CN100356099C - 一种用于手动阀的自动操作器组件 - Google Patents

Abstract

一种用于手动阀的自动操作器组件，属于阀门控制装置技术领域。本发明公开了一种用于手动阀的自动操作器组件，它安装在原有手动阀上，包括安装在手动阀阀体上的支架，安装在支架上的由电机驱动的曲柄，安装在支架上的、分别处于手动阀手柄的两个极限位置附近的用来感知手动阀手柄位置信息的两个接近开关，以及安装在手动阀手柄反向延伸方向上的随手柄转动的挡片；曲柄末端设有连杆，连杆上安装有滚动轴承，滚动轴承的转动平面与手动阀手柄的转动平面重合；自动操作器组件还包括安装在手动阀手柄上的拨块，其安装位置保证曲柄转动时，滚动轴承先与拨块接触，使手动阀手柄脱离锁定位置后，其再与手动阀手柄本身接触，推动手动阀手柄旋转。

Description

一种用于手动阀的自动操作器组件

技术领域

本发明涉及用于控制流体流量的手动阀，尤其涉及一种用于手动阀的自动化改进组件，属于阀门控制装置技术领域。

背景技术

当前，存在着多种关于阀门的结构。在一种最为普遍的阀门设计中，阀室通过两端的进出口与外部管道相连。阀板与阀体轴线垂直时，阀处于完全关闭状态；阀板与阀体轴线平行时，阀处于完全开启状态。阀板与阀轴固连，阀轴与阀座连接，在阀座上有一个与阀轴垂直固连的阀柄，可沿阀座周向进行0到90度之间旋转，即开启和关闭阀。在阀的完全开启和关闭位置，一般具有位置锁定功能，必须先将阀柄提拉一定距离才能转动脱离锁定。

上述阀门已广泛应用于小型日化设备产品中。过去，这种小型设备主要用于研发用途，而且均按手动操作设计的。随着生产效率的提高，迫切要求实现研发设备的自动化，提高研发效率，因此，也必须对这种阀门进行自动化改造，同时，某些情况下必须保留其手动操作的方式，以备特殊方式使用。

国内的一项实用新型专利“一种蝶阀驱动器”，申请日为2000年9月28日，申请专利号为00230953.X，采用微型低速不定向永磁同步电机为动力，在电机连轴件上安装一限角摆杆，将两个行程开关的断电触压弹片呈一定夹角，当电机转动时其限角摆杆转动一定角度后，拨动断电行程开关的触压弹片，电机停止转动，当电机反向转动时，其限角摆杆转动一定角度后，拨动另一行程开关的断电触压弹片，电机又停止转动，从而驱动蝶阀的开启、关闭。

另一个发明专利“马达操作的带有多功能密封件的蝶阀”，申请日为1995年3月25日，申请专利号为95197740.7，提供了一种蝶阀组件，它具有单一的密封件，在阀室的两个对开的半部件之间起到密封垫的作用，沿着阀的驱动轴密封阀，并在阀的关闭状态下于蝶阀件和阀室之间提供密封。为了能使马达可靠地定位阀，此发明提供了一种内部止动件，使得蝶阀件在全开或全闭位置时抵靠住此止动件。此发明还公开了一种优越的马达控制电路，它能限制马达电流大小，避免马达与止动件接触时马达堵转引起的过热。

但上述发明都不能解决阀门同时具有手动和自动两种操作方式的问题。

发明内容

在对现有设备进行自动化升级改造的过程中，某些阀门需要自动操作，但仍然需要保留手动操作，以备紧急情况下的用途。这时，单纯的手动阀门或者自动阀门都不能满足要求。为了解决这一问题，本发明对现有的手动阀进行了自动化改造：在保持原有阀门的基本结构和功能的基础上，增加了进行自动操作方式，使阀门同时具备自动和手动操作功能。

一般手动阀的手柄在阀的开和关两个极限位置都有一个定位锁定，若要转动手柄首先需要将其沿手柄轴线方向外拉一段距离才可以转动。为了实现手动阀的自动运行，就要通过一定的机构实现这个外拉——转动的动作。

本发明提供了一种用于手动阀的自动操作器组件，它安装在原有手动阀上，其特征在于：所述自动操作器组件包括安装在手动阀阀体上的支架，安装在所述支架上的由电机驱动的曲柄，安装在所述支架上的、分别处于手动阀手柄的两个极限位置附近的用来感知手动阀手柄位置信息的两个接近开关，以及安装在手动阀手柄反向延伸方向上的随手柄转动的挡片；所述曲柄末端设有连杆，连杆上安装有滚动轴承，所述滚动轴承的转动平面与手动阀手柄的转动平面重合；所述自动操作器组件还包括安装在手动阀手柄上的拨块，其安装位置保证曲柄转动时，所述滚动轴承先与所述拨块接触，使手动阀手柄脱离锁定位置后，其再与手动阀手柄本身接触，推动手动阀手柄旋转。

在本发明中，所述拨块是由两个半圆片组成的圆盘形拨块。

在本发明中，所述曲柄采用印刷电机及行星齿轮减速器驱动，以减小整个机构的体积和重量。

采用本发明所述的自动操作器组件，可以实现对流体(包括气体、液体)控制用的手动阀门的电动控制，使得手动阀能够安全可靠的自动开闭，操作简单，结构紧凑。同时，阀门还保留了原有的手动操作方式，两种方式互不干扰，可以同时使用。

本发明对手动阀的电气化升级改造提供了有效的途径。

附图说明

图1是本发明的一个典型例中所述的手动蝶阀的自动操作器组件的主视图；

图2是上述手动蝶阀的自动操作器组件的侧视图；

其中：1：蝶阀阀体，2：蝶阀手柄，3：拨块，4：金属挡片，5：电机连接板，6：动力装置，7：外壳，8：滚动轴承，9：连杆，10：曲柄，11：电机转轴，12：第一接近开关支座，13：支架，14：第二接近开关支座，15：垫板，16：第一接近开关，17：第二接近开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

图1显示了本发明的一个典型实施例，是对现有手动蝶阀的改造。如图1所示，所述自动操作器组件包括安装在蝶阀阀体1上的支架13，安装在支架13上的电机及其驱动的曲柄10，分别处于手动阀手柄2的两个极限位置附近的用来感知手动阀手柄位置信息的两个接近开关，以及安装在手动阀手柄反向延伸方向上的随手柄转动的金属挡片4；曲柄10末端设有连杆9，连杆9的方向与曲柄10运动平面垂直。连杆9上安装有滚动轴承8(优选深沟球轴承)，滚动轴承8的转动平面与手柄2的转动平面重合。

自动操作器组件还包括安装在手柄2上的拨块3。拨块3可以是由两个半圆片组成的圆盘形拨块。两个半圆片通过螺栓连接，并抱紧手柄2。

拨块3应该根据实际情况，在手柄上调整至正确位置。该位置应保证曲柄10转动时，在运行一周内，滚动轴承8先与拨块3接触，此时曲柄的运动将对手柄2起提拉作用，使手柄2脱离锁定位置后，滚动轴承8再与手柄2本身接触，推动手柄2旋转，从而实现对阀的操作。在此过程中，滚动轴承8与拨块3之间产生的是滚动摩擦，阻力较小，以防止连杆与手柄之间的滑动摩擦可能导致的卡死情况。

如图1和图2所示，曲柄10由印刷电机和行星齿轮减速器组成的动力装置6提供动力。所述动力装置6通过电机连接板5与支架13连接。电机连接板5的作用是接口过渡，当改变动力装置的尺寸时只需更换电机连接板5的接口尺寸而不需要改变支架13的尺寸。支架13通过垫板15用螺栓固定于蝶阀阀体上，垫板15起到连接加固的作用。

在本实施例中，曲柄10安装在电机转轴11上，由印刷电机经过行星齿轮减速器驱动。选用该驱动方案是为了尽量减小系统的体积和重量。电机及减速器可安装在一个外壳7中。

如图2所示，第一接近开关16和第二接近开关17分别通过第一接近开关支座12和第二接近开关支座14固定在支架13上。安装时，应根据金属挡片4在阀开启和闭合时的位置，调整第一接近开关16和第二接近开关17感应端与金属挡片4的距离，然后进行固定。当手柄运行到某个极限位置时，金属挡片4将贴近接近开关，从而使接近开关获得阀门位置信息。

手动蝶阀工作时，手柄将在开启和闭合的两个极限位置间90度范围的扇形区域内运动，到达极限位置时，蝶阀内置弹簧将手柄2锁定于蝶阀上的定位孔，需要将手柄提升一定距离(约5mm)，使得手柄末端脱离定位孔才能继续转动。

手动蝶阀开始自动工作时，动力装置启动，驱动曲柄转动。在转动一周范围内，曲柄将驱动滚动轴承与手柄上的拨块接触。滚动轴承与拨块接触后，其运动将通过拨块对手柄起提拉作用，同时滚动轴承与拨块发生相对滑动，并进一步接近手柄。滚动轴承完成将手柄提拉出锁定位置后将与手柄接触，接下来曲柄的运动将通过滚动轴承推动手柄转动。当手柄转动到另一个极限位置即目标位置时，手柄上固定的金属挡片将靠近接近开关，使其产生手柄到位信号。接收到此信号后，电机开始反向转动，从而使得曲柄离开手柄可能运动的区域，不干涉手柄的手动控制，同时手柄失去外界推动力后，将自动锁定在该位置。

上述典型实施例仅是对本发明的说明，而并不是限定，对于本领域的技术人员来说，适当的改进和变化(如现有球阀也可以安装上述自动操作器组件)，均没有脱离本发明的精神和权利要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种用于手动阀的自动操作器组件，该组件安装在手动阀上，其特征在于：所述自动操作器组件包括安装在手动阀阀体上的支架，安装在所述支架上的由电机驱动的曲柄，安装在所述支架上的、分别处于手动阀手柄的两个极限位置附近的用来感知手动阀手柄位置信息的两个接近开关，以及安装在手动阀手柄反向延伸方向上的随手柄转动的挡片；所述曲柄末端设有连杆，连杆上安装有滚动轴承，所述滚动轴承的转动平面与手动阀手柄的转动平面重合；所述自动操作器组件还包括安装在手动阀手柄上的拨块，拨块的安装位置保证曲柄转动时，所述滚动轴承先与所述拨块接触，使手动阀手柄脱离锁定位置后，滚动轴承再与手动阀手柄本身接触，推动手动阀手柄旋转。

2.根据权利要求1所述的用于手动阀的自动操作器组件，其特征在于：所述拨块是由两个半圆片组成的圆盘形拨块。

3.根据权利要求1所述的用于手动阀的自动操作器组件，其特征在于：所述曲柄采用印刷电机及行星齿轮减速器驱动，以减小整个机构的体积和重量。