CN216923230U - 电动蝶阀 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电动蝶阀，包括：阀体；蝶板，通过阀轴转动设于阀体上；驱动机构，安装于阀体上并用于驱动阀轴旋转；转角放大机构，输入端与阀轴固定连接，并用于将蝶板的旋转角度进行放大；编码器，与转角放大机构的输出端连接；控制装置，分别与驱动机构及编码器电连接，控制装置能够与上位系统通讯连接。本申请的电动蝶阀，通过编码器和转角放大机构的设置，提高了整个电动蝶阀开度调节的精准度，使得电动蝶阀对流体流量精准控制。

Description

电动蝶阀

技术领域

本申请涉及流体控制技术领域，特别涉及一种电动蝶阀。

背景技术

蝶阀是一种结构简单的调节阀，可用于低压管道介质的开关控制的蝶阀是指关闭件(阀瓣或蝶板)为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。蝶阀在管道上主要起切断和节流作用，蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。电动蝶阀是指通过电源信号来控制蝶阀的开关。

目前，市场上的大部分电动蝶阀只能控制阀门的开、关和改变流体的方向，不能精准的进行阀门开度调节，无法精准获得蝶板的位置，降低了检修响应速度，增大了经济损失。

实用新型内容

本申请提供了一种电动蝶阀，以解决现有技术中存在的电动蝶阀无法精准的进行阀门开度调节的技术问题。

为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案为：一种电动蝶阀，包括：

阀体；

蝶板，通过阀轴转动设于所述阀体上；

驱动机构，安装于所述阀体上并用于驱动所述阀轴旋转；

转角放大机构，输入端与所述阀轴固定连接，并用于将所述蝶板的旋转角度进行放大；

编码器，与所述转角放大机构的输出端连接；

控制装置，分别与所述驱动机构及所述编码器电连接，所述控制装置能够与上位系统通讯连接。

在一种可能的设计中，所述转角放大机构包括传动连接的第一齿轮及第二齿轮，所述第一齿轮与所述阀轴同轴连接，所述编码器与所述第二齿轮同轴连接，所述第二齿轮的角速度大于所述第一齿轮的角速度。

在一种可能的设计中，所述转角放大机构包括第一连杆及第二连杆，所述第一连杆一端与所述阀轴同轴连接，所述第二连杆一端与所述编码器同轴连接，所述第二连杆上开设有沿所述第二连杆的长度方向延伸的滑槽，所述第一连杆的另一端滑动设于所述滑槽中。

在一种可能的设计中，所述转角放大机构用于将所述蝶板的旋转角度放大至少2倍。

在一种可能的设计中，所述转角放大机构用于将所述蝶板的旋转角度放大25/12倍。

在一种可能的设计中，所述编码器为采用串行通讯的12位数字编码器。

在一种可能的设计中，所述驱动机构包括：

电机，安装于所述阀体上并用于输出旋转运动；

传动结构，连接于所述电机与所述阀轴之间。

在一种可能的设计中，所述电动蝶阀还包括电池结构，所述电池结构与所述控制装置电连接并用于为所述控制装置供电。

在一种可能的设计中，所述控制装置包括：

密封盒，具有安装腔；

电路板，收纳于所述安装腔中，所述编码器及所述驱动机构均通过防水线与所述电路板连接；

无线通讯模块，设于所述电路板上并与所述电路板通讯连接，所述无线通讯模块用于与所述上位系统通讯连接。

在一种可能的设计中，所述阀体的顶部密封罩设有外壳，所述编码器及所述转角放大机构均安装于所述阀体的顶部；所述外壳具有顶部开口，所述顶部开口密封安装有天线盖组件；所述天线盖组件与所述无线通讯模块连接，并用于接收和发射无线通讯信号。

根据本申请实施例提供的电动蝶阀，通过转角放大机构将蝶板的旋转角度进行放大，并通过编码器与转角放大机构的输出端连接，使得编码器获取的是经过放大后的旋转角度，从而提高了编码器对蝶板位置的获取精度。同时通过控制装置与编码器电连接以读取编码器的数值，且当控制装置计算出蝶板没有旋转到位时，通过控制装置与驱动机构电连接以控制驱动机构来驱动蝶板旋转，直至蝶板旋转到位，从而提高了整个电动蝶阀阀门开度的精准调节，进而提高了该电动蝶阀对流体流量的精准控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的电动蝶阀的立体示意图；

图2是本申请实施例提供的电动蝶阀的分解示意图；

图3是本申请实施例提供的电动蝶阀的顶部剖视示意图；

图4是图2中转角放大结构的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的电动蝶阀的电路原理示意图；

图6是本申请另一个实施例提供的转角放大结构的结构示意图。

附图标记：10、阀体；11、流体腔；20、阀轴；30、蝶板；40、驱动机构；41、电机；50、转角放大机构；51、第一齿轮；52、第二齿轮；53、第一连杆；54、第二连杆；541、滑槽；60、编码器；70、控制装置；71、电路板；72、无线通讯模块；73、密封盒；731、底座；732、盒盖；74、防水连接件；80、电池结构；81、电池组；90、外壳；100、天线盖组件；101、上盖；102、天线头；110、防拆盖；200、上位系统。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“底”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系(若有的话)为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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申请的限制。

还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。

如图1及图2所示，本申请实施例提供了一种电动蝶阀，包括阀体10、蝶板30、阀轴20、驱动机构40、转角放大机构50、编码器60及控制装置70。

蝶板30通过阀轴20转动设于阀体10上。例如，阀体10具有流体腔11及轴腔，流体腔11呈圆柱形，流体腔11沿横向贯穿阀体10的相对两侧，轴腔一端与流体腔11连通，轴腔另一端延伸至阀体10的顶端。蝶板30呈圆形，蝶板30安装于阀轴20上，阀轴20收容于轴腔中，蝶板30通过阀轴20转动设于流体腔11中，蝶板30的外径与流体腔11的内径相适配，当蝶板30的径向与流体腔11的径向平行时，蝶板30闭合流体腔11，流体腔11两侧的流体无法从流体腔11通过，也即是电动蝶阀的阀门关闭；当蝶板30的径向与流体腔11的径向呈一角度时，流体腔11两侧连通，也就是电动蝶阀的阀门打开；其中，通过控制蝶板30的径向与流体腔11的径向夹角就可以调节电动蝶阀的阀口开度。

驱动机构40安装于阀体10上，阀轴20的一端与驱动机构40的输出端连接，蝶板30固定安装于阀轴20的另一端，驱动机构40用于驱动阀轴20旋转，从而带动蝶板30在流体腔11中旋转，从而调节电动蝶阀的开、闭及开度大小。

转角放大机构50的输入端与阀轴20固定连接，转角放大机构50用于将蝶板30的旋转角度进行放大。编码器60与转角放大机构50的输出端连接，控制装置70分别与驱动机构40及编码器60电连接，控制装置70用于控制驱动机构40的驱动，同时控制装置70还用于读出编码器60的数值，此外，控制装置70还能够与上位系统200通讯连接。

本申请的电动蝶阀在实际应用中，首先，上位系统200向控制装置70下达阀口开度的命令，控制装置70开始向驱动机构40发生控制命令，驱动机构40驱动阀轴20旋转，从而带动蝶板30旋转；接着通过转角放大机构50将蝶板30的旋转角度进行放大，编码器60可以从转角放大机构50的输出端获得放大后的旋转角度，编码器60将获得的旋转角度转换成数值信号，控制装置70通过读取编码器60的数值信号获得蝶板30的位置并判断蝶板30是否旋转到位，如果蝶板30没有旋转到位，控制装置70继续控制驱动机构40以驱动蝶板30旋转，直至蝶板30旋转到位，从而实现精准开度的调节。此外，控制装置70还会将蝶板30的位置、驱动机构40的故障信息及编码器60的故障信息反馈至上位系统200，该上位系统200能读取电动蝶阀的开度状态和故障状态信息，并能在电脑端和手机端页面进行显示。

本申请的电动蝶阀，通过转角放大机构50将蝶板30的旋转角度进行放大，并通过编码器60与转角放大机构50的输出端连接，使得编码器60获取的是经过放大后的旋转角度，从而提高了编码器60对蝶板30位置的获取精度。同时通过控制装置70与编码器60电连接以读取编码器60的数值，且当控制装置70计算出蝶板30没有旋转到位时，通过控制装置70与驱动机构40电连接以控制驱动机构40来驱动蝶板30旋转，直至蝶板30旋转到位，从而提高了整个电动蝶阀阀门开度的精准调节，进而提高了该电动蝶阀对流体流量的精准控制。

在一个实施例中，请参阅图3及图4，转角放大机构50包括第一齿轮51和第二齿轮52，第一齿轮51与阀轴20同轴连接，编码器60与第二齿轮52同轴连接，第一齿轮51与第二齿轮52传动连接，第二齿轮52的角速度大于第一齿轮51的角速度，则在相同的时间内第二齿轮52旋转的角度大于第一齿轮51旋转的角度，从而可以通过第一齿轮51和第二齿轮52在阀轴20与编码器60之间将阀轴20的旋转角度进行放大。本申请通过齿轮传动的方式将阀轴20的旋转角度进行放大，其结构简单，且传动稳定，利于整个电动蝶阀对流体流量的精度控制。

请参阅图3，第一齿轮51和第二齿轮52分别设于阀体10的顶部，第一齿轮51固定安装于阀轴20的另一端上，第一齿轮51的第二齿轮52外啮合连接，编码器60安装于第二齿轮52的上方并与第二齿轮52同轴设置。可以理解地，在本申请的其他实施例中，第一齿轮51和第二齿轮52还可以是通过内啮合的方式进行角速度传动，此外，转角放大机构50还可以包括三个或三个以上的齿轮，通过控制多个齿轮之间的传动比以实现旋转角度放大的目的。

优选地，第一齿轮51和第二齿轮52均为直齿轮，第一齿轮51和第二齿轮52的模数及压力角均相同。

在一个实施例中，转角放大机构50用于将蝶板30的旋转角度放大至少2倍，例如可以是2倍、2.5倍、3倍等。例如，当蝶板30从蝶板30径向与流体腔11径向平行的状态旋转至与流体腔11径向垂直的状态，也即是蝶板30从0度旋转至90度时，编码器60的码盘至少从0度旋转至180度，从而使得编码器60获得的数值更加精准。

在一个优选的实施例中，转角放大机构50用于将蝶板30的旋转角度放大了25/12倍。具体的，第一齿轮51的齿数为25，第二齿轮52的齿数为12，则当蝶板30旋转90度时，编码器60的码盘旋转187.5度。可以理解地，在本申请的其他实施例中，第一齿轮51和第二齿轮52的齿数可以根据实际需求进行设定，此处不做唯一限定。

在一个实施例中，编码器60为采用串行通讯的12位数字编码器，也即是12位绝对编码器。绝对编码器60获得的是蝶板30对应每个位置的绝对角度值，例如当电动蝶阀的阀口关闭时，蝶板30的绝对角度值为0，当电动蝶阀的阀口完全打开时，蝶板30的绝对角度值为90。12位编码器是指该编码器60的分辨率为2的12次方4096，编码器60旋转一周能够输出4096个脉冲信号，使得该编码器60的精度高。此外，纯数字放大使得编码器60的精度更高，装配定位精度高。可以理解地，在本申请的其他实施例中，当转角放大机构50放大的倍数足够多，或者编码器60的精度足够高，也可以采用其他类型的编码器60，此处不做唯一限定。

在一个实施例中，驱动机构40包括电机41和传动结构。电机41安装于阀体10上，电机41用于输出旋转运动，传动机构连接于电机41与阀轴20之间，并用于将电机41的旋转角度转换成阀轴20所需要的旋转运动。例如，传动结构可以包括变速箱和齿轮传动结构，变速箱将电机41的旋转速度进行改变，具体可以是减速箱，将电机41的高速旋转转换成阀轴20的低速旋转，从而利于蝶板30的小角度调节。齿轮传动机构主要用于将电机轴的位置同步至阀轴20的位置，例如电机41位于阀体10的边缘位置，阀轴20位于阀体10的中心位置，通过齿轮传动结构可以将电机41轴的旋转传递至阀轴20。

在一个实施例中，电动蝶阀还包括电池结构80，电池结构80与控制装置70电连接并用于为控制装置70供电。本申请的电动蝶阀通过电池结构80为控制装置70供电，使得电动蝶阀不需要依附电源使用，使得电动蝶阀的适用场景和应用范围更广，同时也利于电动蝶阀的密封。

电池结构80包括两个电池组81，其中一个电池组81包括三节电池，另一个电池组81包括两节电池。本申请通过将电池结构80分成两组，从而使得电池结构80占用空间小，且便于拆装。

请参阅图3及图5，控制装置70包括电路板71、无线通讯模块72及密封盒73。密封盒73具有安装腔，电路板71收纳于安装腔中，电池结构80、编码器60及驱动机构40均通过防水线与电路板71连接。无线通讯模块72设于电路板71上并与电路板71通讯连接，无线通讯模块72用于与上位系统200通讯连接。本申请通过将电路板71及无线通讯模块72设于密封盒73中，且电路板71通过防水线分别与驱动机构40及编码器60电连接，从而使得控制装置70的防水性更好，使用寿命更高。

具体的，密封盒73包括底座731和盒盖732，盒盖732通过密封圈密封盖设于底座731上，底座731和盒盖732围合形成上述安装腔。

底座731上开设有线孔，线孔处密封安装有防水连接件74。编码器60可以使用8芯防水线通过防水连接件74与电路板71电连接，两个电池组81与电路板71通过一分二的4芯防水线连接。

底座731和盒盖732采用半透明材料制成，从而利于工作人员从外部观察控制装置70的结构和工作状态。

阀体10的顶部罩设有外壳90，外壳90与阀体10的顶部密封连接，外壳90与阀体10围合形成有收容腔，编码器60、电机41、转角放大机构50、电池结构80均密封设于收容腔中。其中，外壳90采用不锈钢材料制成，结构强度大，且防止生锈。

外壳90底部和顶部均设有开口，外壳90的底部与阀体10的顶部密封连接，外壳90的顶部密封盖设有天线盖组件100，天线盖组件100与无线通讯模块连接，并用于接收和发射通讯信号。此外，外壳90的上下两面均进行抛光处理，从而利于提高外壳90的气密性。

天线盖组件100包括上盖101及天线头102，上盖101通过紧固件密封安装于外壳90的顶部开口出，上盖101的顶部具有安装口，天线头102安装于安装口上。

此外，外壳90顶部还罩设有防拆盖110，防拆盖110罩设于上盖101及天线头102外，以防止他人恶意打开防拆盖110来修改天线头102及控制装置70的内部结构。

在本申请的另一个实施例中，请参阅图6，转角放大机构50包括第一连杆53及第二连杆54，第一连杆53一端与阀轴20同轴连接，第二连杆54一端与编码器60同轴连接，第二连杆54上开设有沿第二连杆54的长度方向延伸的滑槽541，第一连杆53的另一端滑动设于滑槽541中。当第一连杆53随同阀轴20旋转时，带动第二连杆54与编码器60旋转，且旋转过程中，第一连杆53的另一端始终滑设于第二连杆54的滑槽541中。设第一连杆53旋转的角度为A，第二连杆54旋转的角度为B，则从图6可以看出，第二连杆54的旋转角度B大于第一连杆53的旋转角度A，从而通过第一连杆53与第二连杆54将阀轴20的旋转角度进行放大并传递至编码器60。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电动蝶阀，其特征在于，包括：

阀体；

蝶板，通过阀轴转动设于所述阀体上；

驱动机构，安装于所述阀体上并用于驱动所述阀轴旋转；

转角放大机构，输入端与所述阀轴固定连接，并用于将所述蝶板的旋转角度进行放大；

编码器，与所述转角放大机构的输出端连接；

控制装置，分别与所述驱动机构及所述编码器电连接，所述控制装置能够与上位系统通讯连接。

2.根据权利要求1所述的电动蝶阀，其特征在于，所述转角放大机构包括传动连接的第一齿轮及第二齿轮，所述第一齿轮与所述阀轴同轴连接，所述编码器与所述第二齿轮同轴连接，所述第二齿轮的角速度大于所述第一齿轮的角速度。

3.根据权利要求1所述的电动蝶阀，其特征在于，所述转角放大机构包括第一连杆及第二连杆，所述第一连杆一端与所述阀轴同轴连接，所述第二连杆一端与所述编码器同轴连接，所述第二连杆上开设有沿所述第二连杆的长度方向延伸的滑槽，所述第一连杆的另一端滑动设于所述滑槽中。

4.根据权利要求1所述的电动蝶阀，其特征在于，所述转角放大机构用于将所述蝶板的旋转角度放大至少2倍。

5.根据权利要求2所述的电动蝶阀，其特征在于，所述转角放大机构用于将所述蝶板的旋转角度放大25/12倍。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电动蝶阀，其特征在于，所述编码器为采用串行通讯的12位数字编码器。

7.根据权利要求1至5任一项所述的电动蝶阀，其特征在于，所述驱动机构包括：

电机，安装于所述阀体上并用于输出旋转运动；

传动结构，连接于所述电机与所述阀轴之间。

8.根据权利要求1至5任一项所述的电动蝶阀，其特征在于，所述电动蝶阀还包括电池结构，所述电池结构与所述控制装置电连接并用于为所述控制装置供电。

9.根据权利要求1至5任一项所述的电动蝶阀，其特征在于，所述控制装置包括：

密封盒，具有安装腔；

电路板，收纳于所述安装腔中，所述编码器及所述驱动机构均通过防水线与所述电路板连接；

无线通讯模块，设于所述电路板上并与所述电路板通讯连接，所述无线通讯模块用于与所述上位系统通讯连接。

10.根据权利要求9所述的电动蝶阀，其特征在于，所述阀体的顶部密封罩设有外壳，所述编码器及所述转角放大机构均安装于所述阀体的顶部；所述外壳具有顶部开口，所述顶部开口密封安装有天线盖组件；所述天线盖组件与所述无线通讯模块连接，并用于接收和发射无线通讯信号。

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