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