CN201397166Y - 燃气表步进电机阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种燃气表步进电机阀，其结构是：永磁式步进电机的电机轴旋入导向螺母内，导向架套装在导向螺母上，导向螺母下端装有密封簧片，密封簧片装入橡胶垫圈内；橡胶垫圈置于阀架下端阀口内面上。由于采用永磁式步进电机，在不用减速装置下获得低转速、大转矩，直接驱动负载。步进电机阀结构件少、精度高，装配质量容易控制，阀门运行平稳。阀门螺纹副的螺纹升角，应用在“不自锁角度”范围中，在实际运行中只要有脉冲和标准电流，阀门就能开关。步进电机靠脉冲驱动，不产生火花，不堵转，不会出现不开关阀现象，适用于燃气行业。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种计量仪表部件装置，具体说涉及一种燃气表步进电机阀。
背景技术
现行的燃气表直流电机阀门，由于电机转数高必须设置减速装置，并将旋转运动变为直线运动，装置机构复杂。在机械运动中机构越复杂，不可靠的因素就越大，故障越多。由于制作成本、安装空间的制约，阀门的齿轮、棘轮、齿条、拨块等结构件，不得不采用全塑料、钢塑料压铸成型获得，制造精度影响因素太多，尺寸精度、形位公差，尤其是齿轮啮合精度无法保证。加上构件多、装配工艺性差，导致难以控制阀门装配后的质量，在实际应用中相对各种故障频繁发生。
阀门直线往复开关阀运动的机构，都是以螺纹副来实现的。燃气表直流电机阀门螺纹副的螺纹升角，应用在“自锁角度”范围中，在用户现场安装中打不开阀的情况时有发生，原因就是“自锁”关闭。用户安装前阀门处于关阀状态，装表后的阀门连续关阀的操作无法控制，不开阀视为常见故障。
燃气表直流电机阀门的直流电机的工作原理、驱动旋转是靠电刷摩擦接触实现的，容易产生火花，是机械运动就有机械磨损，时间一长触点在电火花作用下与燃气表只的气体化合容易形成腐蚀点，即使采用一些密封措施也难以达到满意效果，产生粘连导致电机不转、阀门不开关。
发明内容
针对现有燃气表直流电机阀存在的缺陷，本实用新型提出一种结构件少、精度高、螺纹升角在“不自锁角度”范围中，运转不产生火花，不堵转、不出现不开关阀不可靠缺陷的燃气表阀。
解决上述存在的技术问题所采取的具体技术措施是：一种燃气表步进电机阀，其特征是：永磁式步进电机(1)上的带有非标准螺纹的电机轴(2)，电机轴(2)的螺纹升角为4°～20°，导程线数为1，旋入导向螺母(4)内螺纹内，导向架(3)的直线导向槽套装在导向螺母(4)外圆上，导向螺母(4)下端装有密封簧片(5)，密封簧片(5)装入橡胶垫圈(6)内；橡胶垫圈(6)置于阀架(7)下端阀口内面(8)上；阀架(7)、导向架(3)、永磁式步进电机(1)用螺栓固定连接。
阀门直线往复开关阀运动的机构，都是以带有螺纹的电机轴螺纹副来实现的，燃气表直流电机阀门螺纹副的螺纹升角是在“自锁角度”范围中。
自锁是处于静止平衡的物体，其支承面的总反力作用线不可能越出摩擦角外。若外加作用力的合力作用线在摩擦角以内，这一现象称为自锁。螺纹副自锁的条件是螺纹的螺旋角等于或小于当量摩擦角(载荷作用在螺纹轴线方向)。
螺纹升角阿尔法，也称“导程角”是螺纹的中径展开的圆周长与导程的夹角。计算方法：
阿格正切阿尔法＝导程/螺纹中径×3.14
导程＝导程线数×螺距
螺纹中径＝(螺纹外径+螺纹小径)/2
按GB/T196-2003规定：标准普通螺纹M3的螺纹升角3.405°，M6的螺纹升角3.405°，M8的螺纹升角3.168°，以上螺纹升角都能自锁。
阀门关闭自锁是由步进电机自锁力矩所决定，本实用新型燃气表步进电机阀的电机轴(2)螺纹副升角设计在“不自锁”状态，即螺旋角大于当量摩擦角，经过大量试验证明，导程线数为1，螺纹升角在4°至20°为不自锁升角范围。实验表明，当螺纹升角小于8°时，存在“半导体”现象，即“自锁”与“不自锁”交替发生，致使在使用过程中常出现自锁，工作可靠性差，而大于20°的螺纹升角虽然没有自锁发生，但螺纹加工困难，塞规、环规很难制作，8°～12°的螺纹升角为最佳选择。
本实用新型的有益效果：本实用新型由于采用永磁式步进电机，在不用减速装置下获得低转速、大转矩，直接驱动负载。燃气表步进电机阀结构件少、精度高，装配质量容易控制，阀门运行平稳。阀门螺纹副的螺纹升角，应用在“不自锁角度”范围中，在实际运行中只要有脉冲和标准电流，阀门就能开关。永磁式步进电机靠脉冲驱动，不产生火花，不堵转，不会出现不开关阀现象，适用于燃气行业。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中：1.永磁式步进电机；2.电机轴；3.导向架；4.导向螺母；5.密封簧片；6.橡胶垫圈；7.阀架；8.阀口内面。
具体实施方式
结合附图说明本实用新型的结构。
实施例1 一种燃气表步进电机阀，永磁式步进电机1可采用市场商品二相或四相永磁式步进电机，25BY24L016D永磁式步进电机1的带有外螺纹的Tr3电机轴2装入导向螺母4内螺纹内，电机轴的螺纹升角为12°，导程线数为1。导向架3的直线导向槽套装在导向螺母4外圆上，导向螺母4在导向架3的直线导向槽内上下移动，将旋转运动变成直线往复机械运动，导向螺母4下端装有密封簧片5，密封簧片5套装在橡胶垫圈6内，橡胶垫圈6的平面随着导向螺母4上下移动，与阀架7上的阀口平面8形成接触为关阀、脱离为开阀。阀架7、导向架3、永磁式步进电机1用螺栓固定连接。
永磁式步进电机联接由单片机构成的开关控制器，单片机输出数字信号，将电脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，永磁式步进电机转子就转动一个角度。运行中没有自锁发生。
燃气表步进电机阀可安装在燃气表进气口也可安装在出气口，安装在出气口端需要安装卸压装置。
实施例2 按实施例1结构制造燃气表步进电机阀，永磁式步进电机1的电机轴2为：Tr6电机轴2，电机轴的螺纹升角为10.03°，导程线数为1。运行中没有自锁发生。
实施例3 按实施例1结构制造燃气表步进电机阀，永磁式步进电机1的电机轴2为：Tr8电机轴2，电机轴的螺纹升角为8°，导程线数为1。运行中没有自锁发生。
实施例4 按实施例1结构制造燃气表步进电机阀，永磁式步进电机1的电机轴2为：Tr8电机轴2，电机轴的螺纹升角为4°，导程线数为1。运行中偶有自锁发生。
实施例5 按实施例1结构制造燃气表步进电机阀，永磁式步进电机1的电机轴2为：Tr6电机轴2，电机轴的螺纹升角为20°，导程线数为1。运行中没有自锁发生，螺纹加工困难、成本高。
Claims (2)
1、一种燃气表步进电机阀，其特征是：永磁式步进电机(1)上的带有非标准螺纹的电机轴(2)，电机轴(2)的螺纹升角为4°～20°，导程线数为1，旋入导向螺母(4)内螺纹内，导向架(3)的直线导向槽套装在导向螺母(4)外圆上，导向螺母(4)下端装有密封簧片(5)，密封簧片(5)装入橡胶垫圈(6)内；橡胶垫圈(6)置于阀架(7)下端阀口内面(8)上；阀架(7)、导向架(3)、永磁式步进电机(1)用螺栓固定连接。
2、根据权利1所述一种燃气表步进电机阀，其特征是：非标准螺纹的电机轴(2)的螺纹升角为8°～12°，导程线数为1。
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Cited By (2)
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| CN101526381B (zh) * | 2009-04-08 | 2010-12-01 | 丹东思凯电子发展有限责任公司 | 燃气表步进电机阀 |
| DE102013109570B4 (de) * | 2013-09-02 | 2017-07-20 | Johnson Electric Germany GmbH & Co. KG | Gasabschaltventil |
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