CN111734870A - 集成式活塞阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门技术领域，公开一种集成式活塞阀，包括阀体、设于阀体出口端的阀座、阀体内腔可沿阀体导轨滑移的活塞，活塞前端连接鼠笼，连接盘将活塞与驱动装置的驱动轴相连。驱动轴由驱动装置控制沿活塞阀中心轴线前后移动进而带动活塞一起移动。本活塞阀应用防水直流电机技术，在传统活塞阀的基础上取消了轴系，将电机和减速箱集成为一体且均位于阀体内，使活塞阀整体结构得以简化。规避了传统活塞阀中需通过连接杆传递力矩而产生的摩擦力问题，力矩自然降下，且因无连接杆横亘在流道中，流道更平顺，对流态没有任何影响。

Description

集成式活塞阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体地，涉及一种集成式活塞阀。

背景技术

传统的活塞阀是在电机和涡轮箱之间设置曲柄连杆等来实现齿轮传动使活塞作往复运动而工作的，这样的活塞阀结构复杂、笨重，电机和涡轮箱在连接处摩擦力大，力矩无形之中增大，且连杆从阀体外伸入阀体时需在进入位置设置挡水圈等，且连杆会对流道产生一定阻力，对流体流态产生影响。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种成本低、结构小巧简单、可使传动力矩下降的集成式活塞阀。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种集成式活塞阀，包括阀体、设于阀体末端的阀座、与阀座贴合且可沿阀座滑移的鼠笼，鼠笼位于阀体内部的一端连接有活塞，活塞外周贴合环绕一闷盖，闷盖内部具有容纳空间用于安装驱动装置，驱动装置安装固定在闷盖封闭端，驱动装置的驱动轴与活塞之间通过连接盘连接，驱动轴由驱动装置控制沿活塞阀中心轴线前后移动进而带动活塞一起移动。

进一步地，驱动装置包括电机和减速箱，电机嵌入减速箱内，电机转子上设有转子外齿轮，减速箱包括输入轴、行星轮和输出轴，输入轴一端设有内齿与转子外齿轮啮合、另一端具有外齿与行星轮啮合传动，多个行星轮均匀围绕在输入轴外齿端，输出轴与多个行星轮连接且在行星轮带动下旋转，输出轴中心轴线与活塞阀中心轴线重合，输出轴为空心轴且其空心内壁上布设有螺纹，驱动轴***空心的输出轴内，驱动轴外周设有与输出轴空心内壁上螺纹适配的外螺纹。

进一步地，驱动轴上的外螺纹为梯形螺纹。

进一步地，闷盖封闭端呈弧面结构。

进一步地，闷盖口部设有两圈凹槽，凹槽内安装有密封圈用于与活塞接触形成密封结构。

更进一步地，密封圈朝向阀座的第一表面上具有弧形凹槽，弧形凹槽始端高度与密封圈本体高度平齐、末端高度低于密封圈本体高度，密封圈朝向活塞的表面为密封面，密封面末端为密封圈的第二表面，密封面在密封圈的第一表面至第二表面之间呈先凸起后倾斜的密封贴合结构，弧形凹槽末端与密封面之间通过平整表面相接。

进一步地，阀体表面安装有振动传感器，驱动装置外表面安装有噪音传感器，驱动装置外表面安装有压力传感器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）本活塞阀应用防水直流电机技术，在传统活塞阀的基础上取消了轴系，将电机和减速箱集成为一体且均位于阀体内，使活塞阀整体结构得以简化；

2）规避了传统活塞阀中需通过阀轴传递力矩而产生的摩擦力问题，力矩自然而然降下来了，且因无连接杆横亘在流道中，流道更平顺，对流态没有任何影响；

3）梯形螺纹能更好地将力矩转换为活塞的线性运动，传力效率高；

4）采用独创的密封圈结构设计，阀体在关闭时，阀体内暂存的水流会对密封圈弧形凹槽产生挤压力，进而使得密封面进一步贴合活塞而形成绝对密封的效果。

附图说明

图1为实施例1所述的集成式活塞阀的结构示意图（阀体和闷盖等为剖开状态）；

图2为实施例1所述的集成式活塞阀的剖面图；

图3为实施例1所述的驱动装置内部结构简要示意图；

图4为实施例1所述的密封圈安装至闷盖凹槽内的结构示意图；

图5为实施例1所述的密封圈的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1～2所示，提供一种集成式活塞阀，其包括阀体1、设于阀体末端且与阀体内口径适配的阀座2、与阀座2内周表面贴合且可沿阀座滑移的鼠笼3，鼠笼3周向布置有多个供介质过流的过流孔31，鼠笼3位于阀体内部的一端连接有活塞4，活塞4外周贴合环绕一闷盖5，闷盖5内部具有容纳空间用于安装驱动装置6，驱动装置6通过螺栓安装固定在闷盖5封闭端，驱动装置6的驱动轴61与活塞4之间通过连接盘7连接，驱动轴61由驱动装置控制沿活塞阀中心轴线前后移动进而带动活塞4一起移动。

连接盘7的盘面具有多处镂空，只需起到连接驱动轴61与活塞4的作用即可，镂空可减轻连接盘本身重量，降低其加工工艺难度，同时也降低其制作成本。

鼠笼3和活塞4均具有法兰端面且两法兰端面贴合，连接盘7通过螺栓与该两法兰端面紧固连接。

如图3所示，驱动装置6包括电机62和减速箱63，电机62嵌入减速箱63内，电机转子621上设有转子外齿轮622，减速箱63包括输入轴631、行星轮632和输出轴633，输入轴631一端设有内齿6311与转子外齿轮622啮合、另一端具有外齿6312与行星轮632啮合传动，多个行星轮632均匀围绕在输入轴外齿端，输出轴633与多个行星轮632连接且在行星轮带动下旋转，输出轴中心轴线与活塞阀中心轴线重合，输出轴633为空心轴且其空心内壁上布设有螺纹（未示出），驱动轴61***空心的输出轴633内，驱动轴61外周设有与输出轴空心内壁上螺纹适配的外螺纹（未示出）。电机为永磁直流电机，驱动装置6的工作过程为：电机62提供扭矩，通过减速箱63后传递至驱动轴61，驱动轴61与减速箱输出轴633配合将扭矩转化为其自身的线性运动，驱动轴61最终带动鼠笼3作线性运动。

为增加扭矩传动比，宜将驱动轴61上的外螺纹设计为梯形螺纹，事实上，驱动轴相当于一根梯形丝杠，其强度好，对中性好，间隙可调，工艺性能好，能承载较大的传动力。

闷盖5封闭端呈弧面结构，这样可降低介质过流的阻力，为介质提供一条顺滑的流道。闷盖外周与阀体内壁之间还设有多块筋板来固定闷盖。

活塞在沿闷盖滑移的过程中，可能会与闷盖产生间隙，因此需要在两者连接处进行密封，具体地，闷盖5口部朝内设有凸部，凸部上设有两圈凹槽51，凹槽内安装有密封圈8用于与活塞4接触形成密封结构。

为最大限度地提升上述密封结构的密封效果，如图4～5所示，本实施例对密封圈进行了独特设计，其中，密封圈8朝向阀座的第一表面上具有弧形凹槽81，弧形凹槽始端811高度与密封圈本体高度平齐、末端812高度低于密封圈本体高度，密封圈朝向活塞4的表面为密封面82，密封面末端为密封圈的第二表面83，密封面82在密封圈的第一表面至第二表面之间呈先凸起后倾斜的密封贴合结构，弧形凹槽末端812与密封面82之间通过平整表面相接。

进一步来说，弧形凹槽始端811的弧面倾斜度大于末端812的倾斜度，使弧形凹槽整体成为一非规则弧面，介质流体在进入弧形凹槽处时，会对弧形凹槽末端产生更大挤压力，挤压力最终传递至密封面82并使得密封面与活塞4进一步贴合，密封效果得到有效加强。

本实施例的活塞阀还安装有多种可对工作过程进行监测的传感器，如在阀体表面安装有振动传感器以测得阀体的振动加速度，驱动装置外表面安装有噪音传感器来监测电机产生的噪音，驱动装置外表面还安装有压力传感器来测活塞阀前后的压力状态，此外，还可在闷盖的弧面外表面安装流量传感器。阀体外表面还设有一控制盒用于放置上述传感器的采集控制设备。

本集成式活塞阀应用防水直流电机技术，在传统活塞阀的基础上取消轴系，将电机和减速箱集成为一体且均设置于阀体内，活塞阀整体结构得以简化的同时还规避了传统活塞阀中需通过连接杆传递力矩而产生的摩擦力问题，自然活塞阀工作时所需的力矩可以降低，此外因无连接杆横亘在流道中，流道将更平顺，对流态不会再产生任何影响。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种集成式活塞阀，其特征在于，包括阀体、设于阀体末端的阀座、与阀座贴合且可沿阀座滑移的鼠笼，鼠笼位于阀体内部的一端连接有活塞，活塞外周贴合环绕一闷盖，闷盖内部具有容纳空间用于安装驱动装置，驱动装置安装固定在闷盖封闭端，驱动装置的驱动轴与活塞之间通过连接盘连接，驱动轴由驱动装置控制沿活塞阀中心轴线前后移动进而带动活塞一起移动。

2.根据权利要求1所述的集成式活塞阀，其特征在于，驱动装置包括电机和减速箱，电机嵌入减速箱内，电机转子上设有转子外齿轮，减速箱包括输入轴、行星轮和输出轴，输入轴一端设有内齿与转子外齿轮啮合、另一端具有外齿与行星轮啮合传动，多个行星轮均匀围绕在输入轴外齿端，输出轴与多个行星轮连接且在行星轮带动下旋转，输出轴中心轴线与活塞阀中心轴线重合，输出轴为空心轴且其空心内壁上布设有螺纹，驱动轴***空心的输出轴内，驱动轴外周设有与输出轴空心内壁上螺纹适配的外螺纹。

3.根据权利要求2所述的集成式活塞阀，其特征在于，驱动轴上的外螺纹为梯形螺纹。

4.根据权利要求1所述的集成式活塞阀，其特征在于，闷盖封闭端呈弧面结构。

5.根据权利要求1所述的集成式活塞阀，其特征在于，闷盖口部设有两圈凹槽，凹槽内安装有密封圈用于与活塞接触形成密封结构。

6.根据权利要求5所述的集成式活塞阀，其特征在于，密封圈朝向阀座的第一表面上具有弧形凹槽，弧形凹槽始端高度与密封圈本体高度平齐、末端高度低于密封圈本体高度，密封圈朝向活塞的表面为密封面，密封面末端为密封圈的第二表面，密封面在密封圈的第一表面至第二表面之间呈先凸起后倾斜的密封贴合结构，弧形凹槽末端与密封面之间通过平整表面相接。

7.根据权利要求1所述的集成式活塞阀，其特征在于，阀体表面安装有振动传感器。

8.根据权利要求1所述的集成式活塞阀，其特征在于，驱动装置外表面安装有噪音传感器。

9.根据权利要求1所述的集成式活塞阀，其特征在于，驱动装置外表面安装有压力传感器。

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