先導(dǎo)式微功耗、雙穩(wěn)態(tài)膜片閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液體和氣體控制閥，具體涉及先導(dǎo)式膜片閥，適用于液體和氣體介質(zhì)，屬于綜合節(jié)能減排技術(shù)、氣表和水表閥門的智能控制以及其它電控閥領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣、液流體介質(zhì)在管道內(nèi)壓力環(huán)境下輸送的過程中，傳統(tǒng)技術(shù)的先導(dǎo)式膜片閥均是電磁閥，采用電磁線圈驅(qū)動銜鐵以帶動閥桿上下直線運動，來啟開和封閉先導(dǎo)閥起泄壓功能的先導(dǎo)孔。這種驅(qū)動方式有兩方面的缺點，一是高耗能，必須依靠外部供電，閥門的運用也受到了安裝環(huán)境條件的限制。特別是在遠(yuǎn)距離、不具備使用外部電源的工況，長期需要依靠自備電源才能維持工作。二是普遍為單穩(wěn)態(tài)控制，即閥門執(zhí)行了一種開、關(guān)動作之后，仍需電能驅(qū)動來保持此作用力，才能維持閥門的此種狀態(tài)，易受外部攻擊而改變閥門狀態(tài)，因而閥門可靠性較低。
[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，行業(yè)內(nèi)迫切需要設(shè)計一種先導(dǎo)式微功耗、雙穩(wěn)態(tài)膜片閥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種先導(dǎo)式微功耗、雙穩(wěn)態(tài)膜片閥，在切換完成開、關(guān)閥動作之后，實現(xiàn)無需持續(xù)消耗電能，閥門卻可以長期穩(wěn)定地保持其中任一種工作狀態(tài)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種先導(dǎo)式微功耗、雙穩(wěn)態(tài)膜片閥，其包括閥蓋、膜片組件和閥體等常規(guī)結(jié)構(gòu)，膜片組件裝在閥體內(nèi)，閥蓋裝在閥體上，膜片組件上有先導(dǎo)孔。其改進(jìn)是設(shè)計了換向器、連桿機(jī)構(gòu)和閥芯。
[0006]所述換向器安裝在閥蓋組件的閥蓋上端面，一端為軸，另一端為轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤以軸為中心旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤內(nèi)嵌有兩塊圓柱形磁鐵，磁鐵相對軸中心對稱，圓柱形磁鐵的端面緊貼在閥蓋上，兩塊圓柱形磁鐵同端面的極性方向相反。所述先導(dǎo)孔的中心軸線豎直穿過這兩塊圓柱形磁鐵以中心繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的圓軌跡線。
[0007]所述連桿機(jī)構(gòu)裝在閥蓋內(nèi)，包括連桿。連桿中心可轉(zhuǎn)動，連桿以銷連接中心銷孔，固定在閥蓋內(nèi)部連桿兩端可繞中心銷孔轉(zhuǎn)動。閥芯有兩個，通過轉(zhuǎn)軸套在連桿的兩端孔上，所述閥芯內(nèi)部分別鑲嵌有圓柱形內(nèi)磁鐵，兩塊內(nèi)磁鐵上端面的極性相同，內(nèi)磁鐵的下端面固定有橡膠墊；其中一個閥芯設(shè)置在先導(dǎo)孔上方，且在先導(dǎo)孔的中心軸線上，當(dāng)閥芯落下時，橡膠墊剛好能封住先導(dǎo)孔。
[0008]所述閥芯受到磁場作用力下，在閥蓋內(nèi)具有能上、下運動的一段固定行程，當(dāng)其中一端閥芯的上端面頂住閥蓋的內(nèi)頂面時，蹺蹺板式杠桿機(jī)構(gòu)的另一端閥芯則被壓下，其下端面的橡膠墊正好封住先導(dǎo)孔。
[0009]所述先導(dǎo)式微功耗、雙穩(wěn)態(tài)膜片閥依靠連桿機(jī)構(gòu)兩端閥芯的圓柱形內(nèi)磁鐵與換向器的轉(zhuǎn)盤內(nèi)兩塊的圓柱形磁鐵之間極性配對時產(chǎn)生的磁場作用力，即轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一周，上、下兩對磁鐵的磁場即分別有一次周期性地耦合，分別產(chǎn)生一次排斥和吸引作用，啟、閉閥門先導(dǎo)孔。
[0010]本發(fā)明是利用兩組永久磁鐵之間的磁場強(qiáng)度產(chǎn)生作用力施加在杠桿上來啟、閉閥門。當(dāng)需要改變閥門狀態(tài)時，靠外部電機(jī)和減速器的驅(qū)動作用使換向器轉(zhuǎn)動到一定角度，至該組配對的磁鐵之間交換了極性的位置時，磁場作用力的方向也隨之發(fā)生了調(diào)換，使蹺蹺板式的連桿機(jī)構(gòu)旋即又切換到另一個固定的反向受力狀態(tài)，閥門從而實現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)。
[0011]同時，閥門在開、關(guān)閥過程中，依靠閥蓋內(nèi)杠桿兩端的磁鐵，與外部換向器的兩塊磁鐵產(chǎn)生的排斥力和吸引力，一推、一拉地反向雙作用在閥芯的橡膠墊上，成倍增加了連桿機(jī)構(gòu)開啟、封閉先導(dǎo)孔的作用力，同時也更有利于提高在高壓流體介質(zhì)環(huán)境中管道閥門的開、關(guān)閥能力。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
1、雙穩(wěn)態(tài):本發(fā)明利用永久磁鐵的磁場強(qiáng)度的產(chǎn)生作用力來啟、閉閥門，且只有在閥門需要啟、閉動作執(zhí)行的短暫過程耗能，其余時段則利用兩組永久磁鐵的磁場作用力，長期維持連桿機(jī)構(gòu)所處的狀態(tài)，即保證了閥門的雙穩(wěn)態(tài)。
[0013]2、微功耗:靠幾塊永久磁鐵之間的磁場力作用在蹺蹺板式的省力杠桿兩端，從而使閥門保持雙穩(wěn)態(tài)控制。電源只在需要開關(guān)閥門時，外部電機(jī)和減速器通電驅(qū)動換向器轉(zhuǎn)動180°，閥門執(zhí)行完開、關(guān)閥動作后即停，其余時刻無需再持續(xù)供電消耗電源能量，而能維持閥門的常開或常閉，實現(xiàn)低功耗。
[0014]3、該閥門采用小功率、低電壓(2.7VDC-3.6VDC)的微電機(jī)和減速器驅(qū)動，滿足氣、液流體介質(zhì)在壓力管道內(nèi)遠(yuǎn)距離輸送時，不具備使用外部電源的工況條件下，靠自備電源實現(xiàn)微功耗控制閥門換向，閥門卻可以長期穩(wěn)定地保持其中任一種工作狀態(tài)。
【附圖說明】
[0015]圖1閥門關(guān)閥的狀態(tài)圖；
圖2閥門開閥的狀態(tài)圖；
圖3閥蓋組件的結(jié)構(gòu)圖；
圖4換向器的結(jié)構(gòu)圖；
圖5和圖5A連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；
圖6閥芯的結(jié)構(gòu)圖；
圖7和圖7A膜片組件的結(jié)構(gòu)圖；
圖中:1、換向器；la、軸；lb轉(zhuǎn)盤；lc、磁鐵；2、閥蓋組件；2a、閥蓋；3、連桿機(jī)構(gòu)；4、連桿；4a、軸孔；4b、中心銷孔；5、銷；6、閥芯；6a、閥芯外套；6b、內(nèi)磁鐵；6c、轉(zhuǎn)軸；6d、閥芯內(nèi)套；6e、橡膠墊；6f、膠墊套；7、膜片組件；7a、先導(dǎo)孔；7b、進(jìn)水口 ；7c、壓板；7d、膜片；7e、過濾盤；7f、密封墊；7g、螺釘；8、閥體；8a、閥體封水口 ；9、絲圈；10、墊圈。
【具體實施方式】
[0016]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]請參閱圖1和圖2，在本實施例中，先導(dǎo)式微功耗、雙穩(wěn)態(tài)膜片閥具有膜片式閥門通用的結(jié)構(gòu)，如閥蓋組件2、膜片組件7、壓板7c、閥體8、絲圈9、墊圈10。
[0018]兩個閥芯6套在連桿4兩端，連桿4中心穿有兩根銷軸5通過中心銷孔4b固定在閥蓋組件2內(nèi)部。參見圖7和圖7A，由過濾盤7e將膜片7d、壓板7c、密封墊7f上、下分別串聯(lián)在一起，并通過兩顆螺釘緊固成一個膜片組件7。膜片組件7上有先導(dǎo)孔7a和進(jìn)水孔7b，閥蓋組件2扣在膜片組件7上，其中一個閥芯6位在先導(dǎo)孔7a上方，與之同軸，把膜片組件7和閥蓋組件2裝進(jìn)閥體，膜片組件下端面的密封墊7e封住閥體封水口 8a。墊圈10套在閥蓋組件2的臺階上，擰緊絲圈9，閥蓋組件2、膜片組件7、閥體8即被密封為一個封閉腔體。
[0019]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)計了換向器1、連桿機(jī)構(gòu)3，并改進(jìn)了閥芯6的結(jié)構(gòu)。
[0020]結(jié)合參見圖3，換向器1 一端為軸la，另一端為轉(zhuǎn)盤lb，轉(zhuǎn)盤lb內(nèi)嵌有兩塊圓柱形磁鐵lc，二者相對軸la中心對稱。轉(zhuǎn)盤lb可以軸la為中心的旋轉(zhuǎn)，軸的動力來自外部電機(jī)和減速器。兩塊圓柱形磁鐵lc的裝配要求是二者同端面的極性方向相反，轉(zhuǎn)盤lb端面靠在閥蓋組件2的閥蓋2a頂端上平面。
[0021]當(dāng)換向器1在一定的轉(zhuǎn)速下，以軸la為中心旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤lb內(nèi)部的兩塊圓柱形磁鐵lc也隨之轉(zhuǎn)動，因此當(dāng)兩塊圓柱形磁鐵lc的位置轉(zhuǎn)動180°，即相當(dāng)于兩塊圓柱形磁鐵lc調(diào)換了位置，此時原來兩個位置的磁場極性就發(fā)生了調(diào)換，故換向器1對閥蓋組件2內(nèi)的磁場作用力方向也隨即變?yōu)榉聪颉?br>[0022]結(jié)合參見圖4、圖5和圖5A，連桿機(jī)構(gòu)3裝在閥蓋組件2內(nèi)。連桿機(jī)構(gòu)3前后兩側(cè)各裝有一對連桿4，連桿4的兩端各套著一個閥芯6。每根連桿4兩端有軸孔4a，且中間也有一個中心銷孔4b