CN218063580U - 一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于阀门领域，具体涉及一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，所述阀杆外间隔设置压缩机构一和压缩机构二；所述压缩机构二与所述阀芯之间设置压缩弹簧一；所述阀杆上设置有限位槽，所述阀杆外设置限位球外壳，所述限位球外壳上设置有用于挤压限位球的挤压部；所述限位球外壳与所述阀杆之间设置限位球，所述限位球设置在所述压缩机构二上；所述限位球外壳外设置压缩弹簧二；所述驱动机构驱动翘板抬起所述限位球外壳；所述驱动机构连接电路板，所述电路板连接供电机构。本实用新型能够在燃气泄漏后自动关阀，提高燃气使用的安全性。

Description

一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构

技术领域

本实用新型属于阀门领域，具体涉及一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构。

背景技术

阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件，根据其功能，可分为关闭阀、止回阀、调节阀等，阀门可用于控制燃气、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。

燃气包括天然气、煤气、液化石油气，在燃气输送、使用过程中，如果存在泄漏可能会造成人员伤亡和财产损失，所以在燃气泄漏时需要通过切断泄漏源的方式来阻止燃气的继续泄漏，所以本实用新型提出一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，本实用新型能够在燃气泄漏后自动关阀，提高燃气使用的安全性；且本实用新型在使用过程中不需要额外连接线路，适用范围广。

本实用新型提供了一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，包括阀杆和阀芯，还包括压缩弹簧一、压缩弹簧二、限位球、限位球外壳、翘板、驱动机构、电路板、供电机构、压缩机构一和压缩机构二；

所述阀杆外间隔设置压缩机构一和压缩机构二，所述压缩机构二位于靠近所述阀芯的一侧；

所述压缩机构二与所述阀芯之间设置压缩弹簧一，所述压缩弹簧一上端被向下压缩，且所述压缩弹簧一的下端被所述阀芯向上压缩；

所述阀杆上设置有限位槽，所述阀杆外设置限位球外壳，所述限位球外壳上设置有用于挤压限位球的挤压部；

所述限位球外壳与所述阀杆之间设置限位球，所述限位球设置在所述压缩机构二上；

所述限位球外壳外设置压缩弹簧二，所述压缩弹簧二的上端被所述压缩机构一向下压缩，且所述压缩弹簧二的下端被所述限位球外壳向上压缩；

所述驱动机构驱动翘板抬起所述限位球外壳；

所述驱动机构连接电路板，所述电路板连接供电机构。

进一步地，所述限位槽环绕设置在阀杆上。

进一步地，所述限位球外壳的外表面设置为圆柱形，和/或所述限位球外壳的挤压部的内表面设置为锥形。

进一步地，所述限位球外壳上设置有限位台，所述压缩弹簧二设置在限位台上。

进一步地，所述限位台为环型，环型的限位台环绕设置在所述限位球外壳上。

进一步地，所述翘板靠近所述限位球外壳的一端设置为U型。

进一步地，所述驱动机构包括电机和凸轮，所述电机连接所述电路板，所述电机连接所述凸轮，所述凸轮与所述翘板接触设置。

进一步地，所述压缩机构一靠近所述压缩弹簧二的一端设置有台阶，所述台阶用于使压缩弹簧二压缩。

进一步地，所述限位球外壳上设置有与压缩弹簧二配合的挤压部。

进一步地，所述限位球为钢球。

采用上述技术方案，本实用新型包括如下优点；

1、本实用新型能够在燃气泄漏后自动关阀，提高燃气使用的安全性；且本实用新型在使用过程中不需要额外连接线路，适用范围广。

2、本实用新型所述限位槽环绕设置在阀杆上能够实现限位球的精准卡位。

3、本实用新型所述限位球外壳的外表面设置为圆柱形，使限位球外壳能更好的与压缩弹簧二配合，所述限位球外壳的挤压部的内表面设置为锥形，锥形的限位部具有更好的挤压效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型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，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构的结构示意图一；

图2为图1的局部结构示意图；

图3为本实用新型实施例中一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构的结构示意图二；

图4为本实用新型实施例中一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构的局部结构示意图一；

图5为本实用新型实施例中一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构的局部结构示意图二；

图6为本实用新型实施例中阀杆与限位球的配合关系图一；

图7为本实用新型实施例中阀杆与限位球的配合关系图二；

图8为本实用新型限位球外壳的机构示意图；

图9为本实用新型实施例中限位球外壳与限位球配合位置的受力示意图；

图10为本实用新型实施例中阀杆与限位球配合位置的受力示意图；

图11为本实用新型实施例中限位球的受力示意图；

图12为本实用新型实施例中限位球外壳与限位球的配合关系图；

附图中：10-阀杆，11-限位槽，20-阀芯，30-压缩弹簧一，40- 压缩弹簧二，50-限位球，60-限位球外壳，61-挤压部，62-限位台， 70-翘板，80-驱动机构，81-电机，82-凸轮，90-电路板，100-供电机构，110-压缩机构一，120-压缩机构二,121-凸台，130-阀体。

具体实施方式

以下的说明提供了许多不同的实施例或是例子，用来实施本实用新型的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本实用新型，其仅作为例子，而并非用以限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"垂直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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实用新型的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是多个或多个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接：可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是多个元件内部的连通或多个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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"包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1、图2、图3所示本实施例提供了一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，包括阀杆10和阀芯20，阀芯20设置在阀体130 内，还包括压缩弹簧一30、压缩弹簧二40、限位球50、限位球外壳 60、翘板70、驱动机构80、电路板90、供电机构100、压缩机构一 110和压缩机构二120。

所述阀杆10外间隔设置压缩机构一110和压缩机构二120，间隔设置即压缩机构一110和压缩机构二120之间具有一定的距离，该距离能够给限位球外壳60提供一个向上的运动行程，当然该距离并不一定等于限位外壳向上的运动行程，所述压缩机构二120位于靠近所述阀芯20的一侧。

对于压缩机构一110和压缩机构二120还可以具有导向的作用，即压缩机构一110和压缩机构二120均是套设在阀杆10上的。

所述压缩机构二120与所述阀芯20之间设置压缩弹簧一30，所述压缩弹簧一30上端被向下压缩，压缩弹簧一30的上端可以被所述压缩机构二120压缩，当然也可以在压缩机构二120下方设置其他部件，使压缩弹簧一30向下压缩，且所述压缩弹簧一30的下端被所述阀芯20向上压缩；本实用新型在开阀状态时压缩弹簧一30是处于压缩状态的，在关阀状态时同样也是处于压缩状态的，只是处于关阀状态时压缩弹簧一30的压缩量大于处于开阀状态时压缩弹簧一30的压缩量；在开阀状态时压缩弹簧一30给阀杆10一个向下的力F_弹1，在关阀时能够利用自身弹力使阀杆10迅速关阀。

所述阀杆10上设置有限位槽11，如图12所示，所述阀杆10外设置限位球外壳60，所述限位球外壳60的外表面设置为圆柱形，当然限位球外壳60的外表面的形状并不限定为圆柱形，对于矩形等其他形状也能实现本实用新型目的，只是圆柱形的限位球外壳60能更好的与压缩弹簧二40配合，所述限位球外壳60的挤压部61的内表面设置为锥形，锥形的限位部具有更好的挤压效果，同时在限位球 50或者阀杆10有轻微位移时也能保证对限位球50具有挤压效果；当然限位球外壳60的挤压部61表面并不一定为锥形，还可以设置成如图12所示的阶梯状；所述限位球外壳60的挤压部61与所述阀杆 10之间设置限位球50，所述限位球50设置在所述压缩机构二120上，所述限位球外壳60与所述阀杆10之间设置限位球50，压缩机构二 120对限位球50具有支撑作用，所述限位球外壳60上的挤压部61 挤压限位球50。

更进一步地，所述限位槽11环绕设置在阀杆10上，环绕设置的限位槽11也可以同时环绕设置限位球50，环绕设置的限位槽11和环绕设置的限位球50，环绕设置的限位槽11和环绕设置的限位球50 在开阀时不仅能够更好的配合定位，而且限位球50对阀杆10具有更好的固定效果。当然对于限位球50来说，限位球50的可以是两个及两个以上，即限位球50的数量为N,N≥2,限位球50的数量可以合理的进行选择。

需要说明的是，限位槽11并不限于环绕设置在阀杆10上，限位槽11也可以对称设置的两个限位槽11，或者均匀设置在阀杆10上的多个限位槽11等；对于环绕设置的限位槽11，限位球50的数量可以是不定的，但对于均匀设置的限位槽11，限位球50的数量需要与限位槽11的数量相对应，即限位槽11的数量与限位球50的数量相等；对于限位球50的定位，可以在所述压缩机构二120上设置均匀布置的凸台121。如图4、图5所示，在所述压缩机构二120均匀设置三个凸台121，任意相邻两个凸台121之间设置一个限位球50，在此结构的基础上，阀杆10与一个限位球50配合的位置处受该配合位置处限位球50给的力F_{限位球·阀杆}其余限位球50的支持力F_支持力1。

同时对于限位槽11的形状本实用新型也不做限制，限位球50和限位槽11配合可以是如图6、图7所示的配合结构，当然具体的配合并不限于图6、图7的配合结构；需要说明的是，不管是哪种配合结构，阀杆10受力情况均是相同的。

基于图6的限位槽11与限位球50配合结构，具体说明开阀的基本原理为：阀杆10受力如图9所示，包括阀杆10重力F_G阀杆、压缩弹簧一30给阀杆10的力F_弹1、阀杆10与任意一个限位球50配合位置处所受的其余限位球50给的力F_支持力1，阀杆10与任意一个限位球 50配合位置处所受的力F_{限位球·阀杆}；任意一个限位球50受力如图10所示，包括限位球50重力F_G限位球、压缩机构二120给的力F_支持力2、限位球外壳60给的力F_{限位球外壳·限位球}、阀杆10给的力F_{阀杆·限位球}；限位球外壳60受力如图11所示，包括限位球外壳60所受重力F_{G限位球外壳}、压缩弹簧二40给限位球外壳60的力F_弹2、任意一个限位球50给限位球外壳60的力F_{限位球·限位球外壳}，限位球外壳60与任意一个限位球50 配合位置处所受的其余限位球50给的力F_支持力3。

阀杆10受力需要满足：F_总1＝F_{限位球·阀杆}·sinθ，

其中

限位球50受力需要满足：

F_支持力2＝F_G限位球+F_{限位球外壳·限位球}sinθ+F_{阀杆·限位球}sinθ，

F_{限位球外壳·限位球}cosα＝F_{阀杆·限位球}cosθ；

限位球外壳60受力

F_{限位球·限位球外壳}的竖向分力为f＝F_{限位球·限位球外壳}sinθ，只要保证f＞F_总2，限位球50可卡紧保持开阀状态，是合格阀门；f＜F_总2限位球50无法保持开阀状态，是不合格阀门。

当然对于限位球50的数量N还可以为1个,具体的受力情况就不再详细赘述。

需要说明的是，对于其他限位球50和限位槽11的其他配合结构，依然适用上述公式；该公式用于生产前设计，需要说明的是，本实用新型的保护范围在于具体结构，并不是上述设计参数，上述设计参数用于帮助本领域技术人员理解具体设计过程。

所述压缩机构一110靠近所述压缩弹簧二40的一端设置有台阶，所述台阶用于使压缩弹簧二40压缩，所述压缩弹簧二40的上端与台阶配合，使压缩弹簧二40向下压缩，如图8所示，所述限位球50外壳60上设置有限位台62，所述压缩弹簧二40下端与限位台62配合，使压缩弹簧二40的下端向上压缩；相反的压缩弹簧二40具有对限位球外壳60向下的压力F_弹2，作用在该限位球外壳60上的压力，使限位球外壳60能够对限位球50形成挤压力；在开阀状态时能够对限位球50形成挤压力F_挤压力。在开阀状态时，限位球50向上挤压限位球外壳50，限位球50未受到限位球外壳60的限位部61的挤压，在阀杆上拉，限位球50落入限位槽11内，限位球外壳50下落挤压所述限位球50，限位球50、限位槽11配合卡紧，实现开阀。

需要说明的是，设置的台阶只是为了让压缩弹簧二40具有定位效果，压缩弹簧二40上端设置在台阶上，此时压缩机构一110能容纳在压缩弹簧二40内，则实现了压缩弹簧二40的定位。当然压缩机构一110上也可以不设置台阶，此时压缩机构一110同样能使压缩弹簧二40向下压缩。

需要说明的是，在限位球外壳60上设置的限位台62能够更好的与压缩弹簧二40配合，使压缩弹簧二40向上压缩；当然限位台62 并不是必要的技术特征，在没有限位台62时，可以通过增大限位球外壳60的外径使之与压缩弹簧二40配合，也能实现压缩弹簧二40 的向上压缩。

更进一步地，所述限位台62为环型，环型的限位台62环绕设置在所述限位球外壳60上。环型的限位台62能够更好的与压缩弹簧二40配合，不管压缩弹簧二40怎么变形或者移动都能保证压缩弹簧二 40与限位台62配合。

所述限位球外壳60的下端与所述翘板70的一端配合，所述翘板 70的另一端与驱动机构80配合，所述驱动机构80驱动翘板70抬起所述限位球外壳60，所述配合包括仅接触、固定连接、活动连接等；驱动机构80驱动翘板70抬起所述限位球外壳60，翘板70的中部需要通过转轴连接在阀体130上，与阀体130可以是直接连接也可以是间接连接，当然翘板70并不局限于连接阀体130，如图1、图2所示，翘板70间接连接在阀体130上，图示中为翘板70连接在所述压缩机构二120上，即与所述阀体130间接连接，当然该间接连接方式也并不限于通过压缩机构二120间接连接，还可以通过其他机构进行连接，这里就不再详细赘述。

更进一步地，所述翘板70靠近所述限位球外壳60的一端设置为 U型。U型能够增加翘板70与所述限位球外壳60的接触面积，具有更好的抬起效果。

更进一步地，所述驱动机构80包括电机81和凸轮82，所述电机81连接所述电路板90，所述电机81连接所述凸轮82，所述凸轮 82与所述翘板70接触设置；在开阀状态需要关阀时电机81驱动凸轮82转动，使翘板70绕转轴转动，翘板70将限位球外壳60抬起，限位球50失去限位球外壳60的挤压，阀杆10落下关阀。

更进一步地，所述限位球50为钢球，钢球具有使用寿命长的优点。

所述驱动机构80连接电路板90，所述电路板90连接供电机构 100，供电机构100可以为具有储电功能的电池等。

将本实用新型的紧急切断阀设置在燃气管道上，该燃气管道包括但不限于室外输送燃气管道、室内燃气管道、液化罐上的燃气管道，相应的在燃气管道周围设置有用于检测燃气泄漏的传感器，传感器检测到泄漏就将信号传递到需要关闭的紧急切断阀的电路板90，电路板90控制电机81转动，电机81转动带动凸轮82转动，凸轮82转动使翘板70抬升，翘板70抬升使限位球外壳60抬升，此时限位球 50失去限位球外壳60的挤压，限位球50无法卡住阀杆130，阀杆 10落下，实现阀门的关闭。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，包括阀杆(10)和阀芯(20)，其特征在于：还包括压缩弹簧一(30)、压缩弹簧二(40)、限位球(50)、限位球外壳(60)、翘板(70)、驱动机构(80)、电路板(90)、供电机构(100)、压缩机构一(110)和压缩机构二(120)；

所述阀杆(10)外间隔设置压缩机构一(110)和压缩机构二(120)，所述压缩机构二(120)位于靠近所述阀芯(20)的一侧；

所述压缩机构二(120)与所述阀芯(20)之间设置压缩弹簧一(30)，所述压缩弹簧一(30)上端被向下压缩，且所述压缩弹簧一(30)的下端被所述阀芯(20)向上压缩；

所述阀杆(10)上设置有限位槽(11)，所述阀杆(10)外设置限位球外壳(60)，所述限位球外壳(60)上设置有用于挤压限位球(50)的挤压部(61)；

所述限位球外壳(60)与所述阀杆(10)之间设置限位球(50)，所述限位球(50)设置在所述压缩机构二(120)上；

所述限位球外壳(60)外设置压缩弹簧二(40)，所述压缩弹簧二(40)的上端被所述压缩机构一(110)向下压缩，且所述压缩弹簧二(40)的下端被所述限位球外壳(60)向上压缩；

所述驱动机构(80)驱动翘板(70)抬起所述限位球外壳(60)；

所述驱动机构(80)连接电路板(90)，所述电路板(90)连接供电机构(100)。

2.如权利要求1所述的一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，其特征在于：所述限位槽(11)环绕设置在阀杆(10)上。

3.如权利要求1所述的一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，其特征在于：所述限位球外壳(60)的外表面设置为圆柱形，和/或所述限位球外壳(60)的挤压部(61)的内表面设置为锥形。

4.如权利要求1或3所述的一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，其特征在于：所述限位球外壳(60)上设置有限位台(62)，所述压缩弹簧二(40)设置在限位台(62)上。

5.如权利要求4所述的一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，其特征在于：所述限位台(62)为环型，环型的限位台(62)环绕设置在所述限位球外壳(60)上。

6.如权利要求1或3所述的一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，其特征在于：所述翘板(70)靠近所述限位球外壳(60)的一端设置为U型。

7.如权利要求1所述的一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，其特征在于：所述驱动机构(80)包括电机(81)和凸轮(82)，所述电机(81)连接所述电路板(90)，所述电机(81)连接所述凸轮(82)，所述凸轮(82)与所述翘板(70)接触设置。

8.如权利要求1所述的一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，其特征在与：所述压缩机构一(110)靠近所述压缩弹簧二(40)的一端设置有台阶，所述台阶用于使压缩弹簧二(40)压缩。

9.如权利要求8所述的一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，其特征在于：所述限位球外壳(60)上设置有与压缩弹簧二(40)配合的挤压部(61)。

10.如权利要求1所述的一种用于燃气紧急切断阀的电动执行机构，其特征在于：所述限位球(50)为钢球。

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