CN116045024A - 阀门组件及阀门控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀门组件及阀门控制系统，控制系统通过对液体流量的参数检测后反馈给MCU控制器，从而通过MCU下达指令对阀门开度的有效控制。其中，阀门组件包括：壳体，壳体内形成有容纳腔；球体，球体收容于容纳腔内；阀座，阀座设置于容纳腔内且阀座的一端形成有适于与球体外表面止抵的限位面，阀座的另一端形成有密封面；密封件，所述密封件设置于所述密封面与所述容纳腔的内壁之间。根本发明的阀门组件通过将密封件设置于密封面与容纳腔内壁之间，实现了容纳腔与阀座之间的密封以及阀座与球体之间的密封，简化阀体的密封结构，降低制造成本，提高了阀门组件的密封效果。

Description

阀门组件及阀门控制系统

技术领域

本发明涉及阀门领域，尤其是涉及一种阀门组件及阀门控制系统。

背景技术

阀在生活中很常见，但是以普通阀门居多，性能不够优越，相关技术中，传统的对于阀球的密封方式一般有两种。一种密封方式通过阀座本身与球体压紧达到密封，但由于这种密封方式压紧力较大，并且长期开关阀导致阀座磨损，产生间隙，密封效果变差，从而阀体会产生泄漏。

另一种密封方式如图1所示，91为阀体、92为密封圈、93为阀座、94为弹簧、95为球体、96为阀盖，通过在阀座93后套设弹簧以及在阀座93与阀盖96之间设置密封圈92的复杂结构来保证阀体91的密封性，弹簧94与密封圈92受力压缩变形，当阀座93磨损后，弹簧94与密封圈92恢复原状时产生的弹性力的作用仍能达到一定的密封效果，从而防止阀座93磨损后阀体91发生泄漏，但此种密封方式结构复杂所需材料多，装配复杂，制造成本高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种阀门组件。根据本发明的阀门组件通过将密封件设置于密封面与容纳腔内壁之间，实现了容纳腔与阀座之间的密封以及阀座与球体之间的密封，简化了阀体的密封结构，降低了制造成本，提高了阀门组件的密封效果。

根据本发明的阀门组件包括：壳体，所述壳体内形成有容纳腔；球体，所述球体收容于所述容纳腔内；阀座，所述阀座设置于所述容纳腔内且所述阀座的一端形成有适于与所述球体外表面止抵的限位面，所述阀座的另一端形成有密封面；密封件，所述密封件设置于所述密封面与所述容纳腔的内壁之间。根据本发明的阀门组件通过将密封件设置于密封面与容纳腔内壁之间，实现了容纳腔与阀座之间的密封以及阀座与球体之间的密封，简化阀体的密封结构，降低制造成本，提高了阀门组件的密封效果。

根据本发明的阀门组件通过将密封件套设于密封面与容纳腔的内壁之间，减小了阀座与容纳腔之间的磨损，同时，当密封件会受到压力作用时，使得阀座与容纳腔内壁产生侧密封；当密封件会受到来自由容纳腔内壁朝向密封面的力的作用时，密封件会产生反作用力，从而将限位面与球体压紧，实现球体与阀座之间的密封。因此，本发明的阀门组件可以只通过密封件就实现球体与阀座、阀座与容纳腔内壁两个方面的密封，从而简化了阀体的密封结构，降低了阀门组件的制造成本，提高了阀门组件的密封效果。

根据本发明的一些实施例，阀座包括：阀座本体，所述阀座本体上形成有第一密封面；限位部，所述限位部设置于所述第一密封面且朝向远离所述阀座的方向延伸，所述限位部的外周形成有第二密封面；其中所述密封件套设于所述限位部的外周且分别止抵于所述第一密封面与所述容纳腔的内壁之间、所述第二密封面与所述容纳腔的内壁之间。

根据本发明的一些实施例，所述容纳腔内壁和阀座外表面均形成台阶状结构，容纳腔内壁台阶状结构和阀座外表面台阶状结构相互耦合，二者台阶状结构之间夹持密封件，使密封件沿着球体旋转的径向和轴向均受挤压力。

根据本发明的一些实施例，所述台阶状结构为一阶，所述容纳腔的内壁上形成有第一止挡面和第二止挡面，所述第一止挡面与所述第一密封面正对，所述第二止挡面与所述第二密封面正对；其中，所述第一止挡面与所述第二止挡面彼此正交。

根据本发明的一些实施例，所述限位面构造为与所述球体外表面贴合的圆弧面。

根据本发明的一些实施例，壳体包括：壳体本体，所述壳体本体内形成有所述容纳腔，所述壳体本体上形成有与所述容纳腔连通的球体安装孔；阀盖，所述阀盖可拆卸地设置于所述壳体上以适于封闭所述球体安装孔。

根据本发明的一些实施例，所述容纳腔沿所述壳体本体的轴向延伸，所述球体安装孔设置于所述壳体本体位于容纳腔的径向一侧。

根据本发明的一些实施例，所述球体上连接有转动杆，所述阀盖和/或所述壳体本体上形成有适于与所述转动杆配合的枢转槽。

根据本发明的一些实施例；所述球体上设置有第一转动杆和第二转动杆，所述第一转动杆和所述第二转动杆背离彼此在所述容纳腔的径向上延伸。

根据本发明的一些实施例，所述第一转动杆的外周套设有第一垫圈、所述第二转动杆的外周套设有第二垫圈，所述第一垫圈设置于所述球体与所述阀盖之间，所述第二垫圈设置于所述球体与所述容纳腔的内壁之间。

根据本发明的一些实施例，所述阀盖上形成有所述枢转槽，所述枢转槽与所述转动杆之间设置有转动杆密封圈。

根据本发明的一些实施例，所述阀盖与所述壳体本体紧固件连接和/或卡扣连接。

还公开了一种阀门控制系统，包括上述的阀门组件，所述阀门组件连接于执行器，且所述执行器连接于传感器，所述传感器设置于与所述阀门组件连通的流体中，用以检测流体参数后反馈给执行器中的MCU。

根据本发明的一些实施例；所述执行器内部包括与MCU连接的控制电路、与MCU连接的检测电路、与控制电路连接的驱动电机；所述驱动电机的输出轴连接于阀门组件的阀转动杆上；所述检测电路连接的传感器以对流体的参数检测后反馈给MCU控制器，通过MCU下达指令给驱动电机再对阀门控制。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是传统阀体的结构示意图；

图2是本发明的阀门组件控制系统的结构示意图；

图3是本发明的阀门组件控制系统的原理示意图；

图4是本发明的阀门组件的结构示意图；

图5是本发明的阀门组件的装配示意图；

图6是图5中圈示部分C的局部放大图；

图7是本发明的阀门组件的球体结构示意图；

图8是本发明的阀门组件的阀座结构示意图；

图9是本发明的阀门组件的俯视图。

附图标记：

阀门组件1；执行器2；驱动轴3；传感器4；导线5；

壳体11、阀盖114；

球体12、第一转动杆121、第二转动杆122；

阀座13、限位面131、第一密封面132、第二密封面133；

密封件14；

枢转槽101、第一垫圈102、第二垫圈103、转动杆密封圈104。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图2-图9描述根据本发明实施例的阀门组件及阀门组件控制系统。

其中，图2和图3所示，本发明所涉及的阀门组件控制系统的结构图和原理图，包括阀门组件1；执行器2；驱动轴3；传感器4；导线5；阀门组件1的阀转动杆通过驱动轴3连接于执行器2，执行器内部包括与MCU连接控制电路，控制电路连接驱动电机，驱动电机的输出轴连接于阀门组件1的阀转动杆上；而执行器2内部的MCU另一端还连接有检测电路，检测电路连接于传感器4，其中，传感器4为温度传感器、流量传感器等等，通过对液体流量的参数检测后反馈给MCU控制器，从而通过MCU下达指令对阀门开度的有效控制，从而保证了调节的动态平衡。

如图4-图9所示，根据本发明的阀门组件1包括：壳体11、球体12、阀座13、密封件14，壳体11内形成有容纳腔；球体12收容于容纳腔内；阀座13设置于容纳腔内且阀座13的一端形成有适于与球体12外表面止抵的限位面131，阀座13的另一端形成有第一密封面132；密封件14设置于密封面与容纳腔的内壁之间。在壳体11与阀座13只使用了一道密封，直接减少了材料，降低了成本，此发明的密封尽管只用了一道却达到了二道密封，一旦失效一道，还有一道可保证防水的功能，提高了防水的可靠性。

具体地，阀门组件1主要由壳体11、球体12、阀座13、限位部以及密封件14组成，壳体11内形成有容纳腔，容纳腔可以用于容纳球体12，阀座13也设置于容纳腔内，且阀座13的一端形成有与球体12外表面止抵的限位面131，限位面131可以用于限制球体12在容纳腔中的运动，阀座13的另一端形成有密封面，密封件14设置于第二密封面133与容纳腔的内壁之间，减小了阀座13与容纳腔之间的磨损。

此外，当密封件14受到如图6所示的A方位压力作用时，使得阀座13与容纳腔内壁产生压密封；当密封件14受到来自由容纳腔内壁朝向密封面B方位力的作用时，密封件14会产生反作用力，从而将限位面131与球体12压紧，实现球体12与阀座13之间的密封。因此，本发明的阀门组件1可以只通过密封件14就实现球体12与阀座13、阀座13与容纳腔内壁两个方向的密封，不仅仅简化了阀体的密封结构，降低了阀门组件1的制造成本，还提高了阀门组件1的密封效果。

根据本发明的阀门组件1通过密封件14设置于密封面与容纳腔的内壁之间，减小了阀座13与容纳腔之间的磨损，同时，当密封件14受到压力作用时，使得阀座13与容纳腔内壁产生压密封；当密封件14受到来自由容纳腔内壁朝向密封面力的作用时，密封件14会产生反作用力，从而将限位面131与球体12压紧，实现球体12与阀座13之间的密封。因此，本发明的阀门组件1可以只通过一个密封件14就实现球体12与阀座13、阀座13与容纳腔内壁两个方向的密封，从而简化了阀体的密封结构，降低了阀门组件1的制造成本，提高了阀门组件1的密封效果。

根据本发明的一些实施例，如图8，阀座13包括阀座本体和限位部，阀座本体和限位部之间交界处形成台阶状，用于容纳密封结构，阀座本体上形成有第一密封面132，限位部设置于第一密封面132且朝向远离阀座13的方向延伸，限位部的外周形成有第二密封面133；其中密封件套设于限位部的外周且分别止抵于第一密封面132与容纳腔的内壁之间、第二密封面133与容纳腔的内壁之间。

具体地，阀座本体上形成有第一密封面132，且在第一密封面132上设置有朝向远离阀座13方向延伸的限位部，限位部可以与容纳腔内壁相配合，实现阀座13与容纳腔内壁的密封，限位部的外周形成有第二密封面133，密封件14套设于限位部的外周且分别止抵于第一密封面132与容纳腔的内壁之间、第二密封面133与容纳腔的内壁之间，减小了阀座13与容纳腔之间的磨损。

此外，如图6所示，当密封件14受到A向力的作用时，密封件14朝A向压缩变形，使得阀座13与容纳腔内壁产生侧密封；当密封件14受到B向力的作用时，密封件14朝B向压缩变形，当密封件14恢复原状时，密封件14会产生弹性作用力，从而将限位面131与球体12压紧，实现球体12与阀座13之间的压密封。

根据本发明的一些实施例，容纳腔的内壁和阀座13外表面均形成二者相互耦合的台阶状结构，容纳腔内壁的台阶状结构和阀座13外表面的台阶状结构之间相互耦合，如图4所示，容纳腔的内壁台阶状结构和阀座13外表面阶状结构之间夹持密封件14，使密封件14沿着球体12旋转的径向和轴向均受挤压力。具体地，如图5所示，容纳腔的内壁和阀座13外表面均形成有台阶状结构，且容纳腔内壁外表面形成的台阶状结构与阀座13外表面形成的台阶状结构二者相互耦合，使得容纳腔内壁可以与阀座13紧密贴合，提高了阀座13与容纳腔内壁之间的密封性。其中，台阶状结构的可以为多阶，每层阶级之间都可以夹持密封件14，本发明如图4所述的以一阶为实施例阐述技术内容，但是，不限于一阶层。

此外，容纳腔内壁外表面形成的台阶状结构与阀座13外表面形成的台阶状结构二者之间夹持有密封件14，使得密封件14沿着球体12旋转的径向和轴向均受挤压力，如图6所示，当密封件14受到径向压力，即A方位压力作用时，使得阀座13与容纳腔内壁产生侧密封，当密封件14受到轴向压力，即B方位力的作用时，密封件14朝B向压缩变形，当密封件14恢复原状时，密封件14会产生弹性作用力，从而将阀座13与阀球12压紧，实现阀球12与阀座13之间的压密封。

根据本发明的一些实施例，台阶状结构为一阶，容纳腔的内壁上形成有第一止挡面和第二止挡面，第一止挡面与第一密封面132正对，第二止挡面与第二密封面133正对；其中，第一止挡面与第二止挡面彼此正交。具体地，台阶状结构为一阶，容纳腔内壁上形成有第一止挡面和第二止挡面，密封件14套设于限位部的外周且密封件14分别止抵于第一止挡面与第一密封面132之间、第二止挡面与第二密封面133之间，由于第一止挡面与第二止挡面彼此正交，因此密封件14可以受到来自轴向和径向两个方向力的作用，从而使密封件14可以被充分的挤压，提高了密封件14的受力效果。

此外，当外力对阀体产生力的效果时，由于第一止挡面与第一密封面132正对设置，第二止挡面与第二密封面133正对设置，使得密封件14受力更加均衡，有的放矢，减小了密封件14对阀座13以及容纳腔内壁的磨损，提高了阀门组件1的密封效果。

根据本发明的一些实施例，限位面131构造为与球体12外表面贴合的圆弧面。具体地，限位面131可以构造为与球体12外表面相贴合的圆弧面，增大了球体12与阀座13之间的接触面积，提高了球体12与阀座13之间的稳定性，同时，球体12在容纳腔内转动时，限位面131构造为圆弧面可以减小对球体12转动的干涉，减小球体12与阀座13之间的磨损，提高了阀门组件1的密封效果。

根据本发明的一些实施例，壳体11包括壳体本体和阀盖114，壳体本体内形成有容纳腔，壳体本体上形成有与容纳腔连通的球体安装孔；阀盖114可拆卸地设置于壳体11上以适于封闭球体安装孔。具体地，壳体11由壳体本体和阀盖114组成，壳体本体内形成有容纳腔，容纳腔内可以用于收容球体12，由于球体12体积过大，直接将球体12安装入容纳腔过于困难，因此在壳体本体上形成有与容纳腔连通的阀安装孔，降低了球体12的安装难度，使得球体12的装配更加轻松。阀盖114可拆卸地设置于壳体11上，且阀盖114可以将球体安装孔封闭，有效防止阀体从球体安装孔位置发生泄露，提高了阀体的密封性。

根据本发明的一些实施例，容纳腔沿壳体本体的轴向延伸，球体安装孔设置于壳体本体位于容纳腔的径向一侧。具体地，容纳腔沿壳体11的轴向延伸。由于球体12的直径大于容纳腔的直径，无法通过在容纳腔轴向两端设置球体安装孔来将球体12安装于容纳腔内，因此将球体安装孔设置于壳体本体位于容纳腔的径向一侧，可以更加方便地将球体12安装于容纳腔内，降低了球体12的安装难度，从而提高了阀门组件1的装配效率。

根据本发明的一些实施例，球体12上连接有转动杆，阀盖114和/或壳体本体上形成有适于与转动杆配合的枢转槽101。具体地，球体12上连接有转动杆，阀盖114或壳体本体上形成有与转动杆配合的枢转槽101，转动杆可以安装于枢转槽101内，限制了转动杆的转动，从而防止转动杆带动球体12转动，提高了球体12在容纳腔中的稳定性。

根据本发明的一些实施例，球体12上设置有第一转动杆121和第二转动杆122，第一转动杆121和第二转动杆122背离彼此在容纳腔的径向上延伸。具体地，球体12上形成有第一转动杆121与第二转动杆122，且第一转动杆121和第二转动杆122背离彼此在容纳腔的径向上延伸，第二转动杆122与容纳腔底壁采取插接配合的方式进行连接，在球体12的装配和拆卸过程中，装配人员可以通过操作第一转动杆121来实现第二转动杆122与容纳腔底壁的连接或分离，降低了球体12的装配难度，提高了球体12的安装效率。

根据本发明的一些实施例，第一转动杆121的外周套设有第一垫圈102、第二转动杆的外周套设有第二垫圈103，第一垫圈102设置于球体12与阀盖114之间，第二垫圈103设置于球体12与容纳腔的内壁之间。具体地，第一转动杆121的外周套设有第一垫圈102，第一垫圈102设置于球体12与阀盖114之间，当阀盖114受到外力作用时，第一垫圈102可以起到缓冲作用，减小了阀盖114与球体12之间的摩擦，防止阀盖114损伤球体12。

此外，第二转动杆122的外周套设有第二垫圈103，第二垫圈103设置于球体12与容纳腔之间，当容纳腔底部受到外力作用时，第二垫圈103可以起到缓冲作用，减小了容纳腔底壁与球体12之间的摩擦，防止容纳腔底壁损伤球体12。

根据本发明的一些实施例，阀盖114上形成有枢转槽101，枢转槽101与转动杆之间设置有转动杆密封圈104。具体地，阀盖114上形成有枢转槽101，枢转槽101可以与转动杆相配合防止球体12在容纳腔内发生转动，枢转槽101与转动杆之间设置有转动杆密封圈104，转动杆密封圈104可以通过自身受力压缩的弹性形变来增强转动杆与枢转槽101之间的密封性，从而提高阀门组件1的密封效果。

根据本发明的一些实施例，阀盖114与壳体本体紧固件连接和/或卡扣连接。具体地，阀盖114与壳体本体之间可以采取紧固件连接或卡扣连接，这种上装式的球阀。阀体是一体式的，密封更可靠，加强了阀盖114与壳体本体之间连接的稳定性与可靠性，阀安装在管道上可以直接进行维修，不用拆卸，直接在管道上将螺丝拆解，阀的球体12、阀座13均可维修更换，降低阀盖114与壳体本体之间的装配和拆卸的难度，从而提高了阀门组件1的密封效果与阀门组件1的装配效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种阀门组件，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内形成有容纳腔；

球体，所述球体收容于所述容纳腔内；

阀座，所述阀座设置于所述容纳腔内且所述阀座的一端形成有适于与所述球体外表面止抵的限位面，所述阀座的另一端形成有密封面；

密封件，所述密封件设置于所述密封面与所述容纳腔的内壁之间；

其中所述阀座包括：阀座本体，所述阀座本体上形成有第一密封面；

限位部，所述限位部设置于所述第一密封面且朝向远离所述阀座的方向延伸，所述限位部的外周形成有第二密封面；

所述密封件套设于所述限位部的外周且分别止抵于所述第一密封面与所述容纳腔的内壁之间、所述第二密封面与所述容纳腔的内壁之间。

2.根据权利要求1所述的阀门组件，其特征在于，所述容纳腔内壁和阀座外表面均形成台阶状结构，容纳腔内壁台阶状结构和阀座外表面台阶状结构相互耦合，二者台阶状结构之间夹持密封件，使密封件沿着球体旋转的径向和轴向均受挤压力。

3.根据权利要求2所述的阀门组件，其特征在于，所述台阶状结构为一阶，所述容纳腔的内壁上形成有第一止挡面和第二止挡面，所述第一止挡面与所述第一密封面正对，所述第二止挡面与所述第二密封面正对；其中，所述第一止挡面与所述第二止挡面彼此正交。

4.根据权利要求3所述的阀门组件，其特征在于，所述限位面构造为与所述球体外表面贴合的圆弧面。

5.根据权利要求1所述的阀门组件，其特征在于，壳体包括：

壳体本体，所述壳体本体内形成有所述容纳腔，所述壳体本体上形成有与所述容纳腔连通的球体安装孔；

阀盖，所述阀盖可拆卸地设置于所述壳体上以适于封闭所述球体安装孔。

6.根据权利要求5所述的阀门组件，其特征在于，所述容纳腔沿所述壳体本体的轴向延伸，所述球体安装孔设置于所述壳体本体位于所述容纳腔的径向一侧。

7.根据权利要求6所述的阀门组件，其特征在于，所述球体上连接有转动杆，所述阀盖和/或所述壳体本体上形成有适于与所述转动杆配合的枢转槽。

8.根据权利要求7所述的阀门组件，其特征在于，所述球体上设置有第一转动杆和第二转动杆，所述第一转动杆和所述第二转动杆背离彼此在所述容纳腔的径向上延伸。

9.根据权利要求8所述的阀门组件，其特征在于，所述第一转动杆的外周套设有第一垫圈、所述第二转动杆的外周套设有第二垫圈，所述第一垫圈设置于所述球体与所述阀盖之间，所述第二垫圈设置于所述球体与所述容纳腔的内壁之间。

10.根据权利要求9所述的阀门组件，其特征在于，所述阀盖上形成有所述枢转槽，所述枢转槽与所述转动杆之间设置有转动杆密封圈。

11.根据权利要求6所述的阀门组件，其特征在于，所述阀盖与所述壳体本体紧固件连接和/或卡扣连接。

12.一种阀门控制系统，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的阀门组件，所述阀门组件连接于执行器，且所述执行器连接于传感器，所述传感器设置于与所述阀门组件连通的流体中，用以检测流体参数后反馈给执行器中的MCU。

13.根据权利要求12所述的阀门控制系统，其特征在于，所述执行器内部包括与MCU连接的控制电路、与MCU连接的检测电路、与控制电路连接的驱动电机；所述驱动电机的输出轴连接于阀门组件的阀转动杆上；所述检测电路连接的传感器以对流体的参数检测后反馈给MCU控制器，通过MCU下达指令给驱动电机再对阀门控制。

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