专利名称：平面旋转自动开关式多通路阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多路阀门。
在污水处理、海水淡化、水质处理以及油田采油过程的油水分离过程中往往需要有多通路管道系统，并需在各管道上安装各种截止阀、控制阀、或电磁阀以及压力、流量调节阀等等，对于多个阀门的控制非常麻烦，而且操作很不方便，而现有的多路阀门又未能实现自动控制，人工操作容易产生误差或失误。
本实用新型的目的即在于针对上述现有技术的不足，包括在多通道管路中同时操纵控制多个阀门非常麻烦，很不方便的问题，以及现有的多路阀门未能实现自动控制，人工操作容易产生误差和失误的问题，而提供一种新型平面旋转自动开关式多通路阀。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种平面旋转自动开关式多通路阀，它具有平面的上阀体(1)和下阀体(2)，在上阀体(1)和下阀体(2)中间设置有平面旋转芯片(3)，在平面旋转芯片(3)外套有密封保护圈(4)；平面旋转芯片(3)与齿轮轴(5)相啮合，齿轮轴(5)下端通过齿轮(6)与微电机(M)上的小齿轮(7)相啮合；上阀体(1)和下阀体(2)具有多个相对应的通孔，旋转芯片(3)也具有多个通孔；微电机(M)与控制电路系统相接，控制电路系统包括电源、信号输入电路、中央处理器、信号输出电路，其中中央处理器主要由8031、74LS373、2764组成。在上阀体(1)和下阀体(2)上的多个相对应的通孔之间的夹角为30°～180°，并且均为30°的倍数。在上阀体(1)和下阀体(2)的内面设有对称凹形槽路及台阶。在上阀体(1)和下阀体(2)的通孔内端设有装O型密封圈的凹槽。
本实用新型具有以下优点和效果1.解决了因为人为而操作的失误，实现了自动化工作状态，更适用于特殊环境，可代替人工操作。
2.整体平面结构平面旋转摩擦，解决了现有阀门因曲面摩擦工作时，间隙因摩擦时间长而增加串水，且在上、下阀体通孔内端装有O型密封圈，杜绝了渗漏的问题。
3.采用高强PVC材料为阀体，平面旋转芯片材质为聚四氟乙烯，平面摩擦系数小，适用于任何工作环境，解决了磨损及腐蚀性。
4.集中于若干个单一阀门为一体。
本实用新型主要用于液体及气体的自动分流，适用于污水处理、海水淡化及水质净化，更适用于油田采油过程中的油水分离附图的图面说明如下
图1为本实用新型的平面旋转自动开关式多通路阀的剖视图图2a～2c为上阀体结构图图3a～3c为下阀体结构图图4a、4b为旋转芯片结构图图5a、5b为密封保护圈结构图图6为连接轴结构图图7a、7b为齿轮轴结构图图8a、8b为传动齿轮结构图图9为齿轮传动示意图
图10为控制系统结构框图
图11a、11b为控制系统的电源电路图
图12a～12c为信号输入电路图
图13为中央处理器电路图
图14a～14d为信号输出电路图
以下结合附图和实施例作进一步说明一、工作原理在某种工作状态要求下，给控制系统内单片机设置相应的工作程序指令，此时微电机将根据工作指令自动定时启动，带动平面旋转芯片旋转某个角度，即可改变阀内通道，根据指令可反复持续工作，从而实现多个单一阀门(通道)的自动开关。
二、具体技术①首先，在控制器单片机内(S1或2764)根据某种要求人为设置工作时间指令(由两个555单稳态触发器组成，分别将指令传输给8031，用以完成指令设定及功能转换)，再由中央处理器将指定传输给阀体及微电机，由微电机启动旋转自动切换阀体工作，以便达到所需的工作状态。
②平面旋转式多通路阀由上阀体1、下阀体2组成，中间设置平面旋转芯片3，外套旋转芯片3的密封保护圈4，由十二个螺栓紧固，平面旋转芯片3与齿轮轴5相啮合，齿轮轴5下端通过齿轮6与微电机上的小齿轮7相啮合，因上阀体1、下阀体2及平面旋转芯片3设有通孔(此孔多少可根据所需通道的数量而定，但需360°等分，目前本技术只开发出180°、120°、90°、60°、30°五种，计算平面旋转芯片的齿数参照机械传动原理中的齿轮传动技术特点〔齿数＝(外径/模数)-2〕。最后形成微电机上小齿轮旋转360°，平面旋转式芯片旋转30°、60°、90°……。通过微电机的启动，有序带动平面旋转芯片的旋转，即实现上阀体和下阀体内通孔相通或关闭，也就改变了阀内的各种通道，就相当于十几个单一球阀(截止阀)的自动开关，平面旋转芯片的不断旋转，不同的角度即不同的阀口自动开关。
③在上阀体及下阀体内设有大半径对称凹形槽路及台阶，在凹形槽路内设有通道小孔对称分布，与平面旋转芯片小通道上下相吻合，可解决不同介质及不同液体的外溢及分离，再经过某一大通道孔排出阀体外。
④在上阀体1和下阀体2的通孔的外端设有安装和固定导管的凹槽，通孔的内端设有装O型密封圈的凹槽。
三、电路系统I、电源从外部输入的220V交流电经过变压、全波整流、稳压，为控制器提供+12V和+5V直流电源。
II、数据输入数据输入部分包括系统复位、工况预置、修改指令、设定指令、定位信号等五部分。
1、系统复位该部分由555触发器、4000和4011组成。当控制器已处于开机状态时，人工触发555时基电路产生脉冲，经4000和4011将信号进行组合变换，为8031的复位(RESET)端提供复位脉冲。
2、工况预置该部分由555构成的单稳态触发器组成，将信号输出给8031的P1.2口线，当时间设定完毕之后，通过该模块可调整控制器的工作进程。
3、修改指令该部分由555构成的单稳态触发器组成，该模块将信号传送给8031的外部中断INTI，当信号为低电平时，8031将接受中断请求，启动电机进入下一个工作状态。完成中断服务后返回主程序。
4、设定指令该部分由两个555触发器组成，两个触发信号分别传送给8031的P1.0口线和P1.1口线，用以完成对某一工况运行时间的设定。
5、定位信号当电机带动平面旋转芯片3旋转到预定位置时，通过霍尔元件向8031的P1.3口线传输电机到位信号，并由8031控制切断电机电源。
III、中央处理器该部分主要由8031、74LS373、2764以及上电自动复位电路和掉电保护电路组成。
1、上电自动复位当控制器接通电源后，由RC充电电路经4000和4011，为8031的复位(RESET)端提供复位脉冲。
2、掉电保护当Vcc电位突然下降或断电时，由分压电路和4011组成的掉电保护电路可将8031的复位端保持高电平，从而保护片内RAM中的信息不被丢失，使复电后，控制器能恢复掉电前的工作状态。
3、8031、74LS373和2764组成控制器的核心部分，通过它们的输入、输出端口接收外部命令，并完成对整个系统的控制工作。
IV、信号输出该部分包括电机的输出驱动电路、显示模块和监控信号处理模块。
1、电机的输出驱动电路8031的P1.4和P1.5口线用来控制电机，控制信号经放大、光电耦合控制继电器SSR，并进一步控制电机电源的通断。
2、显示模块包括四位数码显示系统和发光二极管显示系统。数码管显示系统由4069、4011和4511组成，用以显示每一个工况的时间。发光二极管显示系统由4069、4011和74LS273组成，用以指示控制器所处的工作状况。
3、监控信号处理模块当控制器工作正常时，8031的P1.7口线输出方波，为4538提供触发脉冲，由4538产生的脉冲经三极管放大，通过4N25进行光电耦合，将信号传送给中央控制室，以便对设备进行远距离监控。
下面按电路系统结构叙述如下电源电路I如
图11a、11b所示，电源的主要组成部分有变压器T1、T2；整流桥B1、B2；电容C15～C16稳压器M1、M2。外接220V交流电经变压、整流、稳压，为控制器提供Vcc(+5V)和+12V直流电源。
信号输入电路II如
图12a～12c所示，信号输入电路包括1.定位信号2.系统复位及掉电保护3.设定指定、工况预置、修改指令组成1.定位信号，如
图12a，主要由UGN3020、4N25和电阻组成，UGN3020将信号传递给4N25的IN+端，并经4N25的E端将信号输入到8031的P1.3口线，使8031能正确判断平面旋转芯片是否处于正确位置。
2.系统复位及掉电保护电路如
图12b所示，主要由555触发器、4000、4011、二极管及电阻、电容组成，控制器接通电源后，由R14和C11组成的充电电路经4000和4011为8031的RES端提供系统复位信号，当对系统需要进行人工复位时，按下按键SW-PB1，复位信号可由555的Q端经4000和4011传送给8031的RES端，由R35和R36串联组成的分压电路经4011也同样将信号传送给8031的RES端，当电源突然断电时，可保持8031片内RAM中的信息不被丢失，使复电后控制器能恢复断电前的工作状态。
3.指令设定、工况预置及修改指令如
图12c所示，主要由555触发器及电阻、电容组成，信号由按键SW-PB控制，经555的Q端发出，当信号为低电平时，中央处理器中的8031将接受终断请求，自动启动电机进入下一个工作状态，完成终断服务后返回主程序。为了完成指令设定、工况预置及修改指令的功能，本控制系统需要四组完全相同的电路，在此仅以
图12c表示。555触发器的Q端分别接8031的P1.0、P1.1、P1.2口线和INTI端口。
中央处理器III如
图13所示，控制器的中央处理器采用8031，由于其自身设有程序存储器，因此外接锁存器74LS373和程序存储器2762，在2764中存有控制器的应用程序。由8031的X1和X2端外接的6MHZ的晶振为控制器提供时钟源。
信号输出电路IV
如
图14a～14d所示，主要由电机输出驱动电路、监控信号处理电路和显示电路组成。主要用以指示系统所处的工作状态。
1.电机输出驱动电路如
图14a所示，主要由4N25、三极管3dk、继电器SSR和电机MOTOR-AC组成，控制电机的信号由8031的P1.4口线输出，通过继电器SSR来控制电机电源的通断。
2.监控信号处理电路如
图14b所示，监控信号由8031的P1.7口线输出，传送给4538之后，由U15B的Q端经三极管N5和光电耦合器U16，并最后由U16的E端将信号OUT输出给中央监控室。
3.显示电路主要包括发光二极管显示电路(
图14c)和数码管显示电路(
图14d)，在发光二极管显示电路中，发光二极管采用共阳极连接方式，显示信号由8031传递给74LS273的D0～D7端，并由Q0～Q7端输出，控制信号WR和A2经4069和4011的组合变换后传递到74LS273的CLK端。在数码管显示电路中，主要由4069、4011和4511组成，由于数码显示器属于一般技术，图中末予表示和说明。由中央处理器发出的控制信号A0、A1和WR经4069和4011的组合变化，分别传递给四个4511的LE端，显示信号D0～D7经4511译码之后，由其A～G端输出给数码管。
权利要求1.一种平面旋转自动开关式多通路阀，它具有平面的上阀体(1)和下阀体(2)，其特征在于在上阀体(1)和下阀体(2)中间设置有平面旋转芯片(3)，在平面旋转芯片(3)外套有密封保护圈(4)；平面旋转芯片(3)与齿轮轴(5)相啮合，齿轮轴(5)下端通过齿轮(6)与微电机(M)上的小齿轮(7)相啮合；上阀体(1)和下阀体(2)具有多个相对应的通孔，旋转芯片(3)也具有多个通孔；微电机(M)与控制电路系统相接，控制电路系统包括电源、信号输入电路、中央处理器、信号输出电路，其中中央处理器主要由8031、74LS373、2764组成。
2.根据权利要求1所述的平面旋转自动开关式多通路阀，其特征在于在上阀体(1)和下阀体(2)上的多个相对应的通孔之间的夹角为30°～180°，并且均为30°的倍数。
专利摘要一种平面旋转自动开关式多通路阀,它主要由上阀体(1)、下阀体(2)及其中间的平面旋转芯片(3)组成,并用多个螺栓紧固,其中平面旋转芯片(3)周围有齿并与齿轮轴(5)相啮合,齿轮轴(5)下端通过齿轮(6)与微电机(M)上的小齿轮(7)相啮合,微电机(M)的电线与控制电路系统相接,本实用新型可以实现完全自动控制,具有耐磨性好、耐腐蚀性强、无渗漏现象等优点,用一阀代替多阀,全自动控制,解决了人工操作的繁琐和失误。
文档编号F16K11/16GK2291543SQ9720099
公开日1998年9月16日 申请日期1997年1月31日 优先权日1997年1月31日
发明者郭锋光 申请人:郭锋光