CN110630779B - 可切换水阀的驱动*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于可切换水阀的驱动***,所述驱动***包括设置在阀芯上的线性步进电机及设置在阀体内的密封体,所述线性步进电机通过阀致动杆调节密封体在阀体内的移动,所述线性步进电机的一侧形成有主轴螺母***,所述主轴螺母***与所述阀致动杆耦合连接在一可脱离的耦合点,所述阀芯上形成有至少一个阀芯凸片,所述线性步进电机上设置有电机凸缘,所述电机凸缘上形成有至少一个凸缘凸片,所述阀芯凸片与所述凸缘凸片在对准时相互连接,所述凸缘凸片相对于所述阀芯凸片移动来控制所述耦合点的脱离状态。实施本发明,使得线性步进电机的更换变得更加的方便及快捷,节省了用户的时间且延长了可切换水阀驱动***的使用寿命。
Description
【技术领域】
本发明涉及驱动***,更具体地,涉及一种可切换水阀的驱动***。
【背景技术】
现有技术下,可切换水阀的驱动***一般都通过线性步进电机作为驱动器来驱使密封体在阀体内移动以控制水从哪个出口流出。而当线性步进电机出现问题需要更换时,当前技术并没有给出很好的更换方法及相应的结构。
【发明内容】
本发明提供一种用于可切换水阀的驱动***,所述驱动***包括设置在阀芯上的线性步进电机及设置在阀体内的密封体,所述线性步进电机通过阀致动杆调节密封体在阀体内的移动,所述线性步进电机的一侧形成有主轴螺母***,所述主轴螺母***与所述阀致动杆耦合连接在一可脱离的耦合点,所述阀芯上形成有至少一个阀芯凸片,所述线性步进电机上设置有电机凸缘,所述电机凸缘上形成有至少一个凸缘凸片,所述阀芯凸片与所述凸缘凸片在对准时相互连接,所述凸缘凸片相对于所述阀芯凸片移动来控制所述耦合点的脱离状态。
作为一种优选方案,所述阀芯于阀芯边缘形成有至少一个阀芯槽及所述电机凸缘于电机凸缘的边缘形成有至少一个凸缘槽,或者所述阀芯凸片延伸超过所述阀芯边缘并高于圆形的阀芯边缘,或者所述凸缘凸片延伸超过所述凸缘的边缘并高于圆形的凸缘边缘。
作为一种优选方案,所述阀芯上形成有两个阀芯凸片,所述线性步进电机上设置有电机凸缘,所述电机凸缘上形成有两个凸缘凸片,所述阀芯于阀芯边缘形成有置于两个阀芯凸片之间的两个阀芯槽,所述电机凸缘于电机凸缘的边缘形成有置于两个凸缘凸片之间的两个凸缘槽,或者所述两个阀芯凸片延伸超过所述阀芯边缘并高于圆形的阀芯边缘,或者所述两个凸缘凸片延伸超过所述凸缘的边缘并高于圆形的凸缘边缘。
作为一种优选方案,所述阀芯槽于所述阀芯边缘设置有一个或两个阀芯凸片斜面,所述阀芯凸片斜面作为所述阀芯凸片与所述阀芯槽的过渡部。
作为一种优选方案,所述凸缘槽于所述凸缘的边缘设置有一个或两个凸缘凸片斜面,所述凸缘凸片斜面作为所述凸缘凸片与所述凸缘槽的过渡部。
作为一种优选方案,所述阀芯凸片与所述凸缘凸片通过卡口式锁定机构连接。
作为一种优选方案,所述阀芯凸片与所述凸缘凸片上设置有匹配的螺纹,且两者之间通过螺栓锁定的方式连接。
作为一种优选方案,所述可切换水阀为双向水阀或者三通水阀。
实施本发明,使得线性步进电机的更换变得更加的方便及快捷,节省了用户的时间且延长了可切换水阀驱动***的使用寿命。
【附图说明】
下面将结合说明书附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1示出一可切换的水阀的剖视图,该可切换的水阀包括有阀体、密封体、阀致动杆、耦合点及线性步进电机。
图2示出驱动***的斜视图,该驱动***具有两个固定在一起的两个反向阀芯凸片及两个凸缘凸片。
图3示出图2的驱动***中的线性步进电机在旋转90之后所在位置的斜视图。
【具体实施方式】
图1示出一可切换的水阀的剖视图,该可切换的水阀1包括有阀体7、密封体4、阀致动杆8、耦合点11及线性步进电机12。本实施方式中,该可切换的水阀为双向水阀,且为了后面描述方便,都用双向水阀来描述可切换的水阀。其他实施方式中,该可切换的水阀也可为三通水阀或者多通水阀等。该阀体7上形成有一进水口2及一出水口3。该密封体4置于该阀体7内部。该阀致动杆8牢固地连接到密封体4。该线性步进电机12通过一耦合片13及耦合点11连接到阀致动杆8上。该密封体4包括有密封主体部5及与密封主体部5耦合连接的阀致动杆8。该密封主体部5上压配有两个密封环6。本实施方式中,该密封主体部为一体成型注塑部件,并且在注塑的同时,该阀致动杆8直接包覆成型并牢固连接到密封主体部5上。
在该耦合点11处,该阀致动杆8通过耦合片13及球窝接头耦合连接至该线性步进电机12上。代替单独的耦合片13,该线性步进电机12的端部也可设计为整体连接机构。优选地,该密封主体部分5也可与阀致动杆8通过可分离的方式进行连接,例如球窝接头。由于O型小密封环6相较于现有的较大密封体的膨胀更小,因此线性步进电机12必须在停止的位置处行进较少的步骤以确保密封性,也即双向阀门可以更快的切换。双向阀门的驱动装置由带有线性步进电机12的***及主轴螺母***130组成,该设计可以实现自锁目的,使得在静止时该密封环6提供给阀体7密封区域的接触压力可以被确保。该主轴螺母***的目的是使得电机轴的旋转运动转换成线性运动。线性步进电机12的主轴-螺母***的轴状延伸部分通过电机法兰15被引导到外部,在可脱离的耦合点11处与阀致动杆8连接。
该阀体7上装配有阀芯9及设置于阀体7内表面与阀芯9外表面之间的两个阀芯密封环10。该阀芯9的边缘形成有两个对称的阀芯凸片19。在轴向端部,该线性步进电机通过其上的电机凸缘15安装于阀体7上。该电机凸缘15的边缘上形成有两个对称的凸缘凸片16。所述阀芯凸片19与凸缘凸片16形状匹配使得他们在对应位置可以对准,并在对准时,通过螺栓固定在一起。
该线性步进电机12的壳体上设置有端子连接件14,用于提供能量,并且任何相关的控制线可通过合适的连接器连接到该电动机端子连接件14。阀体7还具有传感器开口24,如果需要,该传感器开口可以选择放置传感器用于确定各种测量值等,反之,该传感器开口也可以是关闭的,或者不起任何作用的。
图2示出驱动***的斜视图,该驱动***具有两个固定在一起的两个反向阀芯凸片19及两个凸缘凸片16。本实施方式中,所述阀芯凸片19与所述凸缘凸片16上设置有匹配的螺纹,且两者之间通过螺栓锁定的方式连接,使得线性步进电机12与阀芯9之间牢固连接且不可旋转。如果线性步进电机12有缺陷,则线性步进电机12和密封体之间的连接必须像现有技术中常见的那样松弛。当前技术中,已经以这样的方式完成,也即线性步进电机与整个阀芯和与之耦合的密封体一起拆卸。然而,移除阀芯9意味着需要打开热水回路,也即在可以更换有缺陷的驱动电机之前必须首先以适当的方式减压水回路,而这需要相当多的工作及非常耗时。其他实施方式中,所述阀芯凸片19与所述凸缘凸片16也可通过卡口式锁定机构连接。
该阀芯9于阀芯边缘20形成有置于两个阀芯凸片19之间的两个阀芯槽21。在每个阀芯凸片19的一侧,从阀芯凸片19的最高处朝向阀芯槽21的方向上设置有阀芯凸片斜面22,从而在阀芯凸片19与阀芯槽21之间形成一个过渡部。该阀芯槽21在限定的尺寸下相对于阀芯凸片19的端面凹陷,从而在阀芯边缘10形成一凹陷部。该阀芯凸片斜面22的数量可为一个也可为两个,也即可在每个阀芯凸片19的两侧分别设置一个阀芯凸片斜面22。在本实施方式中,该阀芯凸片19及凸缘凸片16的数量分别为两个,其他实施方式中,该阀芯凸片19及凸缘凸片16的数量可为一个,或者为多个,具体数量可根据需要进行相应的设计。该电机凸缘15于电机凸缘的边缘形成有置于两个凸缘凸片16之间的两个凸缘槽18,从而在所述凸缘凸片16与凸缘槽18之间形成一个过渡部,以及使得凸缘边缘17在两个凸缘凸片16之间形成凹陷部,这样子的目的在于线性步进电机12相较于阀芯9更加容易的移动。所述凸缘凸片16延伸超过所述凸缘边缘并高于圆形的凸缘边缘。作为阀芯槽21及凸缘槽18的替代方案,通过设置阀芯凸片19及凸缘凸片16也可在两个凸片对准后使得线性步进电机相对于该阀芯9更加的容易移动。特别是在该阀芯凸片19延伸超过所述阀芯边缘20并高于圆形的阀芯边缘时,该电机凸缘15的端面与凸缘凸片的端面在同一平面内。反之,在该凸缘凸片16延伸超过所述凸缘边缘17并高于圆形的凸缘边缘时,则阀芯凸片19的端面和阀芯边缘的端面可以在同一平面内。如此,使得线性步进电机12的更换更加的快速及操作更加的简单。该阀芯槽21及该凸缘槽18的总深度必须足够的大以允许耦合点处容易松弛及脱离。该深度的尺寸由阀的结构尺寸及耦合点11的设计与类型确定。作为阀芯凸片斜面22的替代方案,该斜面也可形成在电机凸缘15上作为凸缘斜面。原则上,该斜面也可同时形成在电机凸缘15及阀芯9上。在旋转线性步进电机12之前,必须先松开两者之间的螺钉连接,接着再驱使所述凸缘凸片16相对于所述阀芯凸片19移动来控制所述耦合点11的脱离状态。
图3示出图2的驱动***中的线性步进电机在旋转90之后所在位置的斜视图。在线性步进电机12旋转90度后,其可以沿阀芯方向上被推入至阀芯直至耦合点11处松弛。虽然在松弛位置,作为紧固状态的结果,密封体4及其密封环6不再压靠在双向水阀1的接合密封表面上,但由于阀体内部流体施加于密封体4上的力使得密封体4仍然压靠在密封表面上,不会形成泄漏。然后,可以通过轻微的侧向和倾斜运动使耦合点11脱离,从而将有缺陷的线性步进电机12取下来。因此,更换线性步进电机时可以按相反的安装顺序重新安装。具体为,线性步进电机12再次相对于阀芯9扭转,同时,凸缘凸片16朝向阀芯凸片斜面22移动,如此,线性步进电机12被拉出阀芯9。在阀芯凸片19与凸缘凸片16精确对齐时,进行螺柱连接固定,线性步进电机12通过端子连接件14进行电力连接,如此,双向水阀就可以再次准备运行。
作为本发明的可切换水阀的驱动***的目的之一,该***可以应用于加热器具和热水器上,其构造简单,由极少的材料组件组成,可以通过自动方式非常快速地安装,可在任何阀门位置损坏的情况下快速轻松地拆卸和重新安装,并具有较长的使用寿命。
此外,本发明的可切换水阀的驱动***还具有很好的密封效果,即在这种类型的水阀中,当该***应用于双向水阀或者三通水阀时,对其施加高达4巴或更高的压力时,两个阀门位置也不会出现泄露。此外,与先前的水阀结构设计相比,流动阻力进一步降低。阀致动杆8与两个密封环6的行进路径也可以缩短,因为密封环6的轴向膨胀也可以缩短。此外,减少了材料的使用,从而总体上提高了这种水阀的经济性。特别地,这导致线性步进电动机12需要较低的能量消耗并且可以与用于相同类型的水阀的类似驱动器不同地设计。本发明的驱动***,还可以在密封体4的相同或更高的接触压力下操作抵靠阀体17的密封表面。
对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.用于可切换水阀的驱动***,所述驱动***包括设置在阀芯上的线性步进电机及设置在阀体内的密封体,所述线性步进电机通过阀致动杆调节密封体在阀体内的移动,其特征在于:所述线性步进电机的一侧形成有主轴螺母***,所述主轴螺母***与所述阀致动杆耦合连接在一可脱离的耦合点,所述阀芯上形成有至少一个阀芯凸片,所述线性步进电机上设置有电机凸缘,所述电机凸缘上形成有至少一个凸缘凸片,所述阀芯凸片与所述凸缘凸片在对准时相互连接,所述凸缘凸片相对于所述阀芯凸片移动来控制所述耦合点的脱离状态。
2.如权利要求1所述的可切换水阀的驱动***,其特征在于:所述阀芯于阀芯边缘形成有至少一个阀芯槽及所述电机凸缘于电机凸缘的边缘形成有至少一个凸缘槽,或者所述阀芯凸片延伸超过所述阀芯边缘并高于圆形的阀芯边缘,或者所述凸缘凸片延伸超过所述电机凸缘的边缘并高于圆形的电机凸缘的边缘。
3.如权利要求2所述的可切换水阀的驱动***,其特征在于:所述阀芯上形成有两个阀芯凸片,所述线性步进电机上设置有电机凸缘,所述电机凸缘上形成有两个凸缘凸片,所述阀芯于阀芯边缘形成有置于两个阀芯凸片之间的两个阀芯槽,所述电机凸缘于电机凸缘的边缘形成有置于两个凸缘凸片之间的两个凸缘槽,或者所述两个阀芯凸片延伸超过所述阀芯边缘并高于圆形的阀芯边缘,或者所述两个凸缘凸片延伸超过所述电机凸缘的边缘并高于圆形的电机凸缘的边缘。
4.如权利要求2所述的可切换水阀的驱动***,其特征在于:所述阀芯槽于所述阀芯边缘设置有一个或两个阀芯凸片斜面,所述阀芯凸片斜面作为所述阀芯凸片与所述阀芯槽的过渡部。
5.如权利要求2所述的可切换水阀的驱动***,其特征在于:所述凸缘槽于所述电机凸缘的边缘设置有一个或两个凸缘凸片斜面,所述凸缘凸片斜面作为所述凸缘凸片与所述凸缘槽的过渡部。
6.如权利要求1所述的可切换水阀的驱动***,其特征在于:所述阀芯凸片与所述凸缘凸片通过卡口式锁定机构连接。
7.如权利要求1所述的可切换水阀的驱动***,其特征在于:所述阀芯凸片与所述凸缘凸片上设置有匹配的螺纹,且两者之间通过螺柱锁定的方式连接。
8.如权利要求1所述的可切换水阀的驱动***,其特征在于:所述可切换水阀为双向水阀或者三通水阀。
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US20230383852A1 (en) | Ball valve assembly |
Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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