专利名称：一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀的制作方法
技术领域：
本发明属于燃气电机阀技术领域，具体地说涉及一种在易燃易爆气体的管 道、计量表具等场合使用的燃气电机安全阀门。
背景技术：
目前，普遍使用的燃气电机阀，是由阀芯和阀体两大部件构造为整体，但
是，在IC卡燃气表中，把IC卡燃气表具外壳视作阀体，其出气端口视为阀体
出气端口，独立使用阀芯的己有实例，因此，阀芯的性能、品质已成为构造燃
气电机阀的关键技术，通常阀芯采用的技术方案主要有在电机的带动下，经 过直齿轮齿条传动或齿轮螺杆传动，推动阀门盖位移完成开阀和关阀动作。由 于该类结构的密封措施不足以完全阻断电机与燃气之间的通道，故电机工作时 产生的电火花， 一但与易燃易爆气体接触，极易发生燃烧、爆炸事故，对人民 生命财产安全构成严重威胁。同时受该类阀门的传动结构限制，开阀行程比较 短，造成压力损耗比较大，又由于该类阀门盖在动作时摆动度比较大，不仅在 关阀时气密性能较差极易发生内泄漏，而且，导致故障率较高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能有效克服上述缺陷，使阀门电机与燃气完 全隔断的弹簧磁控燃气电机安全阀。
为实现上述目的，本发明采用弹簧磁控的阀芯技术构造的燃气电机安全阀， 其技术方案为， 一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀，其阀芯的架构主要由一组 异性相吸的磁钢和一弹簧、全封闭电机箱、电机螺旋传动机构、U型阀门盖机构、 以及阀体等组成，其特点在于a.提供一异性相吸的主磁钢和副磁钢以及一弹簧
构造成为开、关阀门的动力源；b.提供一电机箱和主磁钢位移箱构造的全封闭 电机箱；c.提供一驱动主磁钢位移的电机螺旋传动机构，密封在全封闭电机箱 内腔；d.提供一弹簧，与阀门盖、副磁钢整合构造为整体的、同步运动的U型 阀门盖机构；e.提供的U型阀门盖机构，在位移行程中能与主磁钢位移箱重合。
所述的一组磁钢起到了隔离功能主、副磁钢间的磁场空间形成隔离带， 电机、以及螺旋传动机构和主磁钢密封在全封闭电机箱内腔，完全地、可靠地 阻断电机与燃气间的通道，绝对保证电机安全工作，同时这种隔离也完全保证 主、副磁钢之间的磁场作用。主、副磁钢磁场吸力大，可以增加阀门盖位移高
度，增加开阀行程，减小压力损耗。驱动主磁钢位移的电机螺旋传动机构可供 选用的一种机构是电机与螺纹传动轴相联，含有内螺纹和位移导轨的主磁钢 旋入螺纹传动轴，以及副导轨共同构造螺旋传动机构，其功能在于电机是原 动力，电机正、反向旋转，驱动螺旋传动把回转运动转变成直线往复运动，主 磁钢沿螺纹传动轴往复位移。这里的U型阀门盖机构，可以设置U型匹配器把 副磁钢、阀门盖和弹簧整合构造为整体的、同步运动的机构，其功能在于副 磁钢受主磁钢磁场吸力位移，U型阀门盖机构同步位移，同时弹簧承受压縮、储 存能量；主、副磁钢失去磁场吸力、弹簧释放能量，阀门盖机构同步反向位移、 复位。U型阀门盖机构在位移行程中能与主磁钢位移箱重合是指U型阀门盖机 构的位移存在关阀运动和开阀运动两个过程，当U型阀门盖机构经开阀运动行 程达到完成开阀动作，位移至开阀终止状态时，其U型内凹部位与构成全封闭 电机箱的主磁钢位移箱外壁重合、或部分重合，其优异性不仅表现在优化阀门 盖机构与全封闭电机箱的架构，使阀门结构更趋简单合理，而且，体现出由于 两机构部分尺寸重合，縮短了两个结构的合计尺寸，减小了阀门的总高度，扩 大了阀门的应用范围，同时符合当前制造"阀门小型化"的市场需求。开、关 阀门的动力源是指电机是原动力，通过电机螺旋传动机构驱动主磁钢直线往 复位移，实现主磁钢对副磁钢的磁场吸力或失去磁场吸力，以及，弹簧压缩储 存能量或弹簧舒张释放能量的功能，在主、副磁钢吸附时，磁场吸力实现开阀 运动，同时弹簧储存能量；在主、副磁钢失去磁场吸力时，弹簧释放能量，弹 簧舒张力实现关阀运动，磁场吸力和弹簧舒张力是开、关阀门的动力源。主、 副磁钢的磁场强度不仅影响着相互间的磁场作用力，而且对阀门盖的位移高度 起主导作用，即对开阀行程高度起主导作用，可以根据开阀行程需要，确定"两 磁钢吸附点的间距"，正确选择磁钢的磁场强度和弹簧的工作载荷，所述的"两 磁钢吸附点的间距"是指阀门处于关阀状态，主磁钢处在主磁钢位移箱底部， 副磁钢距离主磁钢位移箱底部最大值，弹簧呈舒张状态，这时，主磁钢和副磁 钢之间的磁场作用力，足以克服弹簧的舒张力，主磁钢吸附副磁钢相向运动， 主磁钢和副磁钢分别所处的位置称为"两磁钢吸附点"，主、副磁钢对应面的距
离称"两磁钢吸附点的间距"。
由于采用上述方案，不难得出如下结论本发明构思巧妙，由于该阀门使用 一组磁钢，主、副磁钢之间的磁场空间形成隔离带,可靠地、完全地隔断全封闭 电机箱内的电机与燃气之间的通道，彻底阻断了电机工作时产生的电火花与燃 气接触,避免了可能引发的燃烧、爆炸现象，杜绝安全隐患，确保阀门使用在易 燃易爆气体中的安全性及可靠性。同时,合理确定"两磁钢吸附点的间距"，正 确选择磁钢的场强和弹簧的工作负荷，可以增加阀门开、关行程，最大限度的降 低压力损耗，而且通过设置合理的U型阀门盖机构导轨，稳定阀门盖的运动轨迹， 从而具备比传统电机阀灵活性好，开关阀门故障率低的优点，极具推广价值。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。 附图1是本发明技术方案架构； 附图2是本发明的结构示意图。
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具体实施例方式
一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀，其阀芯的架构主要由一组异性相吸 的磁钢和一弹簧、全封闭电机箱、电机螺旋传动机构、U型阀门盖机构、以及阀 体等组成，其特点在于a.提供一异性相吸的主磁钢和副磁钢以及一弹簧构造 成为开、关阀门的动力源；b.提供一电机箱和主磁钢位移箱构造的全封闭电机 箱；c.提供一驱动主磁钢位移的电机螺旋传动机构，密封在全封闭电机箱内腔; d.提供一弹簧，与阀门盖、副磁钢整合构造为整体的同步运动的U型阀门盖机 构；e.提供的U型阀门盖机构，在位移行程中能与主磁钢位移箱重合。技术方 案架构如附图l所示阀门处于关阀状态， 一组异性相吸的主磁钢l、副磁钢3 和弹簧2有机组合构造成开、关阀门的动力源；电机箱和主磁钢位移箱构造的 全封闭电机箱4，内置电机、旋入主磁钢的螺纹传动轴和副导轨共同构造的电机 螺旋传动机构5;设置U型匹配器把阀门盖、副磁钢以及弹簧整合构造同步运动 的U型阀门盖机构6，弹簧位移端抵住U型阔门盖机构，另一端支撑在弹簧支撑 板上，阀门盖密封住阀体出气端口 7。其运动步骤如下当电机旋转驱动电机螺 旋传动机构转换为主磁钢向下位移至主磁钢位移箱底部，主副磁钢分别处在"两
磁钢吸附点"，主磁钢1与副磁钢3之间的磁场吸力，吸附副磁钢联动U型阔门 盖机构同步向上位移，阀门盖脱离两体出气端口，实现开阀,同时，弹簧承受 压縮，储存能量；当电机反转，驱动电机螺旋传动机构转换为主磁钢向上位移、 复位，主、副磁钢之间失去磁场吸力，在弹簧舒张力的作用下，阀门盖机构向 下位移、复位，实现关阀。如此周而复始，磁场吸力和弹簧舒张力交替作用， 完成阀门开、关阀功能。如附图1所示，(l)电机固定安装在定位板上，定位板 上可以设有定位孔与主磁钢位移箱内腔底部设有的定位孔组合供安装螺纹传动 轴专用；(2)电机与螺纹传动轴相联，可以是直接相联，也可以经过齿轮变速装 置相联，以增加螺旋传动机构扭矩；(3)—种简便的主磁钢位移导轨是在主磁钢 外壁设有凹槽或凸起，其形状可以是弧形的、矩形的、圆柱形的；(4)所述的副 导轨必须与主磁钢位移导轨相匹配、有助于主磁钢直线往复位移，副导轨可以 设置在主磁钢位移箱内壁呈凸起或凹槽状，也可以是独立构造的，其形状可以 是三角形的、弧形的、矩形的、圆柱形的；(5)定位板可以设置外延部位成为电 机箱、主磁钢位移箱构造全封闭电机箱的联接基座；(6)弹簧支撑板可以设在定 位板外延部位，也可以设在主磁钢位移箱外延部位；(7)系统连接器是阀体与阀 芯构造成整体的联接基座，可以设置在定位板延长的外延部分；(8)弹簧可以安 装在U型匹配器内壁和主磁钢位移箱外壁之间，U型匹配器外壁可以是U形阀门 盖机构的位移导轨，可以设置U形阀门盖机构的位移副导轨与之相配对，以减 小U形阀门盖机构的摆动度，稳定阀门盖运动轨迹，该位移副导轨可以固定安 装在系统连接器底部，也可以安装在主磁钢位移箱外延部位，弹簧也可以安装 在U型匹配器外壁。
以下结合附图2对本发明的一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀实施例作 详细描述，见附图2所示本实施例中，主磁钢1与副磁钢3异极性相吸，设 有定位孔的定位板、全封闭电机箱的联接基座与系统连接器组合成整体的系统 连接器13，电机箱8、主磁钢位移箱19构造成全封闭电机箱；为增加螺纹传动 轴10扭矩，设有电机轴齿轮12和直齿轮11构造的变速齿轮组与电机9、和含 有内螺纹与位移导轨的主磁钢旋入螺纹传动轴IO相联，主磁钢位移箱内壁设有 副导轨20共同构造电机螺旋传动机构，密封在全封闭电机箱内；设有U型匹配 器15、副磁钢2安置在其内腔底部，阀门盖16安置在其外底部，弹簧2位移端 抵住其内腔底部，另一端支撑在弹簧支撑板22上，弹簧支撑板22设在主磁钢 位移箱19外延部位，共同构造U型阀门盖机构；选择弹簧2安置在主磁钢位移
箱19外壁和U型匹配器15内壁之间；设有U型阀门盖机构位移副导轨14;阀
体21固定安装在系统连接器13底部;.阀tt进口、阀门出口、阀门出气端口 7
均与阀体21整体相联;:电机箱、主磁钢位移箱与系、统连接器结合部位，分别以
密封垫匝17、 18密封。以下描述本发明的工作原理当电机9接通电源旋转， 通过电机轴齿轮12和直齿轮11变速为适宜的扭矩和转速，驱动螺纹传动轴10 旋转，并作用于主磁钢1,受主磁钢位移导轨和副磁钢20的导向作用，沿螺纹 传动轴10轴线向下作直线运动至主磁钢位移箱腔体19底部——两磁钢吸附点， 在磁场力的作用下，吸附副磁钢3至主磁钢位移箱19底部，并带动阀门盖16 脱离阀门出气端口7，弹簧2同时被压縮，完成主磁钢开阀运动；反之，当电机 9接通电源反向旋转，通过电机轴齿轮12和直齿轮11变速为适宜的扭矩和转速， 驱动螺纹传动轴10旋转，并作用于主磁钢l，受主磁钢位移导轨和副导轨20的 导向作用，沿螺纹传动轴10轴线向上作直线运动至螺纹传动轴10上部，主磁 钢1减弱直至失去对副磁钢3的吸力，被压縮的弹簧2释放，在弹簧舒张力的 作用下，U型阀门盖机构向下位移完成关阀，同时副磁钢3同步复位。如此往复， 实现了阀门开、关阀的功能。本实施例由于提供了一组磁钢，主、副磁钢间的 磁场空间形成隔离带，完全地、可靠地阻断全封闭电机箱内置的电机与燃气之 间的通道，杜绝安全隐患；又由于适当选择了主磁钢1和副磁钢3的磁场强度， 增加了阀门开阀行程，有效降低了压力损耗；并且，设有U型阀门盖机构位移 导轨和副导轨，在其共同的导下作用下，稳定了阀门盖的运动轨迹，减小其摆 动度，因此，增强了阀门的气密性和灵活性、降低了内泄漏和故障率。
权利要求
1. 一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀，其阀芯的架构主要由一组异性相吸的磁钢和一弹簧、全封闭电机箱、电机螺旋传动机构、u型阀门盖机构、以及阀体等组成，其特点在于a.提供一异性相吸的主磁钢和副磁钢以及一弹簧构造成 为开、关阀门的动力源；b.提供一电机箱和主磁钢位移箱构造的全封闭电机箱； c.提供一驱动主磁钢位移的电机螺旋传动机构，密封在全封闭电机箱内腔；d. 提供一弹簧，与阀门盖、副磁钢整合构造为整体的、同步运动的U型阀门盖机 构；e.提供的U型阀门盖机构，在位移行程中能与主磁钢位移箱重合。
2. 如权利要求1所述的一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀，其特征在于:所述 的电机安装在定位板上，定位板上可以设置定位孔，可以在定位板外延部位构 造全封闭电机箱基座。
3. 如权利要求1所述的一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀，其特征在于:所述 的电机螺旋传动机构可供选用的一种机构是电机与螺纹传动轴相联，含有内 螺纹和位移导轨的主磁钢旋入螺纹传动轴，以及副导轨共同构造螺旋传动机构。
4. 如权利要求1所述的一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀，其特征在于:所述 的U型阀门盖机构，可以设置U型匹配器把副磁钢、阀门盖和弹簧整合构造为 整体的、同步运动的机构，弹簧可以是安置在U型匹配器内壁和主磁钢位移箱 之间，也可以安置在U型匹配器外壁。
5. 如权利要求1所述的一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀，其特征在于:所述 的U型阀门盖机构，可以设有U型阀门盖机构位移导轨，固定安装在系统连接 器底部，也可以固定安装在主磁钢位移箱的外延部位。
6. 如权利要求2所述的一种弹簧磁控重合式燃气电机安全陶设置的定位板,其 特征在于:所述的定位板，可以使其外延部分形成系统连接器，也可以形成相互 分离的定位板和系统连接器。
7. 如权利要求3所述的一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀的电机与螺纹传动 轴相联，其特征在于:所述的微型电机与螺纹传动轴相联,可以是直接相联，也可 以是经过齿轮变速后相联。
8. 如权利要求3所述的一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀的主磁钢位移导轨, 其特征在于所述的主磁钢位移导轨，可以是安置在主磁钢位移箱内壁的凸起， 也可以是凹型，其形状可以是矩形的、或三角形的、或弧形的。2
9. 如权利要求3所述的一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀的主磁钢副导轨， 其特征在于:所述的副导轨，可以在主磁钢位移箱内壁设置与主磁钢位移导轨相 匹配的凸起或凹槽，也可以设有独立的副导轨，其形状可以是三角形的、或矩 形的、或梯形的、或弧形的、或圆柱形的。
10. 如权利要求4所述的一种弹簧磁控重合式燃气电机安全阀的弹簧安装方法， 其特征在于:所述的弹簧，其位移端抵住U型匹配器底部，另一端支撑在系统连 接器底部或主磁钢位移箱端口的外延部位设有的弹簧支撑板上。
全文摘要
本发明公开了一种弹簧磁控重合式燃气电机阀，其技术特征在于采用一组异极性相吸的主磁钢、副磁钢和弹簧的有机组合，主、副磁钢相吸附完成开阀，弹簧舒张完成关阀，主、副磁钢相吸附——弹簧舒张的循环往复，完成开、关阀门的功能；由于主、副磁钢之间的磁场空间形成隔离带，从而实现了电机安装在全封闭电机箱内，达到完全地、可靠地隔断电机与燃气的目的；而且，阀门盖机构与全封闭电机箱部分重合，缩短了阀门总高度，符合当前制造“阀门小型化”的市场需求；同时，该阀门还具有开、关阀门行程大，压力损耗小，故障率低等特点，极具推广价值。
文档编号F16K31/02GK101122342SQ20061002989
公开日2008年2月13日 申请日期2006年8月10日 优先权日2006年8月10日
发明者寅 王 申请人:上海捷能环保高科技有限公司