CN101379331B - 用于致动阀门的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于致动阀门的设备，包括连接于阀门的可转动控制轴和固定于控制轴的变速轮。蜗杆与变速轮的轮齿互相啮合，使得当蜗杆转动时，变速轮和轴转动以在打开位置和关闭位置之间移动阀门。壳体限定用于容纳变速轮和啮合的蜗杆的外壳。轴承可滑动地容纳于凹部内使得便于将蜗杆定位于与轮齿啮合的位置。马达固定于凸缘且驱动地连接于蜗杆的第一末端以转动蜗杆，使得阀门可控制地在打开位置和关闭位置之间移动。

Description

用于致动阀门的设备
技术领域
本发明涉及一种用于致动阀门的设备。更具体地说，本发明涉及一种具有变速轮和配合蜗杆的用于致动阀门的设备。
背景技术
阀门致动器典型地包括用于将阀门转动90度的轴以在打开位置和关闭位置之间移动阀门。该轴固定于四分之一部分的齿轮，该齿轮由手轮转动的蜗杆驱动。
蜗杆通常由轴承支撑两端，将蜗杆与从动齿轮的装配通常是劳动密集型的工作。而且，特别是对于较大的阀门，为了阀门致动器的远程控制，优选地蜗杆由马达驱动。
本发明提供一种独特的阀门驱动器，其易于装配并且由直接连接于凸缘的马达驱动，其中凸缘是用于齿轮和蜗杆的壳体的盖的一体部件。
因此，本发明的主要特征是提供一种用于致动阀门的设备，该设备克服了与现有技术的装置有关的问题。
本发明的另一特征是提供一种用于致动阀门的设备，大大地简化了该设备的装配。
本发明的又一特征是提供一种用于致动阀门的设备，使该阀门致动器能够远程控制。
对本领域普通技术人员来说，通过研究本说明书中包含的本发明的优选实施方式的详细描述，本发明的其它特征和优点将很明显。
发明内容
本发明公开了一种致动阀门的设备。该设备包括具有第一端部和第二端部的可转动的控制轴，控制轴的第一端部连接于阀门，使得当该轴转动时，阀门在打开位置和关闭位置之间移动。变速轮具有第一侧和第二侧，该轮固定于控制轴的第二端部，使得当变速轮绕控制轴的旋转轴线转动时，控制轴转动以在打开位置和关闭位置之间移动阀门。变速轮限定多个绕该轮的外围的一部分设置的轮齿。蜗杆具有第一末端和第二末端，蜗杆的旋转轴线关于控制轴的旋转轴线成角度设置。蜗杆与变速轮的轮齿互相啮合，使得当蜗杆转动时，该轮和该轴转动以在打开位置和关闭位置之间移动阀门。壳体限定用于容纳变速轮和啮合的蜗杆的外壳。设置第一轴承以可转动地支撑蜗杆的第一末端，第一轴承可滑动地容纳于由壳体限定的第一凹部内。第二轴承可转动地支撑蜗杆的第二末端，第二轴承可滑动地容纳于由壳体限定的第二凹部内。轴承和凹部构成为使得当蜗杆的第一末端和第二末端分别延伸穿过第一轴承和第二轴承时，轴承分别可滑动地设置于第一凹部和第二凹部内，因此便于将蜗杆定位于与轮齿啮合的位置。盖固定于壳体，用于密封外壳并将变速轮和啮合的蜗杆保持在外壳内。该盖限定从蜗杆的旋转轴线径向延伸的凸缘，使得蜗杆的第一末端延伸穿过凸缘。马达固定于凸缘并且驱动地连接于蜗杆的第一末端以转动蜗杆，使得阀门可控制地在打开位置和关闭位置之间移动。
在本发明更具体的实施方式中，控制轴的第二端部延伸穿过壳体和变速轮，控制轴与变速轮同轴，控制轴的第二端部限定轴向槽。
另外，变速轮限定用于容纳控制轴的第二端部的长形通道，该长形通道具有轴向槽。
另外，变速轮包括键，该键与控制轴的轴向槽和长形通道的轴向槽配合，使得变速轮和轴的第二端部可拆卸地相互固定，因此变速轮绕控制轴的旋转轴线的转动使控制轴转动以在打开位置和关闭位置之间移动阀门。
而且，变速轮包括具有第一终端和第二终端的齿弧，该齿弧从控制轴的旋转轴线径向地延伸，该齿弧限定变速轮外围的上述部分，使得该部分绕变速轮外围延伸约90度。
此外，变速轮包括可调的限位器，其延伸穿过壳体，该限位器与该齿弧的第一终端作用以限制变速轮在壳体内的转动。
另外，该齿弧限定多个轮齿，这些轮齿与控制轴的旋转轴线基本同轴地延伸。
而且，蜗杆的旋转轴线基本上垂直于控制轴的旋转轴线设置，并且蜗杆在其第一末端和第二末端之间与变速轮互相啮合。
更具体地，蜗杆限定大致螺旋形的蜗轮，使得当蜗轮与轮的轮齿啮合时，蜗轮绕蜗杆旋转轴线的转动使变速轮绕控制轴的旋转轴线转动。优选地，壳体为单件铸件，壳体限定用于可转动地容纳变速轮的第一侧的空腔，所以允许变速轮在外壳内绕轴的旋转轴线转动。
第一轴承围绕蜗杆的第一末端，第一轴承限定可滑动地与第一凹部配合的外部形状以允许沿平行于控制轴的旋转轴线的第一方向装卸第一轴承到第一凹部内；
另外，第二轴承围绕蜗杆的第二末端，第二轴承限定可滑动地与第二凹部配合的外部构造以允许沿平行于控制轴的旋转轴线的第二方向装卸第二轴承到第二凹部内。
而且，盖还限定用于可转动地容纳变速轮的第二侧的另一空腔，使得当盖连同由轴承可转动地支撑蜗杆与壳体对齐时，轴承分别在凹部内滑动，使得变速轮的第二侧容纳于另一空腔内，因此空腔通过轴承支撑变速轮以使变速轮在外壳内转动。
而且，马达为电动马达。
对于本领域普通技术人员来说，通过研究后面包含的、结合示出本发明优选实施方式的附图的详细描述，本发明的很多修改和变型将很明显。但这种修改和变型落入所附权利要求限定的本发明实质和范围内。
附图说明
图1是根据本发明的用于致动阀门的设备的立体图；以及
图2是图1中所示变速轮的放大视图。
附图的不同视图中，相同的附图标记指代同一部件。
具体实施方式
图1是根据本发明的用于致动总体上表示为12的阀门的总体上表示为10的设备的立体图。如图1中所示，设备10包括分别具有第一端部16和第二端部18的可转动控制轴14。控制轴14的第一端部16连接于阀门12，使得当该轴如箭头20的指向转动时，阀12在关闭位置和如图1所示的打开位置之间移动。总体上表示为22的变速轮分别具有第一侧24和第二侧26，该轮22固定于控制轴14的第二端部18，使得当变速轮22绕控制轴14的旋转轴线28转动时，控制轴14如箭头20所示的方向转动以在打开位置和关闭位置之间移动阀门12。变速轮22限定多个轮齿30和31，它们绕该轮22的外围的部分32设置。
图2是图1中所示的变速轮22的放大视图。如图2中所示，总体上表示为34的蜗杆分别具有第一末端36和第二末端38。蜗杆34具有旋转轴线40，该旋转轴线如图1中所示关于控制轴14的旋转轴线28成角度地设置。蜗杆34与变速轮22的轮齿30、31互相啮合，使得当蜗杆34如箭头42的指向转动时，轮22和轴14沿箭头20的指向转动以在打开位置和关闭位置之间移动阀门12。总体上表示为44的壳体限定容纳变速轮22和啮合的蜗杆34的外壳46。设置第一轴承48以可转动地支撑蜗杆34的第一末端36，该第一轴承48可滑动地容纳于壳体44限定的第一凹部50内。第二轴承52可转动地支撑蜗杆34的第二末端38，该第二轴承52可滑动地容纳于由壳体44限定的第二凹部54内。轴承48和52以及凹部50和54分别构成为使得当蜗杆34的第一末端36和第二末端38延伸穿过第一轴承48和第二轴承52时，轴承48和52分别可滑动地置于第一凹部50和第二凹部54内，因此便于将蜗杆34定位在与轮齿30、31啮合的位置。盖56固定于壳体44以密封外壳46并将变速轮22和啮合的蜗杆34保持在外壳46内。盖56限定从蜗杆34的旋转轴线40径向延伸的凸缘58，使得蜗杆34的第一末端36延伸穿过凸缘58。
图1示出马达60，当该马达沿箭头62的指向朝凸缘58移动时，该马达固定于凸缘58并驱动地连接于蜗杆34的第一末端36以沿箭头42的指向转动蜗杆34，因此阀门12可控制地在打开位置和关闭位置之间移动。
在本发明更具体的实施方式中，控制轴14的第二端部18延伸穿过壳体44和变速轮22，控制轴14与变速轮22同轴，控制轴14的第二端部18限定轴向槽64。
而且，变速轮22限定容纳控制轴14的第二端部18的长形通道66，该长形通道66具有轴向槽68。
另外，变速箱22包括键70，其与控制轴14的轴向槽64以及长形通道66的轴向槽68配合，使得变速轮22和轴14的第二端部18可拆卸地相互固定，因此图1中示出的轮22绕控制轴14的旋转轴线28的转动使控制轴14沿箭头20的指向转动以在打开位置和关闭位置之间移动阀门12。
变速轮22还包括齿弧72，其分别具有第一终端74和第一终端76，齿弧72从控制轴14的旋转轴线28径向地延伸，齿弧72限定如图1中所示轮22外围的部分32，使得部分32绕轮22的外围延伸约90度。
而且，变速轮22包括可调限位器78，其延伸穿过壳体44，该限位器78与齿弧72的第一终端74作用以限制轮22在壳体44内的转动。
另外，齿弧72限定多个轮齿30、31，轮齿30、31相对于控制轴14的旋转轴线28基本同轴地延伸。
蜗杆34的旋转轴线40基本上垂直于控制轴14的旋转轴线28设置，并且蜗杆34在其第一末端36和第二末端38之间与轮22的轮齿30、31互相啮合。
更具体地说，蜗杆34限定基本上为螺旋构造的蜗轮80，使得当蜗轮80与轮22的轮齿30、31互相啮合时，如箭头42指示的蜗轮34绕蜗杆34的旋转轴线40的转动使变速轮22绕控制轴14的旋转轴线28转动。
优选地，壳体44为单件铸件，壳体44限定用于可转动地容纳变速轮22的第一侧24的空腔82，因此允许变速轮22在外壳46内绕轴14的旋转轴线28的转动。
第一轴承48围绕蜗杆34的第一末端36，第一轴承48限定可滑动地与第一凹部50配合的外部形状以允许沿如箭头84指示的平行于控制轴14的旋转轴线28的第一方向将第一轴承48装卸到第一凹部50内。
另外，第二轴承52围绕蜗杆34的第二末端38，第二轴承52限定可滑动地与第二凹部54配合的外部构造以允许沿如箭头86指示的同样平行于控制轴14的旋转轴线28的第二方向将第二轴承52装卸到第二凹部54内。
盖56还限定另一个用于可转动地容纳如图1中所示变速轮22的第二侧26的空腔88，因此当盖56连同由轴承48和52可转动地支撑的蜗杆34与壳体44对齐使得轴承48和52分别在凹部50和54内滑动时，变速轮22的第二侧26容纳于另一空腔88内，使得空腔82和88通过轴承支撑变速轮22以使其在外壳46内转动。
而且，马达60为电动马达。
操作根据本发明的设备时，通过将轴14的第二端部18固定于变速轮22的长形通道66内装配阀门致动器，并且装配有蜗杆34和轴承48和52的盖56沿如图2所示的箭头84和86的指向移动，使得轴承48和52分别滑进壳体44的凹部50和54内，所以蜗杆34恰当而且精确地设置成与变速轮22啮合。然后马达60固定于凸缘58以驱动蜗杆34的第一末端36。
在某些应用中，减速箱能够置于马达60和蜗杆34之间，使得施加于轴14的转矩增加。
本发明提供一种独特的易于装配的阀门致动器，其由马达驱动以允许阀门致动器的远程控制。

Claims (14)

1.一种用于致动阀门的设备，所述设备包括：
具有第一端部和第二端部的可转动控制轴，所述控制轴的所述第一端部连接于所述阀门，使得当所述轴转动时，所述阀门在打开位置和关闭位置之间移动；
具有第一侧和第二侧的变速轮，所述轮固定于所述控制轴的所述第二端部，使得当所述变速轮绕所述控制轴的旋转轴线转动时，所述控制轴转动以在所述打开位置和所述关闭位置之间移动所述阀门；
所述变速轮限定多个绕所述轮外围的一部分的轮齿；
具有第一末端和第二末端的蜗杆，所述蜗杆的旋转轴线关于所述控制轴的所述旋转轴线成角度地设置，所述蜗杆与所述变速轮的所述轮齿互相啮合，使得当所述蜗杆转动时，所述轮和所述轴转动以在所述打开位置和所述关闭位置之间移动所述阀门；
限定用于容纳所述变速轮和所述啮合的蜗杆的外壳的壳体；
用于可转动地支撑所述蜗杆的所述第一末端的第一轴承，所述第一轴承沿平行于所述控制轴的旋转轴线的第一方向可滑动地容纳于由所述壳体限定的第一凹部内；
用于可转动地支撑所述蜗杆的所述第二末端的第二轴承，所述第二轴承沿平行于所述控制轴的旋转轴线的第二方向可滑动地容纳于由所述壳体限定的第二凹部内，所述轴承和所述凹部构成为使得当所述蜗杆的所述第一末端和所述第二末端分别延伸穿过所述第一轴承和所述第二轴承时，所述轴承分别沿所述第一方向和所述第二方向可滑动地置于所述第一凹部和所述第二凹部，以便于将所述蜗杆定位为与所述轮齿啮合；
固定于所述壳体的盖，其用于密封所述外壳并将所述变速轮和啮合的蜗杆保持在所述外壳内，所述盖限定从所述蜗杆的旋转轴线径向延伸的凸缘，所述蜗杆的所述第一末端延伸穿过所述凸缘；以及
固定于所述凸缘并驱动地连接于所述蜗杆的所述第一末端的马达，其用于转动所述蜗杆，使得所述阀门在所述打开位置和所述关闭位置之间可控制地移动。
2.如权利要求1所述的用于致动阀门的设备，其中
所述控制轴的所述第二端部延伸穿过所述壳体和所述变速轮，所述控制轴与所述变速轮同轴，所述控制轴的所述第二端部限定轴向槽。
3.如权利要求2所述的用于致动阀门的设备，其中
所述变速轮限定用于容纳所述控制轴的所述第二端部的长形通道，所述长形通道具有轴向槽；
所述变速轮包括：
与所述控制轴的所述轴向槽和所述长形通道的所述轴向槽配合的键，使得所述变速轮和所述轴的所述第二端部可拆卸地相互固定，从而所述轮绕所述控制轴的旋转轴线的转动使所述控制轴转动以在所述打开位置和所述关闭位置之间移动所述阀门。
4.如权利要求1所述的用于致动阀门的设备，其中
所述变速轮包括：
具有第一终端和第二终端的齿弧，所述齿弧从所述控制轴的所述旋转轴线径向地延伸，所述齿弧限定所述轮的外围的所述部分，使得所述部分绕所述轮的外围延伸约90度。
5.如权利要求4所述的用于致动阀门的设备，其中
所述变速轮包括：
延伸穿过所述壳体的可调限位器，所述限位器与所述齿弧的所述第一终端作用以限制所述轮在所述壳体内的转动。
6.如权利要求4所述的用于致动阀门的设备，其中
所述齿弧限定所述多个轮齿，所述轮齿关于所述控制轴的所述旋转轴线基本上同轴地延伸。
7.如权利要求1所述的用于致动阀门的设备，其中
所述蜗杆的所述旋转轴线基本垂直于所述控制轴的所述旋转轴线设置。
8.如权利要求1所述的用于致动阀门的设备，其中
所述蜗杆在所述蜗杆的所述第一末端和第二末端之间与所述轮的所述轮齿互相啮合。
9.如权利要求1所述的用于致动阀门的设备，其中
所述蜗杆限定大致为螺旋构造的蜗轮，使得当所述蜗轮与所述轮的所述轮齿互相啮合时，所述蜗轮绕所述蜗杆的所述旋转轴线的转动使所述变速轮绕所述控制轴的所述旋转轴线转动。
10.如权利要求1所述的用于致动阀门的设备，其中
所述壳体为单件铸件，所述壳体限定用于可转动地容纳所述变速轮的所述第一侧的空腔，从而允许所述变速轮在所述外壳内绕所述轴的所述旋转轴线转动。
11.如权利要求1所述的用于致动阀门的设备，其中
所述第一轴承围绕所述蜗杆的所述第一末端，所述第一轴承限定可滑动地与所述第一凹部配合的外部形状以允许沿平行于所述控制轴的所述旋转轴线的所述第一方向将所述第一轴承装卸到所述第一凹部内；
所述第二轴承围绕所述蜗杆的所述第二末端，所述第二轴承限定可滑动地与所述第二凹部配合的外部构造以允许沿平行于所述控制轴的所述旋转轴线的所述第二方向将所述第二轴承装卸到所述第二凹部内。
12.如权利要求10所述的用于致动阀门的设备，其中
所述盖限定用于可转动地容纳所述变速轮的所述第二侧的另一空腔，从而当所述盖连同由所述轴承可转动支撑的所述蜗杆与所述壳体对齐时，所述轴承在所述相应的凹部内滑动，使得所述变速轮的所述第二侧容纳于所述另一空腔内，从而所述两空腔通过轴承支撑所述变速轮以使其在所述外壳内转动。
13.如权利要求1所述的用于致动阀门的设备，其中
所述马达为电动马达。
14.一种用于致动阀门的设备，所述设备包括：
具有第一端部和第二端部的可转动的控制轴，所述控制轴的所述第一端部连接于所述阀门，使得当所述轴转动时，阀门在打开位置和关闭位置之间移动；
具有第一侧和第二侧的变速轮，所述轮固定于所述控制轴的所述第二端部，使得当所述变速轮绕所述控制轴的旋转轴线转动时，所述控制轴转动以在所述打开位置和所述关闭位置之间移动所述阀门；
所述变速轮限定多个绕所述轮的外围的一部分设置的轮齿；
具有第一末端和第二末端的蜗杆，所述蜗杆的旋转轴线关于所述控制轴的所述旋转轴线成角度设置，所述蜗杆与所述变速轮的所述轮齿互相啮合，使得当所述蜗杆转动时，所述轮和所述轴转动以在所述打开位置和所述关闭位置之间移动所述阀门；
限定用于容纳所述变速轮和所述啮合的蜗杆的外壳的壳体；
用于可转动地支撑所述蜗杆的所述第一末端的第一轴承，所述第一轴承沿平行于所述控制轴的旋转轴线的第一方向可滑动地容纳于由所述壳体限定的第一凹部内；
用于可转动地支撑所述蜗杆的所述第二末端的第二轴承，所述第二轴承沿平行于所述控制轴的旋转轴线的第二方向可滑动地容纳于由所述壳体限定的第二凹部内，所述轴承和所述凹部构成为使得当所述蜗杆的所述第一末端和所述第二末端分别延伸穿过所述第一轴承和所述第二轴承时，所述轴承分别沿所述第一方向和所述第二方向可滑动地置于所述第一凹部和第二凹部内，以便于将所述蜗杆定位为与所述轮齿啮合；
固定于所述壳体的盖，其用于密封所述外壳并将所述变速轮和啮合的蜗杆保持于所述外壳内，所述盖限定从所述蜗杆的所述旋转轴线径向延伸的凸缘，所述蜗杆的所述第一末端延伸穿过所述凸缘；
固定于所述凸缘并驱动地连接于所述蜗杆的所述第一末端的马达，其用于转动所述蜗杆，使得所述阀门在所述打开位置和所述关闭位置之间可控制地移动；
所述控制轴的所述第二端部延伸穿过所述壳体和所述变速轮，所述控制轴与所述变速轮同轴，所述控制轴的第二端部限定轴向槽；
所述变速轮限定用于容纳所述控制轴的所述第二端部的长形通道，所述长形通道具有轴向槽；
所述变速轮包括：
与所述控制轴的所述轴向槽和所述长形通道的所述轴向槽配合的键，使得所述变速轮和所述轴的所述第二端部可拆卸地相互固定，从而所述轮绕所述控制轴的旋转轴线的转动使所述控制轴转动以在所述打开位置和所述关闭位置之间移动所述阀门；
所述变速轮还包括：
具有第一终端和第二终端的齿弧，所述齿弧从所述控制轴的旋转轴线径向延伸，所述齿弧限定所述轮的外围的所述部分，使得所述部分绕所述轮的外围延伸约90度；
延伸穿过所述壳体的可调限位器，所述限位器与所述齿弧的所述第一末端作用以限制所述壳体内所述轮的转动；
所述齿弧限定所述多个轮齿，所述轮齿关于所述控制轴的旋转轴线基本上同轴地延伸；
所述蜗杆的所述旋转轴线基本上垂直于所述控制轴的所述旋转轴线设置；
所述蜗杆在其所述第一末端和第二末端之间与所述轮的所述轮齿互相啮合；
所述蜗杆限定基本呈螺旋构造的蜗轮，使得当所述蜗轮与所述轮的所述轮齿啮合时，所述蜗轮绕所述蜗杆的旋转轴线的转动使所述变速轮绕所述控制轴的所述旋转轴线转动；
所述壳体为单件铸件，所述壳体限定用于可转动地容纳所述变速轮的所述第一侧的空腔，从而允许所述变速轮在所述外壳内绕所述轴的所述旋转轴线的转动；
所述第一轴承围绕所述蜗杆的所述第一末端，所述第一轴承限定可滑动地与所述第一凹部配合的外部形状以允许沿平行于所述控制轴的所述旋转轴线的第一方向将所述第一轴承装卸到所述第一凹部内；
所述第二轴承围绕所述蜗杆的所述第二末端，所述第二轴承限定可滑动地与所述第二凹部配合的外部构造以允许沿平行于所述控制轴的所述旋转轴线的第二方向将所述第二轴承装卸到所述第二凹部内；
所述盖限定用于可转动地容纳所述变速轮的所述第二侧的另一空腔，从而当所述盖连同由所述轴承支撑的所述蜗杆与所述壳体对齐时，使得所述轴承分别在所述凹部内滑动，所述变速轮的所述第二侧容纳于所述另一空腔内，从而所述两空腔通过轴承支撑所述变速轮以使变速轮在所述外壳内转动；以及
所述马达为电动马达。
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