专利名称：电动阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动阀门。
背景技术：
现有阀门主要有手动和电动两类。其中现有的手动阀门(例如球阀、蝶阀、闸阀等等)的阀体内设有用于阀门启闭的活动件，该活动件上旋转阀杆，该阀杆自阀体顶部延伸到阀体外面，并设有手柄，通过手柄转动阀杆，就可以实现阀门的开启和关闭，这类阀门的缺陷是必须手动开关，不仅操作麻烦，而且还不能进行自动化控制或远程控制；现有的电动阀门多为电磁阀，其阀体内设有电磁铁，该电磁铁主要由缠绕在矽钢片上的线圈构成，通电后依靠电磁铁的磁力，吸引同样带有磁性的活动件动作，实现阀门的开启或关闭，由于这类阀门的缺陷是电动部分设置在阀体内，容易产生火花或出现漏电现象，在用于燃气管道等场合时存在安全隐患，另外由于其与手动阀门在内部结构上的差异，使两者零件间缺乏互换性，也给生产和维护带来不便。
发明内容
为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种电动阀门，这种阀门的阀体内不通电，不会产生火花或出现漏电现象，安全性好，并且其阀体内部结构与手动阀门相同，零件具有通用性，便于生产和维护。
本发明实现上述目的的技术方案是一种电动阀门，包括阀体和电机，所述阀体内的活动件设有控制阀门启闭的阀杆，所述阀杆自阀体顶部延伸到阀体外，并在阀体外通过传动机构与所述电机驱动连接，所述电机设有控制其工作的控制装置。
由于本发明的阀体内不带电，不会产生火花或出现漏电现象，因此不论用于哪种场合都具有很好的安全性；由于在现有技术背景下，可以很容易地实现电机本身的绝缘和密封，也可以很容易地隔绝电机同阀体之间的电流和火花，因此即使电机出现火花和漏电也不会影响到阀体内，不会因电机的采用带来不安全因素；由于本发明的阀体可以采用手动阀门的阀体，可以实现电动阀门与手动阀门之间的通用化和标准化，有利于生产和维护。
附图是本发明一个结构示意图。
具体实施例方式
参见附图，本发明涉及一种电动阀门，包括阀体2和电机1，所述阀体内的活动件设有控制阀门启闭的阀杆4，所述阀杆自阀体顶部延伸到阀体外，并在阀体外通过传动机构与所述电机驱动连接，所述电机设有控制其工作的控制装置8。
本发明可以设有限定阀杆转动范围的限位装置，以避免阀杆超量转动对阀体内部结构的损坏。
所述限位装置可以采用任意现有技术，可以包括设置在转动件上的限位结构(所谓限位结构是指相关件上的一部分或全部，该部分或全部具有一定的可以使其起到限位作用的形状)和设置在固定件相应位置上的限位结构，所述固定件上的限位结构位于所述转动件上的限位结构的运动方向上。
所述限位装置采用的转动件可以是阀杆、传动机构的轮、传动机构的轴等中的任意一个，其上设置的限位结构可以是该转动件上的向外延伸的突起、或者是该转动件上延伸出来的柱、或者是该转动件本身的结构，固定件可以是阀体的外壳、传动机构的外壳等中的任意一个，其上设置的限位结构可以是该固定件上向外延伸的突起、或者是该固定件上延伸出来的柱、或者是该固定件的本身结构，当转动件转动到限定位置时，两限位结构相互接触，固定件上的限位结构挡在转动件上的限位结构的运动方向上，阻止转动件继续转动。
所述各限位结构的限位接触面(指两限位结构相互碰撞的接触面)上可以设置弹性垫，以在两限位结构碰撞时起缓冲作用。通常可以只在其中一个限位结构(例如固定件上的限位结构)的接触面设置弹性垫，但也可以在两个限位结构的接触面上都设上弹性垫，所述弹性垫一般可以采用橡胶垫。
本发明可以设有限定阀杆转动范围的行程开关。所述行程开关通常可以安装在固定件上，并接入所述电机的控制电路或电源电路，当相应的转动件转动到限定位置时，触发所述行程开关，使电机停止转动。所述行程开关的设置方式可以依照现有技术或者参照上述限位装置的设置方式，所述行程开关对电机的控制方式可以依照现有技术或依照行程开关的性质。例如可以将行程开关设置在所述固定件的限位结构上或限位结构旁，其位置应保证转动件移动到限位位置时能够触发该行程开关，但不会将该行程开关碰撞坏。
所述传动机构一般应采用多级传动，使传递到阀杆上的转速降到足够低，以适应阀杆的要求。
所述多级传动的传动机构中至少可以包括一级可打滑的传动(例如带传动或摩擦轮传动)，所谓打滑是指两传动件的接触面之间出现相对滑移，从动件不随主动件动作。因此在阀杆停止转动的情况下允许电机有过量转动，以避免给系统造成损坏。
所述电机可以采用直流电机，以便于自动化控制和远程控制，其输出的转矩大小也应与阀杆转动需求相适应。
所述电机可以设有减速器7，通常情况下，电机和电机所带减速器固定装配为一体，这种减速器可以视为本发明中所述传动机构的一部分。当电机所带减速器的传动比大小适宜时，可以在所述减速器输出轴6和所述阀杆之间设置一级传动，以实现两者之间的传动。当所述减速器输出轴和所述阀杆的位置相互适应时，也可以通过联轴器或其他轴间连接方式连接所述减速器输出轴和所述阀杆，以实现两者之间的直接传动。
对于控制精度要求较高的阀门和需要控制开启程度的阀门，所述电机可以采用直流步进电机，以便精确控制电机的转动角度，从而精确控制阀杆的转动角度。
所述电机的控制装置可以采用任意适宜的现有技术或其他技术，所述控制装置可以设有控制面板，通过控制面板人工输入对电机的控制参数。
所述阀杆上可以设有位于阀体外面的手柄3，当电动部分出现故障时或根据实际操作需要，可以通过手柄转动阀杆。
通常，用于燃气管道的阀门可以采用球阀，所以作为本发明的一个具体实施例，所述阀体可以采用球阀阀体，这样所述阀杆启闭阀门所需的转动范围约为90°。对于这种阀体，可以采用前面所述的各种技术方案或技术特征，例如所述电机可以采用带有减速器的直流电机，所述减速器的输出轴同所述阀杆之间可以设有一级传动的传动装置，该传动装置同所述减速器共同构成本发明的所述传动机构。
所述减速器的输出轴同所述阀杆之间的传动装置可以是齿轮副，其中主动轮安装在所述减速器的输出轴上，从动轮安装在所述阀杆上。由于球阀阀杆的转动范围为90°，所述从动轮可以是不小于90°的扇形齿轮，这样有利于节省空间，所述主动轮的形状和大小也可以根据传动比具体设定，例如当该传动装置的传动比为1∶1时，所述主动轮也可以是不小于90°的扇形齿轮。
所述减速器的输出轴同所述阀杆之间的传动装置可以摩擦轮副(由两个摩擦轮构成的转动副)，其中主动轮安装在所述减速器的输出轴上，从动轮安装在所述阀杆上，所述从动轮可以是不小于90°的扇形摩擦轮，当传动比为1∶1时，所述主动轮也可以是不小于90°的扇形摩擦轮。
上述齿轮副和摩擦轮副中至少可以有一个轮(例如主动轮)是由绝缘材料制成的绝缘轮，这样就可以实现所述电机同所述阀体之间的绝缘。
所述减速器的输出轴同所述阀杆之间的传动装置可以是带传动装置，其中主动轮安装在所述减速器的输出轴上，从动轮安装在所述阀杆上，这种带传动装置可以采用平带或圆带，以更好地适应本发明的体积、转矩大小、传递距离，并便于制造。所述带传动装置的传动带通常可以采用绝缘材料制成，由此实现所述电机同所述阀体之间的绝缘。
所述限位装置中位于所述转动件上的限位结构可以包括一个或两个设置在所述阀杆上的柱体，所述柱体沿所述阀杆的径向延伸，所述限位装置中位于所述固定件上的限位结构可以包括自所述阀体顶部向上延伸(沿阀杆延伸方向)的两个突起或一个扇形凸肩，所述突起或凸肩的高度不低于所述阀杆上的柱体的旋转平面，所述阀杆上的柱体位于所述两个突起之间或所述扇形凸肩的扇形缺口内，当所述阀杆转动到一定程度时，所述阀杆上的柱体与所述阀体上的突起或凸肩碰撞在一起，使阀杆停止转动。
当所述齿轮副或所述摩擦轮副的从动轮采用扇形轮时，所述限位装置中位于所述固定件上的限位结构也可以是自所述阀体顶部向上延伸的一个扇形凸肩或两突起，所述凸肩或突起的高度不低于所述从动轮的旋转平面，所述限位装置中位于所述转动件上的限位结构就是该从动轮本身的扇形结构，当所述阀杆转动到限定位置时，所述从动轮的侧壁同所述凸肩的侧壁或相应的所述突起碰撞在一起，使阀杆停止转动。这种限位装置有利于总体结构上的简化。
在上述限位装置中，所述阀杆上的柱体和所述阀体上的突起均可以采用旋接在相应件上的螺钉，以方便制造和组装。
作为一个优选的实施例，所述阀体和所述电机可以平行排列，所述阀杆和电机的输出轴相互平行并均向上延伸，所述电机设有内部减速器，所述内部减速器为齿轮减速器，该减速器的输出轴可以视为所述电机的输出轴，所述阀杆的外露部分(指露在所述阀体外的部分)和所述电机输出轴上各设有一个带轮，并通过张紧在两带轮上的传动带实现两带轮之间的传动，所述传动带为圆带(断面为圆形)或三角带，所述阀体和所述电机上部和下部均设有安装法兰，并通过螺栓或螺钉分别固定在上、下安装板上，由此实现阀体和电机之间的固定连接，形成一个整体，所述上安装板上安装由一个罩体，所述阀杆和所述电机的输出轴位于所述罩体内，由此实现对这些部分的保护和遮蔽，所述罩体位于所述阀体上方的侧壁上设有横向延伸的槽，所述阀杆上设置的手柄自所述罩体上的槽中延伸出来，所述手柄的里端套在所述阀杆上，并设有螺钉孔，紧固螺钉或螺栓穿过所述螺钉孔旋接在所述阀杆上，实现所述手柄同所述阀杆之间的固定连接，所述罩体上的横向槽的两侧槽壁恰好位于手柄最大开启位置和最大关闭位置上(即在阀门最大开启状态和完全关闭状态下，手柄恰好同所述罩体上的侧壁接触)，由此形成对所述手柄和阀杆的限位，由此使得罩体同时也用作所述限定阀杆转动范围的限位装置。本实施例的其他技术特征可以采用本说明书前面所述的各种适宜的技术或其他任意现有技术，所述阀体优选球阀阀体。
权利要求
1.一种电动阀门，包括阀体，所述阀体内的活动件设有控制阀门启闭的阀杆，所述阀杆自阀体顶部延伸到阀体外，其特征在于还设有电机，所述电机设有控制其工作的控制装置，所述阀杆阀体外通过传动机构与所述电机驱动连接。
2.如权利要求1所述的电动阀门，其特征在于还设有限定阀杆转动范围的限位装置，所述限位装置包括设置在转动件上的限位结构和设置在固定件相应位置上的限位结构，所述固定件上的限位结构位于所述转动件上的限位结构的运动方向上。
3.如权利要求2所述的电动阀门，其特征在于所述转动件是阀杆、传动机构的轮、传动机构的轴中的一个，其上设置的限位结构是该转动件上的向外延伸的突起、或者是该转动件上延伸出来的柱、或者是该转动件本身的结构，所述固定件是阀体的外壳、传动机构的外壳中的任意一个，其上设置的限位结构是该固定件上向外延伸的突起、或者是该固定件上延伸出来的柱、或者是该固定件的本身结构，所述一个或两个限位结构的限位接触面上设置有弹性垫，所述阀杆上设有位于阀体外面的手柄。
4.如权利要求1、2或3所述的电动阀门，其特征还设有限定阀杆转动范围的行程开关，所述行程开关安装在固定件上，并接入所述电机的控制电路或电源电路，所述电机的控制装置设有控制面板。
5.如权利要求1、2、3或4所述的电动阀门，其特征在于所述传动机构为多级传动，其中至少包括一级可打滑的传动。
6.如权利要求1、2、3或4所述的电动阀门，其特征在于所述电机为直流电机，所述电机设有减速器，两者固定装配为一体，所述减速器输出轴和所述阀杆之间设置一级传动，或者通过联轴器连接。
7.如权利要求1、2、3或4所述的电动阀门，其特征在于所述电机为直流步进电。
8.如权利要求1、2、3或4所述的电动阀门，其特征在于所述阀体采用球阀阀体，所述电机为带有减速器的直流电机，所述减速器的输出轴同所述阀杆之间设有一级传动的传动装置，该传动装置采用齿轮副或摩擦轮副，其传动比为1∶1，所述齿轮副或摩擦轮副的主动轮安装在所述减速器的输出轴上，从动轮安装在所述阀杆上，所述从动轮和主动轮均为不小于90°的扇形轮，并且在所述主动轮和从动轮中，至少一个轮是由绝缘材料制成的绝缘轮。
9.如权利要求1所述的电动阀门，其特征在于还设有限定阀杆转动范围的限位装置和限定阀杆转动范围的行程开关，所述限位装置包括设置在转动件上的限位结构和设置在固定件相应位置上的限位结构，所述固定件上的限位结构位于所述转动件上的限位结构的运动方向上，所述行程开关安装在固定件上，并接入所述电机的控制电路或电源电路，所述电机的控制装置设有控制面板，所述阀杆上设有位于阀体外面的手柄，所述阀体采用球阀阀体，所述电机为带有减速器的直流电机，所述减速器的输出轴同所述阀杆之间设有一级传动的传动装置，该传动装置采用齿轮副或摩擦轮副，其传动比为1∶1，所述齿轮副或摩擦轮副的主动轮安装在所述减速器的输出轴上，从动轮安装在所述阀杆上，所述从动轮和主动轮均为不小于90°的扇形轮，并且在所述主动轮和从动轮中，至少一个轮是由绝缘材料制成的绝缘轮，所述限位装置采用下列两种结构中的任意一种第一种限位装置中的固定件上的限位结构是自所述阀体顶部向上延伸的一个扇形凸肩或两突起，该凸肩或突起的高度不低于所述从动轮的旋转平面，转动件上的限位结构就是该从动轮本身的扇形结构，该从动轮位于所述扇形凸肩的缺口中或位于所述两个突起之间，第二种限位装置中的转动件上的限位结构包括一个或两个设置在所述阀杆上的柱体，所述柱体沿所述阀杆的径向延伸，固定件上的限位结构包括自所述阀体顶部向上延伸(沿阀杆延伸方向)的两个突起或一个扇形凸肩，所述突起或凸肩的高度不低于所述阀杆上的柱体的旋转平面，所述阀杆上的柱体位于所述两个突起之间或所述扇形凸肩的扇形缺口内。
10.如权利要求1、2、3或4所述的电动阀门，其特征在于所述阀体采用球阀阀体，所述电机采用带有减速器的直流电机，所述减速器的输出轴同所述阀杆之间设有一级传动的传动装置，该传动装置为带传动装置，所述带传动装置为平带或圆带传动装置，其主动轮安装在所述减速器的输出轴上，其从动轮安装在所述阀杆上，其传动带由绝缘材料制成。
全文摘要
本发明公开了一种电动阀门，其在手动阀门的阀体外设置了电机，该电机设有控制其工作的控制装置，并通过传动机构连接和驱动用于启闭阀门的阀杆，阀门中的限位装置和行程开关用于限定阀杆的转动范围。当阀体采用球阀阀体时，所述电机可以采用设有减速器的直流电机，减速器的输出轴通过齿轮副、摩擦轮副或带传动装置连接阀杆，设置在阀杆上的从动齿轮或从动摩擦轮采用不小于 90°的扇形轮。这种阀门的阀体内不通电，不会产生火花或出现漏电现象，安全性好，并且阀体内部结构与手动阀门相同，零件具有通用性，便于生产和维护，可用于包括燃气管道在内的各种场合。
文档编号F16K31/04GK1786536SQ200510116718
公开日2006年6月14日 申请日期2005年10月28日 优先权日2005年9月9日
发明者郝宏, 朱凤华, 王知学 申请人:中国科学院自动化研究所