发明的工作原理为：
如图7所示，现有的自闭阀设计都是采用磁铁和橡胶隔膜碗为主要原件，而如图1～6所示，本发明利用金属压力弹片12、感应轴杆11、旋钮顶轴15等代替现有的磁铁和橡胶隔膜碗结构。
本发明工作时，所述金属压力弹片12感应管道内的燃气压力，并根据高压、低压、正常压力三种情况发生形变驱动所述感应轴杆11竖直升降，从而使所述旋钮顶轴15与感应轴杆11的不同部位相抵，其中图3所示正常压力时，所述感应轴杆11上的轴杆凸起1101与所述旋钮顶轴15相抵，此时旋钮顶轴15向前抵住球阀旋钮16使球阀阀芯22处于开启状态，同时球阀旋钮16内的旋钮复位扭簧19处于拉紧状态，而低压时如图4所示，由于管道内部压力较小，金属压力弹片12向下凹陷并使所述感应轴杆11下降，所述旋钮顶轴15不再与所述轴杆凸起1101相抵，旋钮顶轴15不再顶紧所述球阀旋钮16，所述球阀旋钮16在所述旋钮复位扭簧19驱动下转动，并使球阀阀芯22旋转90°切断燃气通道，而高压时如图5所示，金属压力弹片12在内部高压燃气作用下向上进一步凸出，进而使所述感应轴杆11上升，旋钮顶轴15不再与所述轴杆凸起1101相抵，而是与所述轴杆凸起1101下侧的感应轴杆11部分相抵，这样旋钮顶轴15同样不再顶紧所述球阀旋钮16，球阀旋钮16驱动球阀阀芯22旋转90°切断燃气通道，当需要过流保护时，如图6所示，所述过流切断阀芯17启动切断燃气通道。
另外如图2所示，所述安装座体10上端设有按钮5，当阀门需要正常关闭时，所述感应轴杆11通过按下所述按钮5驱动下移，此时所述轴杆凸起1101同样不再与旋钮顶轴15相抵，实现阀门开启，而松开所述按钮5时，所述按钮5、感应轴杆11、金属压力弹片12等可自动恢复原位。而当需要长时间关闭阀门时，操作人员可旋转安装座体10上端的外壳2使其下降，并通过压盖4驱动按钮5下降，进而驱动所述感应轴杆11下降并保持其下降状态，从而实现长时间关闭阀门目的，当需要打开阀门时则反向旋转所述外壳2使其上升，所述按钮5、感应轴杆11、金属压力弹片12等部件自动恢复原位。
如图2所示，本发明的安装座体10下端内设有第二弹簧7，且正常压力状态时所述第二弹簧7与所述金属压力弹片12相抵，所述第二弹簧7为记忆弹簧并用于实现高温切断功能，其原理为当温度大幅升高时所述记忆弹簧会自动膨胀使所述金属压力弹片12下凹并带动感应轴杆11下移，从而关闭阀门。
如图2所示，所述安装座体10内部还设有控制模块9和复位弹簧8，所述控制模块9可采用电磁控制模块，并且所述控制模块9中可嵌入物联网远程控制单元，可以实现通过物联网远程控制所述电磁控制模块的电磁铁线圈通断电，进而实现远程控制本发明开启和关闭。
另外本发明在球阀组件外侧设有气味环用于驱离动物，避免动物咬坏胶管。
本发明利用金属压力弹片12感知燃气压力变化，并通过所述感应轴杆11升降动作驱动旋钮顶轴15移动，进而实现球阀组件的开启和闭合，其中微小的金属压力弹片12保证了随燃气压力变化的灵敏度，且动作幅值小，而感应轴杆11和旋钮顶轴15的两级动力传递将金属压力弹片12的形变最终转化为阀门旋钮控制动作，从而使得本发明保证灵敏度的同时，整体结构更加紧凑，有效减小产品体积。

Claims (10)

1.一种燃气自闭阀，其特征在于：包括球阀组件和压力感应组件，其中压力感应组件包括感应阀体(14)、安装座体(10)、金属压力弹片(12)和感应轴杆(11)，安装座体(10)设于感应阀体(14)上，金属压力弹片(12)设于安装座体(10)下端内，感应轴杆(11)可升降地设于安装座体(10)内且下端与金属压力弹片(12)相抵，感应轴杆(11)上设有轴杆凸起(1101)；球阀组件包括球阀体(20)、球阀旋钮(16)和球阀阀芯(22),其中球阀体(20)与感应阀体(14)连通，球阀阀芯(22)设于球阀体(20)内并通过设于球阀体(20)上的球阀旋钮(16)驱动转动，球阀旋钮(16)上设有旋钮复位扭簧(19)，球阀体(20)靠近感应阀体(14)一端设有过流切断阀芯(17)；感应阀体(14)上侧设有水平的旋钮顶轴(15)，所述旋钮顶轴(15)一端与感应轴杆(11)相抵，另一端与球阀旋钮(16)相抵，并且所述旋钮顶轴(15)通过与感应轴杆(11)不同部位相抵实现移动。
2.根据权利要求1所述的燃气自闭阀，其特征在于：所述安装座体(10)上端设有按钮(5)，且所述感应轴杆(11)通过按下所述按钮(5)驱动下移。
3.根据权利要求2所述的燃气自闭阀，其特征在于：所述按钮(5)内部设有第一弹簧(6)，且所述感应轴杆(11)上端与所述第一弹簧(6)连接，所述安装座体(10)下端内设有第二弹簧(7)，且压力正常时金属压力弹片(12)与所述第二弹簧(7)相抵，所述第二弹簧(7)为记忆弹簧。
4.根据权利要求3所述的燃气自闭阀，其特征在于：所述按钮(5)内部设有按钮止口壁(501)，所述第一弹簧(6)外缘固定于所述按钮止口壁(501)上，所述感应轴杆(11)上端与所述第一弹簧(6)中心连接，所述安装座体(10)下端设有安装槽(1001)，所述金属压力弹片(12)设于所述安装槽(1001)的槽口处，所述第二弹簧(7)外缘固定于所述安装槽(1001)的槽底，所述感应轴杆(11)下端伸入所述安装槽(1001)中并穿过所述第二弹簧(7)后与所述金属压力弹片(12)相抵。
5.根据权利要求4所述的燃气自闭阀，其特征在于：所述安装槽(1001)的槽口设有弹片固定卡扣(13)。
6.根据权利要求2所述的燃气自闭阀，其特征在于：所述安装座体(10)上端设有外壳(2)，且所述外壳(2)下端与所述安装座体(10)上端螺纹连接，所述外壳(2)上端设有压盖(4)，且所述压盖(4)压住所述按钮(5)。
7.根据权利要求6所述的燃气自闭阀，其特征在于：所述安装座体(10)上端内设有控制模块(9)和复位弹簧(8)，所述复位弹簧(8)套装于控制模块(9)外侧，且所述复位弹簧(8)上端与所述压盖(4)下端相抵、下端与所述安装座体(10)相抵，所述控制模块(9)内嵌有物联网远程控制单元。
8.根据权利要求1所述的燃气自闭阀，其特征在于：所述球阀组件包括旋钮轴(21)，所述旋钮轴(21)上端与所述球阀旋钮(16)连接且连接处套装有所述旋钮复位扭簧(19)，所述旋钮轴(21)下端与所述球阀阀芯(22)键连接。
9.根据权利要求8所述的燃气自闭阀，其特征在于：所述球阀旋钮(16)包括旋钮柄(161)、旋钮套(162)和连接轴，所述旋钮套(162)上端设有旋钮柄(161)、下端与所述球阀体(20)螺纹连接，所述旋钮套(162)内设有连接轴，且所述连接轴上端与所述旋钮柄(161)连接、下端与所述旋钮轴(21)连接，所述连接轴上套装有所述旋钮复位扭簧(19)。
10.根据权利要求1所述的燃气自闭阀，其特征在于：所述球阀体(20)外侧设有气味环。
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