专利名称：机电一体化燃气控制阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及低气压管路阀门，更具体地涉及IC卡预付费燃气表的控制阀门。
IC卡预付费燃气表是在仅具有流量显示功能的现有燃气表基础上，通过加装于表内的微处理器控制系统，实时地采集管道中的气流量和采集IC卡经专用插口输入的事先在其上“写”有的限用气量以及采集二者的差值等数据进行比较、判断之后，向控制阀发出“开启”或“关闭”的命令，以实现燃气计量、收费控制等操作的现代化。
本实用新型的目的是提供与上述IC卡预付费燃气表相关性能兼容或相应的，即低电压(3～6V电池供电)，开关平稳、灵活、快速、可靠性高、体积小而价格低并具有防爆性能的机电一体化燃气控制阀。
在现有的与智能IC卡燃气表相配套使用的电动机械式阀门中，人们多采用多级齿轮减速机构、螺纹减速提升机构、偏心轮机构及行星减速机构等，由于实际应用时间较短，各项研究工作尚不完善，因此在实际使用过程中出现了种种问题，如扭矩力的掌握问题、开关阀的时间长短问题、开关阀极限位置的堵转问题、阀门体积大小问题、功耗问题及机械故障造成密封性能差等等问题，另外还有成本问题，特别是由于燃气的特殊性(易燃易爆)，因此作为燃气表的专用阀门在结构和电器性能方面需要有特征要求。
本实用新型是在申请人周永平等对其一九九八年公布的专利号为ZL96244568．1的“机电一体化燃气控制阀”产品十三万只阀门在三年多的实际使用过程中所存在的各种问题及对现有的各种电动阀门的优缺点进行详细、综合的全面分析、研究后提出的，目的在于提供一种能全面解决上述问题且压损小、成本低并具有防爆性能的与IC卡预付费燃气表相配套使用的机电一体化燃气控制阀。
上述目的是以如下方式实现的选用低电压、高转速且具有防爆特性的永磁式直流微电机作驱动源，在电机的输出轴上装上蜗杆，电机固定好后，蜗杆带动蜗轮转动，此时在蜗轮上产生了一个很大的减速比(也可用齿轮减速来达到上述目的)，这个减速比所产生的旋转力矩通过装在蜗轮上的拨轮的多个齿传递到装有两个拨片的阀杆上，阀杆是本实用新型的核心部件，由阀杆、拨片、弹簧、橡胶密封件及永磁铁组合成一套完整的机构，其上很巧妙地装有上下或左右两个拨片，两拨片之间又用一根弹簧支撑，因为有了弹簧的作用，两拨片可作往复地自由复位运动。由于在两个拨片的两边有限位挡板挡住，因此两拨片只能在特定的位置上作往复运动，在阀杆的两边挡板上，分别装有三个永磁铁，阀杆顶部头上装有一个橡胶密封件，整个阀杆由两根导杆(也可用一根导杆)安装在固定的支架上，两根导杆主要是起导向作用，使阀杆只能沿导杆作上下或左右的直线位移运动。当蜗轮上的拨轮拨动阀杆上任意一个拨片时，由于挡板的限位作用，阀杆作直线位移，位移至一定距离后，阀杆上另一个拨片与拨轮接触，但此时这个拨片的运动方向恰好与阀杆上的限位挡板相反，拨轮转至一定位置时，该拨片便与拨轮齿脱离，由于有弹簧的作用，拨片又回到原来位置与拨轮的下一个齿接触，然后再脱离。改变电流方向，拨轮反转时，运动情况与上述情况相同，只是阀杆的位移方向改变了。阀杆上装的永磁铁，其作用是利用永磁铁提供并保持密封压力，保证密封的可靠性。当阀杆在拨轮的拨动下作直线位移至一定位置时，其上的永磁铁便与支架上的吸铁相吸，阀杆上的密封件便靠磁铁的吸力紧压在金属密封口上，此时阀门关闭，因气流量顺着阀杆运动方向流动，因此阀门关闭后气体的压力亦紧压密封件，实验证明这时的气体泄漏量几乎为零。开阀时，改变电流方向，电机作反向转动，在蜗轮蜗杆所产生的力矩作用下，拨轮再次拨动阀杆，使阀杆作反方向的直线位移，此时阀杆另一面的永磁铁与支架另一面的吸铁相吸合，阀门便打开了。
电源线引出孔开在阀体出气端的端部与螺母的结合部位，电源线由一个方型或圆型的塑料管或金属管引出，螺母装上后，该管即被扣住。当本实用新型装配到IC卡预付费燃气表上后，该电源线即被隐匿且不可及，以防人为地破坏性的干预电机的工作。
下面结合带局部剖切的总装图进一步说明本实用新型的实施结构及特征。
微电机(8)通过蜗杆(9)，带动蜗轮(11)转动，与此同时，与蜗轮(11)相连接的拨轮(13)也同时转动，关阀时，拨轮(13)上的齿拨动阀杆(14)上的拨片(3)，由于拨片(3)的一端被阀杆(14)的一面止挡住，因此，阀杆(14)只能朝一个方向位移，当位移至密封件(15)与阀体(12)的端面结合时，装在阀杆上的永磁铁(2)便与装在支架(10)上的吸铁(1)相吸合，通过吸力使密封件(15)紧压在阀体(12)的端面密封口上，此时阀门处于关闭状态。在拨片(3)与拨片(5)之间，装有弹簧(4)，能使拨片自动复位，当拨轮(13)拨动拨片(3)至关阀位置时，拨轮(13)上的齿便与拨片(3)脱离，此时拨轮(10)的另几个齿还会拨动拨片(5)，由于弹簧(4)的作用，拨轮(13)与拨片(5)之间作自由滑动。当改变电流方向，电机反方向转动时，拨轮(13)又会拨动拨片(5)，阀杆(14)的另一边将拨片(5)止挡住，迫使阀杆朝另一个方向位移，至一定位置时，拨轮(13)的齿又会与拨片(5)脱离，其他齿继续拨动拨片(3)作自由滑动，此时装在阀杆(14)另一面的永磁铁(6)与支架(10)另一面的吸铁(7)吸合，阀门开启。
上述结构在作正反向往复位移运动至极限位置时，拨轮与拨片之间自由脱落滑动，电机处于空转状态，彻底解决了电机堵转的问题，而且开关阀时间短，仅需0．5秒以下，其最大工作电流小于80mA，电机使用寿命大大提高。本实用新型结构简单，仅有六个零部件，因此机械故障降至最低概率，且成本大大降低，使之在市场上具有很强的竞争力。此外拨轮采用多个齿及合适的结构尺寸，可确保无法从阀门的外部非正常开启。
上述实施结构的详细说明，主要用于清楚地理解，其中不存在不必要的限制，本领域的熟练技术人员可以进行修改，如齿轮减速带动拨轮等所有出自与本实用新型权利要求书等效的含义和范围内的变动都应包括在此范围内。
权利要求1.一种机电一体化燃气控制阀，其特征是它包括直流微电机、减速机构、拨轮、拨片、阀杆、橡胶密封件、弹簧及永磁铁构成；拨片、橡胶密封件、弹簧及永磁铁连接在阀杆上；减速机构与直流微电机的输出轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种机电一体化燃气控制阀，其特征是所述的减速机构是蜗轮、蜗杆连接构成的减速机构，拨轮与蜗轮通过轴连接，拨轮和蜗轮也可以连接成一体结构；拨轮上分布有齿1个至8个。
3.根据权利要求1所述的一种机电一体化燃气控制阀，其特征在于所述阀杆上连接的拨片、橡胶密封件、弹簧及永磁铁，有两个拨片连接在阀杆的左面或右两边，两拨片之间用一根弹簧支撑，阀杆的两边挡板上分别连接有三个永磁铁，阀秆顶部连接有一个橡胶密封件。
4.根据权利要求1所述的一种机电一体化燃气控制阀，其特征在于所述的阀杆由导杆支撑定位，使之做往复运动，导杆固定在支架上。
专利摘要一种机电一体化燃气控制阀,采用低电压、高转速的直流微电机驱动,通过蜗轮、蜗杆减速后带动拨轮拨动阀杆上的拨片,使阀杆作直线往复位移运动,并由水磁铁保持密封压力,实现阀门的开启和关断,其结构简单、性能可靠,具备与IC卡预付费燃气表要求兼容或相应的特点,装配于IC卡预付费燃气表上可实现燃气计量、收费控制等管理工作的现代化。
文档编号F16K31/04GK2426054SQ9923467
公开日2001年4月4日 申请日期1999年6月2日 优先权日1999年6月2日
发明者周永平, 高桂官 申请人:周永平, 高桂官