專利名稱：微功耗電控閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微功耗電控閥。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中以平面陶瓷密封的閥普遍存在閥的開閉過程所施加的外力與管道內(nèi)氣、液體的壓力呈遞增函數(shù)關(guān)系，也就是說管道內(nèi)氣、液體的壓力越大，打開和關(guān)閉閥門所消耗的功率也就越大，基本上占整個功耗的95％。通常的解決方法是減小閥片的受力面積，但會使閥的壓力損失增加，影響氣液流量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題設(shè)計一種微功耗電控閥，采用力平衡原理及帕斯卡定律，使其開閉過程施加的外力只需克服密封圈與閥的摩擦力即可，與管道內(nèi)氣、液體的壓力無直接關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，使該類閥采用小功率、低電壓(2.7VDC-3.6VDC)和小減速比(500∶1)的齒輪驅(qū)動機構(gòu)成為可能，可滿足微功耗大流量的設(shè)計要求。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種微功耗電控閥，包括微電機(1)、閥體(2)，齒輪減速機構(gòu)(3)、光電傳感裝置(4)和定位裝置(5)，微電機(1)及齒輪減速機構(gòu)(3)設(shè)置在閥體(2)的上部，齒輪減速機構(gòu)(3)的動力輸入軸與微電機(1)的主軸相連，齒輪減速機構(gòu)(3)的驅(qū)動軸(8)上設(shè)置有定位裝置(5)，定位裝置(5)的下方對應(yīng)設(shè)置有光電傳感裝置(4)，閥芯(6)通過閥芯固定環(huán)(23)固定在閥體(2)內(nèi)且位于齒輪減速機構(gòu)(3)的下方，其上的進氣、液口(12)、出氣、液口(13)分別與與閥體(2)的進氣、液口和出氣、液口對應(yīng)；閥芯(6)由上支架(7)、下支架(9)、動閥片(10)和定閥片(11)構(gòu)成，上支架(7)的中央安裝有驅(qū)動軸(8)，側(cè)面制有進氣、液口(12)，下方設(shè)置有下支架(9)；下支架(9)的上部通過閥片定位環(huán)(14)安裝有動閥片(10)，且閥片定位環(huán)(14)通過“O”型密封圈與下支架(9)密封，動閥片(10)通過“O”型密封圈與閥片定位環(huán)(14)密封，下部固定有定閥片(11)，動閥片(10)的上端面與驅(qū)動軸(8)的下端部連接，且動閥片(10)與定閥片(11)之間通過閥片中心軸(15)活動定位；動閥片(10)上制有通氣、液孔(16)，下端面上未開孔處制有凹槽(17)和凹槽(18)，且凹槽(18)與通氣、液孔(16)相通；定閥片(11)上制有通氣、液孔(19)，上端面上未開孔處制有環(huán)形通氣、液凹槽(20)，且環(huán)形通氣、液凹槽(20)與動閥片(10)下端面上的凹槽(18)相通。
環(huán)形通氣、液凹槽(20)的面積與動閥片(10)頂端的面積基本相等。動閥片(10)上端面未開孔處制成斜面。
光電傳感裝置(4)和定位裝置(5)位于閥體(2)內(nèi)，光電傳感裝置(4)由兩個槽型光電傳感器(21)和光電傳感器線路板(22)構(gòu)成，槽型光電傳感器(21)和光電傳感器線路板(22)固定在閥芯固定環(huán)(23)的上端面；定位裝置(5)由定位桿(24)和定位擋片(25)構(gòu)成，定位桿(24)固定在驅(qū)動軸(8)上，定位擋片(25)固定在定位桿(24)上，且槽型光電傳感器(21)位于定位擋片(25)的正下方。
動閥片(10)上對稱制有兩個扇形通氣、液孔(16)，上端面未開孔處制成對稱的兩個斜面(34)和(35)，下端面上未開孔處對稱制有兩個扇形凹槽(17)和兩個通氣、液凹槽(18)，且兩個通氣、液凹槽(18)分別與兩個扇形通氣、液孔(16)相通；定閥片(11)上對稱制有兩個扇形通氣、液孔(19)，上端面上未開孔處制有環(huán)形通氣、液凹槽(20)，且環(huán)形通氣、液凹槽(20)與動閥片(10)下端面上的兩個通氣、液凹槽(18)相通。
動閥片(10)和定閥片(11)均由陶瓷制成，且二者結(jié)合面的密封采用陶瓷鏡面技術(shù)密封。
動閥片(10)的上端面上對稱制有兩個柱形凹槽(29)30)，連桿(31)的中央固定在驅(qū)動軸(8)的下端，連桿(31)的兩端垂直固定有定位柱(32)33)，且定位柱(32)33)分別位于柱形凹槽(29)30)中。
閥片定位環(huán)(14)上制有凹槽(26)，內(nèi)裝彈簧(27)，彈簧(27)的下端固定有鋼珠(28)，且鋼珠(28)頂在動閥片(10)上，對動閥片(10)進行軸向限位。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其開閉過程施加的外力只需克服密封圈與閥的摩擦力即可，與管道內(nèi)氣、液體的壓力無直接關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，使該類閥采用小功率、低電壓(2.7VDC-3.6VDC)和小減速比(500∶1)的齒輪驅(qū)動機構(gòu)成為可能，可滿足微功耗大流量的設(shè)計要求。經(jīng)測試比同類型微電機驅(qū)動的電控閥節(jié)能80％以上。此外，由于動閥片上端面未開孔處制成對稱的兩個斜面，不但具有導(dǎo)流作用，而且還可降低“水錘”沖擊力，減小氣、液體對閥片的擾流，穩(wěn)定與之配套的計量儀器的精度。


圖1為本發(fā)明閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明動閥片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖1的A-A剖視圖，圖4為圖1的B-B剖視圖，圖5為圖1的仰視圖，圖6為本發(fā)明定閥片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為圖6的C-C剖視圖，圖8為本發(fā)明驅(qū)動軸與動閥片的連接狀態(tài)示意圖，圖9為本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
結(jié)合附圖1、2、3、4、5、6、7、8、9描述本發(fā)明的一種實施例。
一種微功耗電控閥，包括微電機(1)、閥體(2)，齒輪減速機構(gòu)(3)、光電傳感裝置(4)和定位裝置(5)，微電機(1)及齒輪減速機構(gòu)(3)設(shè)置在閥體(2)的上部，齒輪減速機構(gòu)(3)的動力輸入軸與微電機(1)的主軸相連，齒輪減速機構(gòu)(3)的驅(qū)動軸(8)上設(shè)置有定位裝置(5)，定位裝置(5)的下方對應(yīng)設(shè)置有光電傳感裝置(4)。光電傳感裝置(4)和定位裝置(5)位于閥體(2)內(nèi)，光電傳感裝置(4)由兩個槽型光電傳感器(21)和光電傳感器線路板(22)構(gòu)成，槽型光電傳感器(21)和光電傳感器線路板(22)固定在閥芯固定環(huán)(23)的上端面；定位裝置(5)由定位桿(24)和定位擋片(25)構(gòu)成，定位桿(24)固定在驅(qū)動軸(8)上，定位擋片(25)固定在定位桿(24)上，且槽型光電傳感器(21)位于定位擋片(25)的正下方。
閥芯(6)通過閥芯固定環(huán)(23)固定在閥體(2)內(nèi)且位于齒輪減速機構(gòu)(3)的下方，其上的進液口(12)、出液口(13)分別與與閥體(2)的進液口和出液口對應(yīng)；閥芯(6)由上支架(7)、下支架(9)、動閥片(10)和定閥片(11)構(gòu)成，上支架(7)的中央安裝有驅(qū)動軸(8)，側(cè)面制有進液口(12)，下方設(shè)置有下支架(9)；下支架(9)的上部通過閥片定位環(huán)(14)安裝有動閥片(10)，且閥片定位環(huán)(14)通過“O”型密封圈與下支架(9)密封，動閥片(10)通過“O”型密封圈與閥片定位環(huán)(14)密封，下部固定有定閥片(11)。動閥片(10)的上端面上對稱制有兩個柱形凹槽(29)30)，連桿(31)的中央固定在驅(qū)動軸(8)的下端，連桿(31)的兩端垂直固定有定位柱(32)33)，且定位柱(32)33)分別位于柱形凹槽(29)30)中。動閥片(10)與定閥片(11)之間通過閥片中心軸(15)活動定位；動閥片(10)上對稱制有兩個扇形通液孔(16)，上端面未開孔處制成對稱的兩個斜面(34)和(35)，下端面上未開孔處對稱制有兩個扇形凹槽(17)和兩個通液凹槽(18)，且兩個通液凹槽(18)分別與兩個扇形通液孔(16)相通；定閥片(11)上對稱制有兩個扇形通液孔(19)，上端面上未開孔處制有環(huán)形通液凹槽(20)，且環(huán)形通液凹槽(20)與動閥片(10)下端面上的兩個通液凹槽(18)相通。此外環(huán)形通液凹槽(20)的面積必須與動閥片(10)頂端的面積基本相等。
動閥片(10)和定閥片(11)均由陶瓷制成，且二者結(jié)合面的密封采用陶瓷鏡面技術(shù)密封。閥片定位環(huán)(14)上制有凹槽(26)，內(nèi)裝彈簧(27)，彈簧(27)的下端固定有鋼珠(28)，且鋼珠(28)頂在動閥片(10)上，對動閥片(10)進行軸向限位。
工作原理將本發(fā)明連接在管路上后，此時閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，閥芯(6)內(nèi)充滿了液體，液體通過動閥片(10)上的兩個扇形通液孔(16)及下端面上的兩個通液凹槽(18)流入定閥片(11)上端面上的環(huán)形通液凹槽(20)內(nèi)，環(huán)形通液凹槽(20)內(nèi)的液體壓力便對動閥片(10)的下端面產(chǎn)生了一個反壓。根據(jù)帕斯卡定律密閉容器中，各點壓強相等，由于環(huán)形通液凹槽(20)的面積與動閥片(10)頂端的面積基本相等，動閥片(10)上下端面受力面積相等且方向相反，所以動閥片(10)上下端面受到的正向壓力與反向壓力基本相等，動閥片(10)處于力平衡狀態(tài)。隨著管道壓力的變化，動閥片(10)上、下端面的正、反向壓力也隨著變化，且始終基本相等，因此，閥門開閉過程施加的外力只需克服“O”型密封圈與動閥片(10)的摩擦力即可，與管道內(nèi)液體的壓力無直接關(guān)系，需要打開閥門時，只需微功耗即可啟動微電機(1)，通過齒輪減速機構(gòu)(3)的驅(qū)動軸(8)驅(qū)動動閥片(10)轉(zhuǎn)動，此時定位擋片(25)位于第一個槽型光電傳感器(21)中，當動閥片(10)與定閥片(11)上的通液孔逐漸重合打開閥門時，定位擋片(25)轉(zhuǎn)動至第二個槽型光電傳感器(21)中，此時微電機(1)停轉(zhuǎn)，開啟閥門過程完成。反之則可關(guān)閉閥門。此外，由于動閥片(10)上端面未開孔處制成對稱的兩個斜面(34)和(35)，不但具有導(dǎo)流作用，而且還可降低“水錘”沖擊力，減小液體對閥片的擾流，穩(wěn)定與之配套的計量儀器的精度。
權(quán)利要求
1.一種微功耗電控閥，包括微電機(1)、閥體(2)，齒輪減速機構(gòu)(3)、光電傳感裝置(4)和定位裝置(5)，微電機(1)及齒輪減速機構(gòu)(3)設(shè)置在閥體(2)的上部，齒輪減速機構(gòu)(3)的動力輸入軸與微電機(1)的主軸相連，齒輪減速機構(gòu)(3)的驅(qū)動軸(8)上設(shè)置有定位裝置(5)，定位裝置(5)的下方對應(yīng)設(shè)置有光電傳感裝置(4)，其特征是閥芯(6)通過閥芯固定環(huán)(23)固定在閥體(2)內(nèi)且位于齒輪減速機構(gòu)(3)的下方，其上的進氣、液口(12)、出氣、液口(13)分別與與閥體(2)的進氣、液口和出氣、液口對應(yīng)；閥芯(6)由上支架(7)、下支架(9)、動閥片(10)和定閥片(11)構(gòu)成，上支架(7)的中央安裝有驅(qū)動軸(8)，側(cè)面制有進氣、液口(12)，下方設(shè)置有下支架(9)；下支架(9)的上部通過閥片定位環(huán)(14)安裝有動閥片(10)，且閥片定位環(huán)(14)通過“O”型密封圈與下支架(9)密封，動閥片(10)通過“O”型密封圈與閥片定位環(huán)(14)密封，下部固定有定閥片(11)，動閥片(10)的上端面與驅(qū)動軸(8)的下端部連接，且動閥片(10)與定閥片(11)之間通過閥片中心軸(15)活動定位；動閥片(10)上制有通氣、液孔(16)，下端面上未開孔處制有凹槽(17)和凹槽(18)，且凹槽(18)與通氣、液孔(16)相通；定閥片(11)上制有通氣、液孔(19)，上端面上未開孔處制有環(huán)形通氣、液凹槽(20)，且環(huán)形通氣、液凹槽(20)與動閥片(10)下端面上的凹槽(18)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微功耗電控閥，其特征是環(huán)形通氣、液凹槽(20)的面積與動閥片(10)頂端的面積基本相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微功耗電控閥，其特征是動閥片(10)上端面未開孔處制成斜面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的微功耗電控閥，其特征是光電傳感裝置(4)和定位裝置(5)位于閥體(2)內(nèi)，光電傳感裝置(4)由兩個槽型光電傳感器(21)和光電傳感器線路板(22)構(gòu)成，槽型光電傳感器(21)和光電傳感器線路板(22)固定在閥芯固定環(huán)(23)的上端面；定位裝置(5)由定位桿(24)和定位擋片(25)構(gòu)成，定位桿(24)固定在驅(qū)動軸(8)上，定位擋片(25)固定在定位桿(24)上，且槽型光電傳感器(21)位于定位擋片(25)的正下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的微功耗電控閥，其特征是動閥片(10)上對稱制有兩個扇形通氣、液孔(16)，上端面未開孔處制成對稱的兩個斜面(34)和(35)，下端面上未開孔處對稱制有兩個扇形凹槽(17)和兩個通氣、液凹槽(18)，且兩個通氣、液凹槽(18)分別與兩個扇形通氣、液孔(16)相通；定閥片(11)上對稱制有兩個扇形通氣、液孔(19)，上端面上未開孔處制有環(huán)形通氣、液凹槽(20)，且環(huán)形通氣、液凹槽(20)與動閥片(10)下端面上的兩個通氣、液凹槽(18)相通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的微功耗電控閥，其特征是動閥片(10)和定閥片(11)均由陶瓷制成，且二者結(jié)合面的密封采用陶瓷鏡面技術(shù)密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的微功耗電控閥，其特征是動閥片(10)的上端面上對稱制有兩個柱形凹槽(29)30)，連桿(31)的中央固定在驅(qū)動軸(8)的下端，連桿(31)的兩端垂直固定有定位柱(32)33)，且定位柱(32)33)分別位于柱形凹槽(29)30)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的微功耗電控閥，其特征是閥片定位環(huán)(14)上制有凹槽(26)，內(nèi)裝彈簧(27)，彈簧(27)的下端固定有鋼珠(28)，且鋼珠(28)頂在動閥片(10)上，對動閥片(10)進行軸向限位。
全文摘要
一種微功耗電控閥，其上支架(7)的中央安裝有驅(qū)動軸(8)，下支架(9)的上部通過閥片定位環(huán)(14)安裝有動閥片(10)，下部固定有定閥片(11)，動閥片(10)的上端面與驅(qū)動軸(8)的下端部連接，且動閥片(10)與定閥片(11)之間通過閥片中心軸(15)活動定位；動閥片(10)上制有通氣、液孔(16)，下端面上未開孔處制有凹槽(17)和凹槽(18)，且凹槽(18)與通氣、液孔(16)相通；定閥片(11)上制有通氣、液孔(19)，上端面上未開孔處制有環(huán)形通氣、液凹槽(20)，且環(huán)形通氣、液凹槽(20)與動閥片(10)下端面上的凹槽(18)相通。本發(fā)明開閉過程施加的外力與管道內(nèi)氣、液體的壓力無直接關(guān)系，可滿足微功耗大流量的設(shè)計要求。經(jīng)測試比同類型微電機驅(qū)動的電控閥節(jié)能80％以上。
文檔編號F16K31/04GK1598372SQ20041002638
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月6日
發(fā)明者楊暉, 張建 申請人:楊暉, 張建