CN211288931U - 一种快关型电机阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快关型电机阀，包括阀体，阀体具有阀腔和与阀腔连通的管体；阀芯，阀芯水密封地装设于阀腔内，阀芯具有转动自由度，基于转动控制管体的启闭，阀芯具有外端或具有探出阀腔的阀杆；扇形齿轮，扇形齿轮固定安装于外端或阀杆上；限位开关，限位开关设置在扇形齿轮转动时离心侧所扫掠的路径上；减速电机，减速电机通过传动齿轮或传动齿轮组与扇形齿轮啮合。使用限位开关来控制减速电机的停止，而限位开关至少配置在扇形齿轮所扫掠路径的末端，从而当扇形齿轮转动到给定转角时触发限位开关，而断开减速电机的主电路，对于小功率的减速电机，可以使其马上停止，而不会产生窝机，从而可以保证减速电机具有较长的使用寿命。

Description

一种快关型电机阀

技术领域

本实用新型涉及一种快关型电机阀。

背景技术

电机阀是机械阀的一种（区别于电磁阀、液控阀、气动阀），其采用电动机为动力部件，通过机械传动机构连接阀芯，使阀芯传动实现阀门的控制。可以理解的是，基于传动方式不同而区分的阀门间，其区别也主要体现在传动部分以及适配传动部分的结构上，对于例如阀芯及阀体，在启闭方式上大致相同，因此，在本实用新型中也主要介绍传动部分本身，对于阀的启闭功能部分不多做说明。

典型地，如中国专利文献CN205226560U，其公开了一种电动阀（由电机驱动，实质是电机阀，常规的电动阀实质是电磁换向阀，简称电磁阀），其具有电机和电机输出轴所连接的主动齿轮，以及八个从动齿轮。一般而言，齿轮为盘形件，空间占用相对比较大，该专利文献中需要配置九个齿轮，对阀的整体布局产生很大的影响。此外，每一个传动环节都会产生一个效率，累积传动效率相对比较低。

较多齿轮的使用，主要是改善单级传动比过大而造成的从动齿轮过大的问题，但齿轮较多时，也会产生较为复杂的布局设计和齿轮轴的装配问题。中国专利文献CN107850238A公开了一种阀，其传动部分主要有三个齿轮，末端的齿轮是扇形齿轮，扇形齿轮在获得较高传动比的条件下，个体相对较小，从而有利于改善电机阀内传动部分的布局和齿轮轴的分布。只不过该专利文献所要求保护的阀应是一种电机驱动类的闸阀，其依靠柔性元件来柔性的将转动转换成直线运动，柔性元件具有一定的缓冲能力，利于电机的转动控制。不过柔性元件往往具备一定的活动裕度，控制精度往往不佳。

中国专利文献CN108692090A公开了一种手自一体自动控制阀，其自动部分包括减速电机和构成传动部分的三级减速装置，其中的三级减速装置包括三个依次啮合的齿轮，最后一级为扇形齿轮。该扇形齿轮为常规的扇形齿轮结构，在对应的齿轮组外壳内设有限位凸起，扇形齿轮的边缘受限位凸起的限制而具有确定的转角范围。这种限位为纯粹的机械限位，当扇形齿轮过行程时，会使得减速电机处于憋机状态，尽管当前可以采用阻尼电机以避免电机在憋机状态时损坏，但憋机对电机的使用寿命会产生很大的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种驱动电机相对不容易损坏并且关闭比较迅速的电机阀。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种快关型电机阀，其特征在于：包括

阀体，所述阀体具有阀腔和与阀腔连通的管体；

阀芯，所述阀芯水密封地装设于所述阀腔内，所述阀芯具有转动自由度，基于转动控制管体的启闭，所述阀芯具有外端或具有探出阀腔的阀杆；

扇形齿轮，所述扇形齿轮固定安装于所述外端或阀杆上；

限位开关，所述限位开关设置在扇形齿轮转动时离心侧所扫掠的路径上；

减速电机，所述减速电机通过传动齿轮或传动齿轮组与所述扇形齿轮啮合。

进一步，所述扇形齿轮包括：

轮毂，所述轮毂用于所述扇形齿轮与阀芯固定连接；

扇形齿圈，所述扇形齿圈通过轮辐与轮毂连接。

进一步，所述轮辐的数量设置有1-3条。

进一步，所述扇形齿圈的一端或两端沿周向外延形成有触头，所述触头与所述限位开关相对应。

进一步，所述限位开关配置有一个或者二个，当配置有两个时，所述限位开关用于确定出扇形齿轮的最大转角范围；当配置有一个时，所述限位开关用于管体开启时的扇形齿轮限位。

进一步，所述减速电机所在的一侧形成有与阀体一体的电机座壳，所述电机座壳与阀体形成座壳部，所述座壳部具有口部；

所述电机座壳上部设有盖部，所述盖部装配于座壳部的口部，用于口部的封闭。

进一步，所述口部处装设有电路板，所述电路板的电源由内部电池供电或外部引线自盖部接入。

进一步，所述阀芯具有阀杆时，提供一与阀腔螺纹连接并具有中心孔的封帽；

所述阀杆自中心孔水密封地穿出。

进一步，所述阀杆与封帽间的密封结构为：

第一结构，封帽与阀芯间具有密封距离，用于装设密封垫圈，密封垫圈夹持在封帽与阀芯间形成密封；

第二结构，封帽与阀杆间设有两道O型密封圈或设有一骨架轴封。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型为一种快关型电机阀，使用限位开关来控制减速电机的停止，而限位开关至少配置在扇形齿轮所扫掠路径的末端，从而当扇形齿轮转动到给定转角时触发限位开关，而断开减速电机的主电路，对于小功率的减速电机，可以使其马上停止，而不会产生窝机，从而可以保证减速电机具有较长的使用寿命。

附图说明

图1为一实施例中电机阀俯视结构示意图（省略盖部及电路板）。

图2为一实施例中扇形齿轮结构示意图。

图3为一实施例中电机阀主剖结构示意图。

图4为一实施例中电机阀左视结构示意图。

图中：1.自攻螺钉，2.限位开关，3.盘头螺钉，4.扇形齿轮，5.小齿轮，6.减速电机，7.自攻螺钉，8.第一触头，9.扇形齿圈，10.轮辐，11.第二触头，12.齿轮孔，13.轮毂，14阀芯，15.阀体，16.封帽，17.电机座壳，18.连接柱，19.自攻螺钉，20.密封圈，21.盖部，22.O型圈，23.螺帽，24.电源引线，25.电路板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1至图4所示，一种快关型电机阀，包括

阀体15，所述阀体15具有阀腔和与阀腔连通的管体；

阀芯14，所述阀芯15水密封地装设于所述阀腔内，所述阀芯具有转动自由度，基于转动控制管体的启闭，所述阀芯具有外端或具有探出阀腔的阀杆；

阀芯14在阀腔内可以转动，这种转动是一种纯粹的摩擦副结构，阀芯14可以与阀腔间形成密封，可以附加其他的密封结构，如图3所示的采用封帽16配合密封圈的方式进行密封（家用水龙头常见的一种密封结构），阀芯14可以部分地从阀腔内露出或者阀芯14连接一阀杆，前述的扇形齿轮4即与阀芯14直连或者与阀杆连接。

阀芯14作为一种负载，它是一种轻载，扇形齿轮4与其的连接并不需要太高的强度，所传递的扭矩并不大。

扇形齿轮，所述扇形齿轮固定安装于所述外端或阀杆上；

所述限位开关，所述限位开关设置在扇形齿轮转动时离心侧所扫掠的路径上；

在本实施例中，所述限位开关配置有一个或者二个，当配置有两个时，所述限位开关用于确定出扇形齿轮的最大转角范围；当配置有一个时，所述限位开关用于管体开启时的扇形齿轮限位。

在图1所示的结构中，配有两个限位开关2，在图中较为清晰的看出，其一设置在图中扇形齿轮4的下侧偏右，另一设置在扇形齿轮4的上侧偏左，所约束的空间为扇形齿轮4的最大转角差，从而确定出两个止点位。

采用一个限位开关2时，另外一个止点位采用机械限位。

限位开关2多采用行程开关，行程开关的操纵杆通常具备一定的作动量，操作杆上的触点一般通过簧片安装，在产生触点接合或脱开的条件下，即此时减速电机6即被停止，簧片的存在不会产生刚性的冲击而能够保证限位开关2不会损坏。

可以理解的是，使用限位开关进行限位隐含的指出，限位开关用于减速电机6的主电路的分断控制，即限位开关的触点串接在减速电机6的主电路上或者通过中间继电器连接在减速电机6的主电路上。

关于电机阀，其通常控制点比较少，因此，较少的配置专门的控制器，一般可采用继电接触系统，例如限位开关的触点串在减速电机6的主电路上或通过中间继电器连接在减速电机6的主电路上，不必配置专门的控制器。

减速电机6，所述减速电机6通过传动齿轮或传动齿轮组与所述扇形齿轮啮合。减速电机6通过自攻螺钉7进行连接固定。

具体地，对于减速电机6，其外部可配置开关按键进行控制。

具体地，所述电机阀上所配的减速电机6通常是电动机与减速器的总成，其输出速度相对较低，并且所配电动机多采用直流电机，控制相对简单。图1中所示的小齿轮5实质是减速电机6上的输出齿轮，其个体相对较小，在使用“小”只用来区分相对的大小，其相对的对象即与其啮合的扇形齿轮4，作为从动齿轮，为获得比较大的传动比，两者分度圆直径相差较大。

在本实施例中，图1所示的结构中，小齿轮5与扇形齿轮4的传动比为5.3，可用范围为4.8-6.0。

关于电机阀，其首先是一个机械阀，具备机械阀的一般结构，图4中较为清晰的反映出阀的一般结构，图中标识有向右箭头的部件为阀要控制的管路部分，简称为管体，管体配装在管路系统中。图4中管体以上的部分即用于控制管体启闭的部分。

图4所示的电机阀可以理解为一种两位两通阀，其阀体15与管体通常构造为一体，在阀体15上开阀腔，阀腔的轴线一般垂直于管体，但不限于垂直，如此一来，阀腔与管体大致上构成一个三通结构。

进而，在阀腔内安装阀芯14，可以理解的是阀芯14在阀腔内是可动的，作动的方式可以是垂直于管体的方向作动，也可以是绕阀腔轴线的转动，在本实用新型的实施例中采用后者。

如此一来，阀腔构造会回转腔体结构，一般是圆柱面腔体，阀芯14塞入阀腔，并探入到管体内，形成一种摩擦副；在阀芯转动的一个止点位，完全截止管体，在另一个止点位则使管体左右连通，即开启。

手动控制的两位阀一般采用机械限位，常见的如家用的水龙头，一般是手动球阀，手动球型的阀芯14通过阀杆连接手柄，手柄内或外设有挡板，而在阀壳上设有对挡板进行限位的机械结构。

对于电机阀，采用纯粹的机械限位可能会降低电动机的使用寿命，因此，在本实用新型的实施例中采用限位开关2进行限位。

在本实施例中，所述扇形齿轮包括：

轮毂13，所述轮毂13用于所述扇形齿轮与阀芯固定连接；

扇形齿圈9，所述扇形齿圈9通过轮辐10与轮毂连接。

在本实施例中，所述轮辐10的数量设置有1-3条。

在本实施例中，所述扇形齿圈9的一端或两端沿周向外延形成有触头，所述触头与所述限位开关相对应。

图2中，在轮毂13上标号12所指代的齿轮孔12的外围有一个虚线方框，用来表示方孔（一个盲孔），阀芯14可以提供一个方头，方孔扣在方头上，然后再使用如图1所示的盘头螺钉3进行轴向的锁定。其中的方头与方孔的配合用来传递扭矩，属于周向连接，而盘头螺钉3则用作轴向连接。

方头与方孔的所形成的连接方式属于型面连接的一种，显而易见的是，其他的型面联接方式同样适用。

型面联接多用于轻载场合，显然能够用于重载场合的键连接同样也能够用在轻载场合，例如平键连接或者花键连接，都是较为常用的周向连接。

扇形齿轮4带动阀芯14转动，并不必然需要两个限位，在一些实施例中可以选择一个限位，采用一个限位时，所适配的止点位为阀门开启时的止点位。

图1和2中所示的扇形齿轮4整体上比较精简，其包括：

轮毂13，用于扇形齿轮4与阀芯14的固定连接，如前所述，轮毂13提供毂套，套装在阀芯14上或者阀杆上，形成周向连接。

扇形齿轮的功能部分构造为扇形齿圈9，该扇形齿圈9通过轮辐10与轮毂13连接。轮辐结构属于机械领域的一种减重结构，使的扇形齿轮4相对比较轻便，自身转动惯量小，停止快捷迅速，对限位开关2损伤小。

具体地，关于轮辐10，主要确定出扇形齿轮4上的半径，还用于轮毂13与扇形齿圈9的连接，需确保扇形齿圈9的连接刚度，如果采用单条轮辐10时，轮辐10相对较宽，可以通过刚度校核确定轮辐10的抗剪截面系数，从而确定轮辐10的宽度。

采用多条轮辐10时，由于扇形齿轮4本身属于部分齿轮，轮辐10也不宜过多，图2中采用三条轮辐10。

进一步地，如图2所示，图中扇形齿圈4的两端对位于所述限位开关2进一步周向外延形成触头，图中含有两个触头，即第一触头8和第二触头11，这种延展结构，不会过多的增加扇形齿轮4的尺寸规格，对周边部件的运动干涉比较小。

在本实施例中，所述减速电机6位于阀体的侧部。图中构建出独立的电机座壳17，电机座壳17与阀体15间形成图3所示的左右结构，整体结构相对紧凑，竖向尺寸相对较小。

在本实施例中，所述减速电机所在的一侧形成有与阀体一体的电机座壳，所述电机座壳与阀体形成座壳部，所述座壳部具有口部；座壳部和口部如果采用塑料材质，可以整体注塑成型，如果采用铸铝材质，则整体上可以铸造成型。

所述电机座壳上部设有盖部21，所述盖部21装配于座壳部的口部，用于口部的封闭。

在本实施例中，所述盖部21和电机座壳1之间设有设有密封圈20。

在本实施例中，在图3所示的结构中，所述口部处装设有电路板25，所述电路板的电源由内部电池供电或外部引线自盖部接入。

在本实施例中，所述电源引线24与所述盖部21之间通过O型圈22和螺帽23连接固定。

在本实施例中，所述电路板25和电机座壳17之间设有连接柱18。所述连接柱18的顶部设有自攻螺钉19。

图中的盖部21具有一定的深度，盖部21通过自攻螺钉1装配在座壳部上。如果座壳部采用铸铝材质，则可以在座壳部上预开螺钉孔，采用螺钉将盖部21安装在座壳部上。自攻螺钉1主要适用于例如注塑材质的座壳部上。

在本实施例中，关于阀芯14的接出，可以采用传统的例如球阀等常规的阀体结构，阀芯14通过阀杆接出，阀芯14的围度应小于等于阀腔的围度，才能够将阀芯14放进去，然后在阀腔的口部设置如图3所示的封帽16，封帽16具有中心孔，阀杆可以从中心孔穿出。

即所述阀芯具有阀杆时，提供一与阀腔螺纹连接并具有中心孔的封帽16；所述阀杆自中心孔水密封地穿出。

在本实施例中，所述阀杆与封帽16间的密封结构为：

第一结构，封帽16与阀芯间具有密封距离，用于装设密封垫圈，密封垫圈夹持在封帽16与阀芯间形成密封；

第二结构，封帽16与阀杆间设有两道O型密封圈或设有一骨架轴封。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种快关型电机阀，其特征在于：包括

阀体，所述阀体具有阀腔和与阀腔连通的管体；

阀芯，所述阀芯水密封地装设于所述阀腔内，所述阀芯具有转动自由度，基于转动控制管体的启闭，所述阀芯具有外端或具有探出阀腔的阀杆；

扇形齿轮，所述扇形齿轮固定安装于所述外端或阀杆上；

限位开关，所述限位开关设置在扇形齿轮转动时离心侧所扫掠的路径上；

减速电机，所述减速电机通过传动齿轮或传动齿轮组与所述扇形齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种快关型电机阀，其特征在于：所述扇形齿轮包括：

轮毂，所述轮毂用于所述扇形齿轮与阀芯固定连接；

扇形齿圈，所述扇形齿圈通过轮辐与轮毂连接。

3.根据权利要求2所述的一种快关型电机阀，其特征在于：所述轮辐的数量设置有1-3条。

4.根据权利要求2或3所述的一种快关型电机阀，其特征在于：所述扇形齿圈的一端或两端沿周向外延形成有触头，所述触头与所述限位开关相对应。

5.根据权利要求1所述的一种快关型电机阀，其特征在于：所述限位开关配置有一个或者二个，当配置有两个时，所述限位开关用于确定出扇形齿轮的最大转角范围；当配置有一个时，所述限位开关用于管体开启时的扇形齿轮限位。

6.根据权利要求1所述的一种快关型电机阀，其特征在于：所述减速电机所在的一侧形成有与阀体一体的电机座壳，所述电机座壳与阀体形成座壳部，所述座壳部具有口部；

所述电机座壳上部设有盖部，所述盖部装配于座壳部的口部，用于口部的封闭。

7.根据权利要求6所述的一种快关型电机阀，其特征在于：所述口部处装设有电路板，所述电路板的电源由内部电池供电或外部引线自盖部接入。

8.根据权利要求1所述的一种快关型电机阀，其特征在于：所述阀芯具有阀杆时，提供一与阀腔螺纹连接并具有中心孔的封帽；

所述阀杆自中心孔水密封地穿出。

9.根据权利要求8所述的一种快关型电机阀，其特征在于：所述阀杆与封帽间的密封结构为：

第一结构，封帽与阀芯间具有密封距离，用于装设密封垫圈，密封垫圈夹持在封帽与阀芯间形成密封；

第二结构，封帽与阀杆间设有两道O型密封圈或设有一骨架轴封。

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