专利名称：低功耗电机阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低功耗电机阀，特别适用于微功率电机小力矩驱动的阀。
背景技术：
本发明人申请的专利号为01265978.9的微小力矩开关智能阀，存在以下技术问题(1)密封阀片的转动采用无中心轴方式，开闭阀片与阀体磨擦力较大，增大电机开阀功耗，增加减速电机的转速比，加工精度要求高。(2)当阀在关闭状态时，被封闭在密封端的介质的压力通过前密封阀片传递给其它阀片上，造成三阀片推挤受力，使开闭阀片受力后工作时增加开闭力矩，还有可能造成前密封圈由于介质压力的影响失去作用，导致介质泄露，小力矩不能使阀门在大压力下自由开闭。(3)介质压力通过前密封片两个扇型通孔直接施加在开闭阀片上，增加了开闭阀片与反压阀片之间压力，且这个压力的大小与介质压力的大小成正比变化，造成使用小力矩驱动阀在大压力下不能正常开闭。(4)使用常规的传感器技术存在转动开闭阀片不能精确定位，且阀控制采用单个传感器，存在开闭状态无法准确判断现象。(5)阀片选用陶瓷材料，抗冲击力差，抗破坏性能差，不适用于无人现场管理情况下贸易计量使用的控制阀。
发明内容
本实用新型是针对上述问题的不足之处，根据帕斯卡定律、力平衡原理，三片阀片采用中心轴连接，且开闭阀片的密封面两面开有凹槽，或与开闭阀片相邻的前密封阀片和后反压阀片的密封面上分别开有凹槽，减小了开闭阀片与阀体的磨擦力；前密封阀片与阀体焊接，后反压阀片上开有圆环形凹槽，凹槽与阀体之间有反压管连接，使开闭阀片两面受压相等，达到大压力下自由开闭目的；反射、对射传感器及角位移转感器的设置，能精确定位和判断阀的开闭。
本实用新型的技术方案是这样实现的一种低功耗电机阀，包括阀体(1)，阀体(1)内设有前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)，开闭阀片(3)由力矩齿轮(6)带动，三片阀片上均制有相对称的扇形通孔(12)，前密封阀片(2)与阀体(1)焊接，开闭阀片(3)的密封面两面分别开有凹槽(13)，或与开闭阀片(3)相邻的前密封阀片(2)和后反压阀片(4)的密封面上分别开有凹槽(13)，后盖锁紧环(8)上带有外丝与阀体(1)内丝配合且紧压在后反压阀片(4)上，后盖锁紧环(8)与阀体(1)之间设有密封圈(15)。前密封片(2)、开闭阀片(3)与后反压阀片(4)通过中心轴(14)连接，中心轴(14)前端装在前密封阀片(2)的轴承孔中，后端装在后反压阀片(4)的轴承孔中，中心轴(14)与开闭阀片(3)固定连接。后反压阀片(4)上开有圆环形凹槽(16)，其面积等于两个扇形通孔(12)的面积，凹槽(16)边缘开有通孔(17)，反压管(9)一端与通孔(17)连接，另一端与阀体(1)的进口端连接。前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)上的相对称扇形通孔(12)小于或等于90°。在开闭阀片(3)上套装有齿轮(5)，齿轮(5)上开有相对应小孔(18)，两个扇形通孔(12)相对应齿轮(5)的面上装有反光标记亮片(19)，阀体(1)上装有反射传感器(10)与反光标记亮片(19)对应，对射传感器(11)与小孔(18)对应。阀体(1)上装有角位移传感器(21)，角位移传感器(21)动力输入轴上的齿轮(22)与开闭阀片(3)上的齿轮(5)相啮合。前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)采用陶瓷复合铜或钠米陶瓷制成。
本实用新型解决了开闭阀片与阀体之间磨擦力较大，在大压力状态下阀无法自由开闭的问题，减小了力矩，增强了抗干扰性能，使电机阀不受管道介质压力影响，使用小力矩的电机在不同输出形式的传感器配合下，可对流量进行调节、自如开闭阀门。
附图
图1为电机阀工作原理示意图。
图2为后反压阀片结构示意图。
图3为后反压阀片结构示意图。
图4为前密封阀片结构示意图。
图5为前密封阀片结构示意图。
图6为开闭阀片结构示意图。
图7为开闭阀片结构示意图。
图8为对射式传感器、反射式传感器工作原理示意图。
图9为角位移传感器工作原理示意图。
图10为电机阀的剖视结构示意图。
图11为电机阀的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。一种低功耗电机阀，包括阀体(1)，阀体(1)内设有前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)，开闭阀片(3)由力矩齿轮(6)带动，三片阀片上均制有相对称的扇形通孔(12)，前密封阀片(2)与阀体(1)焊接，开闭阀片(3)的密封面两面分别开有凹槽(13)，或与开闭阀片(3)相邻的前密封阀片(2)和后反压阀片(4)的密封面上分别开有凹槽(13)，后盖锁紧环(8)上带有外丝与阀体(1)内丝配合且紧压在后反压阀片(4)上，后盖锁紧环(8)与阀体(1)之间设有密封圈(15)。前密封片(2)、开闭阀片(3)与后反压阀片(4)通过中心轴(14)连接，中心轴(14)前端装在前密封阀片(2)的轴承孔中，后端装在后反压阀片(4)的轴承孔中，中心轴(14)与开闭阀片(3)固定连接。后反压阀片(4)上开有圆环形凹槽(16)，其面积等于两个扇形通孔(12)的面积，凹槽(16)边缘开有通孔(17)，反压管(9)一端与通孔(17)连接，另一端与阀体(1)的进口端连接，用以连通阀体内的介质。前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)上的相对称扇形通孔(12)小于或等于90°。在开闭阀片(3)上套装有齿轮(5)，齿轮(5)上开有相对应小孔(18)，两个扇形通孔(12)相对应齿轮(5)的面上装有反光标记亮片(19)，阀体(1)上装有反射传感器(10)与反光标记亮片(19)对应，对射传感器(11)与小孔(18)对应。阀体(1)上装有角位移传感器(21)，角位移传感器(21)动力输入轴上的齿轮(22)与开闭阀片(3)上的齿轮(5)相啮合。前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)采用陶瓷复合铜或钠米陶瓷制成。
低功耗电机阀由阀片组、阀体(1)、减速小力矩电机(7)、导管(9)、角位移传感器(21)、反射传感器(10)、对射传感器(11)等构成，阀片组由前密封阀片(2)、开闭阀片(3)、后反压阀片(4)三个起不同作用的圆型阀片组成，且其采用陶瓷复合铜或钠米陶瓷制成，增强了抗冲击性能，前密封阀片(2)焊接或粘接在阀体(1)内，消除进口端介质对前密封阀片(2)的压力，开闭阀片(3)中心位置固定有中心轴(14)，中心轴(14)前端安装在前密封阀片(2)的轴承孔中，后端放置在后反压阀片(4)的轴承孔，力矩齿轮(6)与齿轮(5)相啮合，带动开闭阀片(3)轴向转动，减小了开闭阀片(3)轴向运动时的磨擦力，三阀片轴向之间采用现有镜面成熟密封技术密封，后盖锁紧环(8)上带有外丝扣与阀体(1)内丝配合，后反压阀片(4)被后盖锁紧环(8)通过密封圈(15)压紧，调节后盖锁紧环(8)松紧使阀控制介质不泄露，达到保持最小力矩开闭阀为宜。
将前端被密封的介质压力通过一个或多个导压管(9)引到反压阀片(4)的圆环形凹槽(16)上，反向施压在开闭阀片(4)另外一密封面上，根据帕斯卡定律，反压阀片(4)的圆环形凹槽(16)与开闭阀(3)接触且密封的面积等于被密封的介质作用于开闭阀片(3)的两个扇形孔(12)面积，也就是开闭阀片(3)上实际受压面积相等，在关阀状态下视其为连通器，得到各点的压强相同，开闭阀片(3)的正反两端受力面积相等，所以正方向的力与反方向的力相等，从闭阀状态到开阀状态或从开阀状态到闭阀状态下，阀常开或阀常闭静止状态下，开闭阀片(3)受到的正反方向的力相抵消，无论有无介质压力存在，开闭阀片(3)始终保持在无介质施力状态。
前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)加工有以轴为中心小于阀片半径的90°对称扇形通孔(12)，开闭阀片(3)的密封面两面分别开有凹槽(13)，可减少阀片组各阀片之间80％以上接触面积，减小了三片阀片之间的磨擦力，减小了力矩，使阀片自重用小力矩即可达到可靠开闭阀，当阀片组中开闭阀片(3)在力矩电机(7)的驱动下在位置传感器的配合下，以轴为中心旋转，开状态时阀片组上的扇型孔一致，闭阀状态时阀片组上的扇形通孔(12)全部闭合。
阀片上介质通道的大小与阀的压力损失呈递减关系，在阀片上加工介质通道孔既要保证通道大小，又要保证阀片的密封面积，必须采用高精度位置传感器和增加阀片状态的传感器，本实用新型采用了对射式和反射式两种型号红外线传感器，对射式传感器(11)用于精确定位，反射式传感器(10)用于识别开闭阀的状态。在开闭阀片(3)上套装的齿轮(5)上开有相对应小于Φ1mm的小孔(18)，两个扇形通孔(12)相对应齿轮(5)的面上装有反光标记亮片(19)，小孔(18)对应与对射式红外线传感器(11)的发射孔、接受孔保持一致时输出逻辑信号，表示阀片已到位，反射式红外传感器(10)判别有无强的反射信号，表示阀为开或为闭状态。实际测量采用红外线传感器，定位精度小于0.2-0.4mm，阀状态能准确送给控制系统，抗干扰性强。阀体(1)上装有角位移传感器(21)，可以方便实现流量的调节，将位置传感器换成角位移传感器，可连续输出信号与阀片开度保持线性关系，与单片机配合使用，实现调节控制流量的目的，同样也能精确定位和判断阀的开闭。
实验表明采用上述技术设计的DN20水表专用阀，可以达到下列效果在介质压强为-1～5Mpa时开闭阀，力矩变化范围小于10％，在5m3时，阀片组阀片为Φ35mm，通水扇型通孔最大化时，阀片之间密封面积减少80％，阀压力损失小于0.010MPa，3V直流减速电机工作功率小于0.25W，阀片抗冲击力大于200Kg/cm2，特别适用于电池供电或远程总线供电的微功耗仪器仪表控制阀。
权利要求1.一种低功耗电机阀，包括阀体(1)，阀体(1)内设有前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)，开闭阀片(3)由力矩齿轮(6)带动，三片阀片上均制有相对称的扇形通孔(12)，其特征是前密封阀片(2)与阀体(1)焊接，开闭阀片(3)的密封面两面分别开有凹槽(13)，后盖锁紧环(8)上带有外丝与阀体(1)内丝配合且紧压在后反压阀片(4)上，后盖锁紧环(8)与阀体(1)之间设有密封圈(15)。
2.一种低功耗电机阀，包括阀体(1)，阀体(1)内设有前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)，开闭阀片(3)由力矩齿轮(6)带动，三片阀片上均制有相对称的扇形通孔(12)，其特征是前密封阀片(2)与阀体(1)焊接，与开闭阀片(3)相邻的前密封阀片(2)和后反压阀片(4)的密封面上分别开有凹槽(13)，后盖锁紧环(8)上带有外丝与阀体(1)内丝配合且紧压在后反压阀片(4)上，后盖锁紧环(8)与阀体(1)之间设有密封圈(15)。
3.根据权利要求1或2所述的低功耗电机阀，其特征是前密封片(2)、开闭阀片(3)与后反压阀片(4)通过中心轴(14)连接，中心轴(14)前端装在前密封阀片(2)的轴承孔中，后端装在后反压阀片(4)的轴承孔中，中心轴(14)与开闭阀片(3)固定连接。
4.根据权利要求1或2所述的低功耗电机阀，其特征是后反压阀片(4)上开有圆环形凹槽(16)，其面积等于两个扇形通孔(12)的面积，凹槽(16)边缘开有通孔(17)，反压管(9)一端与通孔(17)连接，另一端与阀体(1)的进口端连接。
5.根据权利要求1或2所述的低功耗电机阀，其特征是前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)上的相对称扇形通孔(12)小于或等于90°。
6.根据权利要求1或2所述的低功耗电机阀，其特征是在开闭阀片(3)上套装有齿轮(5)，齿轮(5)上开有相对应小孔(18)，两个扇形通孔(12)相对应齿轮(5)的面上装有反光标记亮片(19)，阀体(1)上装有反射传感器(10)与反光标记亮片(19)对应，对射传感器(11)与小孔(18)对应。
7.根据权利要求1或2所述的低功耗电机阀，其特征是阀体(1)上装有角位移传感器(21)，角位移传感器(21)动力输入轴上的齿轮(22)与开闭阀片(3)上的齿轮(5)相啮合。
8.根据权利要求1或2所述的低功耗电机阀，其特征是前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)采用陶瓷复合铜或钠米陶瓷制成。
专利摘要一种低功耗电机阀，包括阀体(1)，其内设有前密封阀片(2)、开闭阀片(3)和后反压阀片(4)通过中心轴(14)连接，且阀片组之间采用静面密封，开闭阀片(3)的密封面两面分别开有凹槽(13)，或在与开闭阀片(3)相邻的前密封阀片(2)和后反压阀片(4)的密封面上分别开有凹槽(13)，以减小阀片之间的摩擦力，减小力矩，后反压阀片(4)上开有圆环形凹槽(16)，用反压管(9)将其与阀体(1)的进口端连通，以抵消开闭阀片(3)上进口端的压力，达到大压力下自如开闭阀的目的。通过采用反射式传感器(10)和对射式传感器(11)，或在阀体(1)上装有角位移传感器(21)，实现调节控制流量的目的，同样也能精确定位和判断阀的开闭。
文档编号F16K3/02GK2589768SQ0225894
公开日2003年12月3日 申请日期2002年11月5日 优先权日2002年11月5日
发明者杨晖, 张建 申请人:杨晖, 张建