一种采用电磁原理具备流量计量功能的蝶阀及其制造方法

摘要

一种采用电磁原理具备流量计量功能的蝶阀及其制造方法，其中，结构包括管段，所述管段的两端设置管道连接部，所述管段内设置有内衬层，所述内衬层紧贴管段内壁设置，所述管段还设置有立管，所述管段内在立管位置设置有蝶阀叶片，所述立管内贯穿设置有驱动转轴，所述驱动转轴连接所述蝶阀叶片且能够带动所述蝶阀叶片转动，所述管段还设置有第一电极、第二电极和第三电极，且管段外侧还设置有两个励磁线圈，励磁线圈设置在第一电极、第二电极和第三电极对应位置，能够在保证蝶阀功能正常使用的同时，提供流量计量功能，并且提出了制造方法，能够完成对本装置的制作，实用性比较强。

说明书

技术领域

本发明涉及水利工程设备技术领域，具体为一种采用电磁原理具备流量计量功能的蝶阀及其制造方法。

背景技术

蝶阀是水利工程中常用的一种阀门结构，现有的蝶阀通常只具备控制流量的功能，而当需要流量计量功能时，就需要在管路中接入流量计，现有的流量计与蝶阀一般需分别连接至管路中，且均需要保持与管路的密封连接，防止管路漏水，并且现有结构并没有蝶阀能够拥有流量计量功能，为了减少管路的连接结构，提高管路整体设计的密封性能，并且方便与管路的维护保养，将现有的蝶阀增加流量计量功能是很实用的一种研究方向，现有的电磁原理进行流量计量的功能已基本成熟，因此，基于电磁原理设计一种能够进行流量检测的蝶阀是能够实现，并且，不同于原有的电磁流量计结构设计，本发明在实际设计中，基于整体结构设计，能够实现更多的功能，例如，对电极端部进行清洁，以提高设备维护保养间隔时间，并且，对于流量检测更加准确。

发明内容

为解决上述缺少用于检测流量的蝶阀结构的问题，本发明提供了一种采用电磁原理具备流量计量功能的蝶阀及其制造方法。

本发明技术方案如下：

一种采用电磁原理具备流量计量功能的蝶阀，包括管段，所述管段的两端设置管道连接部，所述管段内设置有内衬层，所述内衬层紧贴管段内壁设置，所述管段外壁上设有立管，所述立管内贯穿设置有驱动转轴，所述驱动转轴向内穿过管段侧壁后连接有蝶阀叶片，所述蝶阀叶片尺寸与管段内径配合，所述管段外壁上还设置有第一电极，所述管段在第一电极的两侧对称设置有第二电极和第三电极，所述第二电极与第一电极的夹角为90°，所述管段外侧还设置有两个励磁线圈，两个所述励磁线圈关于第二电极与第三电极所在的平面对称设置，所述第一电极、第二电极和第三电极贯穿内衬层伸入所述管段内部，且第一电极、第二电极和第三电极与管段绝缘连接。

优选的，所述管段外侧设置有保护壳，所述第一电极、第二电极、第三电极和励磁线圈均设置在所述保护壳内。

优选的，所述立管连接有驱动连接部，所述保护壳连接有电气连接部，所述驱动连接部所在平面与电气连接部所在平面平齐。

优选的，所述管段在远离立管的一端设置有清洁组件，所述清洁组件用于清洁第一电极、第二电极和第三电极伸入管段的端部。所述清洁组件包括弹簧，弹簧一端连接管段或者管道连接部，另一端固定连接环形移动架，所述环形移动架能够在管段内移动，且环形移动架在第一电极、第二电极和第三电极对应位置的两侧设置有刷毛。

一种采用电磁原理具备流量计量功能的蝶阀的制造方法，包括以下步骤：

步骤一：截取获得一段管段，在管段的两端固定连接管道连接部；所述管道连接部的外径大于管段的外径，所述管道连接部的内径与管段的内径相同；

步骤二：将管道连接部及管段当做模具，并以绝缘材料为原料，在成型机中注射成型获得内衬层，且所述内衬层紧贴所述管段和管道连接部；且所述内衬层的两侧设置变径段，所述变径段的内径小于管段的内径，所述变径段的外径大于管段的外径，小于管道连接部的外径，且所述内衬层的厚度小于管段的厚度；

步骤三：通过开孔机构在所述管段一侧开设第一开孔，且所述管段设置在夹具上，能够转动；

步骤四：在所述管段远离第一开孔一侧开设第二开孔，并在其两侧对称开设间隔90°的第三开孔和第四开孔；所述第一开孔的直径大于第二开孔，所述第二开孔的直径与第三开孔和第四开孔的直径相同；

步骤五：在第一开孔位置焊接立管，将蝶阀叶片置于管段内，且位于立管对应位置，将驱动转轴从立管处伸入，并与蝶阀叶片连接固定；固定方式为插接固定，且所述驱动转轴能够带动蝶阀叶片转动；

步骤六：通过绝缘塞在第二开孔、第三开孔和第四开孔位置分别固定第二电极、第一电极和第三电极，且所述第一电极、第二电极和第三电极穿透管段侧壁并贯穿所述内衬层；

步骤七：在所述第二电极和第三电极所在平面的对称两侧固定设置两个励磁线圈；

步骤八：设置保护壳套接在第一电极、第二电极、第三电极和励磁线圈的外侧，且保护壳设置电气连接部；

步骤九：在所述立管设置驱动连接部用于连接驱动结构，所述驱动机构能够带动所述驱动转轴转动，在所述电气连接部通过连接计量器，所述计量器用于连接第一电极、第二电极、第三电极和励磁线圈后计算流量。

优选的，所述管道连接部、驱动连接部和电气连接部均为法兰结构。

优选的，所述内衬层的两端设置外延部伸出管道连接部背离管段的一侧，所述变径段为外延部，所述外延部为圆环形结构。

优选的，所述成型机包括固定端部，所述固定端部的中心位置连接有导向柱，所述导向柱上穿有移动端部，所述固定端部在靠近导向柱的一侧设置有第一环形槽，所述第一环形槽联通注射孔，用于注射成型，所述移动端部朝向固定端部的一端设置有第二环形槽，所述第一环形槽和第二环形槽的外径与变径段的外径相同，所述导向柱的外径与内衬层的内径相同。

优选的，所述管段套接在导向柱上，且两端的管道连接部分别与固定端部和移动端部可拆卸连接。

优选的，还包括

步骤十：在所述管段在远离立管的一端固定连接清洁组件。

本发明的有益效果在于：本发明为一种采用电磁原理具备流量计量功能的蝶阀及其制造方法，能够保证原有蝶阀结构正常运行的同时，增加电磁流量计量功能，区别于原有的设计，本装置安装后不再需要额外增加电磁流量计，因此减少管路的一个连接段，减少漏液的风险，并且，本装置的电极端部有专用的清洁组件，在阀门进行关闭和开启时，能够通过水流的推动，对电极的端部进行清洁。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为本发明正视结构示意图；

图4为本发明部分结构示意图；

图5为本发明截面结构剖视示意图；

图6为本发明成型机结构示意图；

图7为本发明清洁组件结构示意图；

图中各附图标记所代表的组件为：

1、内衬层；2、管段；3、立管；4、驱动连接部；5、保护壳；6、电气连接部；7、管道连接部；8、驱动转轴；9、励磁线圈；10、第一电极；11、第二电极；12、第三电极；13、蝶阀叶片；14、固定端部；141、注射孔；142、第一环形槽；15、导向柱；16、移动端部；161、第二环形槽；17、清洁组件；171、弹簧；172、环形移动架；173、刷毛。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

实施例

如图1-5所示的一种采用电磁原理具备流量计量功能的蝶阀，包括用于液体通过的管段2，所述管段2的两端设置管道连接部7，且所述管道连接部7一般为法兰结构，所述管段2内设置有内衬层1，所述内衬层1紧贴管段2内壁设置，能够在部分区段内实现绝缘效果，所述管段2还设置有立管3，所述管段2内在立管3位置设置有蝶阀叶片13，所述立管3内贯穿设置有驱动转轴8，所述驱动转轴8连接所述蝶阀叶片13且能够带动所述蝶阀叶片13转动，至此，结构能够实现蝶阀的基本功能，即控制液体的通过，并且区别在于设置内衬层1，内衬层1的设计意义在于实现下述结构的使用。所述内衬层1为橡胶层或者PTFE层，在拥有绝缘效果的同时，还能够当做密封圈使用。

进一步的，所述管段2还设置有第一电极10，所述管段2在第一电极10的两侧对称设置有第二电极11和第三电极12，所述第二电极11与第一电极10的夹角为90°，所述管段2外侧还设置有两个励磁线圈9，两个所述励磁线圈9关于第二电极11与第三电极12所在的平面对称设置，所述第一电极10、第二电极11和第三电极12贯穿内衬层1伸入所述管段2内部，且第一电极10、第二电极11和第三电极12与管段2绝缘连接。其中，第一电极10在内衬层1的作用下，能够完成收集电荷的功能，并且第二电极11和第三电极12能够通过相互间的电位差，实现对液体通过流量的检测功能，即如现有技术中常见的电磁流量计般正常使用。具体电路原理和设计为已公开技术，因此不再赘述。

进一步的，如图1所示，所述管段2外侧设置有保护壳5，所述第一电极10、第二电极11、第三电极12和励磁线圈9均设置在所述保护壳5内。在主要的电子元件外设置保护壳5，用于将结构与外界隔离，避免非专业人员对结构造成损坏，并且保护壳5的设置，可以延长电子元件的使用寿命，隔离外界水汽。

所述立管3连接有驱动连接部4，所述保护壳5连接有电气连接部6，所述驱动连接部4所在平面与电气连接部6所在平面平齐，同一侧可以保证在结构设计中更加合理，如果采用对称设置或者其他设计，就会导致装置占用更多空间，并且使用时不太方便。

进一步的，如图7所示，所述管段2在远离立管3的一端设置有清洁组件17，所述清洁组件17用于清洁第一电极10、第二电极11和第三电极12伸入管段2的端部。所述清洁组件17包括弹簧171，弹簧171一端连接管段2或者管道连接部7，另一端固定连接环形移动架172，所述环形移动架172能够在管段2内移动，且环形移动架172在第一电极10、第二电极11和第三电极12对应位置的两侧设置有刷毛173。当蝶阀开启后，水流的突然增加能够带动环形移动架172在管段2内移动，进而能够凭借刷毛173对电极端部进行清洁，而闭阀时，水流的突然减小，同样能够带动环形移动架172在管段2内的移动，进而完成对电极端部的清洁，这种结构对于水质比较高的液体没有作用，但是对于水质比较差，污染程度比较高的液体，则有很大的实用意义，首先电极的端部在使用时，会贴附很多污染物，杂质等，这就容易导致电极收集电荷功能受到影响，进而影响对流速、流量的检测，因此，清洁组件17的设计，能够在水质较差的情况下，产生一定的积极意义。

一种采用电磁原理具备流量计量功能的蝶阀的制造方法，包括以下步骤：

步骤一：截取获得一段管段2，在管段2的两端固定连接管道连接部7；且管道连接部7一般为法兰结构，用于将装置连接至整体的管道设计中。

步骤二：将步骤一两端连接管道连接部7的管段2当做模具，并以绝缘材料为原料，在成型机中注射成型获得内衬层1，且所述内衬层1紧贴所述管段2和管道连接部7；通过注射成型的方式，完成对绝缘层的设计，方便后续电极进行收集电荷的操作，并且成型效果好，相比于先设计内衬层1，之后进行安装的方式，结构密封效果更好，并且结构稳定性更强。

通过管道连接部7将管段2固定在能够转动的夹具上；夹具在后续的步骤中需要以90°为基准进行旋转，因此需要在保证转动的基础上，增加转动角度的可视功能。

步骤三；固定所述的夹具，通过开孔机构在所述管段2上开设第一开孔；因为管段2为圆柱形状，因此第一开孔不需要转动至合适角度，只需要在合适的位置开设即可。

步骤四，通过所述夹具将管段2转动90°，并且通过移动开孔机构至远离第一开孔的位置，开设第二开孔；第一开孔确定位置后，后续的步骤都需要在第一开孔的位置基础上，进行参考并设计。

选择与上述相同的方向，继续转动所述管段2，角度选择90°，并且过程中不移动步骤五中开孔机构的位置，开设第三开孔；

选择与上述相同的方向，继续转动所述管段2，角度选择90°，并且过程中不移动步骤六中开孔机构的位置，开设第四开孔；

步骤五：在步骤四所述的第一开孔位置焊接立管3，将蝶阀叶片13置于管段2内，且位于立管3对应位置，将驱动转轴8从立管3处伸入，并与蝶阀叶片13连接固定；结构在设计中，需要保证蝶阀功能的正常使用，因此需要设计立管3，并且在立管3位置设置蝶阀的叶片，以及蝶阀转动用轴。

步骤六：通过绝缘塞在第二开孔、第三开孔和第四开孔位置分别固定第二电极11、第一电极10和第三电极12，且所述第一电极10、第二电极11和第三电极12伸入立管3的端部贯穿所述内衬层1；其中第一电极10用于收集电荷，并且在内衬层1的作用下，能够实现，绝缘并不需要整体绝缘，只需要在第一电极10的一定距离区域内实现绝缘效果即可。

步骤七：在所述第二电极11和第三电极12所在平面的对称两侧固定设置两个励磁线圈9；对称的设计可以保证第二电极11和第三电极12的电位差更加准确，能够提高流量检测的准确性。

步骤八：通过电线分别连接第一电极10、第二电极11、第三电极12和励磁线圈9，并且将保护壳5套接在第一电极10、第二电极11、第三电极12和励磁线圈9的外侧后，与管段2焊接密封；将电器件包裹，避免其出现损坏。

通过空心管在所述保护壳5处焊接电气连接部6，且所述电气连接部6与所述驱动连接部4平行设置；采用法兰结构，连接方便，并且同侧设置能够保证在后续的安装过程中更加方便，并且结构更加合理。

步骤九：在所述立管3远离管段2的一端焊接驱动连接部4；驱动连接部4选择法兰结构，连接更加方便，并且连接后密封性更好，在所述驱动连接部4连接用于驱动转轴8转动的驱动结构，在所述电气连接部6通过电线连接计量器，所述计量器用于连接第一电极10、第二电极11、第三电极12和励磁线圈9计算流量。驱动结构可以直接选用现有蝶阀常用的机械结构，因此不再赘述，并且计量器同样在现有结构中已公开，并且可以通过购买或者拆解手段获得，因此也能够直接获得，相应的结构也不再赘述。

步骤十：在所述管段2在远离立管3的一端固定连接清洁组件17。清洁组件17安装过程中，需要保证常规情况下刷毛173在电极的两侧，不会接触电极，只有在开阀和闭阀过程中，通过水流的作用，才会影响环形移动架172带动刷毛173移动，对电极进行清洁，弹簧171的作用再用常规情况下的复位。

所述内衬层1的两端设置外延部伸出管道连接部7背离管段2的一侧，所述外延部为圆环形结构。圆环形结构的外延部能够代替现有的密封圈充当密封结构使用，可以直接将结构连接至管道整体设计中，相比于后续安装密封圈的方式，更加方便且密封效果会更高，也不容易出现安装位置不准确的问题。

所述成型机包括固定端部14，所述固定端部14的中心位置连接有导向柱15，所述导向柱15上穿有移动端部16，所述固定端部14设置有第一环形槽142，所述第一环形槽142联通注射孔141，所述移动端部16设置有第二环形槽161。即通过移动端部16和固定端部14的环形槽设计，一次注射成型，完成对内衬层1的制作，避免后续设置外延部再通过其他方式连接的过程，并且所述第一环形槽142和第二环形槽161的外径与变径段的外径相同，所述导向柱15的外径与内衬层的内径相同，注射成型后，内衬层1为一体结构，密封性更好，并且两端的外延部能够充当密封圈使用。

所述管段2套接在导向柱15上，且两端的管道连接部7分别与固定端部14和移动端部16可拆卸连接。移动端部16与固定端部14的间距可调，效果更好，适用于不同规格的结构使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。