专利名称：低压燃气管道工商业表的内置电控阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电控阀，特别是一种用于低压燃气管道工商业表的内置电控阀门。
背景技术：
国内低压燃气管道目前多采用经济实用的膜式燃气表，随着城市燃气的发展，具 有贸易结算功能的智能控制燃气计量仪表不断发展。这些智能控制燃气表都需要电控阀门 作为重要的控制部件，以实现对表通断气的控制。传统的智能控制燃气表都是在原燃气基 表的进(出)气螺纹接头上加装外置式的电控阀门，即外置阀方式，这类燃气表具有可靠性 不高，容易遭受外界攻击破坏，尺寸高于基表且不便于安装等弊病。所以目前采用内置电控 阀的燃气计量仪表产品越来越多，当前电控阀基本上有电磁阀和电机阀两种，阀盖的开、关 方式有直线运动和旋转方式两种，密封形式均为柔性阀盖与刚性阀口接触，利用柔性阀盖 产生弹性变形进行密封，这类阀一般只能用于家用燃气表具上，当采用大流量燃气表具时， 为了使大流量燃气表具的压力损失控制在国家要求范围内，必须增大阀盖面积以提高通流 量，或当流体压力变大时，柔性阀盖受到流体压力的增大会产生弹性变形，这样的阀就不能 进行可靠的关断密封，所以不能很好地满足燃气管道工商业用表的关断要求，因此，目前燃 气管道工商业用表均采用外置式的电控阀门。
发明内容
本发明专利的目的是解决燃气管道工商业用表采用外置式的电控阀门存在的问 题，设计一种体积小，安全可靠，可方便地安装到工商业用大表内部，方便工程安装，节省空 间，不会受到外界破坏的低压燃气管道工商业表内置电控阀。 本发明是一种低压燃气管道工商业表内置电控阀，包括阀口座、阀盖、螺杆轴、螺 母、初级齿轮、减速链及末级齿轮、减速箱体、微功耗直流电机、复位辅助弹簧、柔性密封圈、 橡胶密封管，其特征在于阀口座的流道外侧有一周承压平面，柔性密封圈安装在阀口座的 沉槽中，柔性密封圈的密封唇部与阀口座的承压平面间有间隙，阀口座上固连有三根连接 轴，与阀盖外圆周表面间有间隙，阀盖为刚性体，阀盖与螺母刚性连接为一整体，螺母下有 一复位辅助弹簧，螺杆轴上的螺纹为单头或多头螺纹，螺杆两端为无螺纹圆柱体，其直径与 螺纹根径相同，螺杆轴和复位辅助弹簧密封于橡胶密封管中，减速链和齿轮位于减速箱体 内，末级齿轮上有一防自锁凸台销，螺杆轴、减速箱体、微功耗直流电机连接为一体。
本发明的工作原理如下 当电机通电往一个方向转动时，初级齿轮开始旋转，通过减速链到达末级齿轮，末 级齿轮上的凸台销在转过近一圈时，撞击到销轴，从而带动螺杆轴开始旋转，通过螺纹副， 使阀盖产生直线运动，当螺母脱离螺杆轴的螺纹段时，阀盖停止移动，当电机反向旋转时， 阀盖往另一方向运动。若是关阀，螺母在即将脱离螺杆轴的螺纹段时，阀盖已经开始与柔性 密封圈的密封面开始接触，建立起初步密封，当螺母完全脱离螺杆轴的螺纹段时，阀盖与柔性密封圈的密封唇口面建立起可靠的密封。当压力流体进入阀口内腔时，流体首先充满阀 口内腔的内部空间，柔性密封圈与阀口座间有一定宽度的间隙，随着压力的建立，柔性密封 圈受到阀口座端面的压力作用，产生均匀变形，柔性密封圈的唇部更好地紧密贴在阀盖的 密封锥面上。阀口内腔的流体压力增大时，作用在柔性密封圈的唇部的压力也随着增大，使 其密封性得到加强，即自加压流体静压式机械密封，保证了密封的可靠性，完全能够满足低 压燃气管道工商业表的内置阀技术要求。 本发明采用小巧的机械结构设计，将内置电控阀门做到体积最小，安全可靠，可方 便地安装到工商业用大表内部，由此形成工商业用表的一体化结构，使工商业用智能燃气 表与原基表的外型尺寸无变化，方便工程安装，节省空间，不会受到外界破坏。除此之外，本 阀还通过科学设计结构，合理采用材料，使本阀具有大通流量、离合机构简单、执行机构灵 活、精准、可靠、功耗小、密封性好、可自洁等突出优点。 本阀的问世，将为合法使用、准确计量及科学管理燃气发挥积极的作用。
图1是本发明低压燃气管道工商业表的内置电控阀门装配结构示意图。 图2是本发明电控阀门大通流量及自洁性示意图。 图3-A是阀盖锥形密封面示意图。 图3-B是阀盖球形密封面示意图。 图4-A是离合机构开阀极限位置示意图。 图4-B是离合机构关阀过程示意图。 图4-C是离合机构关阀极限位置示意图。 图5是宝塔形波纹橡胶密封管示意图。
具体实施方式
实施例l 如图1所示，本低压燃气管道工商业表的内置电控阀门包括阀口座1、柔性密封圈 2、阀盖3、螺杆轴4、螺母12、初级齿轮7、减速链及末级齿轮6、复位辅助弹簧5、微功耗直流 电机8、减速箱体9、橡胶密封管11。阀口座的流道外侧有一周承压平面，柔性密封圈2安装 在阀口座1的沉槽中，柔性密封圈2的密封唇部与阀口座1的承压平面间有间隙，阀口座1 上固连有三根连接轴13，与阀盖3外圆周表面间有间隙，阀盖3的密封面为一锥面，也可采 用球面。阀盖3为刚性体，阀盖3与螺母12刚性连接为一整体，螺母12下有一复位辅助弹 簧5，螺杆轴4上的螺纹为单头或多头螺纹，螺杆轴4两端为无螺纹圆柱体，其直径与螺纹根 径相同，螺杆轴4和复位辅助弹簧5密封于宝塔形橡胶密封管11中，减速链和初级齿轮6、 末级齿轮7位于减速箱9体内，末级齿轮6上有一防自锁凸台销IO，螺杆轴4、减速箱体9、 微功耗直流电机8连接为一体。 本发明实施例生产的低压燃气管道工商业表的内置电控阀门具有如下的突出优 点 A、大通流量及自洁性如图l所示，该阀采用了低阻力和带自洁功能的设计。为了 增加流通效率，使用较大表面积的阀盖，如图3所示，阀盖的密封面设计为一锥面，也可设计成球面，阀盖的周边用三根连接轴进行连接定位，最大限度地保证了流道的低阻力和流通性。本阀利用流体的流通方向，靠流体自身冲扫柔性密封圈唇口及阀盖密封面，如图2所示。由于流体管道中存在着各种杂质，容易沉积在阀口和阀盖的密封表面，当开阀时，阀盖与专用柔性密封圈逐渐分离，流体在压力的作用下从开启的缝隙间流出，由于流速较快，对阀盖的锥面及密封圈的唇口形成冲击，将沉积在柔性密封圈唇口及阀盖密封表面的杂质冲扫干净，保持了阀盖密封表面的清洁，减少了杂质沉积的可能。 B、简单可靠的离合机构如图4所示，为了减小机构的尺寸，该阀采用了简单可靠，经济易造的螺纹螺母传动，以满足开、关阀的移动要求。为了防止开、关阀时螺纹副的自琐，将螺杆轴设计为部分螺纹段，即两端为无螺纹的圆柱体，以形成离合机构避免电机堵转和螺纹副卡死。螺母与阀盖连接成一刚性整体，起连接作用的连接轴与阀盖外圆周表面间有适当间隙，当螺杆轴旋转时，阀盖由于与宝塔形波纹管连接在一体，波纹管又与阀体固定，故螺母不会随螺杆轴旋转，只能沿直线方向移动，当阀盖到达关阀的要求位置时，阀盖密封表面压紧专用柔性密封圈的唇部，此时螺母与螺杆轴的螺纹发生脱离；当螺杆轴反向转动时，由于有专用密封圈唇部的反向弹力作用在阀盖的表面上(此时柔性密封圈及流体压力起弹簧作用)，迫使螺母重新进入螺杆轴的螺纹段。为了保证螺母准确可靠地进入螺杆轴的螺纹段，在螺纹与螺杆轴发生脱离时，仍能靠螺杆轴上两段非螺纹段圆柱进行精确定心。在关阀时，要求阀盖向上移动，螺母下有一复位辅助弹簧，在辅助弹簧和宝塔形波纹密封管的共同作用下，帮助螺母重新进入螺杆轴的螺纹段。该离合机构可靠平稳，结构简单，体积小巧，加工方便，可以采用单头螺纹或多头螺纹。该离合机构避免了开、关阀的两个极
限位置发生机构自锁的可能，在开、关阀的过程中，由于负载及阻力都很小，电机输出的转矩可保证螺纹不会发生自锁。 C、执行机构的密封为了免受腐蚀性环境的影响，保证阀的可靠性和寿命，本阀的执行机构(包括减速链、离合机构)均藏于密闭壳体内。减速链藏于密闭齿轮箱体内，箱体间的连接处采用0形密封圈进行密封，移动部分采用耐腐蚀性强的宝塔形波纹橡胶密封管进行密封，如图5所示。宝塔形波纹密封管压縮后轴向尺寸很小，可使阀的轴向尺寸做得较小，便于在较小的内部空间安装。由于该密闭空间的容积是随着开、关阀而变化的，为了减少该密闭空间内的空气体积变化对开、关阀电流的影响，将几个空间(减速箱、电机室、离合机构室)连通为一体，尽量增大空间。 D、灵活性及功耗为了提高机构的灵活性尽可能地减少摩擦，螺杆轴4采用了滚动轴承，减速齿轮采用摩擦系数小、有自润滑性能的POM材料。由于电机8从禁止开始启动时，速度是逐步增加的，此时转矩也较小，为了避开电机开始转动的这段时间，保证将较大转矩输出到螺杆轴，在末级齿轮6处设计了一个凸台，当电机的转动传递到末级齿轮时，末级齿轮还需转动近一周的角度后以较大的动能去撞击并驱动螺杆轴，此时电机已经进入正常运转状态，这对防止螺纹副的自锁是很有益的。 E、导向精度及寿命为了保证该内置阀门在燃气介质中能长期可靠稳定地工作，阀口座、阀盖及连接轴均采用耐腐蚀性好的硬化不锈钢材料，经过精密加工，减少了摩擦力并能够进行精确导向；减速齿轮采用耐磨性及耐腐蚀性均好的POM材料；为了保证移动副的耐磨性，螺杆螺母采用铜合金，耐磨性好，使用寿命长。 F、与表壳的连接及密封方式该阀可采用螺纹、螺钉、粘接等方式与表壳接头进行连接，与表壳接头的密封采用周边密封、端面密封两种方式'
权利要求
一种低压燃气管道工商业表的内置电控阀门，包括阀口座(1)、阀盖(3)、螺杆轴(4)、螺母(12)、初级齿轮(7)、减速链及末级齿轮(6)、减速箱体(9)、微功耗直流电机(8)、复位辅助弹簧(5)、柔性密封圈(2)、橡胶密封管(11)，其特征在于阀口座(1)的流道外侧有一周承压平面，柔性密封圈(2)安装在阀口座(1)的沉槽中，柔性密封圈(2)的密封唇部与阀口座(1)的承压平面间有间隙，阀口座(1)上固连有三根连接轴(13)，与阀盖(3)外圆周表面间有间隙，阀盖(3)为刚性体，阀盖(3)与螺母(12)刚性连接为一整体，螺母(12)下有一复位辅助弹簧(5)，螺杆轴(4)两端为无螺纹圆柱体，其直径与螺纹根径相同，螺杆轴(4)和复位辅助弹簧(5)密封于橡胶密封管(11)中，减速链和齿轮位于减速箱体(9)内，末级齿轮(6)上有一防自锁凸台销(10)，螺杆轴(4)、减速箱体(9)和微功耗直流电机(8)连接为一体。
2. 根据权利要求l所述的低压燃气管道工商业表内置电控阀，其特征在于阀盖(3)的 密封面为一锥面或球面。
3. 根据权利要求2所述的低压燃气管道工商业表内置电控阀，其特征在于橡胶密封管 (11)为宝塔形密封管。
4. 根据权利要求3所述的低压燃气管道工商业表内置电控阀，其特征在于螺杆轴(4) 上的螺纹为单头或多头螺纹。
全文摘要
本发明低压燃气管道工商业表的内置电控阀门由阀口座、阀盖、柔性密封圈、螺杆轴、螺母、连接轴、初级齿轮、减速链及末级齿轮、减速箱体、微功耗直流电机、复位辅助弹簧、橡胶密封管构成。本发明采用小巧的机械结构设计，将内置电控阀门做到体积最小，安全可靠，可方便地安装到工商业用大表内部，由此形成工商业用表的一体化结构，使工商业用智能燃气表与原基表的外型尺寸无变化，方便工程安装，节省空间，不会受到外界破坏。本阀门还通过科学设计结构，合理采用材料，使其具有体积小的特点外，还具有大流通量及自洁功能、离合机构结构简单、执行机构运行灵活、精确、稳定、耐磨性好、寿命长的优点。
文档编号F16K31/04GK101761684SQ201010107749
公开日2010年6月30日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者廖峰, 魏东 申请人:四川海力智能科技有限公司