CN210461862U - 一种电控调节流量阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电控调节流量阀，属于供热管理技术领域，特别涉及一种适于供热管理系统的电控调节流量阀，包括阀门本体和通过电机驱动阀门本体启闭的电动执行机构，阀门本体包括带动其阀芯往复转动的阀杆，电机的输出轴与阀杆啮合传动连接；电动执行机构包括限位模块，限位模块包括两个限位开关和在两个限位开关之间往复运动的触发杆；触发杆与阀杆机械传动连接并与阀杆同步运动。本实用新型是一种成本低、反馈性能好的电控调节流量阀，尤其适用于大规模部署的供热管理系统，便于供热管理系统掌握终端供热执行状态。

Description

一种电控调节流量阀

技术领域

本公开属于供热管理技术领域，特别涉及一种适于供热管理系统的电控调节流量阀。

背景技术

在供热管理系统中，现有技术通过阀门对供热管路中介质的流动方向或者流量实施控制，该类阀门具有驱动阀门启闭件的电动执行机构，一些供热管理系统控制端向电动执行机构直接发送控制信号，如电源信号或者步进驱动信号，以控制电动执行机构内电机运行，另一些供热管理系统控制端向电动执行机构内的驱动模块发送数字命令，驱动模块根据数字命令控制电机驱动阀门的阀杆运动以实现阀门内阀芯，即启闭件，的开启和闭合。阀门属于工业易耗品，一般普通民用领域并不考虑寿命问题，但是在供热管理系统中供热管理系统控制端控制的阀门部署总量比较大，仍然通过人工对其进行巡检是不现实的，同时由于不能自动化检查阀门状态，供热管理系统难以大规模推广。现有技术在供热管理系统使用的阀门不能向供热管理系统反馈其阀芯位置、故障等运行状态，阀门领域中涉及位置反馈时一般选用伺服阀，但伺服阀成本高不适用于大量配置于供热管理系统中，同时也不能反馈故障状况。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种成本低、反馈性能好的电控调节流量阀，尤其适用于大规模部署的供热管理系统，便于供热管理系统掌握终端供热执行状态。

本实用新型提供的技术方案是：一种电控调节流量阀，包括阀门本体和通过电机驱动阀门本体启闭的电动执行机构，所述阀门本体包括带动其阀芯往复转动的阀杆，所述电机的输出轴与所述阀杆啮合传动连接；所述电动执行机构包括限位模块，所述限位模块包括两个限位开关和在所述两个限位开关之间往复运动的触发杆；所述触发杆与所述阀杆机械传动连接并与所述阀杆同步运动。

上述技术方案的一些实施例中，所述电机的输出轴与所述阀杆同轴传动连接。

上述技术方案的一些实施例中，所述触发杆包括固定于一个旋转轴的固定端和在所述两个限位开关之间往复圆周运动的触发端，所述触发端围绕所述旋转轴旋转的角度与所述阀杆往复转动的角度成固定比例。

上述技术方案的一些实施例中，所述电动执行机构包括控制电机运行的驱动模块，所述驱动模块包括处理单元以及与处理单元连接的功率单元和通信单元；

该技术方案第一方面的一些改进实施例中，所述两个限位开关中，阀门本体完全开启时触发杆所触发的第一限位开关的常闭触点与所述驱动模块的输入端连接，阀门本体完全闭合时触发杆所触发的第二触发开关的常开触点与所述驱动模块的输入端连接。

该技术方案第二方面的一些改进实施例中，所述电动执行机构包括测量所述触发杆在两个限位开关之间位置的传感器，所述传感器的输出端与所述驱动模块的输入端连接。

该技术方案第三方面的一些改进实施例中，所述通信单元的输出端包括与供热管理系统控制端连接的第一通信端和与外部传感器模块连接的第二通信端。

上述技术方案的一些实施例中，所述电动执行机构外部设置有封闭壳体，阀门本体的阀杆套部穿入封闭壳体内，所述封闭壳体通过其内部设置的固定螺母与所述阀门本体的阀杆套部固定连接。

该技术方案的一些改进实施例中，所述封闭壳体外设有限制阀杆套部旋转的限位孔。

本实用新型带来的有益效果是：优选阀杆为往复旋转运动形式的阀门作为阀门本体的基础，限定了电机输出轴与其阀杆的连接方式，同时设置触发杆随着阀杆的运动而同步运动，在触发杆的运动路径首尾设置具有限位作用的限位开关，当触发杆触发限位开关时，限位开关可以发出一个位置信号，该信号一方面可以用于判断阀杆位置和体现阀门本体的故障，另一方面可以用于对电机的启停控制、校准或者限位以便延长电机寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为图1实施例的限位模块的结构示意图；

图3为图1实施例的电路模块连接示意图；

图4为本实用新型实施例二的限位模块的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二的的电路模块连接示意图；

图6为本实用新型实施例三中限位模块的结构示意图；

图7为本实用新型实施例四中电动执行机构的系统框图；

其中：10、阀门本体，11、阀杆，12、阀杆套部，13、启闭件，20、电动执行机构，21、电机，22、输出轴，23、传动系，30、限位模块，31、第一限位开关，32、第二限位开关，33、触发杆，34、固定端，35、触发端，36、位置传感器，40、驱动模块，41、处理单元，42、功率单元，43、通讯单元，50、供热管理系统控制端，51、外部传感器，60、密封壳体，61、固定螺母，62、限位孔，63、卡扣，100、电阻片。

具体实施方式

首先应当说明的是，本申请中阀门本体的阀杆是与其启闭件连接并驱动其启闭件运动的部件，一般阀杆的运动方式可以是以其轴向为圆心的旋转往复运动，如球阀、蝶阀；沿轴向的直线往复运动，如普通安全阀；以其上一点为圆心的旋转往复运动，如普通止回阀、杠杆式安全阀；或者，是上述运动方式的结合，如旋塞阀、旋启式止回阀等一些闭合件特殊的异形阀。本申请所述往复旋转的阀杆是上述以阀杆轴向为圆心的旋转往复运动的阀杆或者包含该运动方式的阀杆。

本申请提供了多种电控调节流量阀的实施例，这些实施例都包括调节管路流动介质的阀门本体，以及通过电机驱动阀门本体启闭的电动执行结构，电机主要指直流电机、步进电机、伺服电机等便于通过输出轴进行位置控制的型号，输出轴与阀门本体的通过与阀杆的啮合传动，以便较为精确的控制阀杆的运动，传动系包括齿轮、蜗杆、链条、螺旋传动等啮合传动，或者其结合，虽然牺牲了过载能力但能够保证各传动部件位置关系的对应。电动执行机构中还设有限位模块，限位模块包括两个限位开关和在两个限位开关之间往复运动的触发杆，触发杆与阀杆或者输出轴机械传动连接，即随着阀杆的转动触发杆也同步的做旋转或者其他方式移动，限位开关分别设置在触发杆的移动轨迹的首部和尾部，以便触发杆接近首部或者尾部时实现对该位置处的限位开关的触发，触发时限位开关输出触发信号，以便向外部提供与触发杆联动的阀杆移动到了指定的位置。

下面通过具体实施例具体说明本申请提供的几个方面的技术方案及其作用。

实施例一

参考图1、2、3所示的一种电控调节流量阀，阀门本体10是一种球阀，通过阀杆11旋转启闭件13可以开启、闭合以及调节其内部介质的流道，图1所示启闭件13为闭合位置，阀杆11处于0度，当阀杆轴向旋转90°时，启闭件13中的孔使左右管路完全连通实现阀门本体的完全开启，阀杆11在0°到90°之间的往复旋转可以实现对阀门本体10开度的完全控制。

本申请的第一方面，在机械结构上，限定了选用的阀门本体10是通过旋转运动的阀杆11实现对启闭件13的驱动，同时电机21的输出轴22是与阀杆11啮合传动连接在一起，限位模块30与阀杆11机械传动连接，阀杆11的这种运动形式便于实现小空间的传动件的部署。本实施例中阀杆11与输出轴22之间通过键槽直接同轴连接，传动比为1，在本申请的其他实施例中，阀杆11与输出轴22可以通过减速齿轮系等实现具有其他传动比的啮合传动连接。本实施例中限位模块包括触发杆33、第一限位开关31和第二限位开关32，触发杆33的固定端34套装固定在输出轴22上，当输出轴22旋转时，触发端35围绕固定端33在第一限位开关31和第二限位开关32之间旋转运动，旋转角度范围与阀杆11角度一致，当触发端35接触第一限位开关31时，第一限位开关31发出阀杆11处于闭合位置的信号，当触发端35接触第二限位开关32时，第二限位开关32发出阀杆11处于开启位置的信号。本实施例中触发杆33的触发端35在限位开关31、32之间往复运动时存在运动路径G，显然，路径G是一段90°的圆弧，当阀杆11与输出轴22之间通过减速机构等其他传动系连接时，路径G也可以是其他的固定角度，该固定角度与阀杆11的可旋转角度的固定比例为传动系传动比的倒数。路径G的作用是触发杆33位于路径G上的任一位置上时，阀杆11都有唯一的位置与触发杆33的该位置对应。显然，基于不同阀门本体中阀杆11结构或者阀杆11与输出轴22之间传动系的结构区别，本申请技术方案中触发杆33在所述两个限位开关31、32之间往复运动的上述路径也可以是不同的弧线，也可以是直线，也可以是弧线和直线在两个维度上结合形成的螺旋线，或者是螺旋线的一部分即空间圆弧。

本申请的第二方面，在电路结构上，限定了电动执行机构20包括电机21和限位开关31、32。本实施例中电机21驱动信号由供热管理系统控制端50提供，同时供热管理系统控制端50连接限位开关31、32并接收其提供的触发信号，该连接结构可以实现以下功能：当限位开关31、32触发时，一般是一个触发边沿，供热管理系统控制端50驱动电机21停止运行，以实现阀杆11的移动限位功能；当供热管理系统控制端50驱动电机21启动开始正转或者反转运行后，限位开关31或32触发消失，供热管理系统控制端50内部启动一个计时器，当超过设定时间时，判断阀杆11运动存在阻碍，阀门本体10可能存在磨损、生锈等情况，供热管理系统控制端50将该超时信号判断为一个报警信号；当供热管理系统控制端50驱动电机21启动开始正转或者反转运行后，限位开关31或32触发消失，供热管理系统控制端50内部启动一个计时器，当到达一个设定时间时，供热管理系统控制端50驱动电机21停止运行，由于电机21转速固定，正常情况下，在固定时间内总转动角度也是固定的，供热管理系统控制端50通过该方式可以开环的控制阀杆11的转动角度。

本申请的第三方面，提供了对本申请技术方案应用于供热管理系统的优化，优化包括电动执行机构设置在封闭壳体60内，封闭壳体60通过其内部设置的固定螺母61与阀门本体10的阀杆套部12固定连接，阀杆套部12是阀门本体10外壳的一部分。封闭壳体60外设有限制阀杆套部12旋转的限位孔62。具体的，本实施例中，封闭壳体60由通过内部卡扣63上下拼合的、独立的两部分，阀杆套部12下部外周为多边形柱体，多边形柱体的楞部用于限位，封闭壳体60的下部开有与阀杆套部12下部外周配合的限位孔62，当阀杆套部12下部插入限位孔62后封闭壳体60与阀门本体10不能相对旋转。本实施例中，固定螺母61通过螺纹与阀杆套部上部外周配合实现封闭壳体60与阀门本体10的固定安装。该技术方案的一个功能在于避免在不拆开封闭壳体60的情况下分离阀门本体10和电动执行机构20。

本实用新型的一些实施例中，阀杆套部12也可以是阀门本体10外壳的其他部分，该部分用于套装封闭壳体60后，配合限位孔62限制封闭壳体60与阀门本体10的相对旋转。本实用新型的另一些实施例中，也可以设置在阀门本体10上设置限位槽，在封闭外壳60上设置限位凸部，以实现上述限位功能。现有技术中的限位结构都应视为本实用新型该部分结构的等效替换。

本实施例中，内部卡扣63是一种防拆倒勾，设于封闭壳体60的上部，封闭壳体60的下部设有于其对应的卡槽，以便在上下两部分拼装后在不破坏封闭壳体60的情况下，不能拆开封闭壳体60。本领域技术人员可以改进上述防拆结构或者使用分体装配后二次成型等其他现有防拆工艺或结构，以实现本实施例中的防拆效果。

实施例二

本实施例是对实施例一的改进，与实施例一的区别在于，如图4、5所示，本实施例的限位模块30还包括沿触发端35的运动轨迹G设置的电阻片100。电阻片100表面导电且处处电阻率相同，电阻片100靠近第一限位开关31一端处引出一个接线端，触发端35导电并与电阻片100滑动连接，触发端35上引出另一个接线端，当触发端35在限位开关31、32之间运动时，两个接线端会有一个线性变化的电阻值输出，每一个电阻值都对应一个触发端35的具体位置，也对应了阀杆的一个具体位置，即形成了一个测量阀杆位置的位置传感器36。相应的，本实施例的供热管理系统控制端50与位置传感器36连接以获取阀杆的具体位置，并能够实现一个对阀杆位置的控制闭环。本领域技术人员可以根据该测量原理选用或者改进现有的位置传感器以实现对阀杆位置的采集和测量。

实施例三

本实施例是一种电控调节流量阀，与实施例一及实施例二的区别在于，如图6所示，其传动系23包括套装在阀杆11上的齿轮、套装在输出轴22上的齿轮以及连接两个齿轮的传动链，触发杆33一端固定连接于传动链上另一端在限位开关31、32之间往复直线运动，同时，作为进一步的改进，电阻片100设置于限位开关31、32之间呈直线。本实施例所示的往复直线运动，在其他一些实施例中也可以如螺母丝杠传动中丝杠运动方向或者其他螺旋传动结构中一个传动件的运动方向。

实施例四

本实施例是一种与供热管理系统控制端通讯连接的电控调节流量阀，其由安装处的现场处供电，由位于远端的供热管理系统控制端控制运行。本实施例与上述各个实施例的区别在于，如图7所示，电动执行机构20包括电机21、驱动模块40、第一限位开关31、第二限位开关32以及位置传感器36。其中，驱动模块40用于连接控制电机运行，驱动模块40内包括处理单元41以及与处理单元41连接的功率单元42和通信单元43，功率单元42用于根据处理单元41的控制信号控制电机21的运行，可以是步进电机驱动器、伺服电机驱动器等；两个限位开关31、32中，阀门本体完全开启时触发杆所触发的第一限位开关31的常闭触点与所述驱动模块的输入端连接，阀门本体完全闭合时触发杆所触发的第二限位开关32的常开触点与所述驱动模块的输入端连接。位置传感器36用于测量所述触发杆在两个限位开关之间位置的，位置传感器36的输出端与所述驱动模块40的输入端连接，具体的，可以与处理单元41连接，也可以与功率单元的一个输入端连接，比如伺服电机驱动器的输入端。通信单元43的输出端包括与供热管理系统控制端50连接的第一通信端和与外部传感器模块51连接的第二通信端。上述第一通信端和第二通信端均可以是无线连接方式。

实施例五

本实施例是一种与供热管理系统控制端通讯连接的电控调节流量阀，安装在供热管理系统的供热现场，该供热管理系统在供热现场设置有流量、温度等供热传感器，并通过控制面板或者遥控终端连接供热传感器。本实施例与实施例四的区别在于，第二通讯端采用有线或者无线的现场通讯方式与控制面板或者遥控终端连接，以便电控调节流量阀通过其附近的控制面板或者其他遥控设备的交换携带传感器数据的信息。

上述实施例采用逐层递进的方式撰写，以充分说明本公开各方面的实施方式、具体限定条件以及具体功能，从而便于本领域技术人员基于本公开予以实施和改进。

Claims (10)

1.一种电控调节流量阀，包括阀门本体和通过电机驱动阀门本体启闭的电动执行机构，其特征在于：所述阀门本体包括带动其阀芯往复转动的阀杆，所述电机的输出轴与所述阀杆啮合传动连接；所述电动执行机构包括限位模块，所述限位模块包括两个限位开关和在所述两个限位开关之间往复运动的触发杆；所述触发杆与所述阀杆机械传动连接并与所述阀杆同步运动。

2.根据权利要求1所述的一种电控调节流量阀，其特征在于：所述电机的输出轴与所述阀杆同轴传动连接。

3.根据权利要求1所述的一种电控调节流量阀，其特征在于：所述触发杆包括固定于一个旋转轴的固定端和在所述两个限位开关之间往复圆周运动的触发端，所述触发端围绕所述旋转轴旋转的角度与所述阀杆往复转动的角度成固定比例。

4.根据权利要求1所述的一种电控调节流量阀，其特征在于：所述电动执行机构包括控制电机运行的驱动模块，所述驱动模块包括处理单元以及与处理单元连接的功率单元和通信单元。

5.根据权利要求4所述的一种电控调节流量阀，其特征在于：所述两个限位开关中，阀门本体完全开启时触发杆所触发的第一限位开关的常闭触点与所述驱动模块的输入端连接，阀门本体完全闭合时触发杆所触发的第二限位开关的常开触点与所述驱动模块的输入端连接。

6.根据权利要求4所述的一种电控调节流量阀，其特征在于：所述电动执行机构包括测量所述触发杆在两个限位开关之间位置的传感器，所述传感器的输出端与所述驱动模块的输入端连接。

7.根据权利要求4所述的一种电控调节流量阀，其特征在于：所述通信单元的输出端包括与供热管理系统控制端连接的第一通信端和与外部传感器模块连接的第二通信端。

8.根据权利要求1所述的一种电控调节流量阀，其特征在于：所述电动执行机构外部设置有封闭壳体，所述封闭壳体通过其内部设置的固定螺母与所述阀门本体的阀杆套部固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种电控调节流量阀，其特征在于：所述封闭壳体外设有限制阀杆套部旋转的限位孔。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种电控调节流量阀，其特征在于：所述触发杆在所述两个限位开关之间往复运动的路径包括直线、弧线或者螺旋线。

Images