[发明专利]内置步进电机阀工业膜式燃气表

说明书

技术领域

本发明涉及一种计量仪表，具体说涉及一种燃气表。

背景技术

现有的IC卡有线或无线工业膜式燃气表采用外置式阀门，如图1所示，因 直流电机转数高，首先必须设置减速装置，然后将旋转运动变为直线运动，结构 复杂。在机械运动中机构越复杂，不可靠因素就越大，故障越多。加工精度要求 高、工艺复杂、制造成本高。阀门安装在燃气表外，总体不美观、不安全，阀门 与燃气表计数器之间有连线，施工不方便。而在出气口端安装的阀门，在关阀状 态下，进气仓的压力按国家标准最大可达到50kPa，装有胶垫的压头所承受内压 很大，开阀时需要很大驱动力，往往在设计开阀时间内，开阀不到位，甚至不开 阀，且消耗电能大，驱动电源一般为锂电池或碱电池，很难满足设计用电要求。

发明内容

针对现有工业膜式燃气表存在的缺陷，本发明提出一种无减速装置、结构 简单、运行平稳、不产生火花，不堵转、不发生自锁的工业膜式燃气表。

解决上述存在的技术问题所采取的具体技术措施是：一种内置步进电机阀 工业膜式燃气表，包括膜式燃气基表、燃气表计量控制装置，其特征是：在膜式 燃气基表(1)的进气口(3)端表内装有步进电机阀(5)，或在膜式燃气基表(1) 内的出气口(4)端安装步进电机阀(5)，在步进电机阀(5)上端安装卸压装置 (6)，在膜式燃气基表(1)上装有计量控制装置(2)；安装在膜式燃气基表上 的步进电机阀(5)其结构是：永磁式步进电机(51)上的带有非标准螺纹的电机 轴(52)，电机轴(52)的螺纹升角为4°～20°，导程线数为1，螺纹的电机轴 (52)旋入导向螺母(54)内螺纹内，导向架(53)的直线导向槽套装在导向螺 母(54)外圆上，导向螺母(54)下端装有密封簧片(55)，密封簧片(55)装 入橡胶垫圈(56)内；橡胶垫圈(56)置于阀架(57)下端阀口内面上；永磁式 步进电机(51)联接计量控制装置(2)中电源和控制开关；在出气口(2)安装 步进电机阀(5)，在步进电机阀(5)上端装有卸压装置(6)；卸压装置(6)的 结构为：在阀门体(61)内装有卸压体(64)，在卸压体(64)上压置卸压胶垫 (62)，卸压胶垫(62)上装有托盘(63)，托盘(63)上的阀口胶垫(65)与阀 口压紧，在卸压体(64)上端装有压板(67)，在压板(67)与托盘(63)之间 装有压簧(66)，在阀门体(61)上端装有O型密封圈(68)，在卸压体下端装有 步进电机阀(5)。

燃气表阀门开关自锁决定于永磁式步进电机(51)的自锁力矩，自锁是处 于静止平衡的物体，其支承面的总反力作用线不可能越出摩擦角外。若外加作用 力的合力作用线在摩擦角以内；这一现象称为自锁。螺纹副自锁的条件是螺纹的 螺旋角等于或小于当量摩擦角(载荷作用在螺纹轴线方向)。

螺纹升角阿尔法，也称“导程角”是螺纹的中径展开的圆周长与导程的夹角。 计算方法：

阿格正切阿尔法＝导程/螺纹中径×3.14

导程＝导程线数×螺距

螺纹中径＝(螺纹外径+螺纹小径)/2

按GB/T196-2003规定：标准普通螺纹M3的螺纹升角3.405°，M6的螺纹 升角3.405°，M8的螺纹升角3.168°，以上螺纹升角都能自锁。

本发明一种内置步进电机阀工业膜式燃气表的步进电机阀的螺纹副升角设 计在“不自锁”状态，即螺旋角大于当量摩擦角，经过大量试验证明，导程线数 为1，螺纹升角在4°至20°为不自锁升角范围。实验表明，当螺纹升角小于8 °时，存在“半导体”现象，即“自锁”与“不自锁”交替发生，致使在使用过 程中常出现自锁，工作可靠性差，而大于20°的螺纹升角虽然没有自锁发生， 但螺纹加工困难，塞规、环规很难制作，8°～12°的螺纹升角为最佳选择。

本发明的有益效果：本发明在膜式燃气基表内进气口装有步进电机阀或在出 气口装有步进电机阀并装有卸压装置，由于采用永磁式步进电机，在不用减速装 置下获得低转速、大转矩，直接驱动负载。步进电机阀结构件少、精度高，装配 质量容易控制，阀门运行平稳。阀门螺纹副的螺纹升角应用在“不自锁角度”范 围中，在实际运行中只要有脉冲和标准电流，阀门就能开关。步进电机靠脉冲驱 动，不产生火花，不堵转，不会出现不开关阀现象。内置燃气基表内，外观造型 美观。

在出气口装有卸压装置，卸压速度快，确保运行平稳安全。

附图说明