瞬時定位氣閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了瞬時定位氣閥，包括大齒輪變移式螺旋棒，所述的大齒輪變移式螺旋棒上螺旋紋分為起步段、過渡段和上升段，起步段螺紋升角大小不變或逐漸增大且增加幅度小于2°，起步段、過渡段和上升段的螺紋升角依次增大，起步段、過渡段和上升段之間依次平滑連接。本發(fā)明通過上述結構，大齒輪變移式螺旋棒上的螺紋升角起步段大小不變，過渡段和上升段從小角度變化到大角度，使關閥時達到了瞬時關閉，解決了一般氣閥關閥時間長和能耗大的難題。
【專利說明】瞬時定位氣閥
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種閥門控制類型裝置，具體涉及瞬時定位氣閥。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發(fā)展，智能燃氣表在全國已開始大量使用，許多地方的燃氣公司實現(xiàn)了燃氣智能化管理。經過十幾年的發(fā)展，智能燃氣表已從第一代分體式智能燃氣表過渡到第二代一體化智能燃氣表，并發(fā)展迅猛。由于一體化智能燃氣表的特殊結構需將氣閥安裝在燃氣表內，故對配套使用的氣閥提出了更高的要求。目前智能燃氣表所使用的氣閥主要有兩種:一種是電磁閥，另一種是電控閥。前者具有制造工藝要求高、價格貴、不易做成全封閉型、易被管道雜質污染、易造成開關閥失控、驅動電流需求大且不易達到防爆要求。后者目前使用較多，有各種結構形式，但是反應出來存在如下缺陷:1、容易造成卡齒現(xiàn)象，使閥體工作不可靠；2、結構復雜、體積大，不利于一體化智能燃氣表的使用；3、不易設計成全封閉型，易被管道雜質污染；4、關閥時間長，由于智能燃氣表關閥靠內部儲能電容實現(xiàn)，如關閥時間長對應儲能電容容量大，故電容漏電大，靜態(tài)電流大，導致智能燃氣表所用電池壽命短。由于一體化智能燃氣表是未來發(fā)展的必然趨勢，而質量好壞的一個重要因素就是是否具備一個安裝方便且具有高可靠性能的氣閥。如何縮短關閥時間和降低能耗是我們努力的方向。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術的不足，提供瞬時定位氣閥，大齒輪變移式螺旋棒上的螺紋升角起步段大小不變，過渡段和上升段從小角度變化到大角度，使關閥時達到了瞬時關閉，解決了 一般氣閥關閥時間長和能耗大的難題。
[0004]為解決上述的技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:瞬時定位氣閥，包括大齒輪變移式螺旋棒，所述的大齒輪變移式螺旋棒上螺旋紋分為起步段、過渡段和上升段，起步段螺紋升角大小不變或逐漸增大且增加幅度小于2°，起步段、過渡段和上升段的螺紋升角依次增大，起步段、過渡段和上升段之間依次平滑連接。我們知道儲能電容容量的大小對智能燃氣表的品質有直接影響，電容容量越大對應漏電越大，智能燃氣表靜態(tài)電流就越大，故靜態(tài)功耗越大，最終使智能燃氣表供電電池壽命縮短，這也是智能燃氣表制造廠家很看重的一個指標。另外，電容越大成本越高。由于氣閥在關閥控制信號的作用下，關閥在瞬間完成，這樣智能燃氣表所用關閥儲能電容容量大幅度減小，電容成本大幅度降低。更重要的是由于容量變小，故電容漏電減小，使智能燃氣表靜態(tài)電流變小，靜態(tài)功耗變小且電池的壽命大大延長，智能燃氣表的綜合電器性能得到進一步提高，提高了智能燃氣表的品質。螺紋升角采用角度變移設計，從初始開閥小角度變化到大角度，這一設計有效提高了氣閥的開關速度，同時也保證了氣閥在關閉時的自鎖狀態(tài)和開啟終端的穩(wěn)定穩(wěn)定狀態(tài)。大齒輪變移式螺旋棒指的是螺旋棒上的螺旋紋所形成的螺紋升角的大小是變化的，角度變移設計即為起步段、過渡段和上升段的螺紋升角依次增大。[0005]進一步地，所述的過渡段的螺紋升角變化速率小于上升段的螺紋升角變化速率。實現(xiàn)平滑過渡，讓上升段的實現(xiàn)較陡的快速上升，達到縮短螺旋紋上升段長度的目的。
[0006]進一步地，所述的大齒輪變移式螺旋棒上螺旋紋的圈數(shù)小于等于I圈。本裝置中大齒輪變移式螺旋棒的上螺旋紋的提升高度為12mm，由現(xiàn)在常用的等間距平行分布的多圈螺旋紋改為采用小于等于I圈螺旋紋，能夠達到較好的開關氣閥的要求。
[0007]進一步地，所述的大齒輪變移式螺旋棒上的起步段螺紋升角的范圍在3° -10°之間，過渡段螺紋升角的范圍在11° -16°之間。在開閥信號的作用下，即便是氣閥內氣體對密封塞存在壓力，移動塊對密封塞存在推力，也能實現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的開閥操作。
[0008]進一步地，所述的大齒輪變移式螺旋棒上的上升段螺紋升角的范圍在17° -60°之間。實現(xiàn)快速開關閥的要求。
[0009]進一步地，所述大齒輪變移式螺旋棒上螺旋紋起步段對應的圓心角b的范圍在100° -170°之間。當氣閥開啟瞬間氣閥內氣體壓力迅速降低，移動塊對密封塞的推力迅速降低到消失，這時電機處于輕負載狀態(tài)，結合這一特點，此時可迅速增大螺紋升角度，實現(xiàn)快速推動帶密封塞的移動塊向下快速運動，最終達到開閥的目的。關閥操作在關閥信號的作用下，電機軸上小齒輪隨電機軸轉動，小齒輪帶動大齒輪上的變移式螺旋棒向左旋轉，并推動帶密封塞的移動塊上的撥桿向上運動，該過程處于輕負載狀態(tài)，能夠實現(xiàn)瞬時關閉氣閥和自鎖的目的。
[0010]進一步地，所述的大齒輪變移式螺旋棒上螺旋紋起步段對應的圓心角b的范圍為130° < 145°。起步段的長度在該范圍內能夠較好的實現(xiàn)關閥后自鎖的要求。
[0011]進一步地，所述的大齒輪變移式螺旋棒上螺旋紋起步段對應的圓心角b的范圍為145° 160°。該范圍段為另一較佳距離段來更好的達到關閥后自鎖，達到提高智能燃氣表性能的要求。
[0012]進一步地，所述的過渡段對應的圓心角的范圍在20° -40°之間。實現(xiàn)平滑過渡到上升段。
[0013]進一步地，包括閥體和閥芯，其中的閥芯包括電機、小齒輪、大齒輪變移式螺旋棒、撥桿、長軸、移動塊和支架，支架分為上下兩板，下板固定在電機上；大齒輪變移式螺旋棒和移動塊均裝在支架上下板之間，大齒輪變移式螺旋棒下部有大齒輪，上部有螺旋槽，在螺旋槽中插有撥桿，大齒輪與電機軸上配合的小齒輪齒合配合；所述的移動塊中部有撥桿，螺旋槽上的螺旋面可推動撥桿帶動移動塊在支架上下板之間軸向運動；所述的移動塊頂部設置有密封套，在密封套的頂部還設置有密封塞；移動塊間隙活動套在兩根導向桿上，導向桿兩端固定在支架上，大齒輪變移式螺旋棒由長軸活動裝接在支架上，支架的下板通過沉頭螺釘固定在電機上。密封塞實現(xiàn)對閥體的開合操作。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明大齒輪變移式螺旋棒上的螺紋升角設計為起步段大小不變，過渡段和上升段從小角度變化到大角度，由于上升段大幅度縮短了螺旋紋的長度，故開關閥實現(xiàn)瞬時定位開關，需要的儲能電容小于現(xiàn)有氣閥在關閥時所需的電容量，大大縮短開關閥時間，簡化了機械結構，大大提高了可靠性能。
[0015]2、本發(fā)明在力傳遞上采用了獨特的機械傳動設計，采用小齒輪帶動大齒輪，大齒輪再帶動位于大齒輪變移式螺旋棒上下移動，使電機在啟動時處于輕負載狀態(tài)，確保電機的正常啟動，徹底解決齒輪卡齒現(xiàn)象。
[0016]3、本發(fā)明閥芯采用全封閉圓柱結構，徹底解決管道雜質對閥芯的污染；充分考慮氣體流動性能，減少壓力損失。
[0017]4、本發(fā)明結構簡單、可靠、關閥實現(xiàn)自鎖，電器性能優(yōu)越。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的剖視圖；
圖2為圖1的A-A剖視圖；
圖3為圖1中大齒輪變移式螺旋棒的結構示意圖；
圖4為起步段和過渡段對應圓心角示意圖。
[0019]圖中附圖標記分別表示為:1、密封套；2、密封塞；3、導向桿；4、大齒輪變移式螺旋棒；5、支架；6、密封殼；7、電機；8、長軸；9、撥桿；10、移動塊；11、沉頭螺釘；12、小齒輪；13、后蓋；14、聯(lián)結螺釘；15、閥體；16、大齒輪變移式螺旋棒的端面。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步闡述，本發(fā)明的實施例不限于此。
[0021]實施例1:
如圖1-4所示，本發(fā)明包括大齒輪變移式螺旋棒4和定位氣閥常用部件，大齒輪變移式螺旋棒4上螺旋紋分為起步段、過渡段和上升段，起步段螺紋升角大小不變，起步段、過渡段和上升段的螺紋升角依次增大，起步段、過渡段和上升段之間依次平滑連接。
[0022]目前國內主流氣閥有三種:分別為離合器氣閥、渦輪氣閥和絲桿氣閥。
[0023]第一種離合器氣閥的工作電壓范圍在4.5V-6.5V之間，開閥時間大于1.5秒,關閥時間為0.3秒，儲能電容為3300微法/10伏，關閥快且儲能電容小，但是該氣閥采用離合器結構，開閥后受彈簧力作用，內部零件全部受力，存在隱患，關閥后不能實現(xiàn)自鎖且價格較聞。
[0024]第二種渦輪氣閥工作電壓范圍在4.5V-6.5V之間，開閥時間0.8秒，關閥時間0.7秒，儲能電容為6800微法/10伏，采用螺桿結構，結構簡單、可靠，電器性能較好，關閥較快，能夠實現(xiàn)關閥自鎖，但是儲能電容大。
[0025]第三種絲桿氣閥工作電壓范圍在4.5V-6.5V之間，開閥時間大于I秒，關閥時間大于I秒，儲能電容大于10000微法/10伏，采用絲桿結構，結構簡單，價格低，但是儲能電容大、易出現(xiàn)卡齒且可靠性稍差。
[0026]該裝置采用變移式螺旋棒結構，工作電壓變?yōu)?V-6.5V之間，可工作電壓范圍增大，開閥時間小于0.4秒，關閥時間小于0.3秒，儲能電容減小到2200微法/10伏，與現(xiàn)有氣閥相比具備結構簡單、可靠，電器性能優(yōu)越、關閥快、儲能電容小、關閥自鎖和開閥后電機無負載等優(yōu)點，產品綜合性能優(yōu)于目前產品，競爭力強。螺紋升角采用角度變移設計，從初始開閥小角度變化到大角度，這一設計有效提高了氣閥的開關速度，同時也保證了氣閥在關閉后的自鎖狀態(tài)和開啟終端后的穩(wěn)定狀態(tài)。
[0027]實施例2:
本實施例在實施例1的基礎上，優(yōu)選具體結構如下:過渡段的螺紋升角變化速率小于上升段的螺紋升角變化速率。實現(xiàn)平滑過渡，讓上升段的實現(xiàn)較陡的快速上升，達到縮短螺旋紋上升段長度的目的。
[0028]實施例3:
本實施例在以上任意一個實施例的基礎上，優(yōu)選具體結構如下:大齒輪變移式螺旋棒4上螺旋紋的圈數(shù)為I圈。本裝置中大齒輪變移式螺旋棒的上螺旋紋的提升高度為12mm，I圈螺旋紋為較佳圈數(shù)來降低開關閥的時間。
[0029]實施例4:
本實施例在以上任意一個實施例的基礎上，優(yōu)選具體結構如下:大齒輪變移式螺旋棒4上的起步段螺紋升角的范圍在3° -10°之間，過渡段螺紋升角的范圍在11° -16°之間，上升段螺紋升角的范圍在17° -60°之間。在該角度范圍為最佳角度范圍，降低開關閥時間達到5%-10%ο
[0030]實施例5:
如圖1-4所示，本實施例在以上任意一個實施例的基礎上，優(yōu)選具體結構如下:大齒輪變移式螺旋棒4上螺旋紋起步段對應的圓心角b的范圍在100° -170°之間，過渡段對應的圓心角c的范圍在20° -40°之間。起步段為小角度區(qū)，便于關閥后自鎖，上升段為大角度區(qū)，以便縮短斜面運行路程及時間。因為大齒輪變移式螺旋棒的高度是一定的，斜面角度越大，物體向下阻力越小，斜面運行時間越短，增大上升段的角度即可達到縮短運行時間的要求。在該角度范圍能使運行時更平穩(wěn)。其中的螺旋紋起步段對應的圓心角b是指起步段投影到大齒輪變移式螺旋棒的端面16上的圓弧AB所對應的圓心角，過渡段對應的圓心角c為過渡段投影到大齒輪變移式螺旋棒的端面16上的圓弧BD所對應的圓心角，其它圓心角則為相應圓弧通過該方法投影得到。
[0031]實施例6:
本實施例在以上任意一個實施例的基礎上，優(yōu)選具體結構如下:大齒輪變移式螺旋棒4上螺旋紋起步段對應的圓心角b為140°，過渡段對應圓心角c為30°。起步段和過渡段的弧度按照此設計能夠較好的實現(xiàn)開關閥操作，同時盡可能的縮短運行時間，將開閥時間降低到0.35秒以下，關閥時間降低到0.28秒以下，提高智能燃氣表的品質。
[0032]實施例7:
如圖4所示，本實施例在以上任意一個實施例的基礎上，優(yōu)選具體結構如下:大齒輪變移式螺旋棒4上螺旋紋起步段對應的圓心角b的范圍在130° < 145°，過渡段對應圓心角c為30°。該起步段和過渡段的弧度為另一能較好的實現(xiàn)開關閥操作，工作電壓降低到3V，開閥時間降低到0.33秒，關閥時間降低到0.25秒，縮短運行時間，達到瞬時開關閥，提聞廣品的綜合性能。
[0033]實施例8:
本實施例在以上任意一個實施例的基礎上優(yōu)選具體結構如下:該裝置包括閥體15和閥芯，閥芯殼體由密封殼6和后蓋13組成，閥芯殼體通過聯(lián)接螺釘14固定在閥體15上。其中的閥芯包括電機7、小齒輪12、大齒輪變移式螺旋棒4、移動塊10和支架5，支架5分為上下兩板，下板固定在電機7上。大齒輪變移式螺旋棒4和移動塊10均裝在支架5上下板之間，大齒輪變移式螺旋棒4下部有大齒輪，上部有螺旋槽，在螺旋槽中插有撥桿9，大齒輪與電機7軸上配合的小齒輪12齒合傳動。其中的移動塊10中部有撥桿9，螺旋槽上的螺旋面推動撥桿9帶動移動塊10在支架5上下板之間軸向運動。其中的移動塊10頂部設置有密封套1，在密封套I的頂部還設置有密封塞2。另外，移動塊10間隙活動套在兩根導向桿3上，導向桿3兩端固定在支架5上，大齒輪變移式螺旋棒4由長軸8活動裝接在支架5上。支架5的下板通過沉頭螺釘11固定在電機7上。
[0034]電機在開閥信號的作用下，電機軸上的小齒輪隨微電機軸轉動，同時帶動大齒輪上變移式螺旋棒向右旋轉，并推動帶密封塞的移動塊上的撥桿向下運動。此時，為克服氣閥內氣體對密封塞的壓力和移動塊對密封塞的推力，電機輸出功率最大。當氣閥開啟瞬間氣閥內氣體壓力迅速降低，移動塊對密封塞的推力消失，電機處于輕負載狀態(tài)，此時迅速增大螺紋升角度，達到瞬時開閥。關閥操作在關閥信號的作用下，電機軸上小齒輪隨電機軸轉動，小齒輪帶動大齒輪上的變移式螺旋棒向左旋轉，并推動帶密封塞的移動塊上的撥桿向上運動，此時移動塊上的撥桿處在變移式螺旋棒的最大螺旋角度上，在螺旋棒向左旋轉的作用下，達到瞬時關閥的目的，同時能夠實現(xiàn)關閉氣閥后自鎖。
[0035]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.瞬時定位氣閥，包括大齒輪變移式螺旋棒(4)，其特征在于:所述的大齒輪變移式螺旋棒(4)上螺旋紋分為起步段、過渡段和上升段，起步段螺紋升角大小不變或逐漸增大且增加幅度小于2°，起步段、過渡段和上升段的螺紋升角依次增大，起步段、過渡段和上升段之間依次平滑連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的瞬時定位氣閥，其特征在于:所述的過渡段的螺紋升角變化速率小于上升段的螺紋升角變化速率。
3.根據(jù)權利要求1所述的瞬時定位氣閥，其特征在于:所述的大齒輪變移式螺旋棒(4)上螺旋紋的圈數(shù)小于等于I圈。
4.根據(jù)權利要求1所述的瞬時定位氣閥，其特征在于:所述的大齒輪變移式螺旋棒(4)上的起步段螺紋升角的范圍在3° -10°之間，過渡段螺紋升角的范圍在11° -16°之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的瞬時定位氣閥，其特征在于:所述的大齒輪變移式螺旋棒(4)上的上升段螺紋升角的范圍在17° -60°之間。
6.根據(jù)權利要求1所述的瞬時定位氣閥，其特征在于:所述大齒輪變移式螺旋棒(4)上螺旋紋起步段對應的圓心角b的范圍在100° -170°之間。
7.根據(jù)權利要求6所述的瞬時定位氣閥，其特征在于:所述的大齒輪變移式螺旋棒(4)上螺旋紋起步段對應的圓心角b的范圍為130° ≤ 145°。
8.根據(jù)權利要求6所述的瞬時定位氣閥，其特征在于:所述的大齒輪變移式螺旋棒(4)上螺旋紋起步段對應的圓心角b的范圍為145°≤ 160°。
9.根據(jù)權利要求1所述的瞬時定位氣閥，其特征在于:所述的過渡段對應的圓心角c的范圍在20° -40°之間。
10.根據(jù)權利要求1所述的瞬時定位氣閥，其特征在于:包括閥體(15)和閥芯，其中的閥芯包括電機(7 )、小齒輪(12 )、大齒輪變移式螺旋棒(4)、撥桿(9 )、長軸(8 )、移動塊(10 )和支架(5)，支架(5)分為上下兩板，下板固定在電機(7)上；大齒輪變移式螺旋棒(4)和移動塊(10)均裝在支架(5)上下板之間，大齒輪變移式螺旋棒(4)下部有大齒輪，上部有螺旋槽，在螺旋槽中插有撥桿(9)，大齒輪與電機(7)軸上配合的小齒輪(12)齒合配合；所述的移動塊(10)中部有撥桿(9)，螺旋槽上的螺旋面可推動撥桿(9)帶動移動塊(10)在支架(5)上下板之間軸向運動；所述的移動塊(10)頂部設置有密封套(1)，在密封套(I)的頂部還設置有密封塞(2);移動塊(10)間隙活動套在兩根導向桿(3)上，導向桿(3)兩端固定在支架(5)上，大齒輪變移式螺旋棒(4)由長軸(8)活動裝接在支架(5)上，支架(5)的下板通過沉頭螺釘(11)固定在電機(7 )上。
【文檔編號】F16K31/02GK103453200SQ201310427106
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權日:2013年9月18日
【發(fā)明者】周蔓 申請人:周蔓