專利名稱：電子控制式機(jī)械閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥門，是一種電子控制式機(jī)械閥門。
閥門作為流體介質(zhì)密閉傳輸過程中的開關(guān)控制裝置，在當(dāng)今社會中運(yùn)用十分廣泛。隨著工業(yè)設(shè)備的電氣自動化進(jìn)程，要求閥門能實(shí)現(xiàn)電子控制的呼聲越來越高?，F(xiàn)在閥門產(chǎn)品中能實(shí)現(xiàn)電子控制者只有電驅(qū)動閥和電磁閥兩類。電驅(qū)動閥是靠電動機(jī)驅(qū)動閥桿轉(zhuǎn)動而使閥門導(dǎo)通和關(guān)閉;電磁閥靠電磁力作用于閥芯而使閥門導(dǎo)通和關(guān)閉。這兩類閥門雖可實(shí)現(xiàn)電子控制，但在使用中都存在著不足。
電驅(qū)動閥門使用時除需要全套機(jī)械閥門外，還需一套與之匹配的電動機(jī)及控制裝置，成本很高，且因電動機(jī)驅(qū)動閥桿轉(zhuǎn)動，使閥門打開和關(guān)閉需要一定時間，使得閥門的開、關(guān)轉(zhuǎn)換速度不高。
電磁閥的開、關(guān)轉(zhuǎn)換速度很高。當(dāng)電磁閥中的電磁線圈通電時，閥門迅速打開。而當(dāng)該電磁線圈斷電時，閥門迅速關(guān)閉。正因這一特點(diǎn)，使電磁閥成為閥門家族中不可輕視的成員。但電磁閥在使用時有以下幾點(diǎn)不足1、因電磁閥中的電磁力直接作用于閥芯上，打開閥門需要很大的電磁力(該力一般要求大于液體壓強(qiáng)與閥門通徑的乘積)。這使得電磁閥適用的壓強(qiáng)范圍不大;同時閥門的公稱通徑也不能太高;且為了提供足夠的電磁力，電磁線圈的工作電壓不能太低。2、由于電磁閥只在電磁線圈通電時才導(dǎo)通(即電磁閥的導(dǎo)通要由電磁力維持)。這使得電磁閥在使用時消耗的電能很大。一般不益作為常開閥門使用。
本發(fā)明的目的在于提供一種電子控制式機(jī)械閥，即實(shí)現(xiàn)閥門的電子控制要求。也彌補(bǔ)電驅(qū)動閥門和電磁閥的不足。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案一種電子控制式機(jī)械閥門。該閥門包括機(jī)械閥門的全部組成部分(閥體、閥桿、閥芯、閥蓋、密封、進(jìn)出端口等)，其特征在于一、特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。它包括(1)閥桿、閥芯分離，在必要時采用十字鍵對兩者進(jìn)行不固定連接。(2)特殊的閥芯設(shè)計(jì)。閥芯外形為圓柱體，在外表面加工有螺紋槽，且其上有與十字鍵連接的鍵槽。(3)增設(shè)閥芯復(fù)位機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)使閥芯具有向某一狀態(tài)(開或關(guān))復(fù)位的趨勢。
二、具有電磁銷機(jī)構(gòu)。電磁銷機(jī)構(gòu)是電子控制式機(jī)械閥的核心，它是利用電磁力對圓柱銷的作用，使圓柱銷能插入閥芯外表面的螺紋槽，或使圓柱銷從上述螺紋槽中迅速撥出，從而實(shí)現(xiàn)閥門的電子控制之目的。
由工作過程不同，電子控制式機(jī)械閥可分為電控迅速關(guān)閉式閥門、電控迅速開啟式閥門及電磁卡式水氣表專用閥門三種。對電磁卡式水氣表專用閥門，當(dāng)圓柱銷在電磁力作用下插入閥芯外表面的螺紋槽中時，可通過驅(qū)動閥芯轉(zhuǎn)動，打開閥門，并鎖死閥門于關(guān)狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生緊急情況時，只要向電磁線圈反向通電，使圓柱銷在電磁力作用下從閥芯外表面的螺紋槽中迅速撥出，則閥門迅速關(guān)閉。對電控迅速開啟式機(jī)械閥，當(dāng)圓柱銷在圓柱銷復(fù)位彈簧作用下插入閥芯外表面的螺紋槽中時，可通過驅(qū)動閥芯轉(zhuǎn)動使閥門關(guān)閉，且鎖死閥門于常閉狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生緊急情況時，只要向電磁線圈通電，使圓柱銷在電磁力作用下，從閥芯外表面的螺紋槽中迅速的撥出，則閥門迅速打開。對電控迅速關(guān)閉式機(jī)械閥，當(dāng)圓柱銷在圓柱銷復(fù)位彈簧作用下插入閥芯外表面的螺紋槽中時，可通過驅(qū)動閥芯轉(zhuǎn)動使閥門打開，且鎖死閥門于常開狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生緊急情況時，只要向電磁線圈通電，使圓柱銷在電磁力作用下，從閥芯外表面的螺紋槽中迅速的撥出，則閥門迅速關(guān)閉。
值得指出的是(1)因本發(fā)明中使用電磁力作為閥門電子控制的動力，使閥門的開、關(guān)轉(zhuǎn)換速度高，彌補(bǔ)了電驅(qū)動閥門的不足。(2)因本發(fā)明中電磁力不是直接作用于閥芯，而是作用于圓柱銷，使得對電磁力的數(shù)值要求降低。這一設(shè)計(jì)使閥門的造價降低;使閥門中的電磁線圈可實(shí)現(xiàn)低電壓供電;使閥門的適用壓強(qiáng)范圍增大;使閥門的公稱通徑可大大增加。(3)因電子控制機(jī)械閥中的電磁銷可以使閥門自動鎖死于開狀態(tài)(或關(guān)狀態(tài))，且不需電磁力維持，電磁線圈只需在閥門開、關(guān)轉(zhuǎn)換過程中通電。固大大節(jié)省了電能。
綜上所述，電子控制式機(jī)械閥門可以實(shí)現(xiàn)閥門的電子控制，且可彌補(bǔ)電驅(qū)動閥門和電磁閥的不足，完全達(dá)到本發(fā)明之目的。
本發(fā)明有附圖
。附圖一即實(shí)例一。附圖二即實(shí)例二。附圖三即實(shí)例三。
附圖一中 1-閥體 2-閥蓋 3-閥桿 4-閥蓋、閥桿密封件 5-十字鍵 6-螺冒A 7-十字鍵槽 8-彈簧A 9-螺紋槽 10-閥芯閥體密封件 11-進(jìn)水端口 12-出水端口 13-電磁線圈 14-彈簧B 15-圓柱銷 16-螺紋銷 17-螺冒B 18-電磁線圈保護(hù)罩 19-閥芯。
實(shí)例一為電磁卡式水氣表專用閥門，它主要由機(jī)械閥門和電磁銷兩部分組成。其中機(jī)械閥門的主體由閥體(1)、閥蓋(2)、閥桿(3)、閥芯(19)等構(gòu)成;電磁銷主體由圓柱銷(15)、電磁線圈(13)、螺紋銷(16)等構(gòu)成。對實(shí)例一中電磁卡式水氣表專用閥門的結(jié)構(gòu)有以下幾點(diǎn)說明一、彈簧A(8)是閥門的閥芯復(fù)位機(jī)構(gòu)，它具有較大的彈力，在其作用下閥芯(19)具有向關(guān)狀態(tài)復(fù)位的趨勢。二、圓柱銷(15)是由具有永磁性的硬質(zhì)金屬制成，且磁極在圓柱銷的兩端。該圓柱銷可在電磁力作用下往復(fù)運(yùn)動，具有伸出和縮回兩個狀態(tài)。三、閥桿(3)下部由螺冒A(6)固定有一個十字鍵(5)，對應(yīng)地在閥芯(19)上部有一個十字鍵槽(7)。當(dāng)下壓閥桿(3)使十字鍵(5)插入十字鍵槽(7)后，可通過驅(qū)動閥桿(3)轉(zhuǎn)動而帶動閥芯(19)同向轉(zhuǎn)動。四、閥芯(19)的外表面加工有螺紋槽(9)。且槽寬略大于圓柱銷(15)的直徑。當(dāng)圓柱銷(15)未插入閥芯(19)外表面的螺紋槽(9)中時，閥芯(19)雖可逆時針(或順時針)轉(zhuǎn)動，但不能沿軸向運(yùn)動。此時，閥門在復(fù)位彈簧A(8)作用下，鎖死于關(guān)狀態(tài)。當(dāng)電磁線圈(13)正向通電，產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動圓柱銷(15)插入螺紋槽(9)中后，逆時針方向旋轉(zhuǎn)閥芯(19)可使閥門打開，順時針方向旋轉(zhuǎn)閥芯(19)可使閥門關(guān)閉。當(dāng)閥門打開到一定程度時，停止旋轉(zhuǎn)閥芯(19)后，因圓柱銷(5)與螺紋槽(9)的槽壁間的摩擦力作用，使閥門自動鎖死于該狀態(tài)。五、彈簧B(14)是圓柱銷的復(fù)位彈簧，其彈力較小，只需稍大于圓柱銷(15)的重力。該彈簧的作用是使圓柱銷(15)不會因外界干擾，而錯誤地插入閥芯(19)外表面的螺紋槽(9)中。六、當(dāng)閥門鎖死于某一開狀態(tài)，而遇緊急情況需要關(guān)閉時。則可向電磁線圈(13)反向通電，使圓柱銷(15)在電磁力作用下從螺紋槽(9)中迅速撥出，則閥門在復(fù)位彈簧A(8)作用下迅速關(guān)閉。七、該電磁卡式水氣表專用閥門使用時，進(jìn)水端、出水端有方向性，不能裝反。
實(shí)例一中電磁卡式水氣表專用閥門的工作過程為初始時，閥門關(guān)閉。在彈簧B(14)作用下，圓柱銷(15)處于縮回狀態(tài)，此時，閥門鎖死于關(guān)閉狀態(tài)。需要開閥時，先向電磁線圈(13)正向通電，使圓柱銷(15)插入閥芯(19)外表面上的螺紋槽(9)中，再下壓并逆時針方向旋轉(zhuǎn)閥桿(3)，使之帶動閥芯(19)逆時針轉(zhuǎn)動，從而打開閥門。當(dāng)閥門打開到任意位置時，因螺紋槽(9)的槽壁對圓柱銷(15)的摩擦力作用，圓柱銷(15)被保留在螺紋槽(9)中，即閥門自動鎖死在開狀態(tài)。此后電磁線圈可斷電。當(dāng)遇到緊急情況需要關(guān)閥時，在電信號控制下，可向電磁線圈反向通電，產(chǎn)生的電磁力把圓柱銷(15)迅速從螺紋槽(9)中撥出，閥芯(19)在復(fù)位彈簧A(8)作用下迅速回落，關(guān)閉閥門。
實(shí)例一中，電磁卡式水氣表專用閥門，能常期鎖死于開狀態(tài)和關(guān)狀態(tài)，且能迅速關(guān)閥。該閥門特別適用于電磁卡式水氣表及其它電子控制閥門領(lǐng)域。
附圖二中 1-閥體 2-閥蓋 3-閥桿 4-閥桿、閥蓋間密封件 5-十字鍵 6-十字鍵槽 7-彈簧A 8-螺紋槽 9-閥芯、閥體間密封件 10-出水端口 11-進(jìn)水端口 12-電磁線圈保護(hù)罩 13-螺冒 14-圓柱銷 15-彈簧B 16-螺紋銷 17-電磁線圈 18-閥芯 19-螺冒A實(shí)例二為電控迅速開啟式閥門。該閥門由機(jī)械閥門和電磁銷兩部分構(gòu)成。其中機(jī)械閥的主體由閥體(1)、閥蓋(2)、閥桿(3)、閥芯(18)構(gòu)成。電磁銷主體由圓柱銷(14)、電磁線圈(17)構(gòu)成。對實(shí)例二中電控迅速開啟式閥門的結(jié)構(gòu)有以下幾點(diǎn)說明一、彈簧A(7)是閥門的閥芯復(fù)位機(jī)構(gòu)，它具有較大的彈力。在其作用下，閥芯(18)具有向開閥狀態(tài)復(fù)位的趨勢。二、圓柱銷(14)是由具有永磁性的硬質(zhì)金屬制成，且磁極在圓柱銷的兩端。該圓柱銷(14)可在電磁力及彈簧B(15)作用下往復(fù)運(yùn)動，具有伸出和縮回兩個狀態(tài)。三、閥桿(3)下部由螺冒A(19)固定有一個十字鍵(5)，對應(yīng)地在閥芯(18)上部有一個十字鍵槽(6)。當(dāng)下壓閥桿(3)使十字鍵(5)插入十字鍵槽(6)后，可通過驅(qū)動閥桿(3)轉(zhuǎn)動而帶動閥芯(18)同向轉(zhuǎn)動。四、閥芯(18)的外表面加工有螺紋槽(8)。螺紋槽(8)的槽寬略大于圓柱銷(14)的直徑。五、彈簧B(15)為圓柱銷(14)的復(fù)位彈簧。其彈力較小，只需稍大于圓柱銷(14)的重力。該彈簧的作用是使圓柱銷(14)始終保持插入在螺紋槽(8)中，而不會因外界干擾，錯誤地從螺紋槽(8)中拔出。六、當(dāng)閥門鎖死于關(guān)閉狀態(tài)，且遇緊急情況需開閥時，可向電磁線圈(17)通電，產(chǎn)生的電磁力把圓柱銷(14)從螺紋槽(8)中迅速拔出，則閥芯(18)在彈簧A(7)的作用下，迅速打開閥門。七、電控迅速開啟式閥門有使用方向，進(jìn)口端與出口端不能裝反。若裝反則在液壓(或氣壓)較大時，因彈簧A(7)彈力有限，閥門無法打開。八、對附圖二所繪電控迅速開啟式閥門，當(dāng)其關(guān)閉時，只有圓柱銷(14)單邊提供閥芯(18)的關(guān)閥壓力。當(dāng)閥芯(18)與閥體(1)間空隙太大時，可能會使閥芯產(chǎn)生傾斜，導(dǎo)致密封不嚴(yán)。因此最好在與如圖電磁銷對稱位置再做一個同樣的電磁銷，以使閥門密封嚴(yán)密。
電控迅速開啟式閥門的工作過程為初始時，圓柱銷(14)在復(fù)位彈簧B(15)的作用下，插入閥芯(18)外表面的螺紋槽(8)中，此時下壓并順時針方向轉(zhuǎn)動閥桿(3)帶動閥芯(18)同向轉(zhuǎn)動，則可使閥門關(guān)閉，并可長期鎖死于關(guān)閥狀態(tài)。當(dāng)遇緊急情況要開閥時，在電信號控制下向電磁線圈(17)通電，產(chǎn)生的電磁力把圓柱銷(14)從螺紋槽(8)中迅速拔出，則閥門在彈簧A(7)作用下迅速開啟。實(shí)現(xiàn)電子制迅速開閥的功能。
實(shí)例二中的電控迅速開啟式閥門可適用石油、化工等需要迅速開啟閥門的領(lǐng)域。
附圖三中 1-閥體 2-閥蓋 3-閥桿 4-閥桿、閥蓋間密封件 5-十字鍵 6-十字鍵槽 7-彈簧A 8-螺紋槽 9-閥芯、閥體間密封件 10-進(jìn)水端口 11-出水端口 12-電磁線圈保護(hù)罩 13-螺冒 14-圓柱銷 15-彈簧B 16-螺紋銷 17-電磁線圈 18-閥芯 19-螺冒A實(shí)例三為電控迅速關(guān)閉式閥門。該閥門由機(jī)械閥門和電磁銷兩部分構(gòu)成。其中機(jī)械閥的主體由閥體(1)、閥蓋(2)、閥桿(3)、閥芯(18)構(gòu)成。電磁銷主體由圓柱銷(14)、電磁線圈(17)構(gòu)成。對實(shí)例三中電控迅速關(guān)閉式閥門的結(jié)構(gòu)有以下幾點(diǎn)說明一、彈簧A(7)是閥門的閥芯復(fù)位機(jī)構(gòu)，它具有較大的彈力。在其作用下，閥芯(18)具有向關(guān)閥狀態(tài)復(fù)位的趨勢。二、圓柱銷(14)是由具有永磁性的硬質(zhì)金屬制成，且磁極在圓柱銷的兩端。該圓柱銷(14)可在電磁力及彈簧B(15)作用下往復(fù)運(yùn)動，具有伸出和縮回兩個狀態(tài)。三、閥桿(3)下部由螺冒A(19)固定有一個十字鍵(5)，對應(yīng)地在閥芯(18)上部有一個十字鍵槽(6)。當(dāng)下壓閥桿(3)使十字鍵(5)插入十字鍵槽(6)后，可通過驅(qū)動閥桿(3)轉(zhuǎn)動而帶動閥芯(18)同向轉(zhuǎn)動。四、閥芯(18)的外表面加工有螺紋槽(8)。螺紋槽(8)的槽寬略大于圓柱銷(14)的直徑。五、彈簧B(15)為圓柱銷(14)的復(fù)位彈簧。其彈力較小，只需稍大于圓柱銷(14)的重力。該彈簧的作用是使圓柱銷(14)始終保持插入在螺紋槽(8)中，而不會因外界干擾，錯誤地從螺紋槽(8)中拔出。當(dāng)在彈簧B(15)作用下，圓柱銷(14)插入在螺紋槽(8)中時，下壓并逆時針方向旋轉(zhuǎn)閥桿(3)，使之帶動閥芯(18)逆時針轉(zhuǎn)動，打開閥門。此后，閥門自動鎖死于開閥狀態(tài)。六、當(dāng)閥門鎖死于開閥狀態(tài)，且遇緊急情況需關(guān)閥時，可向電磁線圈(17)通電，產(chǎn)生的電磁力把圓柱銷(14)從螺紋槽(8)中迅速拔出，則閥芯(18)在彈簧A(7)的作用下，迅速關(guān)閉閥門。七、電控迅速關(guān)閉式閥門有使用方向，進(jìn)口端與出口端不能裝反。
電控迅速關(guān)閉式閥門的工作過程為初始時，圓柱銷(14)在復(fù)位彈簧B(15)的作用下，插入閥芯(18)外表面的螺紋槽(8)中，此時下壓并逆時針方向轉(zhuǎn)動閥桿(3)帶動閥芯(18)同向轉(zhuǎn)動，則可使閥門打開并可長期鎖死于開閥狀態(tài)。當(dāng)遇緊急情況要關(guān)閥時，在電信號控制下向電磁線圈(17)通電，產(chǎn)生的電磁力把圓柱銷(14)從螺紋槽(8)中迅速拔出，則閥門在彈簧A(7)作用下迅速關(guān)閉。實(shí)現(xiàn)電子制迅速關(guān)閥的功能。
實(shí)例三中的電控迅速關(guān)閉式閥門可適用石油、化工等需要迅速關(guān)閉閥門的領(lǐng)域。
權(quán)利要求
本發(fā)明提供一種電子控制式機(jī)械閥門。該閥門由機(jī)械閥和電磁銷裝置組合而成，本發(fā)明的特征在于1、特殊的閥芯設(shè)計(jì)。其特征為在閥芯外表面加工有螺紋槽。螺紋槽的寬度與圓柱銷匹配。
2.具有電磁銷裝置。電磁銷裝置是電子控制式機(jī)械閥門的核心。它是利用通電電磁線圈的磁力對圓柱銷的作用，使其插入閥芯外表面的螺紋槽中，或從上述螺紋槽中拔出，以實(shí)現(xiàn)電子控制閥門開、關(guān)的目的。
全文摘要
本發(fā)明是一種電子控制式機(jī)械閥門。該閥門由機(jī)械閥和電磁銷兩部分組合而成。其特征在于1、具有電磁銷裝置。2、特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。它包括閥桿、閥芯的非固定連接設(shè)計(jì)。閥芯外表面的螺紋槽設(shè)計(jì)。電磁銷是該閥門的核心。它是利用電磁線圈的磁力作用于圓柱銷，使之以插入閥芯外表面的螺紋槽中(或從該螺紋槽中拔出)從而實(shí)現(xiàn)電子控制迅速開閥或迅速關(guān)閥功能。本發(fā)明克服了現(xiàn)有電控閥門的不足，能提供一種開、關(guān)閥速度快；通徑大；適用壓力高；使用時極為省電的電子控制機(jī)械閥門。
文檔編號F16K31/06GK1114021SQ9410686
公開日1995年12月27日 申請日期1994年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月15日
發(fā)明者唐勇 申請人:唐勇