CN2742246Y

CN2742246Y - 微功耗电控阀

Info

Publication number: CN2742246Y
Application number: CN 200420085801
Authority: CN
Inventors: 杨晖; 张建
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2005-11-23
Anticipated expiration: 2014-08-06

Abstract

一种微功耗电控阀，其上支架(7)的中央安装有驱动轴(8)，下支架(9)的上部通过阀片定位环(14)安装有动阀片(10)，下部固定有定阀片(11)，动阀片(10)的上端面与驱动轴(8)的下端部连接，且动阀片(10)与定阀片(11)之间通过阀片中心轴(15)活动定位；动阀片(10)上制有通气、液孔(16)，下端面上未开孔处制有凹槽(17)和凹槽(18)，且凹槽(18)与通气、液孔(16)相通；定阀片(11)上制有通气、液孔(19)，上端面上未开孔处制有环形通气、液凹槽(20)，且环形通气、液凹槽(20)与动阀片(10)下端面上的凹槽(18)相通。本实用新型开闭过程施加的外力与管道内气、液体的压力无直接关系，可满足微功耗大流量的设计要求。经测试比同类型微电机驱动的电控阀节能80％以上。

Description

微功耗电控阀

技术领域

本实用新型涉及一种微功耗电控阀。

背景技术

现有技术中以平面陶瓷密封的阀普遍存在阀的开闭过程所施加的外力与管道内气、液体的压力呈递增函数关系，也就是说管道内气、液体的压力越大，打开和关闭阀门所消耗的功率也就越大，基本上占整个功耗的95％。通常的解决方法是减小阀片的受力面积，但会使阀的压力损失增加，影响气液流量。

发明内容

本实用新型解决的技术问题：设计一种微功耗电控阀，采用力平衡原理及帕斯卡定律，使其开闭过程施加的外力只需克服密封圈与阀的摩擦力即可，与管道内气、液体的压力无直接关系，结构简单，可靠性高，使该类阀采用小功率、低电压(2.7VDC-3.6VDC)和小减速比(500∶1)的齿轮驱动机构成为可能，可满足微功耗大流量的设计要求。

本实用新型的技术解决方案：一种微功耗电控阀，包括微电机(1)、阀体(2)，齿轮减速机构(3)、光电传感装置(4)和定位装置(5)，微电机(1)及齿轮减速机构(3)设置在阀体(2)的上部，齿轮减速机构(3)的动力输入轴与微电机(1)的主轴相连，齿轮减速机构(3)的驱动轴(8)上设置有定位装置(5)，定位装置(5)的下方对应设置有光电传感装置(4)，阀芯(6)通过阀芯固定环(23)固定在阀体(2)内且位于齿轮减速机构(3)的下方，其上的进气、液口(12)、出气、液口(13)分别与与阀体(2)的进气、液口和出气、液口对应；阀芯(6)由上支架(7)、下支架(9)、动阀片(10)和定阀片(11)构成，上支架(7)的中央安装有驱动轴(8)，侧面制有进气、液口(12)，下方设置有下支架(9)；下支架(9)的上部通过阀片定位环(14)安装有动阀片(10)，且阀片定位环(14)通过“O”型密封圈与下支架(9)密封，动阀片(10)通过“O”型密封圈与阀片定位环(14)密封，下部固定有定阀片(11)，动阀片(10)的上端面与驱动轴(8)的下端部连接，且动阀片(10)与定阀片(11)之间通过阀片中心轴(15)活动定位；动阀片(10)上制有通气、液孔(16)，下端面上未开孔处制有凹槽(17)和凹槽(18)，且凹槽(18)与通气、液孔(16)相通；定阀片(11)上制有通气、液孔(19)，上端面上未开孔处制有环形通气、液凹槽(20)，且环形通气、液凹槽(20)与动阀片(10)下端面上的凹槽(18)相通。

环形通气、液凹槽(20)的面积与动阀片(10)顶端的面积基本相等。动阀片(10)上端面未开孔处制成斜面。

光电传感装置(4)和定位装置(5)位于阀体(2)内，光电传感装置(4)由两个槽型光电传感器(21)和光电传感器线路板(22)构成，槽型光电传感器(21)和光电传感器线路板(22)固定在阀芯固定环(23)的上端面；定位装置(5)由定位杆(24)和定位挡片(25)构成，定位杆(24)固定在驱动轴(8)上，定位挡片(25)固定在定位杆(24)上，且槽型光电传感器(21)位于定位挡片(25)的正下方。

动阀片(10)上对称制有两个扇形通气、液孔(16)，上端面未开孔处制成对称的两个斜面(34)和(35)，下端面上未开孔处对称制有两个扇形凹槽(17)和两个通气、液凹槽(18)，且两个通气、液凹槽(18)分别与两个扇形通气、液孔(16)相通；定阀片(11)上对称制有两个扇形通气、液孔(19)，上端面上未开孔处制有环形通气、液凹槽(20)，且环形通气、液凹槽(20)与动阀片(10)下端面上的两个通气、液凹槽(18)相通。

动阀片(10)和定阀片(11)均由陶瓷制成，且二者结合面的密封采用陶瓷镜面技术密封。

动阀片(10)的上端面上对称制有两个柱形凹槽(29)(30)，连杆(31)的中央固定在驱动轴(8)的下端，连杆(31)的两端垂直固定有定位柱(32)(33)，且定位柱(32)(33)分别位于柱形凹槽(29)(30)中。

阀片定位环(14)上制有凹槽(26)，内装弹簧(27)，弹簧(27)的下端固定有钢珠(28)，且钢珠(28)顶在动阀片(10)上，对动阀片(10)进行轴向限位。

本实用新型与现有技术相比其开闭过程施加的外力只需克服密封圈与阀的摩擦力即可，与管道内气、液体的压力无直接关系，结构简单，可靠性高，使该类阀采用小功率、低电压(2.7VDC-3.6VDC)和小减速比(500∶1)的齿轮驱动机构成为可能，可满足微功耗大流量的设计要求。经测试比同类型微电机驱动的电控阀节能80％以上。此外，由于动阀片上端面未开孔处制成对称的两个斜面，不但具有导流作用，而且还可降低“水锤”冲击力，减小气、液体对阀片的扰流，稳定与之配套的计量仪器的精度。

附图说明

图1为本实用新型阀芯的结构示意图，

图2为本实用新型动阀片的结构示意图，

图3为图1的A-A剖视图，图4为图1的B-B剖视图，

图5为图1的仰视图，

图6为本实用新型定阀片的结构示意图，

图7为图6的C-C剖视图，

图8为本实用新型驱动轴与动阀片的连接状态示意图，

图9为本实用新型一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

结合附图1、2、3、4、5、6、7、8、9描述本发明的一种实施例。

一种微功耗电控阀，包括微电机(1)、阀体(2)，齿轮减速机构(3)、光电传感装置(4)和定位装置(5)，微电机(1)及齿轮减速机构(3)设置在阀体(2)的上部，齿轮减速机构(3)的动力输入轴与微电机(1)的主轴相连，齿轮减速机构(3)的驱动轴(8)上设置有定位装置(5)，定位装置(5)的下方对应设置有光电传感装置(4)。光电传感装置(4)和定位装置(5)位于阀体(2)内，光电传感装置(4)由两个槽型光电传感器(21)和光电传感器线路板(22)构成，槽型光电传感器(21)和光电传感器线路板(22)固定在阀芯固定环(23)的上端面；定位装置(5)由定位杆(24)和定位挡片(25)构成，定位杆(24)固定在驱动轴(8)上，定位挡片(25)固定在定位杆(24)上，且槽型光电传感器(21)位于定位挡片(25)的正下方。

阀芯(6)通过阀芯固定环(23)固定在阀体(2)内且位于齿轮减速机构(3)的下方，其上的进液口(12)、出液口(13)分别与与阀体(2)的进液口和出液口对应；阀芯(6)由上支架(7)、下支架(9)、动阀片(10)和定阀片(11)构成，上支架(7)的中央安装有驱动轴(8)，侧面制有进液口(12)，下方设置有下支架(9)；下支架(9)的上部通过阀片定位环(14)安装有动阀片(10)，且阀片定位环(14)通过“O”型密封圈与下支架(9)密封，动阀片(10)通过“O”型密封圈与阀片定位环(14)密封，下部固定有定阀片(11)。动阀片(10)的上端面上对称制有两个柱形凹槽(29)(30)，连杆(31)的中央固定在驱动轴(8)的下端，连杆(31)的两端垂直固定有定位柱(32)(33)，且定位柱(32)(33)分别位于柱形凹槽(29)(30)中。动阀片(10)与定阀片(11)之间通过阀片中心轴(15)活动定位；动阀片(10)上对称制有两个扇形通液孔(16)，上端面未开孔处制成对称的两个斜面(34)和(35)，下端面上未开孔处对称制有两个扇形凹槽(17)和两个通液凹槽(18)，且两个通液凹槽(18)分别与两个扇形通液孔(16)相通；定阀片(11)上对称制有两个扇形通液孔(19)，上端面上未开孔处制有环形通液凹槽(20)，且环形通液凹槽(20)与动阀片(10)下端面上的两个通液凹槽(18)相通。此外环形通液凹槽(20)的面积必须与动阀片(10)顶端的面积基本相等。

动阀片(10)和定阀片(11)均由陶瓷制成，且二者结合面的密封采用陶瓷镜面技术密封。阀片定位环(14)上制有凹槽(26)，内装弹簧(27)，弹簧(27)的下端固定有钢珠(28)，且钢珠(28)顶在动阀片(10)上，对动阀片(10)进行轴向限位。

工作原理：将本实用新型连接在管路上后，此时阀门处于关闭状态，阀芯(6)内充满了液体，液体通过动阀片(10)上的两个扇形通液孔(16)及下端面上的两个通液凹槽(18)流入定阀片(11)上端面上的环形通液凹槽(20)内，环形通液凹槽(20)内的液体压力便对动阀片(10)的下端面产生了一个反压。根据帕斯卡定律：密闭容器中，各点压强相等，由于环形通液凹槽(20)的面积与动阀片(10)顶端的面积基本相等，动阀片(10)上下端面受力面积相等且方向相反，所以动阀片(10)上下端面受到的正向压力与反向压力基本相等，动阀片(10)处于力平衡状态。随着管道压力的变化，动阀片(10)上、下端面的正、反向压力也随着变化，且始终基本相等，因此，阀门开闭过程施加的外力只需克服“O”型密封圈与动阀片(10)的摩擦力即可，与管道内液体的压力无直接关系，需要打开阀门时，只需微功耗即可启动微电机(1)，通过齿轮减速机构(3)的驱动轴(8)驱动动阀片(10)转动，此时定位挡片(25)位于第一个槽型光电传感器(21)中，当动阀片(10)与定阀片(11)上的通液孔逐渐重合打开阀门时，定位挡片(25)转动至第二个槽型光电传感器(21)中，此时微电机(1)停转，开启阀门过程完成。反之则可关闭阀门。此外，由于动阀片(10)上端面未开孔处制成对称的两个斜面(34)和(35)，不但具有导流作用，而且还可降低“水锤”冲击力，减小液体对阀片的扰流，稳定与之配套的计量仪器的精度。

Claims

1、一种微功耗电控阀，包括微电机(1)、阀体(2)，齿轮减速机构(3)、光电传感装置(4)和定位装置(5)，微电机(1)及齿轮减速机构(3)设置在阀体(2)的上部，齿轮减速机构(3)的动力输入轴与微电机(1)的主轴相连，齿轮减速机构(3)的驱动轴(8)上设置有定位装置(5)，定位装置(5)的下方对应设置有光电传感装置(4)，其特征是：阀芯(6)通过阀芯固定环(23)固定在阀体(2)内且位于齿轮减速机构(3)的下方，其上的进气、液口(12)、出气、液口(13)分别与与阀体(2)的进气、液口和出气、液口对应；阀芯(6)由上支架(7)、下支架(9)、动阀片(10)和定阀片(11)构成，上支架(7)的中央安装有驱动轴(8)，侧面制有进气、液口(12)，下方设置有下支架(9)；下支架(9)的上部通过阀片定位环(14)安装有动阀片(10)，且阀片定位环(14)通过“O”型密封圈与下支架(9)密封，动阀片(10)通过“O”型密封圈与阀片定位环(14)密封，下部固定有定阀片(11)，动阀片(10)的上端面与驱动轴(8)的下端部连接，且动阀片(10)与定阀片(11)之间通过阀片中心轴(15)活动定位；动阀片(10)上制有通气、液孔(16)，下端面上未开孔处制有凹槽(17)和凹槽(18)，且凹槽(18)与通气、液孔(16)相通；定阀片(11)上制有通气、液孔(19)，上端面上未开孔处制有环形通气、液凹槽(20)，且环形通气、液凹槽(20)与动阀片(10)下端面上的凹槽(18)相通。

2、根据权利要求1所述的微功耗电控阀，其特征是：环形通气、液凹槽(20)的面积与动阀片(10)顶端的面积基本相等。

3、根据权利要求1所述的微功耗电控阀，其特征是：动阀片(10)上端面未开孔处制成斜面。

4、根据权利要求1或2或3所述的微功耗电控阀，其特征是：光电传感装置(4)和定位装置(5)位于阀体(2)内，光电传感装置(4)由两个槽型光电传感器(21)和光电传感器线路板(22)构成，槽型光电传感器(21)和光电传感器线路板(22)固定在阀芯固定环(23)的上端面；定位装置(5)由定位杆(24)和定位挡片(25)构成，定位杆(24)固定在驱动轴(8)上，定位挡片(25)固定在定位杆(24)上，且槽型光电传感器(21)位于定位挡片(25)的正下方。

5、根据权利要求1或2或3所述的微功耗电控阀，其特征是：动阀片(10)上对称制有两个扇形通气、液孔(16)，上端面未开孔处制成对称的两个斜面(34)和(35)，下端面上未开孔处对称制有两个扇形凹槽(17)和两个通气、液凹槽(18)，且两个通气、液凹槽(18)分别与两个扇形通气、液孔(16)相通；定阀片(11)上对称制有两个扇形通气、液孔(19)，上端面上未开孔处制有环形通气、液凹槽(20)，且环形通气、液凹槽(20)与动阀片(10)下端面上的两个通气、液凹槽(18)相通。

6、根据权利要求1或2或3所述的微功耗电控阀，其特征是：动阀片(10)和定阀片(11)均由陶瓷制成，且二者结合面的密封采用陶瓷镜面技术密封。

7、根据权利要求1或2或3所述的微功耗电控阀，其特征是：动阀片(10)的上端面上对称制有两个柱形凹槽(29)(30)，连杆(31)的中央固定在驱动轴(8)的下端，连杆(31)的两端垂直固定有定位柱(32)(33)，且定位柱(32)(33)分别位于柱形凹槽(29)(30)中。

8、根据权利要求1或2或3所述的微功耗电控阀，其特征是：阀片定位环(14)上制有凹槽(26)，内装弹簧(27)，弹簧(27)的下端固定有钢珠(28)，且钢珠(28)顶在动阀片(10)上，对动阀片(10)进行轴向限位。